一种U形薄板的焊接固定装置的制作方法

一种u形薄板的焊接固定装置
技术领域
1.本发明涉及薄板焊接技术领域，具体而言，涉及一种u形薄板的焊接固定装置。


背景技术：

2.薄板焊接对压紧点的位置和压力大小要求都很高，位置不合适或是压力不足，都会导致工件焊接变形。
3.目前薄板工件普遍采用手动工装和人工焊接，不但工件装夹时间长，而且焊后下料还要拆除夹具，否则焊后工件无法取出。这势必导致每次的压紧力不均匀。并且，频繁的拆装夹具会增加操作者的疲劳，不仅减低生产效率，还降低生产质量容易导致薄板工件焊穿报废。
4.薄板焊接工作对操作者的焊接技术要求很高。特别是u形薄板工件，u型内部被夹具支撑，内部焊道无法焊接。
5.有鉴于此，申请人在研究了现有的技术后特提出本技术。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种u形薄板的焊接固定装置，旨在改善上述技术问题中的至少一个。
7.为解决上述技术问题，本发明提供了一种u形薄板的焊接固定装置，其包含底座组件、头部组件、尾部组件、至少一个内胆组件和至少一个外胆组件。
8.底座组件沿着第一方向延伸。底座组件设置有镂空孔。头部组件配置于底座组件，用以定位u形薄板的第一端。尾部组件可移动的配置于底座组件，用以定位u形薄板的第二端。
9.至少一个内胆组件包括可沿着第一方向移动的配置于底座组件的内胆底座、接合于底座组件和内胆底座之间的第一伸缩件、可上下移动的配置于内胆底座的第一支撑板、接合于内胆底座和第一支撑板之间的第二伸缩件、可左右移动的配置于内胆底座的第二支撑板，以及接合于内胆底座和第二支撑板之间的第三伸缩件。内胆组件能够嵌入u形薄板内。第一伸缩件用以驱动内胆底座沿着第一方向移动。第二伸缩件能够驱动第一支撑板上升以支撑u形薄板的内顶壁。第三伸缩件能够驱动第二支撑板侧面伸出以支撑u形薄板的内侧壁。
10.至少一个外胆组件包括可沿着第一方向移动的配置于底座组件的外胆底座、间隔配置于外胆底座的两个u形座、分别可上下移动的配置于两个u形座的两个第三支撑板、接合于u形座和第三支撑板的两个第四伸缩件。分别可左右移动的配置于两个u形座的两个第四支撑板，以及接合于u形座和第四支撑板的两个第五伸缩件。u形座能够套置于u形薄板外。第四伸缩件能够驱动第三支撑板下降以抵接于u形薄板的外顶面。第五伸缩件能够驱动第四支撑板侧面伸出抵接于u形薄板的外侧面。
11.通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：
12.本发明的焊接固定装置通过内胆组件嵌入u形薄板内进行支撑，外胆组件套置于u形薄板外进行夹持。外胆组件通过间隔设置的两个u形座使外侧的焊缝外露，以进行焊接。当外侧焊缝焊接好后，通过移动内胆组件和外胆组件使得内侧的焊缝外露，以对内侧进行焊接。其能够提高产品的合格率和生产效率，解决内外焊缝焊接的问题，同时减低操作者的劳动强度。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
14.图1是焊接固定装置的轴测图。
15.图2是焊接固定装置的爆炸图。
16.图3是头部组件的轴测图。
17.图4是尾部组件的轴测图。
18.图5是内胆组件的轴测图。
19.图6是第一支撑板及配置于第一支撑板上的部件的轴测图。
20.图7是外胆组件的轴测图。
21.图8是第三支撑板及配置于第三支撑板上的部件的轴测图。
22.图9是外胆组件爆炸图。
23.图中标记：1-头部组件、2-内胆组件、3-底座组件、4-尾部组件、5-外胆组件、6-第九伸缩件、7-第一伸缩件、8-第七伸缩件、9-第五薄板限位块、10-第四薄板限位块、11-第二支撑面、12-头部座、13-第一支撑面、14-第一薄板限位块、15-第二薄板限位块、16-第三薄板限位块、17-导向槽、18-尾部座、19-外胆定位槽、20-第一支撑板、21-第二伸缩件、22-第二支撑板、23-第三伸缩件、24-内胆底座、25-角支撑块、26-第一摆杆、27-第二摆杆、28-第八伸缩件、29-u形座、30-第四伸缩件、31-第四支撑板、32-第五伸缩件、33-外胆底座、34-第三支撑板、35-抵接座、36-紧固件、37-弹性件、38-压爪、39-外胆定位块、40-第六伸缩件。
具体实施方式
24.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
25.由图1至图9所示，本发明实施例提供了一种u形薄板的焊接固定装置，其包含底座组件3、头部组件1、尾部组件4、至少一个内胆组件2和至少一个外胆组件5。
26.底座组件3沿着第一方向延伸。底座组件3设置有镂空孔。在本实施例中，底座组件3包括沿着第一方向延伸的两个纵向支撑件、以及间隔配置于两个纵向支撑件之间的横向连接件、分别配置于纵向支撑件的至少两个导轨。内胆组件2和外胆组件5分别可移动的配置于两个导轨。具体的，纵向支撑件和横向连接件之间形成有镂空孔。通过镂空孔能够使u形薄板的内侧外露，以便于对其内侧进行焊接加工。在其它实施例中，底座组件3可以采用其它结构，本发明对此不做具体限定，只要其能够供尾部组件4、内胆组件2和外胆组件5沿着第一方向移动，且能够让u形薄板的内侧外露出来即可。
27.头部组件1配置于底座组件3，用以定位u形薄板的第一端。尾部组件4可移动的配置于底座组件3，用以定位u形薄板的第二端。在本实施例中，头部组件1和尾部组件4均可沿着第一方向移动的设置于底座组件3上，以便于u形薄板的拆装。在其它实施例中，只需要头部组件1和尾部组件4中的一个可沿着第一方向移动即可实现对u形薄板的拆装。在本实施例中，通过头部组件1和尾部组件4都能移动的结构，在拆卸u形薄板时两个组件同时移动，使得u型板可直接垂直起吊，避免了侧移，对u形薄板的拆装效率最高。
28.内胆组件2包括可沿着第一方向移动的配置于底座组件3的内胆底座24、接合于底座组件3和内胆底座24之间的第一伸缩件7、可上下移动的配置于内胆底座24的第一支撑板20、接合于内胆底座24和第一支撑板20之间的第二伸缩件21、可左右移动的配置于内胆底座24的第二支撑板22，以及接合于内胆底座24和第二支撑板22之间的第三伸缩件23。内胆组件2能够嵌入u形薄板内。第一伸缩件7用以驱动内胆底座24沿着第一方向移动。第二伸缩件21能够驱动第一支撑板20上升以支撑u形薄板的内顶壁。第三伸缩件23能够驱动第二支撑板22侧面伸出以支撑u形薄板的内侧壁。
29.具体的，第二支撑板22和第三伸缩件23的数量为两个，其对称设置于内胆底座24上。
30.外胆组件5包括可沿着第一方向移动的配置于底座组件3的外胆底座33、间隔配置于外胆底座33的两个u形座29、分别可上下移动的配置于两个u形座29的两个第三支撑板34、接合于u形座29和第三支撑板34的两个第四伸缩件30、分别可左右移动的配置于两个u形座29的两个第四支撑板31，以及接合于u形座29和第四支撑板31的两个第五伸缩件32。u形座29能够套置于u形薄板。第四伸缩件30能够驱动第三支撑板34下降以抵接于u形薄板的外顶面。第五伸缩件32能够驱动第四支撑板31侧面伸出抵接于u形薄板的外侧面。
31.具体的，第四支撑板31和第五伸缩件32的数量为两个，其对称设置于外胆底座33。两个u形座29之间平行设置，在两个u形座29之间形成有间隙。u形薄板能够通过该间隙外露出来，以对两个u形薄板的连接缝进行焊接。
32.本实施例的焊接固定装置通过内胆组件2嵌入u形薄板内进行支撑，外胆组件5套置于u形薄板外进行夹持。并且，外胆组件5通过间隔设置的两个u形座29使外侧的焊缝外露，以对u形薄板之间的连接缝的外表面进行焊接。
33.当外侧焊缝焊接好后，通过移动内胆组件2和外胆组件5使得内侧的焊缝外露，以对内侧进行焊接。其能够提高产品的合格率和生产效率，解决内外焊缝焊接的问题，同时减低操作者的劳动强度。本实施例的焊接固定装置能够实现2mm薄板工件外焊接，与内焊接的对接，并且实现工件的快速上下料。
34.如图5和图6所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，内胆组
件2还包括铰接于第一支撑板20两端的角支撑块25，以及接合于角支撑块25和第一支撑板20之间的第八伸缩件28。具体的，内胆组件2还包括第一摆杆26和第二摆杆27。第一摆杆26的第一端铰接于角支撑块25。第二摆杆27的第一端铰接于第一摆杆26的第二端。第二摆杆27的第二端铰接于第一支撑板20。第八伸缩件28的输出端铰接于第二摆杆27的中部。
35.在本实施例中，设置角支撑块25从而缩减了内胆组件2在收缩状态下的尺寸，便于u形薄板的取放。通过两个摆杆来驱动角支撑块25能够让角支撑块25以更加贴合于内胆底座24的角度进行缩回。解决了u形薄板上下料和支撑问题，避免在上下料过程中发生干涉。具体的，通过设置可收缩的角支撑块25使得焊接固定装置能够适用于上表面与侧面交界处为c角的u型薄板，具有很好的实际意义。
36.优选地，第一支撑板20、第二支撑板22和角支撑块25均选用铬镐铜，避免焊接过程中的焊渣粘附。
37.如图5、7和图9所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，内胆组件2包括设置于内胆底座24的外胆定位槽19。外胆组件5包括设置于外胆底座33的第六伸缩件40，以及配置于第六伸缩件40输出端的外胆定位块39。外胆组件5和内胆组件2一一对应，外胆定位块39能够嵌入外胆定位槽19中，以使外胆组件5固定于内胆组件2。
38.具体的，通过外胆组件5的外胆定位块39插入内胆组件2的外胆定位槽19中的方式，能够将外胆组件5和内胆组件2固定在一起，以保证外胆组件5正好夹持在内胆组件2支撑的位置，不仅增加夹持力，而且避免夹持过程中，u形薄板发生变形的问题。
39.在焊接内焊缝时，实现外胆组件5与内胆同步移动，及对工件的支撑和压紧。在工件上下料时，实现外胆与内胆完全脱离，并退至装置两头，保证让出空间。
40.如图7、8和图9所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，外胆组件5还包括间隔配置于第三支撑板34和第四支撑板31的抵接构件。两个u形座29之间平行设置，两个u形座29上的抵接构件相向设置。
41.具体的，抵接构件包括能够配置于第三支撑板34或第四支撑板31的抵接座35、铰接于抵接座35的压爪38、配置于抵接座35的紧固件36，配置于紧固件36和压爪38之间的弹性件37。优选地，压爪38铰接于抵接座35远离u形薄板的一侧，且够着有朝向u形薄板延伸的倾斜部。
42.在本实施例中，紧固件36为蝶形螺栓，弹性件37为弹簧。通过蝶形螺栓调整弹簧的压力，将压爪38压向u形薄板，保证足够的夹紧力，防止焊接应力时工件变形。同时压爪38采用比薄板软的材质，从而避免压夹过程中产生较大的压夹力，在u形薄板上留下压痕，保证u形薄板表面的美观。
43.外胆组件5用于u形薄板外侧的压紧、保证对接焊缝齐平，以及防止焊接过程中工件的变形；龙门式框架，解决了对穿梭问题。外胆组件5由顶部和侧面的第三支撑板34、第四支撑板31和配置在支撑板上的多个抵接构件(或称浮动压头组件)组成。能够保证单点的绝对压紧和稳定的压紧力。
44.如图2和3所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，头部组件1构造为可以移动结构。具体的，头部组件1包括可沿着第一方向移动的配置于底座组件3的头部座12、接合于底座组件3和头部座12之间的第九伸缩件6，以及配置于尾部座18的多个薄板限位块。薄板限位块设置有薄板限位槽。头部座12能够部分嵌入u形薄板，以使u形薄板
的端部嵌入薄板限位槽。
45.如图2和4所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，尾部组件4包括可沿着第一方向移动的配置于底座组件3的尾部座18、接合于底座组件3和尾部座18之间的第七伸缩件8，以及配置于尾部座18的多个薄板限位块。薄板限位块设置有薄板限位槽。尾部座18能够部分嵌入u形薄板，以使u形薄板的端部嵌入薄板限位槽。
46.优选地，尾部组件4的多个薄板限位块包括配置于尾部座18顶部的第一薄板限位块14、配置于尾部座18侧面的第二薄板限位块15和第三薄板限位块16。第一薄板限位块14的长度长于第二薄板限位块15。第一薄板限位块14设置有用以支撑薄板的第一支撑面13。第三薄板限位块16的长度不小于第一薄板限位块14。第三薄板限位块16设置有导向槽17。导向槽17的开口方向朝向所述头部组件。所述导向槽17的开口为喇叭口。
47.具体的，u型薄板比较薄，并且外形尺寸比较大，可能会出现“内八”或“外八”的张口现象。为了保证尾部组件能顺利导入卡住u型薄板，第三薄板限位块16上的导向槽17起到了整形和纠正的作用，防止薄板加工误差，导致薄板折弯角度偏差。
48.头部组件1的多个薄板限位块包括配置于头部座12顶部的第四薄板限位块10、配置于头部座12侧面的第五薄板限位块9。第四薄板限位块10的长度长于第五薄板限位块9。第五薄板限位块9设置有用以支撑薄板的第二支撑面11。
49.第一薄板限位块14和第四薄板限位块10的数量为两个。第二薄板限位块15和第五薄板限位块9的数量为四个。第三薄板限位块16的数量为两个。多个薄板限位块对称配置于尾部座18和头部座12。
50.具体的，为了方便工件上料，在头部组件1和尾部组件4均设计有2长4短的薄板限位块(或称：悬臂支撑卡槽)，以实现头尾两段薄板的快速支撑和定位。薄板限位块由上下两块板组成，在板之间形成有所述薄板限位槽
51.如1和图2所示，优选地，在本实施例中，内胆组件2和外胆组件5的数量为三个。整个装置能够将四个u形薄板组装在一起。在其它实施例中，内胆组件2和外胆组件5的具体数量根据实际需要进行调整，本发明对其数量不做具体限定。
52.在本实施例中，第一伸缩件7、第二伸缩件21、第三伸缩件23、第四伸缩件30、第五伸缩件32、第六伸缩件40、第七伸缩件8、第八伸缩件28和第九伸缩件6均为气缸或油缸。在其它实施例中，其可以直线电机/丝杆滑块等其它直线驱动结构，本发明对此不做具体限定。
53.在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，u形薄板的焊接固定装置还包括处理器和存储器，以及存储于存储器内的计算机程序。处理器电连接于第一伸缩件7、第二伸缩件21、第三伸缩件23、第四伸缩件30、第五伸缩件32、第六伸缩件40、第七伸缩件8和第八伸缩件28。
54.计算机程序能够被处理器执行，以实现如下步骤:
55.控制所有第一伸缩组件驱动内胆组件移动到u形薄板之间焊缝的位置，以及控制所有第二伸缩件处于伸出状态。
56.在第一块u形薄板放置于头部组件和第一个内胆组件，且第一块u形薄板的端部定位于头部组件，以及第二块u形薄板放置于第一个内胆组件和第二个内胆组件之间后，控制第一个内胆组件的第三伸缩件和第八伸缩件伸出，以对第一块u形薄板和第二块u型薄板的
搭接处的内侧进行支撑。
57.在第一个外胆组件通过外胆定位块和第一个内胆组件进行固定后，驱动第一个外胆组件套置于第一块u形薄板的第四伸缩件和第五伸缩件伸出，以对第一块u形薄板的外侧进行夹持。
58.在第三块u形薄板放置于第二个内胆组件和尾部组件之间后，控制第二个内胆组件的第三伸缩件和第八伸缩件伸出，以对第二块u形薄板和第三块u型薄板的搭接处的内侧进行支撑。
59.在第二个外胆组件通过外胆定位块和第二个内胆组件进行固定后，驱动第一个外胆组件和第二个外胆组件套置于第二块u形薄板的第四伸缩件和第五伸缩件伸出，以对第二块u形薄板的外侧进行夹持。
60.驱动第七伸缩件，以使尾部组件对第三块u形薄板进行到位定位。
61.驱动第二个外胆组件套置于第三块u形薄板的第四伸缩件和第五伸缩件伸出，以对第三块u形薄板的外侧进行夹持。
62.在u形薄板之间的连接处的外表面焊接完成后，驱动第四伸缩件、第五伸缩件、第八伸缩件、第二伸缩件和第三伸缩件缩回。然后，驱动第一伸缩件将内胆组件和外胆组件一起移动，以将u形薄板之间的连接处位于u形薄板内的一侧露出来。再然后，控制第二伸缩件、第三伸缩件、第八伸缩件、第四伸缩件和第五伸缩件伸出，以对u形薄板的内外侧进行夹持固定。
63.具体的，在内胆组件的两侧分别放置有u形薄板时，内胆组件的第三伸缩件和第八伸缩件伸出，以对两侧的u形薄板的内侧进行支撑；
64.然后，套置于前一块u形薄板的u形座上的第四伸缩件和第五伸缩件伸出，以对前一块u形薄板的外侧进行夹持。
65.当u形薄板为最后一块时，在u形薄板放置于内胆组件和尾部组件时，驱动第七伸缩件，以使尾部组件对最后一块u形薄板进行定位。
66.然后，驱动最后一块u形薄板的u形座上第四伸缩件和第五伸缩件伸出，以对最后一块u形薄板的外侧进行夹持。
67.如图1和图2所示，以本发明实施例为例：
68.步骤一：人工吊装第1件u形薄板，由头部组件起摆放。一开始，所有内胆组件顶部的第一支撑板升至与头部组件等高。第二支撑板和角支撑块处于收回状态。
69.步骤二：u形薄板端面插入头部组件的薄板限位槽内固定，固定好后，接着吊装第2件u形薄板，第2件u形薄板放置好后，第一个内胆组件的第二支撑板撑开至与薄板接触，角支撑块打开与升至薄板c角接触。
70.步骤三：人工拖动第一个外胆组件至第1件u形薄板和第2件u形薄板的对接缝位置，拨动插销将外胆组件1与内胆组件1串起。优选地，插销到位有传感器检测，不到位则无法进行下一步操作。在其它实施例中，插销可以改为气缸由人工手动控制，或者处理器进行自动控制。
71.步骤四：第一个外胆组件左侧的第三支撑板和第四支撑板依次伸出，实现第1件u形薄板的装夹压紧。
72.步骤五：接着吊装第3件u形薄板，第3件u形薄板放置好后，第二个内胆组件对应的
两个第二支撑板、角支撑块伸出。
73.步骤六：按步骤三，将第二个外胆组件与第二个内胆组件串起。
74.步骤七：第一个外胆组件右侧和第二个外胆组件左侧的第三支撑板和第四支撑板依次伸出，实现第2件u形薄板的装夹压紧。
75.步骤八：接着吊装第4件u形薄板，第4件u形薄板放置好后，按步骤五至步骤七完成第3件u形薄板的装夹。
76.步骤十：第七伸缩件驱动尾部组件伸出顶紧。第三个外胆组件右侧的第三支撑板和第四支撑板依次伸出，实现第4件u形薄板的装夹压紧，即完成薄板的安装。
77.薄板翻转焊接内部工艺流程：
78.外部焊缝焊接完成后，对工装进行翻面。内部共有3个位置的对接焊缝，焊接第1条焊缝时，外胆组件的第三支撑板和第四支撑板，内胆组件角支撑块、第一支撑板和第二支撑板依次收起。接着，底座组件上的第一伸缩件回缩，将第一个内胆组件和第一个外胆组件同步拉开(靠插销，将内外胆同步移动)时内部焊道位置呈现出来。接着第一个内胆组件和第一个外胆组件上的气缸依次伸出，将工件再次夹紧。接着就可以进行内部焊接。
79.第1条焊道焊接完成后，以同样的动作流程将第2条焊缝呈现出来，并进行焊接。以此进行第3条焊缝的焊接。即完成内部所有焊道的焊接。
80.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。