一種大型工件的焊接夾具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于焊接加工領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種大型工件的焊接卡具。包括框架、承重夾具、定位夾具、地面仿形夾具及翻轉(zhuǎn)機(jī)，其中承重夾具、定位夾具和地面仿形夾具均為多個(gè)，所述承重夾具和定位夾具安裝在框架的外側(cè)，待加工工件放置在承重夾具和定位夾具的夾緊區(qū)域、并被定位夾緊，所述地面仿形夾具位于框架的四周、并安裝在地基上，將待加工工件夾緊；所述翻轉(zhuǎn)機(jī)位于框架的兩側(cè)、并通過(guò)固接在框架兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸與框架連接，所述框架通過(guò)翻轉(zhuǎn)機(jī)的驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)或翻轉(zhuǎn)。本發(fā)明可以翻轉(zhuǎn)大型工件，可加工大型工件的上下兩個(gè)區(qū)域，改變了傳統(tǒng)加工中只能加工一個(gè)區(qū)域的結(jié)構(gòu)形式，改善了性能，應(yīng)用于大型設(shè)備導(dǎo)線防護(hù)盒的焊接或大型框體等。
【專利說(shuō)明】一種大型工件的焊接夾具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于焊接加工領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種大型工件的焊接卡具，主要應(yīng)用于大型零部件的焊接，特別應(yīng)用于核電站大型線圈盒的焊接。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著我國(guó)對(duì)核電站設(shè)備的增加，對(duì)其重要零件的加工、生產(chǎn)已經(jīng)成為一個(gè)需要解決問(wèn)題。這種線圈盒大多由于整體尺寸大，截面尺寸小，調(diào)轉(zhuǎn)和搬運(yùn)困難，整體剛度差，而且工件的曲面曲線難以定位、夾緊和改變工位，對(duì)變形和溫度要求很高難以加工，所以需要有一種夾具，使焊接加工可實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種大型工件的焊接卡具。該焊接夾具可以翻轉(zhuǎn)大型工件，可加工大型工件的上下兩個(gè)區(qū)域，解決了大型工件的焊接工位轉(zhuǎn)換問(wèn)題，改善了性能，應(yīng)用于大型設(shè)備導(dǎo)線防護(hù)盒的焊接或大型框體等。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種大型工件的焊接夾具，包括框架、承重夾具、定位夾具、地面仿形夾具及翻轉(zhuǎn)機(jī)，其中承重夾具、定位夾具和地面仿形夾具均為多個(gè)，所述承重夾具和定位夾具安裝在框架的外側(cè)，待加工工件放置在承重夾具和定位夾具的夾緊區(qū)域、并被定位夾緊在框架上，所述地面仿形夾具位于框架的四周、并安裝在地基上，所述地面仿形夾具將待加工工件夾緊，起到支撐和控制變形的作用；所述翻轉(zhuǎn)機(jī)位于框架的兩側(cè)、并通過(guò)固接在框架兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸與框架連接，所述框架通過(guò)翻轉(zhuǎn)機(jī)的驅(qū)動(dòng)移動(dòng)或翻轉(zhuǎn)。
[0006]所述每個(gè)承重夾具均包括承重夾具體、夾具壓板及四組調(diào)整螺栓組，其中夾具壓板安裝在承重夾具體的上端、并與承重夾具體圍成放置工件的夾緊區(qū)域，所述四組調(diào)整螺栓組分別設(shè)置于夾具壓板和承重夾具體的三個(gè)面上，通過(guò)四組調(diào)整螺栓組對(duì)工件的四個(gè)面夾緊。
[0007]所述每個(gè)定位夾具均包括定位夾具體、定位夾具壓板及三組調(diào)整螺栓組，其中定位夾具壓板安裝在定位夾具體的上端、并與定位夾具體圍成定位夾緊區(qū)域，所述定位夾具體的其中一個(gè)面為定位面，所述三組調(diào)整螺栓組分別設(shè)置于定位夾具壓板和定位夾具體的另外兩個(gè)面上，通過(guò)三組螺栓對(duì)工件定位、夾緊。
[0008]所述每個(gè)地面仿形夾具均包括底座、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)及仿形夾具，其中底座的下端安裝在地基上，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)安裝在底座上端的配合面上，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上設(shè)有仿形夾具回轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上、仿形夾具回轉(zhuǎn)軸兩側(cè)均設(shè)有仿形夾具，其中一側(cè)仿形夾具與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)之間設(shè)有補(bǔ)償高度差的墊塊，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)可繞仿形夾具回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
[0009]所述仿形夾具包括仿形壓板、仿形墊塊及調(diào)整螺栓組，其中所述仿形墊塊通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘安裝在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和墊塊上，所述仿形墊塊的仿形面與待加工工件的表面相對(duì)應(yīng)，仿形壓板位于仿形墊塊的上方、并與仿形墊塊圍合成放置工件的定位夾緊區(qū)域，所述調(diào)整螺栓組安裝在仿形壓板或仿形墊塊上，通過(guò)調(diào)整螺栓組對(duì)工件夾緊。
[0010]所述地面仿形夾具根據(jù)仿形墊塊的仿形面形狀分為直邊仿形夾具、圓弧段端頭仿形夾具、圓弧段中段仿形夾具及拐角仿形夾具。
[0011]所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上設(shè)有銷孔，底座上端的配合面上與該銷孔相對(duì)應(yīng)處設(shè)有第一銷孔，該第一銷孔與仿形夾具回轉(zhuǎn)軸的連線上、與仿形夾具回轉(zhuǎn)軸等距離處設(shè)有第二銷孔，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上的銷孔處設(shè)有用于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)定位的定位銷。
[0012]所述仿形夾具回轉(zhuǎn)軸位于所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的中心，所述仿形夾具回轉(zhuǎn)軸下端與所述底座轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
[0013]所述框架兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸位于框架的中心、并同軸，所述兩側(cè)轉(zhuǎn)軸通過(guò)中間軸連接。
[0014]所述翻轉(zhuǎn)機(jī)包括翻轉(zhuǎn)機(jī)立柱、翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸、翻轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)軸支架、翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸托輥、翻轉(zhuǎn)機(jī)從動(dòng)軸托輥、翻轉(zhuǎn)機(jī)導(dǎo)軌及翻轉(zhuǎn)機(jī)升降架，其中翻轉(zhuǎn)機(jī)立柱為兩個(gè)、并分別通過(guò)滑塊可移動(dòng)地安裝在兩個(gè)相互平行的翻轉(zhuǎn)機(jī)導(dǎo)軌上，其中一個(gè)翻轉(zhuǎn)機(jī)立柱的下端設(shè)有翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)軸支架上設(shè)有翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸托輥、并安裝在滑塊上，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸與翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸托輥轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一個(gè)翻轉(zhuǎn)機(jī)立柱的下端設(shè)有翻轉(zhuǎn)機(jī)從動(dòng)軸托輥，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸與所述框架一側(cè)的轉(zhuǎn)軸固接，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)從動(dòng)軸托輥與所述框架另一側(cè)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接；每個(gè)翻轉(zhuǎn)機(jī)立柱上均安裝有翻轉(zhuǎn)機(jī)升降架。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是:
[0016]1.本發(fā)明針對(duì)大尺寸零件設(shè)計(jì)框架夾具，可夾持工件翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工件正反兩面焊接。翻轉(zhuǎn)由翻轉(zhuǎn)機(jī)提供翻轉(zhuǎn)動(dòng)力，無(wú)需吊車，可平行移動(dòng)，翻轉(zhuǎn)力大，動(dòng)作準(zhǔn)確平穩(wěn)?？蚣懿捎镁匦武摴芷唇佣桑Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛度較強(qiáng)。
[0017]2.本發(fā)明采用承重夾具可對(duì)工件四面夾緊，夾具的T型螺紋能為工件的焊接提供足夠大的夾緊力，四個(gè)螺栓并可對(duì)工件空間位置調(diào)節(jié)，便于工件的定位和焊接過(guò)程中的形狀控制，滿足了大工件在激光焊接時(shí)的自身特點(diǎn)。
[0018]3.本發(fā)明的地面仿形夾具直接安裝到地基上基礎(chǔ)牢固，夾緊力大，對(duì)工件形狀控制能力強(qiáng)，仿形墊塊調(diào)節(jié)靈活，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，兩套仿形夾具安裝在一個(gè)底座上，利用仿形夾具回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)兩套夾具，轉(zhuǎn)換方便無(wú)需吊車。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為工件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為工件的圓弧邊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明的承重夾具的主視圖；
[0023]圖5為本發(fā)明的承重夾具的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6為本發(fā)明的直邊仿形夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7為本發(fā)明的圓弧段端頭仿形夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖8為圖7的剖視圖；
[0027]圖9為本發(fā)明的圓弧段中段仿形夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖10為圖9的剖視圖；
[0029]圖11為本發(fā)明的拐角仿形夾具的立體結(jié)構(gòu)示意圖；[0030]圖12為圖11的斷開圖；
[0031]圖13為本發(fā)明的拐角仿形夾具的主視圖；
[0032]圖14為圖13的左視圖；
[0033]圖15為圖13的俯視圖；
[0034]圖16為圖13中I處的局部放大圖；
[0035]圖17為圖14中II處的局部放大圖；
[0036]圖18為本發(fā)明的翻轉(zhuǎn)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]其中:I為框架；2為承重夾具；3為定位夾具；4為地面仿形夾具；5為翻轉(zhuǎn)機(jī)；6為機(jī)器人；7為調(diào)整螺栓組；8為夾具壓板；9為直邊仿形夾具；10為直邊仿形夾具底座；11為直角邊仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)；12為直邊仿形夾具墊塊；13為直邊仿形夾具仿形墊塊；14為直邊仿形夾具仿形壓塊；15為圓弧段端頭仿形夾具；16為圓弧段端頭仿形夾具底座；17為圓弧段端頭仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)；18為圓弧段端頭仿形夾具墊塊；19為圓弧段端頭仿形夾具仿形墊塊；20為圓弧段中段仿形夾具；21為圓弧段中段仿形夾具底座；22為圓弧段中段仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)；23為圓弧段中段仿形夾具墊塊；24為圓弧段中段仿形夾具仿形墊塊；25為拐角仿形夾具；26為拐角仿形夾具底座；27拐角仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)；28為拐角仿形夾具墊塊；29為拐角仿形夾具仿形墊塊；30為仿形夾具回轉(zhuǎn)軸I ;31位定位銷I ;32為仿形夾具回轉(zhuǎn)軸II ;33為定位銷II ；34為仿形夾具回轉(zhuǎn)軸III ；35為定位銷III ；36為仿形夾具回轉(zhuǎn)軸IV ；37為定位銷IV ；38為翻轉(zhuǎn)機(jī)立柱；39為翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸；40為翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸支架；41為翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸托輥；42為翻轉(zhuǎn)機(jī)從動(dòng)軸托輥；43為翻轉(zhuǎn)機(jī)軌道；44為工件。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0039]如圖1所示，本發(fā)明包括框架1、承重夾具2、定位夾具3、地面仿形夾具4及翻轉(zhuǎn)機(jī)5，其中承重夾具2、定位夾具3和地面仿形夾具4為多個(gè)，承重夾具2和定位夾具3安裝在框架I外側(cè)，待加工工件44放置在承重夾具2和定位夾具3的夾緊區(qū)域、并被定位夾緊。地面仿形夾具4位于框架I的四周、并安裝在地基上，地面仿形夾具4夾緊待加工工件44，起到支撐和控制變形的作用；翻轉(zhuǎn)機(jī)5位于框架I的兩側(cè)、并通過(guò)固接在框架I兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸與框架I連接，框架I通過(guò)翻轉(zhuǎn)機(jī)5的驅(qū)動(dòng)可水平移動(dòng)、上下移動(dòng)或翻轉(zhuǎn)。框架I的框內(nèi)空間設(shè)有機(jī)器人6及滑臺(tái)，本實(shí)施例采用兩組機(jī)器人6及滑臺(tái)，機(jī)器人6為現(xiàn)有技術(shù)。框架I的結(jié)構(gòu)采用矩形鋼管拼接而成，兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸固接在框架I的中心、并同軸，兩側(cè)轉(zhuǎn)軸通過(guò)中間軸連接，以增加框架I的強(qiáng)度。框架I的形狀模仿工件的形狀，本實(shí)施例中工件44的一組相對(duì)應(yīng)的邊為直邊，另一組相對(duì)應(yīng)的邊為圓弧邊，如圖2、圖3所示。
[0040]如圖4、圖5所示，每個(gè)承重夾具2均包括承重夾具體、夾具壓板8及四組調(diào)整螺栓組7，其中夾具壓板8安裝在承重夾具體的上端、并與承重夾具體圍合成放置工件44的夾緊區(qū)域，所述四組調(diào)整螺栓組7分別設(shè)置于夾具壓板8和承重夾具體的三個(gè)面上，通過(guò)將四組調(diào)整螺栓組7頂緊的方式，對(duì)工件44的四個(gè)表面頂緊，也可沿工件44的四個(gè)表面的法向調(diào)節(jié)，從而起到空間位置的調(diào)整和對(duì)工件44的夾緊。
[0041]每個(gè)定位夾具3均包括定位夾具體、定位夾具壓板及三組調(diào)整螺栓組，其中定位夾具壓板安裝在定位夾具體的上端、并與定位夾具體圍合成放置工件44的定位夾緊區(qū)域，所述定位夾具體的其中一個(gè)面為定位面，該定位面選為平行于定位夾具安裝面的平面。所述三組調(diào)整螺栓組分別設(shè)置于定位夾具壓板和定位夾具體的另外兩個(gè)面上，通過(guò)三組調(diào)整螺栓組對(duì)工件44夾緊。放置工件時(shí)，定位面通過(guò)對(duì)面的調(diào)整螺栓組使工件44的定位面貼緊定位。本實(shí)施例框架I上裝有四個(gè)定位夾具3，即框架I的兩直邊各裝兩個(gè)。四個(gè)定位夾具3都夾緊后，工件44的中心線與框架I兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸中心線在同一個(gè)豎直平面內(nèi)，起粗定位的作用，同時(shí)也減小翻轉(zhuǎn)時(shí)的偏轉(zhuǎn)力矩。
[0042]每個(gè)地面仿形夾具4均包括底座、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)及仿形夾具，其中底座的下端安裝在地基上的調(diào)整鋼板上，調(diào)整鋼板是一塊較厚的鋼板，通過(guò)化學(xué)螺栓或膨脹螺栓安裝在地面上，調(diào)整鋼板的四角上設(shè)有調(diào)節(jié)螺釘，用以調(diào)平調(diào)整鋼板。所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的四角通過(guò)螺栓安裝在底座上端的配合面上，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的中心設(shè)有仿形夾具回轉(zhuǎn)軸，仿形夾具回轉(zhuǎn)軸下端通過(guò)軸承與底座轉(zhuǎn)動(dòng)連接。所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上設(shè)有銷孔，底座上端的配合面上與該銷孔相對(duì)應(yīng)處設(shè)有第一銷孔，該第一銷孔與仿形夾具回轉(zhuǎn)軸的連線上、與仿形夾具回轉(zhuǎn)軸等距離處設(shè)有第二銷孔，即旋轉(zhuǎn)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)180°后，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上的銷孔與底座上端配合面上的第二銷孔重合。所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上的銷孔處設(shè)有用于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)定位的定位銷。旋轉(zhuǎn)平臺(tái)通過(guò)定位銷和仿形夾具回轉(zhuǎn)軸精確定位。所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上、仿形夾具回轉(zhuǎn)軸的兩側(cè)均設(shè)有仿形夾具，其中一側(cè)仿形夾具與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)之間設(shè)有補(bǔ)償高度差的墊塊。所述仿形夾具包括仿形壓板、仿形墊塊及調(diào)整螺栓組，仿形壓板位于仿形墊塊的上方、并與仿形墊塊圍合成夾緊區(qū)域，所述仿形墊塊的四角通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘安裝在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和墊塊上，通過(guò)仿形墊塊四角的調(diào)節(jié)螺釘可調(diào)節(jié)安裝角度，安裝孔設(shè)計(jì)為條孔，用以調(diào)整安裝位置，以便補(bǔ)償仿形夾具的安裝誤差。所述仿形墊塊的仿形面與待加工工件44的表面相對(duì)應(yīng)。地面仿形夾具4利用仿形墊塊作為夾具的夾緊面，這個(gè)平面制成和工件平面吻合的平面，但有時(shí)曲面可進(jìn)行平面或斜面的近似。
[0043]地面仿形夾具4根據(jù)仿形墊塊的仿形面形狀分為直邊仿形夾具9、圓弧段端頭仿形夾具15、圓弧段中段仿形夾具20及拐角仿形夾具25四種形式。
[0044]如圖6所示,直邊仿形夾具9自下向上包括:直邊仿形夾具底座10、直邊仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)11、直邊仿形夾具墊塊12、直邊仿形夾具仿形墊塊13和直邊仿形夾具仿形壓板14。安裝時(shí)，將直邊仿形夾具底座10安裝在地基上的調(diào)整鋼板上(調(diào)整鋼板是一塊較厚的鋼板，通過(guò)化學(xué)螺栓或膨脹螺栓安裝在地面上，四角有調(diào)節(jié)螺釘，可使鋼板調(diào)平)，直邊仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)11放置在直邊仿形夾具底座10的配合面上，直邊仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)11的中心安裝仿形夾具回轉(zhuǎn)軸I 30，該仿形夾具回轉(zhuǎn)軸I 30的下端通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在直邊仿形夾具底座10上，直邊仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)11可繞仿形夾具回轉(zhuǎn)軸I 30旋轉(zhuǎn)。直邊仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)11上設(shè)有銷孔，直邊仿形夾具底座10上端的配合面上與該銷孔相對(duì)應(yīng)處設(shè)有第一銷孔，該第一銷孔與仿形夾具回轉(zhuǎn)軸I 30的連線上、與仿形夾具回轉(zhuǎn)軸I 30等距離處設(shè)有第二銷孔，即直邊仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)11旋轉(zhuǎn)180°后，直邊仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)11上的銷孔與直邊仿形夾具底座10上端配合面上的第二銷孔重合。直邊仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)11上的銷孔處設(shè)有定位銷I 31。這樣直邊仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)11就可以通過(guò)定位銷I 31和仿形夾具回轉(zhuǎn)軸I 30精確定位；同時(shí)，直邊仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)11和直邊仿形夾具底座10上端配合面的四角均設(shè)有安裝孔，在安裝孔處通過(guò)螺栓鎖緊兩個(gè)部件。直邊仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)11上、仿形夾具回轉(zhuǎn)軸I 30的兩側(cè)均設(shè)有一個(gè)仿形夾具，其中一側(cè)仿形夾具與直邊仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)11之間設(shè)有直邊仿形夾具墊塊12。仿形夾具包括直邊仿形夾具仿形墊塊13、直邊仿形夾具仿形壓塊14及調(diào)整螺栓組，其中直邊仿形夾具仿形墊塊13四角設(shè)有安裝孔，在安裝孔處通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘分別與直邊仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)11和直邊仿形夾具墊塊12連接。通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整安裝角度，安裝孔設(shè)計(jì)為條孔、可調(diào)整安裝位置，以便補(bǔ)償直邊仿形夾具9的安裝誤差。直邊仿形夾具仿形壓塊14安裝在直邊仿形夾具仿形墊塊13的上端、并與直邊仿形夾具仿形墊塊13圍合成放置工件44的定位夾緊空間，調(diào)整螺栓組安裝在直邊仿形夾具仿形壓塊14上，通過(guò)調(diào)整螺栓組對(duì)工件44進(jìn)行定位夾緊。直邊仿形夾具仿形墊塊13和直邊仿形夾具仿形壓塊14組合、控制工件44的整體形狀；工件44翻轉(zhuǎn)至反面時(shí)，工件形狀的落差通過(guò)直邊仿形夾具墊塊12來(lái)補(bǔ)償。
[0045]如圖7、圖8所示，圓弧段端頭仿形夾具15自下而上包括:圓弧段端頭仿形夾具底座16、圓弧段端頭仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17、圓弧段端頭仿形夾具墊塊18、圓弧段端頭仿形夾具仿形墊塊19及圓弧段端頭仿形夾具仿形壓塊。圓弧段端頭仿形夾具15與直邊仿形夾具9類似，圓弧段端頭仿形夾具底座16安裝在地基上，圓弧段端頭仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17安裝在圓弧段端頭仿形夾具底座16上端的配合面上，圓弧段端頭仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17的中心設(shè)有仿形夾具回轉(zhuǎn)軸II 32，仿形夾具回轉(zhuǎn)軸II 32的下端通過(guò)軸承與圓弧段端頭仿形夾具底座16轉(zhuǎn)動(dòng)連接，圓弧段端頭仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17可繞仿形夾具回轉(zhuǎn)軸II 32旋轉(zhuǎn)。在圓弧段端頭仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17上設(shè)有銷孔，圓弧段端頭仿形夾具底座16上端的配合面上設(shè)有與該銷孔相對(duì)應(yīng)的第一銷孔，該第一銷孔與仿形夾具回轉(zhuǎn)軸II 32的連線上、與仿形夾具回轉(zhuǎn)軸II 32等距離處設(shè)有第二銷孔，即圓弧段端頭仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17旋轉(zhuǎn)180°后，圓弧段端頭仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17上的銷孔與圓弧段端頭仿形夾具底座16上端配合面上的第二銷孔重合。圓弧段端頭仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17上的所述銷孔處設(shè)有定位銷II 33，這樣圓弧段端頭仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17就可以通過(guò)定位銷1133和仿形夾具回轉(zhuǎn)軸1132精確定位；圓弧段端頭仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17上、仿形夾具回轉(zhuǎn)軸II 32的兩側(cè)均設(shè)有兩個(gè)仿形夾具(根據(jù)圓弧段的具體情況仿形夾具回轉(zhuǎn)軸Π32的兩側(cè)可設(shè)有多個(gè)仿形夾具)，其中一側(cè)兩個(gè)仿形夾具與圓弧段端頭仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17之間設(shè)有圓弧段端頭仿形夾具墊塊18。每個(gè)仿形夾具均包括圓弧段端頭仿形夾具仿形墊塊19、圓弧段端頭仿形夾具仿形壓塊及調(diào)整螺栓組，圓弧段端頭仿形夾具仿形壓塊安裝在圓弧段端頭仿形夾具仿形墊塊19的上端，調(diào)整螺栓組安裝在圓弧段端頭仿形夾具仿形壓塊和圓弧段端頭仿形夾具仿形墊塊19兩側(cè)，可調(diào)整工件44的左右位置，對(duì)工件44夾緊。圓弧段端頭仿形夾具墊塊18起到補(bǔ)償工件44正反兩面的高度差作用，圓弧段端頭仿形夾具仿形墊塊19控制工件整體形狀。圓弧段端頭仿形夾具仿形墊塊19的四角裝有調(diào)節(jié)螺釘，可調(diào)節(jié)安裝角度、使圓弧段端頭仿形夾具仿形墊塊19與工件44的表面完全貼合起到控制形狀的作用，安裝孔設(shè)計(jì)為條形，調(diào)節(jié)安裝位置，以便補(bǔ)償安裝誤差。
[0046]如圖9、圖10所示，圓弧段中段仿形夾具18自下而上包括:圓弧段中段仿形夾具底座21、圓弧段中段仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)22、圓弧段中段仿形夾具墊塊23、圓弧段中段仿形夾具仿形墊塊24及圓弧段中段仿形夾具仿形壓塊。圓弧段中段仿形夾具18與圓弧段端頭仿形夾具15結(jié)構(gòu)形式相同，只是零部件高度和仿形面形狀不同。
[0047]如圖11?17所示，拐角仿形夾具25與圓弧段端頭仿形夾具15、圓弧段中段仿形夾具I8結(jié)構(gòu)功能類似，自下而上包括:拐角仿形夾具底座26、拐角仿形夾具旋轉(zhuǎn)平臺(tái)27、拐角仿形夾具墊塊28、拐角仿形夾具仿形墊塊29及拐角仿形夾具仿形壓塊。工件44的拐角為空間曲面，所以拐角仿形夾具墊塊28的方鋼管端面具有空間角度，同時(shí)拐角仿形夾具仿形墊塊29四角裝有調(diào)節(jié)螺釘，可微調(diào)安裝角度，使拐角仿形夾具仿形墊塊29與工件表面盡量貼合控制工件的形狀。
[0048]如圖18所示，翻轉(zhuǎn)機(jī)5包括翻轉(zhuǎn)機(jī)立柱38、翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸39、翻轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)軸支架40、翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸托輥41、翻轉(zhuǎn)機(jī)從動(dòng)軸托輥42、翻轉(zhuǎn)機(jī)導(dǎo)軌43及翻轉(zhuǎn)機(jī)升降架，其中翻轉(zhuǎn)機(jī)立柱38為兩個(gè)、并分別通過(guò)滑塊可移動(dòng)地安裝在兩個(gè)相互平行的翻轉(zhuǎn)機(jī)導(dǎo)軌43上，其中一個(gè)翻轉(zhuǎn)機(jī)立柱38的下端設(shè)有翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸39，翻轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)軸支架40上設(shè)有翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸托輥41、并安裝在滑塊上，翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸39與翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸托輥41轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一個(gè)翻轉(zhuǎn)機(jī)立柱38的下端設(shè)有翻轉(zhuǎn)機(jī)從動(dòng)軸托輥42。翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸39和框架I 一側(cè)的轉(zhuǎn)軸固定連接，翻轉(zhuǎn)機(jī)從動(dòng)軸托輥42與框架I另一側(cè)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接；每個(gè)翻轉(zhuǎn)機(jī)立柱38上均安裝有翻轉(zhuǎn)機(jī)升降架，翻轉(zhuǎn)機(jī)5為現(xiàn)有技術(shù)。
[0049]本發(fā)明的工作過(guò)程是:
[0050]工件44運(yùn)送到焊接現(xiàn)場(chǎng)后，先將工件44放置到框架I上承重夾具2的夾緊區(qū)域內(nèi)，利用安裝在框架I上的定位夾具3進(jìn)行粗定位，盡量使工件44的中心與框架I兩側(cè)轉(zhuǎn)軸的軸線在同一個(gè)豎直平面內(nèi)，這樣便于下一步的精確定位，也有助于減小翻轉(zhuǎn)時(shí)的偏轉(zhuǎn)力矩。
[0051 ] 精定位工作需要承重夾具2和地面仿形夾具4共同完成。首先，利用承重夾具2控制工件44的截面尺寸，使之符合圖紙要求后夾緊；再利用地面仿形夾具4調(diào)整工件44的整體形狀，調(diào)整過(guò)程中需要用到光學(xué)跟蹤儀監(jiān)測(cè)工件形狀測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)(這些測(cè)量點(diǎn)在各焊接組件設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)做好的)，整體形狀調(diào)整好后夾緊。適當(dāng)調(diào)整承重夾具2和地面仿形夾具4兩種夾具，使工件44的截面及形狀符合要求。工件44的焊接工作由位于框架I內(nèi)部的焊接機(jī)器人6完成，由于工件44的尺寸較大，需要借助機(jī)器人滑臺(tái)在不同工位焊接。通過(guò)地面仿形夾具4和承重夾具2有效控制工件44的變形，在焊完一面后，松開地面仿形夾具4，通過(guò)翻轉(zhuǎn)機(jī)5將框架I進(jìn)行180°翻轉(zhuǎn)，再移回焊接工位。同時(shí)由于工件44有曲面，正反加工面不一樣且有高度落差，所以將每個(gè)地面仿形夾具4的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)180°，利用旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上另一側(cè)的墊塊來(lái)補(bǔ)償高度差，再將地面方形夾具4夾緊，對(duì)反面區(qū)域進(jìn)行焊接，如此可對(duì)工件44進(jìn)行正反面焊接。
[0052]本發(fā)明可以翻轉(zhuǎn)大型工件，可加工大型工件的上下兩個(gè)區(qū)域，改變了傳統(tǒng)加工中只能加工一個(gè)區(qū)域的結(jié)構(gòu)形式，改善了性能，可以應(yīng)用于大型設(shè)備導(dǎo)線防護(hù)盒的焊接或大型框體等。
【權(quán)利要求】
1.一種大型工件的焊接夾具，其特征在于:包括框架(1)、承重夾具(2)、定位夾具(3)、地面仿形夾具(4)及翻轉(zhuǎn)機(jī)(5)，其中承重夾具(2)、定位夾具(3)和地面仿形夾具(4)均為多個(gè)，所述承重夾具(2)和定位夾具(3)安裝在框架(1)的外側(cè)，待加工工件(44)放置在承重夾具(2)和定位夾具(3)的夾緊區(qū)域、并被定位夾緊在框架(1)上，所述地面仿形夾具(4)位于框架(1)的四周、并安裝在地基上，所述地面仿形夾具(4)將待加工工件(44)夾緊，起到支撐和控制變形的作用；所述翻轉(zhuǎn)機(jī)(5)位于框架⑴的兩側(cè)、并通過(guò)固接在框架(1)兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸與框架(1)連接，所述框架(1)通過(guò)翻轉(zhuǎn)機(jī)(5)的驅(qū)動(dòng)移動(dòng)或翻轉(zhuǎn)。
2.按權(quán)利要求1所述的大型工件的焊接夾具，其特征在于:所述每個(gè)承重夾具(2)均包括承重夾具體、夾具壓板(8)及四組調(diào)整螺栓組(7)，其中夾具壓板(8)安裝在承重夾具體的上端、并與承重夾具體圍成放置工件(44)的夾緊區(qū)域，所述四組調(diào)整螺栓組(7)分別設(shè)置于夾具壓板(8)和承重夾具體的三個(gè)面上，通過(guò)四組調(diào)整螺栓組(7)對(duì)工件(44)的四個(gè)面夾緊。
3.按權(quán)利要求1所述的大型工件的焊接夾具，其特征在于:所述每個(gè)定位夾具(3)均包括定位夾具體、定位夾具壓板及三組調(diào)整螺栓組，其中定位夾具壓板安裝在定位夾具體的上端、并與定位夾具體圍成定位夾緊區(qū)域，所述定位夾具體的其中一個(gè)面為定位面，所述三組調(diào)整螺栓組分別設(shè)置于定位夾具壓板和定位夾具體的另外兩個(gè)面上，通過(guò)三組螺栓對(duì)工件(44)定位、夾緊。
4.按權(quán)利要求1所述的大型工件的焊接夾具，其特征在于:所述每個(gè)地面仿形夾具(4)均包括底座、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)及仿形夾具，其中底座的下端安裝在地基上，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)安裝在底座上端的配合面上，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上設(shè)有仿形夾具回轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上、仿形夾具回轉(zhuǎn)軸兩側(cè)均設(shè)有仿形夾具，其中一側(cè)仿形夾具與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)之間設(shè)有補(bǔ)償高度差的墊塊，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)可繞仿形夾具回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。`
5.按權(quán)利要求4所述的大型工件的焊接夾具，其特征在于:所述仿形夾具包括仿形壓板、仿形墊塊及調(diào)整螺栓組，其中所述仿形墊塊通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘安裝在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和墊塊上，所述仿形墊塊的仿形面與待加工工件(44)的表面相對(duì)應(yīng)，仿形壓板位于仿形墊塊的上方、并與仿形墊塊圍合成放置工件(44)的定位夾緊區(qū)域，所述調(diào)整螺栓組安裝在仿形壓板或仿形墊塊上，通過(guò)調(diào)整螺栓組對(duì)工件(44)夾緊。
6.按權(quán)利要求5所述的大型工件的焊接夾具，其特征在于:所述地面仿形夾具(4)根據(jù)仿形墊塊的仿形面形狀分為直邊仿形夾具(9)、圓弧段端頭仿形夾具(15)、圓弧段中段仿形夾具(20)及拐角仿形夾具(25)。
7.按權(quán)利要求4所述的大型工件的焊接夾具，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上設(shè)有銷孔，底座上端的配合面上與該銷孔相對(duì)應(yīng)處設(shè)有第一銷孔，該第一銷孔與仿形夾具回轉(zhuǎn)軸的連線上、與仿形夾具回轉(zhuǎn)軸等距離處設(shè)有第二銷孔，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上的銷孔處設(shè)有用于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)定位的定位銷。
8.按權(quán)利要求4所述的大型工件的焊接夾具，其特征在于:所述仿形夾具回轉(zhuǎn)軸位于所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的中心，所述仿形夾具回轉(zhuǎn)軸下端與所述底座轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
9.按權(quán)利要求1所述的大型工件的焊接夾具，其特征在于:所述框架(1)兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸位于框架(1)的中心、并同軸,所述兩側(cè)轉(zhuǎn)軸通過(guò)中間軸連接。
10.按權(quán)利要求1所述的大型工件的焊接夾具，其特征在于:所述翻轉(zhuǎn)機(jī)(5)包括翻轉(zhuǎn)機(jī)立柱(38)、 翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸(39)、翻轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)軸支架(40)、翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸托輥(41)、翻轉(zhuǎn)機(jī)從動(dòng)軸托輥(42)、翻轉(zhuǎn)機(jī)導(dǎo)軌(44)及翻轉(zhuǎn)機(jī)升降架，其中翻轉(zhuǎn)機(jī)立柱(38)為兩個(gè)、并分別通過(guò)滑塊可移動(dòng)地安裝在兩個(gè)相互平行的翻轉(zhuǎn)機(jī)導(dǎo)軌(44)上，其中一個(gè)翻轉(zhuǎn)機(jī)立柱(38)的下端設(shè)有翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸(39)，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)軸支架(40)上設(shè)有翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸托輥(41)、并安裝在滑塊上，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸(39)與翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸托輥(41)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一個(gè)翻轉(zhuǎn)機(jī)立柱(38)的下端設(shè)有翻轉(zhuǎn)機(jī)從動(dòng)軸托輥(42)，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)主動(dòng)軸(39)與所述框架(1) 一側(cè)的轉(zhuǎn)軸固接，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)從動(dòng)軸托輥(42)與所述框架(1)另一側(cè)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接；每個(gè)翻轉(zhuǎn)機(jī)立柱(38)上均安裝有翻轉(zhuǎn)機(jī)升降架。
【文檔編號(hào)】B23K26/70GK103624467SQ201210311486
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月28日
【發(fā)明者】史健碩, 范榮博, 范衛(wèi)國(guó), 王璐 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司