CN114393307B - 一种两侧夹持型焊接工装 - Google Patents

Abstract

一种两侧夹持型焊接工装，涉及激光焊接夹持工装领域，包括有：基台；主动夹持台，用于对待焊接零件一侧的上下方进行夹持，所述基台上设置有转动电机，所述主动夹持台与所述转动电机传动连接，所述转动电机控制所述主动夹持台旋转；从动夹持台，与所述基台转动连接，用于对待焊接零件另一侧的上下方进行夹持；锁位机构，固定设置于所述基台上，所述从动夹持台上开设有供所述锁位机构插入的插接部；所述锁位机构插入所述插接部后所述从动夹持台中断对待焊接零件的夹持，所述锁位机构离开所述插接部后所述从动夹持台维持对待焊接零件的夹持。本申请对夹具的初始状态提供定位，防止夹具在未夹紧待加工零件时出现晃动的情况。

Description

一种两侧夹持型焊接工装

技术领域

本发明涉及激光焊接夹持工装领域，尤其涉及一种两侧夹持型焊接工装。

背景技术

由于当今对于复杂形状一体成型的制造器械或者模具的技术难题较多，从而一味地追求一体成型只会抬升制造成本，故而在低批量的生产中仍然采用焊接的方式来降低成本；由于在焊接过程中需要对至少两个以上的物件进行连接，较为简单的结构可以放置于地面上进行焊接，但是对于结构复杂的产品来说就需要借助夹具配合夹持，另外，无论是人工焊接还是借助机械手的自动焊接，夹具具备带着产品运动的能力能有效降低焊接的难度。

例如，申请号为CN202121696058.6的中国实用新型专利公开了一种风电模组生产用可旋转焊接夹具，包括固定板、旋转夹具结构、可移动辅助旋转结构；所述旋转夹具结构包括第一电机、同步轮传动结构、第一转轴、第一轴承座、第一轴承座固定座、第一夹紧结构；所述可移动辅助旋转结构包括移动结构、顶紧结构。将需要进行焊接的风电模组一端放置到旋转夹具结构上，另一端通过可移动辅助旋转结构进行固定，焊接过程中，根据要求，旋转夹具结构驱动风电模组进行不同角度的旋转，从而实现了一次性焊接工作，大大缩短了焊接时间和提高了焊接质量。

但是上述技术方案没有考虑夹具在夹持待加工物件时无法有效定位的情况，由于一般焊接的零件都是金属件，质量较重需要借助吊具运送至夹具上，一旦夹具出现一定的晃动就会增加上下料的难度，影响效率，甚至造成待焊接零件掉落的安全事故。

发明内容

一种两侧夹持型焊接工装，包括有：基台；主动夹持台，用于对待焊接零件一侧的上下方进行夹持，所述基台上设置有转动电机，所述主动夹持台与所述转动电机传动连接，所述转动电机控制所述主动夹持台旋转；从动夹持台，与所述基台转动连接，用于对待焊接零件相对于所述主动夹持台所夹持一侧的另一侧的上下方进行夹持；锁位机构，固定设置于所述基台上，所述从动夹持台上开设有供所述锁位机构插入的插接部；所述锁位机构插入所述插接部后所述从动夹持台中断对待焊接零件的夹持，所述锁位机构离开所述插接部后所述从动夹持台维持对待焊接零件的夹持。

作为是上述技术方案的优选，所述插接部包括与所述锁位机构相适配的插入槽及位于所述插入槽底端的短接开关；所述短接开关断开时，所述从动夹持台维持夹持状态。

作为是上述技术方案的优选，所述主动夹持台或所述从动夹持台上均设置有用于支撑待焊接零件下端面的夹持平面，所述主动夹持台或所述从动夹持台均通过竖向气缸控制夹持或松弛待焊接的零件，所述竖向气缸的数量为两个，分别设置于所述主动夹持台以及所述从动夹持台的上方；所述锁位机构插入所述插入槽时，所述夹持平面端面朝上并水平。

作为是上述技术方案的优选，两个所述竖向气缸分别为用于控制所述主动夹持台对待焊接零件进行夹紧动作的第一气缸及用于控制所述从动夹持台对待焊接零件进行夹紧动作的第二气缸，所述短接开关用于控制所述第二气缸，当所述短接开关断开时，所述第二气缸持续推动。

作为是上述技术方案的优选，所述从动夹持台包括动夹块及定夹座，所述夹持平面设置于所述定夹座上与所述动夹块的下端相对设置，所述动夹块相对于所述夹持平面移动从而实现所述从动夹持台对于待焊接的零件的夹持或松弛。

作为是上述技术方案的优选，所述从动夹持台上还设置有安全锁片，所述安全锁片与所述动夹块固定连接，且，所述安全锁片通过定位螺栓与所述定夹座可拆卸式连接。

作为是上述技术方案的优选，所述安全锁片上开设有腰型孔，所述定夹座上开设有螺纹孔，所述定位螺栓穿过所述腰型孔与所述螺纹孔螺纹配合，所述腰型孔的长度与所述动夹块的升降距离相适配，所述安全锁片与所述定夹座固定状态下，所述定位螺栓的螺帽部分抵靠在所述安全锁片上。

作为是上述技术方案的优选，所述基台包括支撑底板、主动夹持台支撑座、从动夹持台支撑座，所述主动夹持台支撑座及所述从动夹持台支撑座设置于所述支撑底板上，所述支撑底板上设置有滑动轨道，所述主动夹持台支撑座通过所述滑动轨道与所述支撑底板滑动连接，且，所述主动夹持台支撑座由第三气缸控制靠近/远离所述从动夹持台支撑座。

作为是上述技术方案的优选，所述动夹块的下端面及所述夹持平面上均设置有定位柱。

作为是上述技术方案的优选，所述主动夹持台与所述从动夹持台上设置有穿线框。

综上所述，本发明具有以下优点：

1.在本实施例中，能对夹具的初始状态提供定位，防止夹具在未夹紧待加工零件时出现晃动的情况，降低上下料的难度；

2.进一步的，本申请的夹具，提供了一个支撑平面，使得待加工的零件放置于夹具上时更加地平稳，降低零件滑落的风险；

3.再进一步的，本申请提供了锁位机构对从动夹持台的初始位置进行了锁定继而协助了主动夹持台的定位，而且与锁位机构配合的插接部内设置了短接开关，使得从动夹持台只有在完成定位后才能松弛待加工的零件，提升夹持的安全性。

进一步的或者其他细节的有益效果将在实施例中论述。

附图说明

图1为本申请实施例整体结构示意图；

图2为本申请实施例结构正视并局部剖视图；

图3为本申请实施例从动夹持台结构示意图；

图4为本申请实施例锁位机构与插接部配合方式示意图；

图5为本申请控制第二气缸动作的电路简图；

图6为本申请待焊接零件放置于焊接工装时的示意图；

其中，1-基台、2-主动夹持台、3-从动夹持台、4-锁位机构、5-安全锁片、6-穿线框、11-支撑底板、12-主动夹持台支撑座、13-从动夹持台支撑座、111-滑动轨道、31-动夹块、32-定夹座、34-插接部、341-插入槽、342-短接开关、100-待焊接零件、d-转动电机、e-转轴轴承、v-1-第一转轴、v-2-第二转轴、5-a-腰型孔、C1-第一气缸、C2-第二气缸、C3-第三气缸、R1-从动夹持台工作电路、R2-负载电阻、S1-短接开关、23-a-夹持平面、23-b-定位柱。

具体实施方式

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

下面结合实施例对本发明作进一步的解释：

实施例：

一种两侧夹持型焊接工装，请参照图1及图2，包括有基台1、主动夹持台2、从动夹持台3以及锁位机构4；其中，主动夹持台2用于对待焊接零件一侧的上下方进行夹持，基台1内设置有转动电机d，转动电机d通过第一转轴v-1与主动夹持台2传动连接，转动电机d主要用于控制主动夹持台2绕第一转轴v-1的中轴线旋转，转动电机d可控制主动夹持台2以顺时针或者逆时针方向旋转一定角度并制动，使主动夹持台2转动一定角度后定在原地；基台1与从动夹持台3的配合处设置有转轴轴承e从动夹持台3通过第二转轴v-2与基台1上的转轴轴承e转动配合，从动夹持台3用于对待焊接零件相对于所述主动夹持台2所夹持一侧的另一侧的上下方进行夹持；区别于转动电机d可以对主动夹持台2制动在需要的位置进行定位，从动夹持台3在外力的作用下容易相对于从动夹持台2转动，例如待焊接的零件在上料时碰撞从动夹持台3就可能使得从动夹持台3转动一定角度继而造成从动夹持台3来回摆动，不平稳的从动夹持台3影响上料效率，故而本申请设计了锁位机构4对上料阶段的从动夹持台2进行限位，锁位机构4固定设置在基台1上，而从动夹持台3上开设有供锁位机构4插入的插接部34，请结合图1及图2，在机器处于停工或者上一个零件完成焊接并取下的状态下，从动夹持台2处于图1所示的位置处，此时锁位机构4通电插入与其配合的插接部34内，从动夹持台2的旋转被限定，无论是重心不稳还是外力撞击从动夹持台2也不会出现旋转的情况，方便后续的上料。

具体的，请参照图3，从动夹持台3包括动夹块31及定夹座32，其中，动夹块31由第二气缸C2控制靠近或远离定夹座32，定夹座32上包括有与动夹块31相对设置的夹持平面23-a，动夹块31相对于夹持平面23-a移动从而实现从动夹持台3对于待焊接的零件的夹紧或松弛，另外，主动夹持台2采用的夹持结构可以根据需要在现有技术中进行选择，在本实施例中，主动夹持台2优选采用与从动夹持台3相同的夹持结构，也包括有一个夹持平面23-a，主动夹持台2由第一气缸C1控制夹紧或松弛。第一气缸C1及第二气缸C2均为竖向设置的竖向气缸，其中，第一气缸C1设置于主动夹持台2上方，第二气缸C2设置于从动夹持台3上方与动夹块31传动连接。夹持平面23-a主要用于支撑放置于其上的待焊接零件，在主动夹持台2及从动夹持台3夹持前需要将待焊接的零件放置于主动夹持台2及从动夹持台3上，而这个放置的区域需要提供支撑并确保不会使得放置于其上的零件出现倾斜掉落的情况。对于主动夹持台2以及从动夹持台3来说，在上料阶段到夹紧状态这个过程中需要保持自身的夹持平面23-a保持水平，若有一定的倾斜，待焊接的零件在放置于主动夹持台2及从动夹持台3上时就容易出现滑动，严重一点可能出现安全事故，在本申请中，主动夹持台2因为由电机控制转动，可由电机控制进行制动，因此可以根据需要通过转动电机d制动的方式使上料阶段的主动夹持台2的夹持平面朝上并保持水平；对于从动夹持台3来说，其仅与基台1转动连接，也就是上文提到的在从动夹持台3表面施加力就可能出现旋转，只能通过锁位机构4配合插接部34的方式来锁定夹持平面23-a的位置，因此本申请的结构在设计时锁位机构4与插接部34配合时从动夹持台3的夹持平面23-a朝上并与地面保持水平。在主动夹持台2与从动夹持台3在开始夹持到完成焊接的整个过程中，主动夹持台2带动从动夹持台3以同样的转速及转动方向进行旋转，两者的夹持平面23-a的相对位置保持不变，因此在从动夹持台3由锁位机构4配合插接部34进行定位时，不仅使得从动夹持台3的夹持平面23-a会保持水平，主动夹持台2的夹持平面32-a也会随之保持水平，精准控制两者同时保持水平而不是通过人为观测并调节转动电机d的方式来促使主动夹持台2保持水平，另外，转动电机d在停止旋转时会制动主动夹持台2，只要此时切断转动电机d的电源防止其继续工作，主动夹持台a在下一次由转动电机d控制进行旋转时其位置保持不变，综上，只要锁位机构4与插接部34成功配合就能确定此时主动夹持台2及从动夹持台3的夹持平面23-a已经保持朝上并水平的状态。参照图6，本申请待焊接零件100通过吊具放置于两侧夹持型焊接工装上时，主动夹持台2及从动夹持台3的夹持平面23-a保持朝上并水平的状态，待焊接零件100的下端面通过两个夹持平面23-a的支撑稳定位置等待下一步动夹块31下压完成夹紧步骤。

再具体一点，参照图4及图5，插接部34包括与锁位机构4相适配的插入槽341及位于插入槽341底端的短接开关342；在本申请中，锁位机构4仅会在上料阶段至夹紧状态前这一个时间段进入插接部34内部（也就是插入插入槽341内），主要的用处是为了抵靠插入槽341内部的短接开关342，在本申请中短接开关342与控制从动夹持台3的动夹块31运动的气缸动作的电路是相互并联的，具体短接开关342与控制气缸动作的电源电路图如图5所示，图中，R1为从动夹持台3工作电路，R2为负载电阻，S1为短接开关342，在正常通电情况下，S1处于断开状态，电源所提供电流流经R1及R2，此时，从动夹持台3处于工作状态下，持续夹紧位于其上的零件，当S1闭合时，R1被短接，电源所提供的电子不再通过R1所在的线路，从整体效果上相当于从动夹持台3不再具备夹持效果，而R2的存在主要防止电路被烧坏。综上，结合整个结构具体的解释，在短接开关342被按下时由于此时该条电路中的电阻几近于零，电子从短接开关342被连通的线路中通过，控制从动夹持台3上的第二气缸C2的电路被短接，此时控制动夹块31运动的第二气缸C2暂时停止工作，零件不再受到从动夹持台3夹紧力的控制，再打开主动夹持台3对于零件的夹持状态便可轻松取下焊接完成的零件，之后再在主动夹持台2及从动夹持台3夹持范围内放置新的待焊接的零件，当完成主动夹持台2及从动夹持台3对新的待焊接的零件的预定位（将新的待焊接零件放置于主动夹持台2及从动夹持台3的夹持平面23-a上）后，锁位机构4退出插入槽341，短接开关342断开，电流从从动夹持台3的第二气缸C2的电路中流过，第二气缸C2被接通可实行夹持操作，此时第一气缸C1以及第二气缸C2分别夹紧位于两个夹持平面32-a上的待焊接零件，从待焊接的零件的两侧上下端进行夹持固定，夹持完成的同时锁位机构4完全退出插入槽341，此时从动夹持台3可随着主动夹持台2进行转动。

综上，整个锁位机构4与从动夹持台3上所设置的插接部34的配合，不仅能在从动夹持台3不夹持任何零件的情况下稳定其位置，还能辅助主动夹持台2选择合适的位置停住位置并由电机进行制动，确保整个零件平稳地置于夹持平面23-a的情况下才打开从动夹持台3的夹紧状态，防止夹持平面32-a在上下料时出现倾斜造成零件滑落，保证安全高效地焊接。

另外考虑到适用性问题，本申请的两侧夹持型焊接工装具备一定的调节能力，具 体地说，基座1包括支撑底板11、主动夹持台支撑座12、从动夹持台支撑座13，主动夹持台支撑座12及从动夹持台支撑座13设置于支撑底板11上，支撑底板11上设置有滑动轨道111，主动夹持台支撑座12通过滑动轨道111与支撑底板11滑动连接，且，主动夹持台支撑座12由第三气缸C3控制靠近/远离从动夹持台支撑座13。基于上述结构设置，主动夹持台支撑座12在气缸控制下的定向移动用于调节主动夹持台2及从动夹持台3之间的间距，从而适应夹取不同长度的焊接零件。

再进一步的，焊接所加工的零件一般为金属件，其质量较大，本申请主要通过第一气缸C1及第二气缸C2施加的力完成对零件的夹取，若机器在工作的工程中第一气缸C1及第二气缸C2同时出现漏气的情况，此时主动夹持台2与从动夹持台3同时发生松动，而又由于本申请的工装是可转动的，在出现漏气的情况下不清楚零件处于怎样的偏转角度下，只要零件得不到有效的夹紧力或者支撑力的作用，零件就会从焊接工装上掉落，损坏机器甚至造成安全事故，参照图3，本申请在从动夹持台3上设置了安全锁片5，在主动夹持台2与从动夹持台3完成锁定之后，以安全锁片5对从动夹持台3此时的位置进行二次机械式锁定，如此，即使第一气缸C1及第二气缸C2出现同时漏气的情况，由于从动夹持台3的位置仍被锁死，故而至少不会出现零件掉落的情况，安全锁片5的下端与动夹块31固定连接，且安全锁片5上开设有腰型孔5-a，定夹座32上开设有螺纹孔，安全锁片5与定夹座32通过定位螺栓可拆卸式连接，具体的，定位螺栓穿过腰型孔5-a与定夹座32上开设的螺纹孔螺纹配合，通过扳手不断转紧定位螺栓使得定位螺栓的螺帽部分抵靠在安全锁片5上，此时安全锁片5紧贴在定夹座32上，动夹块31相对于定夹座32的位置被固定，动夹块31不可在外力的作用下进行移动，以此来保证夹持的安全性，动夹块31要进行移动时，只需要用扳手转松定位螺栓，不用将定位螺栓完全转出螺纹孔，只需要定位螺栓的螺帽不再紧贴安全锁片5便可，在动夹块31上下移动的过程中，定位螺栓的螺柱部分便在腰型孔5-a内进行相对的移动，不会干扰到动夹块31的移动，基于此，在设计安全锁片5时，腰型孔5-a的长度与动夹块31的升降距离相同。

需要焊接的零件两侧上下端面上开设有配合槽，而夹持平面23-a上以及动夹块31的下端面上均设置有定位柱23-b，定位柱23-b为圆台形与夹持平面23-a或动夹块31的下端面固定的面为底面，底面较顶面面积更大，配合槽的内轮廓与定位柱23-b的外轮廓相同，如此设计主要是为了方便焊接零件在放置于主动夹持台2以及从动夹持台3上时的定位，当然，为提高本申请的两侧夹持型焊接工装的适用性，定位柱23-b与主动夹持台2以及从动夹持台3可拆卸式连接，因为不是每个待焊接的工件都带有配合槽，一些零件可能受形状或者功能的限制无法开设配合槽。

由于本申请是可以旋转的工装，所以主动夹持台2以及从动夹持台3上均安装有穿线框6来引导气缸的气管（图中未画出气缸的气管）走线，防止气管缠绕。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种两侧夹持型焊接工装，其特征在于，包括有：

基台（1）；

主动夹持台（2），用于对待焊接零件一侧的上下方进行夹持，所述基台（1）上设置有转动电机（d），所述主动夹持台（2）与所述转动电机（d）传动连接，所述转动电机（d）控制所述主动夹持台（2）旋转；

从动夹持台（3），与所述基台（1）转动连接，用于对待焊接零件相对于所述主动夹持台（2）所夹持一侧的另一侧的上下方进行夹持；

锁位机构（4），固定设置于所述基台（1）上，所述从动夹持台（3）上开设有供所述锁位机构（4）插入的插接部（34）；所述锁位机构（4）插入所述插接部（34）后所述从动夹持台（3）中断对待焊接零件的夹持，所述锁位机构（4）离开所述插接部（34）后所述从动夹持台（3）维持对待焊接零件的夹持；

所述插接部（34）包括与所述锁位机构（4）相适配的插入槽（341）及位于所述插入槽（341）底端的短接开关（342）；所述短接开关（342）断开时，所述从动夹持台（3）维持夹持状态。

2.根据权利要求1所述的两侧夹持型焊接工装，其特征在于：所述主动夹持台（2）或所述从动夹持台（3）上均设置有用于支撑待焊接零件下端面的夹持平面（23-a），所述主动夹持台（2）或所述从动夹持台（3）均通过竖向气缸控制夹持或松弛待焊接的零件，所述竖向气缸的数量为两个，分别设置于所述主动夹持台（2）以及所述从动夹持台（3）的上方；所述锁位机构（4）插入所述插入槽（341）时，所述夹持平面（23-a）端面朝上并水平。

3.根据权利要求2所述的两侧夹持型焊接工装，其特征在于：两个所述竖向气缸分别为用于控制所述主动夹持台（2）对待焊接零件进行夹紧动作的第一气缸（C1）及用于控制所述从动夹持台（3）对待焊接零件进行夹紧动作的第二气缸（C2），所述短接开关（342）用于控制所述第二气缸（C2），当所述短接开关（342）断开时，所述第二气缸（C2）持续推动。

4.根据权利要求3所述的两侧夹持型焊接工装，其特征在于：所述从动夹持台（3）包括动夹块（31）及定夹座（32），所述夹持平面（23-a）设置于所述定夹座（32）上与所述动夹块（31）的下端相对设置，所述动夹块（31）相对于所述夹持平面（23-a）移动从而实现所述从动夹持台（3）对于待焊接的零件的夹持或松弛。

5.根据权利要求4所述的两侧夹持型焊接工装，其特征在于：所述从动夹持台（3）上还设置有安全锁片（5），所述安全锁片（5）与所述动夹块（31）固定连接，且，所述安全锁片（5）通过定位螺栓与所述定夹座（32）可拆卸式连接。

6.根据权利要求5所述的两侧夹持型焊接工装，其特征在于：所述安全锁片（5）上开设有腰型孔（5-a），所述定夹座（32）上开设有螺纹孔，所述定位螺栓穿过所述腰型孔（5-a）与所述螺纹孔螺纹配合，所述腰型孔（5-a）的长度与所述动夹块（31）的升降距离相适配，所述安全锁片（5）与所述定夹座（32）固定状态下，所述定位螺栓的螺帽部分抵靠在所述安全锁片（5）上。

7.根据权利要求6所述的两侧夹持型焊接工装，其特征在于：所述基台（1）包括支撑底板（11）、主动夹持台支撑座（12）、从动夹持台支撑座（13），所述主动夹持台支撑座（12）及所述从动夹持台支撑座（13）设置于所述支撑底板（11）上，所述支撑底板（11）上设置有滑动轨道（111），所述主动夹持台支撑座（12）通过所述滑动轨道（111）与所述支撑底板（11）滑动连接，且，所述主动夹持台支撑座（12）由第三气缸（C3）控制靠近/远离所述从动夹持台支撑座（13）。

8.根据权利要求4所述的两侧夹持型焊接工装，其特征在于：所述动夹块（31）的下端面及所述夹持平面（23-a）上均设置有定位柱（23-b）。

9.根据权利要求1所述的两侧夹持型焊接工装，其特征在于：所述主动夹持台（2）与所述从动夹持台（3）上设置有穿线框（6）。