本发明涉及一种自动机器人焊接工作站的焊接夹具，尤其涉及一种大型可调式框架结构焊接夹具。
背景技术：
焊接在工业生产中具有极广泛的应用，有工业制造的“裁缝”之称，广泛应用于汽车、船舶制造、航空航天、石油化工、机械制造、能源动力等行业中。以往焊接产品中往往存在毛刺、夹渣等外观缺陷以及焊接疏松、气孔、裂纹等制造缺陷，解决这些制造问题，其根本方法是防止焊接工人在生产过程中的操作不当。由于劳动力短缺、人工操作的不稳定以及焊接机器人等自动化设备成本下降等原因，制造业企业已经把自动化焊接工作站和自动化生产线作为提高企业效益和竞争力的经济之选。现有技术一般采用人工焊接此部件，其效率低，安全隐患大，劳动强度大。
而现在使用的夹具焊接工作站多多少少都存在一些不足，如申请号201510783553.3的中国专利文献公开了一种焊接机器人工作站的液压夹具，该方案虽然实现了结构简单，安全可靠，还能实现工件的翻转，使用便捷。但其适应工件能力有限，不能满足多种不同大小工件的装夹，具有局限性。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种大型可调式框架结构焊接夹具。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的大型可调式框架结构焊接夹具，包括夹具底座1、快换结构2、固定单元3、压紧单元4、定位单元5、工件6及变位机7；
所述工件6包括上横梁6-1、下横梁6-2、左纵梁6-3及右纵梁6-4，由所述固定单元3、定位单元4与压紧单元5共同作用将其固定在夹具体上，其中左纵梁6-3及右纵梁6-4在竖直方向上的自由度依靠上横梁6-1、下横梁6-2压紧实现，上横梁6-1、下横梁6-2左右方向的自由度依靠定位单元5压紧实现；
所述固定单元3由上固定装置3-1、下固定装置3-2、左固定装置3-3、右固定装置3-4组成。其中，上固定装置3-1、下固定装置3-2均由固定横梁3-1-1、可调式弹簧柱塞夹紧装置3-1-2、压紧螺钉3-1-3及滑头3-1-4组成，滑头3-1-4安装于导轨槽1-5中。左固定装置3-3、右固定装置3-4均由固定纵梁3-3-1、滑槽3-3-2、可调式弹簧柱塞夹紧装置3-1-2及压紧螺钉3-1-3组成，滑槽3-3-2安装于导轨1-2上。上固定装置3-1、下固定装置3-2分别用于工件6中的上横梁6-1、下横梁6-2的固定，使得上横梁6-1、下横梁6-2随上固定装置3-1、下固定装置3-2一起滑动。左固定装置3-3、右固定装置3-4分别用于工件6中左纵梁6-3及右纵梁6-4的固定，使得左纵梁6-3及右纵梁6-4随着左固定装置3-3、右固定装置3-4一起滑动。上横梁6-1、下横梁6-2、左纵梁6-3及右纵梁6-4在上固定装置3-1、下固定装置3-2、左固定装置3-3、右固定装置3-4上的具体固定方式为通过可调式弹簧柱塞夹紧装置3-1-2将其固定。可调式弹簧柱塞夹紧装置3-1-2可以适应不同形状及不同尺寸的上横梁6-1、下横梁6-2、左纵梁6-3及右纵梁6-4的固定；
所述夹具底座1由方形框架1-1、导轨1-2、连接梁1-3、导轨支撑梁1-4组成，其中方形框架1-1一侧开设导轨槽1-5，导轨1-2通过焊接方式焊接在导轨支撑梁1-4上，连接梁1-3焊接在方形框架1-1上。其中，导轨1-2用来承载左固定单元3-3、右固定单元3-4、左定位装置5-1及右定位装置5-2在其上滑动，导轨1-2材料选用铸铁或刚材来提高耐磨性。导轨槽1-5下侧凸起部分1-5-1用于固定横梁3-1-1的定位，具体定位方法为通过压紧螺钉3-1-3顶在下侧凸起部分1-5-1上来实现，导轨槽1-5中设有挡块1-5-2来防止压紧螺钉3-1-3松动导致上固定装置3-1脱落；
所述快换结构2主要包括夹具快换接头2-1、变位机快换接头2-2及连接螺栓2-3组成，可以实现不同夹具体与变位机7的快速连接，大大减少在更换夹具时带来的不便。所述夹具快换接头2-1焊接在夹具底座1方形框架1-1外侧，两端各分布一个，变位机快换接头2-2为变位机本身自带，通过连接螺栓2-3将两个快换接头连接，使得更换夹具体更为方便，可以避免更换夹具体时更改工作站上其他装置；
所述压紧单元4包括上右压紧装置4-1、上左压紧装置4-2、左上压紧装置4-3及左下压紧装置4-4组成，其中四个压紧装置均由气缸4-1-1及压块4-1-2组成，其中气缸4-1-1及压块4-1-2可为适应不同尺寸工件而更换。上右压紧装置4-1、上左压紧装置4-2通过螺栓连接，将其固定在连接梁1-3上，两压紧装置之间的距离可根据实际情况在连接梁1-3上打孔安装。左上压紧装置4-3及左下压紧装置4-4通过螺栓连接固定在左侧方形框架1-1上；
所述定位单元5由左定位装置5-1及右定位装置5-2组成，两个定位装置结构相同，均由小定位块5-1-1、定位梁5-1-2、大定位块5-1-3、滑槽3-1-2及压紧螺钉3-1-3组成，其中，滑槽3-1-2安装在导轨1-2上，使得左定位装置5-1及右定位装置5-2随着滑槽3-1-2在导轨1-2上滑动而滑动，通过旋转压紧螺钉3-1-3将左定位装置5-1及右定位装置5-2定位在导轨1-2上。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的大型可调式框架结构焊接夹具，能够满足多种不同工件的装夹，装夹快速便捷，适应工件能力强、成本适宜、实际应用价值高。解决了人工焊接操作不当带来的误差以及现有夹具不能很好适应工件尺寸大小等问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的大型可调式框架结构焊接夹具的结构示意图(俯视图)；
图2、图3分别为本发明的夹具底座1结构示意图(轴测图)、导轨槽1-5局部放大图(轴测图)；
图4为本发明的快换结构2结构示意图(轴测图)
图5、图6、图7分别为本发明的固定单元3结构示意图(俯视图)、上固定装置3-1结构示意图(轴测图)、左固定装置3-3结构示意图(轴测图)；
图8、图9分别为本发明的压紧单元4结构示意图(俯视图)、上左压紧装置4-1结构示意图(轴测图)；
图10、图11分别为本发明的定位单元5结构示意图(俯视图)、左定位单元5-1结构示意图(轴测图)；
图12为本发明的工件6结构示意图(轴测图)；
图13为本发明的实施例的整体结构示意图(轴测图)。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的大型可调式框架结构焊接夹具，其较佳的具体实施方式如图1至图13所示：
包括夹具底座1、快换结构2、固定单元3、压紧单元4、定位单元5、工件6及变位机7；
所述工件6包括上横梁6-1、下横梁6-2、左纵梁6-3及右纵梁6-4，由所述固定单元3、定位单元4与压紧单元5共同作用将其固定在夹具体上，其中左纵梁6-3及右纵梁6-4在竖直方向上的自由度依靠上横梁6-1、下横梁6-2压紧实现，上横梁6-1、下横梁6-2在水平方向上的自由度依靠定位单元压5紧实现；
所述固定单元3包括上固定装置3-1、下固定装置3-2、左固定装置3-3、右固定装置3-4，所述上固定装置3-1、下固定装置3-2均由固定横梁3-1-1、可调式弹簧柱塞夹紧装置3-1-2、压紧螺钉3-1-3及滑头3-1-4组成，滑头3-1-4安装于导轨槽1-5中。左固定装置3-3、右固定装置3-4均由固定纵梁3-3-1、滑槽3-3-2、可调式弹簧柱塞夹紧装置3-1-2及压紧螺钉3-1-3组成，滑槽3-3-2安装于导轨1-2上，上固定装置3-1、下固定装置3-2分别用于工件6中的上横梁6-1、下横梁6-2的固定，使得上横梁6-1、下横梁6-2随上固定装置3-1、下固定装置3-2一起滑动。左固定装置3-3、右固定装置3-4分别用于工件6中左纵梁6-3及右纵梁6-4的固定，使得左纵梁6-3及右纵梁6-4随着左固定装置3-3、右固定装置3-4一起滑动。上横梁6-1、下横梁6-2、左纵梁6-3及右纵梁6-4在上固定装置3-1、下固定装置3-2、左固定装置3-3、右固定装置3-4上的具体固定方式为通过可调式弹簧柱塞夹紧装置3-1-2将其固定。可调式弹簧柱塞夹紧装置3-1-2可以适应不同形状及不同尺寸的上横梁6-1、下横梁6-2、左纵梁6-3及右纵梁6-4的固定；
所述夹具底座1包括方形框架1-1、导轨1-2、连接梁1-3、导轨支撑梁1-4，其中方形框架1-1一侧开设导轨槽1-5，导轨1-2通过焊接方式焊接在导轨支撑梁1-4上，连接梁1-3焊接在方形框架1-1上。其中，导轨1-2用来承载左固定单元3-3、右固定单元3-4、左定位装置5-1及右定位装置5-2在其上滑动，导轨1-2材料选用铸铁或刚材来提高耐磨性。导轨槽1-5下侧凸起部分1-5-1用于固定横梁3-1-1的定位，具体定位方法为通过压紧螺钉3-1-3顶在下侧凸起部分1-5-1上来实现，导轨槽1-5中设有挡块1-5-2来防止压紧螺钉3-1-3松动导致上固定装置3-1脱落；
所述快换结构2包括夹具快换接头2-1、变位机快换接头2-2和连接螺栓2-3，，所述夹具快换接头2-1与翻转变位机7上的变位机快换接头2-2通过连接螺栓2-3紧固；
所述压紧单元4包括上右压紧装置4-1、上左压紧装置4-2、左上压紧装置4-3及左下压紧装置4-4，其中四个压紧装置均由气缸4-1-1及压块4-1-2组成；
所述定位单元5包括左定位装置5-1及右定位装置5-2组成，两个定位装置结构相同，均由小定位块5-1-1、定位梁5-1-2、大定位块5-1-3、滑槽3-1-2及压紧螺钉3-1-3组成，滑槽3-1-2安装在导轨1-2上，使得左定位装置5-1和右定位装置5-2随着滑槽3-1-2在导轨1-2上滑动而滑动。
所述下固定装置3-2、左固定装置3-3和3-4右固定装置3-4通过压紧螺钉3-1-3固定，所述上固定装置3-1通过上右压紧装置4-1和上左压紧装置4-2共同推动使得上横梁6-1与左纵梁6-3和右纵梁6-4接触实现压紧。
所述右定位装置5-2通过压紧螺钉3-1-3固定，左定位装置5-1通过左上压紧装置4-3和左下压紧装置4-4共同推动使得小定位块5-1-1和大定位块5-1-3分别与上横梁6-1和下横梁6-2接触来实现压紧。
本发明使用可调式导轨方式对夹具体进行创新设计，能够满足多种不同工件的装夹，装夹快速便捷，适应工件能力强、成本适宜、实际应用价值高。解决了人工焊接操作不当带来的误差以及现有夹具不能很好适应工件尺寸大小等问题。
与现有技术相比，本发明的优点在于：该新型床具焊接夹具回转机构采用夹具代替人工固定床架的方式，解决了人工操作的不稳定、效率低，安全隐患大，劳动强度大等问题。本大型框架结构焊接夹具采用气动压紧的形式，保证了工件的精确定位，减小了工件各结构焊接过程中的误差，采用滑动导轨式构架解决适应不同大小工件这一难题，提高了生产效率。
具体实施例：
如图1至图13所示，包括夹具底座1、快换结构2、固定单元3、压紧单元4、定位单元5、工件6及翻转变位机7组成，所述夹具底座1(图2)由方形框架1-1、导轨1-2、连接梁1-3、导轨支撑梁1-4组成，所述快换结构2(图4)由夹具快换接头2-1、翻转翻转变位机快换接头2-2及连接螺栓2-3组成，所述固定单元3(图5)由上固定装置3-1、下固定装置3-2、左固定装置3-3、右固定装置3-4组成，所述压紧单元4(图8)包括上右压紧装置4-1、上左压紧装置4-2、左上压紧装置4-3及左下压紧装置4-4组成，所述定位单元5(图10)由左定位装置5-1及右定位装置5-2组成，所述工件6(图12)包括上横梁6-1、下横梁6-2、左纵梁6-3及右纵梁6-4组成。
图2、图3分别为夹具底座1结构示意图、导轨槽1-5局部放大图，主要包括方形框架1-1、导轨1-2、连接梁1-3、导轨支撑梁1-4、导轨槽1-5、伸长结构1-5-1、挡块1-5-2。两个方形框架1-1一侧开有导轨槽1-5，将导轨支撑梁1-4焊接在两个方形框架1-1上，两个方形框架1-1由连接梁1-3焊接相连，导轨1-2焊接在导轨支撑梁1-4上。导轨槽1-5中包括下侧凸起部分1-5-1及挡块1-5-2。整个夹具底座1采用框架形式为工件焊接焊缝留有足够焊接空间及减重效果。
图4为快换结构2结构示意图，其中包括夹具快换接头2-1、翻转翻转变位机快换接头2-2及连接螺栓2-3，将夹具快换接头2-1焊接在夹具底座1中方形框架1-1外侧，翻转翻转变位机快换接头2-2为翻转变位机本身自带装置。
图5、图6、图7分别为固定单元3结构示意图、上固定装置3-1结构示意图、左固定装置3-3结构示意图，主要包括上固定装置3-1、下固定装置3-2、左固定装置3-3、右固定装置3-4、固定横梁3-1-1、可调式弹簧柱塞夹紧装置3-1-2、压紧螺钉3-1-3、滑头3-1-4、固定纵梁3-3-1、滑槽3-3-2。通过螺栓连接将每个固定装置的固定横梁3-1-1上安装两个可调式弹簧柱塞夹紧装置3-1-2，两个可调式弹簧柱塞夹紧装置3-1-2之间距离根据实际情况而定，在固定横梁3-1-1两端靠近滑头3-1-4处分别安装两个压紧螺钉3-1-3，将上固定装置3-1、下固定装置3-2中固定横梁3-1-1上滑头3-1-4装配到对应的导轨槽1-5中，上下各一个。将左固定装置3-3、右固定装置3-4中的滑槽3-3-2套在导轨上，可在导轨上滑动。需要强调的是上述提到的压紧螺钉3-1-3全部相同，且夹具未使用状态下，为避免固定单元3脱落，通过拧紧压紧螺钉将其固定。若所需焊接工件7中左纵梁6-3及右纵梁6-4数目较多时，可在导轨1-2上增加左固定装置3-3、右固定装置3-4个数。
图8、图9分别为压紧单元4结构示意图、上左压紧装置4-1结构示意图，上右压紧装置4-1、上左压紧装置4-2、左上压紧装置4-3及左下压紧装置4-4、四个压紧装置均由气缸4-1-1及压块4-1-2组成，特别的压块4-1-2可根据实际情况更换。上右压紧装置4-1、上左压紧装置4-2通过螺栓连接将其固定在连接梁1-3上，两压紧装置之间安装距离根据实际情况而定。左上压紧装置4-3及左下压紧装置4-4通过螺栓连接固定在夹具底座1中方形框架1-1外侧边缘上。
图10、图11分别为定位单元5结构示意图、左定位单元5-1结构示意图，包括左定位装置5-1、右定位装置5-2，两个定位装置结构相同，均由小定位块5-1-1、定位梁5-1-2、大定位块5-1-3、滑槽3-1-2及压紧螺钉3-1-3组成。小定位块5-1-1、大定位块5-1-3焊接在定位梁5-1-2上，滑槽3-1-2焊接在定位梁5-1-2上另一侧。并在定位梁5-1-2上两个滑槽3-1-2正中心位置上各安装两个压紧螺钉3-1-3。将滑槽3-1-2套在导轨1-2上，使得左定位装置5-1和右定位装置5-2随着滑槽3-1-2在导轨1-2上滑动而滑动。为工作状态下拧紧压紧螺钉3-1-3使左定位装置5-1和右定位装置5-2固定在导轨1-2上以防止脱落。
图12为工件6结构示意图，包括上横梁6-1、下横梁6-2、左纵梁6-3及右纵梁6-4。工件6中各梁不仅限于方形，此夹具体可以满足多种形状梁结构框架的焊接。
工作原理：
使用可调式框架结构焊接夹具之前，需进行简单的了解，由于该焊接夹具需要配合翻转翻转变位机使用，首先确保翻转变位机处于未开启状态，检查无问题后先将上横梁6-1、下横梁6-2、左纵梁6-3、右纵梁6-4分别安装在上固定装置3-1、下固定装置3-2、左固定装置3-3、右固定装置3-4上，固定方法为调整各固定装置上的可调式弹簧柱塞夹紧装置3-1-2来将各梁夹紧固定于固定装置上。调整左固定装置3-3、右固定装置3-4上的压紧螺钉3-1-3将其固定在合适位置，调整下固定装置3-2上的压紧螺钉3-1-1并移动下固定装置3-2使得下横梁6-2与左纵梁6-3、右纵梁6-4接触，起到对左纵梁6-3、右纵梁6-4的定位作用。上右压紧装置4-1及上左压紧装置4-2中气缸4-1-1带着压块4-1-2工作，共同推动上固定装置3-1运动使得上横梁6-1与左纵梁6-3、右纵梁6-4接触，实现左纵梁6-3、右纵梁6-4的压紧。松卸右定位装置5-2上的压紧螺钉3-1-3并移动右定位装置5-2使得小定位块5-1-1、大定位块5-1-3分别与上横梁6-1、下横梁6-2接触并拧紧压紧螺钉3-1-3实现定位。左上压紧装置4-3、左下压紧装置4-4中气缸4-1-1带着压块4-1-2工作，共同推动左定位装置5-1运动，使得左定位装置5-1中小定位块5-1-1、大定位块5-1-3分别与上横梁6-1、下横梁6-2接触实现压紧。至此整个装夹过程结束，检查无松动后可开始工作。焊接完成后，打开各固定装置上的可调式弹簧柱塞夹紧装置3-1-2，利用起吊机以及叉车等载具完成工件的拆卸并搬运到指定位置，完成整个装夹、焊接、拆卸过程。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。