基于横梁总成的焊接夹具的制作方法

本发明属于横梁加工技术领域，尤其涉及一种基于横梁总成的焊接夹具。

背景技术：

随着社会的发展，各种车辆也越来越多，所以车内配件也在不断改进当中。目前，在车桥中横向结构件是横梁，所以横梁结构的加工生产非常重要。其中前横梁包括横梁本体、吸能盒、底板、拖车套筒和安装支架，吸能盒与底板、横梁本体与拖车套筒、横梁本体与吸能盒、底板与安装支架之间均需要焊接。焊接完成后，需要对前横梁进行检查、补焊以及打码。吸能盒与底板焊接完成之后，需要对横梁本体与两组吸能盒进行焊接。在这个过程中需要对横梁本体、底板进行定位和夹持。在焊接的过程中需要将横梁本体与吸能盒进行翻转，以达到全方位焊接的效果，但是现有技术中的夹具很难保证横梁本体和吸能盒在翻转的过程中不会发生错位或晃动的情况。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于横梁总成的焊接夹具，以解决现有技术中横梁本体和吸能盒在翻转的过程中会发生错位或晃动的情况的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：基于横梁总成的焊接夹具，包括基板、驱动机构、固定在基板上的底板定位夹持机构和横梁本体定位夹持机构；驱动机构用于带动基板翻转；底板定位夹持机构和横梁本体定位夹持机构均设有两组且分别位于基板的两侧，每组底板定位夹持机构包括底板定位单元和两组底板夹持单元，每组横梁本体定位夹持单元包括横梁本体定位单元和横梁本体夹持单元；底板定位单元包括能穿过底板上通孔的第一定位销，底板定位单元位于底板的下方；两组底板夹持单元分别位于底板的两侧，底板夹持单元包括用于支撑底板和吸能盒以及夹持底板；横梁本体定位单元用于定位横梁本体的一侧以及支撑横梁本体，横梁本体夹持单元用于定位横梁的另一侧以及夹持横梁本体。

本技术方案的工作原理在于：将底板放在两个底板夹持单元上，启动底板定位单元，底板定位单元对底板进行定位。启动底板夹持单元，底板夹持单元对底板进行夹持固定。将横梁本体放在吸能盒上，同时横梁本体的一侧靠在横梁本体定位单元上进行定位，横梁本体定位单元还对横梁本体进行支撑。启动横梁本体夹持单元，横梁本体夹持单元对横梁本体进行夹持。这样底板和横梁本体均被固定和定位，可以对横梁本体和吸能盒进行焊接。需要对其他位置进行焊接时，打开驱动机构，驱动机构带动基板转动、底板定位夹持机构和横梁本体定位夹持机构转动，转动到合适的位置时，关闭驱动机构，对相应位置进行焊接即可。

本技术方案的有益效果在于：本方案分别对底板和横梁本体进行定位和夹持，使二者的相对位置更加准确，并且使二者也被固定得更加牢固。不会出现现有技术中横梁本体和吸能盒在翻转的过程中会发生错位或晃动的情况。

进一步，所述底板夹持单元包括第一安装座和固定在第一安装座上的第一摆动气缸，第一安装座将第一摆动气缸固定在基板上，第一摆动气缸的输出轴上固定有摆杆，摆杆上连接有第一压紧板，第一摆动气缸上固定有用于支撑底板的第一支撑柱，第一支撑柱位于第一压紧板的下方。

启动底板定位夹持机构，使第一定位销高于第一支撑柱，将底板放在第一支撑柱上，在放置的过程中，使第一定位销穿过底板上的通孔，这样底板和吸能盒就被定位了，底板和吸能盒不能在水平方向上转动或者移动。启动第一摆动气缸，第一摆动气缸的输出轴带动摆杆和第一压紧板运动，直至第一压紧板压在底板上。这样底板和吸能盒就被固定了，不会发生移动。

进一步，所述底板定位单元还包括第二安装座和固定在第二安装座上的第一伸缩气缸，第二安装座将第一伸缩气缸固定在基板上，第一伸缩气缸的伸缩杆上固定有第一滑座，第一滑座上固定有销座，所述第一定位销固定在销座上。

启动第一伸缩气缸，第一伸缩气缸的伸缩杆带动第一滑座、销座和第一定位销移动，使第一定位销位高于第一支撑柱。焊接完成后，启动第一伸缩气缸，第一伸缩气缸的伸缩杆带动第一滑座、销座和第一定位销反向移动，直至第一定位销与底板脱离，这样方便底板的取出。

进一步，所述横梁本体定位单元位于横梁本体的下方，横梁本体定位单元包括第三安装座和固定在第三安装座上的第二伸缩气缸，第三安装座将第二伸缩气缸固定在基板上，第二伸缩气缸的伸缩杆上固定推动板，推动板上固定有用于抵住吸能盒一侧的顶杆和用于支撑横梁本体的第二支撑柱；第二支撑柱与第二伸缩气缸的伸缩方向垂直，顶杆与第二伸缩气缸的伸缩方向平行，第三安装座上固定有用于定位横梁本体一侧的第一挡块。

由于第三安装座固定在基板上，所以第一挡块的位置是不会发生移动的，因此第一挡块可以作为一个基准点来定位横梁本体。将横梁本体放在吸能盒上并使横梁本体的一侧靠在第一挡块上。启动第二伸缩气缸，第二伸缩气缸的伸缩杆带动推板和第二支撑柱移动，由于第二支撑柱的高度一定，且横梁本体为拱形，当第二支撑柱的顶部与横梁本体接触时，顶杆刚好与吸能盒的一侧相抵。本方案能够对吸能盒进行制成支撑和定位，防止横梁本体的重量全部压在吸能盒上造成吸能盒的变形。顶杆也能够对吸能盒进行一定程度的支撑。

进一步，所述横梁本体夹持单元包括固定在基板上的第一滑轨和滑动连接在第一滑轨上的第四安装座，基板上固定有第三伸缩气缸，第三伸缩气缸的伸缩杆与第四安装座连接，第四安装座上固定有用于定位横梁本体另一侧的第二挡块，第四安装座上固定有第五安装座，第五安装座上固定有第四伸缩气缸，第四伸缩气缸的伸缩杆上连接有第一连板，第一连板上固定有第二压紧板和能够穿过横梁本体上的通孔的第二定位销；第五安装座上还固定有第一连杆，第一连杆上转动连接有手柄，手柄上转动连接有第二连杆，第二连杆上转动连接有用于按压第一连板的压块。

启动第三伸缩气缸，第三伸缩气缸的伸缩杆带动第四安装座朝靠近横梁本体的方向移动，直至第四安装座上的第二挡块与横梁本体的一侧接触并压紧，横梁本体的两侧就被第一挡块和第二挡块夹持定位。启动第四伸缩气缸，第四伸缩气缸的伸缩杆带动第一连板、第二压紧板和第二定位销向下移动，直至第二压紧板压在横梁本体的上表面。在这个过程中，第二定位销会穿过横梁本体上的通孔，这样横梁本体的整体位置就被定位了。转动手柄，手柄带动第二连杆转动，从而使压块压在第一连板上。若手柄转至水平时，压块能够压在第一连板上，说明此时第二压紧板将横梁本体压紧；若手柄未转至水平时，压块已经与第一连板接触，说明此时第二压紧板还未将横梁本体压紧，需要启动第四伸缩气缸，调整第二压紧板的位置。同时，压块将第一连板压住，还能够增加第二压紧板的压紧程度，防止第二压紧板发生松动。

进一步，第五安装座上设有竖向的第二滑轨，第二滑轨内竖向滑动连接有第二滑座，第一连板固定在第二滑座上。第二滑座为第一连板提供了支撑，放置第一连板的作用力全部直接作用于第四伸缩气缸的伸缩杆上。第二滑轨为第二滑座的滑动提供了导向。

进一步，所述第一支撑柱上固定有检知开关，检知开关上套有保护套。检知开关用于检测第一安装座上的零件是否有漏装的情况，若零件出现漏装，则极可能出现质量事故。

进一步，所述第一安装座上设有竖向的第三滑轨，第一滑座滑动连接在第三滑轨内。第三滑轨为第一滑座的滑动提供了导向。

进一步，所述第五安装座上设有限制第二滑座移动的限位块。限位块能够限制第二滑座在这个方向上的极限距离，防止第四伸缩气缸的伸缩杆带动第二压紧板过度移动，造成对横梁本体的压损。

进一步，还包括横梁本体转移单元，所述横梁本体夹持单元位于横梁本体的下方且位于两组底板定位夹持机构之间，横梁本体转移单元包括气泵、竖直的第一伸缩杆、水平的第二伸缩杆和用于支撑横梁本体的支撑块，气泵固定在基板上，第一伸缩杆和第二伸缩杆均为中空的，第一伸缩杆的一端与气泵的出气口连通，另一端与第二伸缩杆连通且连通处设有压力阀，支撑块固定在第二伸缩杆上；气泵的进气端连通有管道，管道的端口靠近横梁本体与吸能盒焊接的位置；第一伸缩杆和第二伸缩杆上均开有出气孔，出气孔单位时间内的出气量小于气泵单位时间内的出气量，第二伸缩杆的延伸方向朝向操作者的方向；第一伸缩杆和第二伸缩杆的最短收缩位置刚好对应横梁本体。

支撑块对横梁本体的中部进行支撑，当焊接完成后，驱动第一摆动气缸，使摆杆和第一压紧板反向摆动，第一压紧板不再压紧底板。反向转动手柄，使压块远离第一连板；驱动第四伸缩气缸，使第一连板、第二压紧板和第二定位销反向移动；驱动第三伸缩气缸，使第二挡块反向移动；驱动第二伸缩气缸，使顶杆和第二支撑柱反向移动。启动气泵，气泵的出气端向第一伸缩杆内泵气，第一伸缩杆伸长，当第一伸缩杆不能再伸长时，第一伸缩杆内的压强增大，压力阀打开，第一伸缩杆内的气体会进入到第二伸缩杆内，第二伸缩杆也会伸长。第一伸缩杆伸长会带动第二伸缩杆、支撑块和横梁本体向上移动，第二伸缩杆伸长会带动支撑块和横梁本体朝操作者的方向移动。这样便于操作者拿去取，同时气泵的吸气端吸气，会加快横梁本体与吸能盒焊接处的空气流动，加快冷却的效率。取走横梁本体的同时，关闭气泵，出气孔出气，第一伸缩杆和第二伸缩杆收缩至初始状态。

附图说明

图1为本发明基于横梁总成的焊接夹具的总体结构示意图；

图2为图1中底板夹持单元的结构示意图；

图3为图1中底板定位单元的结构示意图；

图4、图5和图6为图1中横梁本体夹持单元的结构示意图；

图7为图1中横梁本体定位单元的结构示意图；

图8为图1中横梁本体转移单元的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：旋转链接座1、基板2、底板定位夹持机构3、横梁本体定位夹持机构4、第一摆动气缸5、摆杆6、第一压紧板7、第一支撑柱8、保护套9、检知开关10、第一防尘板11、第一伸缩气缸12、第二安装座13、第一滑座14、销座15、第一定位销16、第三滑轨17、第三伸缩气缸18、第四安装座19、第二挡块20、第二滑轨21、第二压紧板22、手柄23、压块24、第一连板25、第二连杆26、第一连杆27、限位块28、第四伸缩气缸29、第五安装座30、第三安装座31、第一挡块32、顶杆33、第二支撑柱34、第二伸缩气缸35、第二防尘板36、第一滑轨37、第二定位销38、第二滑座39、第一伸缩杆40、第二伸缩杆41、支撑块42。

实施例基本如附图1-8所示：基于横梁总成的焊接夹具，包括基板2、驱动机构、固定在基板2上的底板定位夹持机构3和横梁本体定位夹持机构4，基板2的左右两侧固定有旋转链接座1，驱动机构与旋转链接座1固定并能够带动基板2转动，本实施例中，驱动机构采用气缸。底板定位夹持机构3设有两组且分别位于基板2的左右两侧。每组底板定位夹持机构3包括底板定位单元和位于底板两侧的两组底板夹持单元，底板定位单元位于底板的下方，如图3所示，底板定位单元包括第二安装座13和固定在第二安装座13上的第一伸缩气缸12，第二安装座13将第一伸缩气缸12固定在基板2上，第一伸缩气缸12的伸缩杆上固定有第一滑座14，第一滑座14上固定有销座15，销座15上固定有能穿过底板上通孔的第一定位销16。第二安装座13上设有竖向的第三滑轨17，第一滑座14滑动连接在第三滑轨17内。

如图2所示，每组底板夹持单元包括第一安装座和固定在第一安装座上的第一摆动气缸5，第一安装座将第一摆动气缸5固定在基板2上，第一摆动气缸5的输出轴上固定有摆杆6，摆杆6上连接有第一压紧板7，第一摆动气缸5上固定有用于支撑底板的第一支撑柱8，第一支撑柱8位于第一压紧板7的下方，第一支撑柱8上固定有检知开关10，检知开关10上套有保护套9。第一摆动气缸5的输出轴上还设有第一防尘板11。

横梁本体定位夹持机构4设有两组且分别位于基板2的左右两侧，每组横梁本体定位夹持单元包括横梁本体定位单元和横梁本体夹持单元，横梁本体定位单元位于横梁本体的下方，如图7所示，横梁本体定位单元包括第三安装座31和固定在第三安装座31上的第二伸缩气缸35，第三安装座31将第二伸缩气缸35固定在基板2上，第二伸缩气缸35的伸缩杆上固定推动板，推动板上固定有用于抵住吸能盒一侧的顶杆33和用于支撑横梁本体的第二支撑柱34；第二支撑柱34与第二伸缩气缸35的伸缩方向垂直，顶杆33与第二伸缩气缸35的伸缩方向平行，第三安装座31上固定有用于定位横梁本体一侧的第一挡块32。第三安装座31上固定有用于防止灰尘掉落到第二伸缩气缸35上的第二防尘板36。

如图4、5、6所示，横梁本体夹持单元包括固定在基板2上的第一滑轨37和滑动连接在第一滑轨37上的第四安装座19，基板2上固定有第三伸缩气缸18，第三伸缩气缸18的伸缩杆与第四安装座19连接，第四安装座19上固定有用于定位横梁本体另一侧的第二挡块20，第四安装座19上固定有第五安装座30，第五安装座30上固定有第四伸缩气缸29，第四伸缩气缸29的伸缩杆上连接有第一连板25，第一连板25上固定有第二压紧板22和能够穿过横梁本体上的通孔的第二定位销38。第五安装座30上设有竖向的第二滑轨21，第二滑轨21内竖向滑动连接有第二滑座39，第一连板25固定在第二滑座39上。第五安装座30上还固定有第一连杆27，第一连杆27上转动连接有手柄23，手柄23上转动连接有第二连杆26，第二连杆26上转动连接有用于按压第一连板25的压块24。第五安装座30上设有限制第二滑座39移动的限位块28，限位块28能够限制第二滑座39在这个方向上的极限距离，防止第四伸缩气缸29的伸缩杆带动第二压紧板22过度移动，造成对横梁本体的压损。

基板2上还设有横梁本体转移单元，横梁本体夹持单元位于横梁本体的下方且位于两组底板定位夹持机构3之间，横梁本体转移单元包括气泵、竖直的第一伸缩杆40、水平的第二伸缩杆41和用于支撑横梁本体的支撑块42，气泵固定在基板2上，第一伸缩杆40和第二伸缩杆41均为中空的，第一伸缩杆40的一端与气泵的出气口连通，另一端与第二伸缩杆41连通且连通处设有压力阀，支撑块42固定在第二伸缩杆41上；气泵的进气端连通有管道，管道的端口靠近横梁本体与吸能盒焊接的位置；第一伸缩杆40和第二伸缩杆41上均开有出气孔，出气孔单位时间内的出气量小于气泵单位时间内的出气量，第二伸缩杆41的延伸方向朝向操作者的方向；第一伸缩杆40和第二伸缩杆41的最短收缩位置刚好对应横梁本体。支撑块42顶部为与横梁本体匹配的凸起。

具体实施过程如下：

启动第一伸缩气缸12，第一伸缩气缸12的伸缩杆带动第一滑座14、销座15和第一定位销16移动，使第一定位销16高于第一支撑柱8，将底板放在第一支撑柱8上，在放置的过程中，使第一定位销16穿过底板上的通孔，这样底板和吸能盒就被定位了，底板和吸能盒不能在水平方向上转动或者移动。启动第一摆动气缸5，第一摆动气缸5的输出轴带动摆杆6和第一压紧板7运动，直至第一压紧板7压在底板上。这样底板和吸能盒就被固定了，不会发生移动。

由于第三安装座31固定在基板2上，所以第一挡块32的位置是不会发生移动的，因此第一挡块32可以作为一个基准点来定位横梁本体。将横梁本体放在吸能盒上并使横梁本体的一侧靠在第一挡块32上。同时，横梁本体会与支撑块42接触，支撑块42对横梁本体进行支撑。

启动第二伸缩气缸35，第二伸缩气缸35的伸缩杆带动顶杆33和第二支撑柱34移动，由于第二支撑柱34的高度一定，且横梁本体为拱形，当第二支撑柱34的顶部与横梁本体接触时，顶杆33刚好与吸能盒的一侧相抵。第二支撑柱34能够防止横梁本体的重量全部压在吸能盒上造成吸能盒的变形，顶杆33也能够对吸能盒进行一定程度的支撑。

启动第三伸缩气缸18，第三伸缩气缸18的伸缩杆带动第四安装座19朝靠近横梁本体的方向移动，直至第四安装座19上的第二挡块20与横梁本体的一侧接触并压紧，横梁本体的两侧就被第一挡块32和第二挡块20夹持定位。启动第四伸缩气缸29，第四伸缩气缸29的伸缩杆带动第一连板25、第二压紧板22和第二定位销38向下移动，直至第二压紧板22压在横梁本体的上表面。在这个过程中，第二定位销38会穿过横梁本体上的通孔，这样横梁本体的整体位置就被定位了。转动手柄23，手柄23带动第二连杆26转动，从而使压块24压在第一连板25上。若手柄23转至水平时，压块24能够压在第一连板25上，说明此时第二压紧板22将横梁本体压紧；若手柄23未转至水平时，压块24已经与第一连板25接触，说明此时第二压紧板22还未将横梁本体压紧，需要启动第四伸缩气缸29，调整第二压紧板22的位置。同时，压块24将第一连板25压住，还能够增加第二压紧板22的压紧程度，防止第二压紧板22发生松动。

焊接完成后，驱动第一摆动气缸5，使摆杆6和第一压紧板7反向摆动，第一压紧板7不再压紧底板。反向转动手柄23，使压块24远离第一连板25；驱动第四伸缩气缸29，使第一连板25、第二压紧板22和第二定位销38反向移动；驱动第三伸缩气缸18，使第二挡块20反向移动；驱动第二伸缩气缸35，使顶杆33和第二支撑柱34反向移动。启动气泵，气泵的出气端向第一伸缩杆40内泵气，第一伸缩杆40伸长，当第一伸缩杆40不能再伸长时，第一伸缩杆40内的压强增大，压力阀打开，第一伸缩杆40内的气体会进入到第二伸缩杆41内，第二伸缩杆41也会伸长。第一伸缩杆40伸长会带动第二伸缩杆41、支撑块42和横梁本体向上移动，第二伸缩杆41伸长会带动支撑块42和横梁本体朝操作者的方向移动。取走横梁本体的同时，关闭气泵，出气孔出气，第一伸缩杆40和第二伸缩杆41收缩至初始状态。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。