內(nèi)部加強板組成自動化焊接工藝用固定工裝的制作方法
【專利摘要】內(nèi)部加強板組成自動化焊接工藝用固定工裝涉及高速車動車組用內(nèi)部加強板組成的熔化極惰性氣體保護焊全自動化焊接技術(shù)領(lǐng)域，其包括底座、左側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝、橫斷面板固定工裝、焊接塊定位座和右側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝，左側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝、橫斷面板固定工裝、焊接塊定位座和右側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝均固定在底座上，所述橫斷面板固定工裝包括至少兩個壓緊夾鉗、至少兩個橫板下端面第一支撐座、至少兩個橫板下端面第二支撐座和至少兩個橫板前端面粗限位座。采用本實用新型的固定工裝，節(jié)省了人力，節(jié)省了焊接時間，提高了生產(chǎn)效率，提高了焊接質(zhì)量，降低了廢品率。
【專利說明】
內(nèi)部加強板組成自動化焊接工藝用固定工裝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及高速車動車組用內(nèi)部加強板組成的熔化極惰性氣體保護焊全自動化焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)部加強板組成自動化焊接工藝用固定工裝。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1至圖3所示，高速車動車組用內(nèi)部加強板組成I包括橫斷面板1-1、左側(cè)內(nèi)部加強板1-2、右側(cè)內(nèi)部加強板1-3和焊接塊1-4，橫斷面板1-1的內(nèi)側(cè)設(shè)有兩個橫板定位孔1-1 -1，左側(cè)內(nèi)部加強板1-2的內(nèi)側(cè)設(shè)有兩個左側(cè)板定位孔1-2-1，右側(cè)內(nèi)部加強板1-3的內(nèi)側(cè)設(shè)有兩個右側(cè)板定位孔1-3-1，左側(cè)內(nèi)部加強板1-2和右側(cè)內(nèi)部加強板1-3分別焊接在橫斷面板1-1的兩端，橫斷面板1-1的內(nèi)筋板的左側(cè)與左側(cè)內(nèi)部加強板1-2的內(nèi)筋板及外筋板焊接，橫斷面板1-1的內(nèi)筋板的右側(cè)與右側(cè)內(nèi)部加強板1-3的內(nèi)筋板及外筋板焊接，焊接塊1-4焊接在橫斷面板1-1內(nèi)筋板的中心位置。
[0003]內(nèi)部加強板組成I有兩種焊接形式，一種形式為帶背板的對接焊縫，對接焊縫組對時要求焊縫間隙為2_3mm，并且做2-3mm的反變形，這都需要鉚工來組對，不能保證焊縫間隙及反變形量統(tǒng)一。另一種形式為角焊縫，角焊縫區(qū)域均是內(nèi)筋板處的焊接，空間有限，焊縫打磨工具的可達性不好，故在拐角處不能留接頭，這對焊工的技能水平要求較高。由于內(nèi)部加強板組成I在焊接工裝上組對時，都是通過鉚工測量組對，故目前無法采用自動化焊接方法，而采用手工焊接方法。手工焊接過程中，由于部分角焊縫焊接空間小，對焊工技能要求高，焊工在焊接過程中稍有不當，就會影響整條焊縫的外觀。焊接的反變形由人工掌握，不能保證反變形的一致性。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決現(xiàn)有手工焊接方法存在的焊接反變形不一致和焊縫外觀成型不良的技術(shù)問題，本實用新型提供一種內(nèi)部加強板組成自動化焊接工藝用固定工裝，采用該工裝能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部加強板組成的自動化焊接，節(jié)省了人力，節(jié)省了焊接時間，提高了生產(chǎn)效率，提高了焊接質(zhì)量，減少了廢品率。
[0005]本實用新型解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:
[0006]內(nèi)部加強板組成自動化焊接工藝用固定工裝，其包括底座、左側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝、橫斷面板固定工裝、焊接塊定位座和右側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝，左側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝、橫斷面板固定工裝、焊接塊定位座和右側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝均固定在底座上，其特征在于:所述焊接塊定位座為氣缸式定位座，其活塞桿的端部連接有中心銷;所述橫斷面板固定工裝包括至少兩個壓緊夾鉗、至少兩個橫板下端面第一支撐座、至少兩個橫板下端面第二支撐座和至少兩個橫板前端面粗限位座，至少兩個壓緊夾鉗以底座長邊中線為軸對稱固定在底座上，至少兩個橫板下端面第一支撐座各自對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗前端的下面并固定在底座上，每個橫板下端面第一支撐座的頂端設(shè)一個橫板定位銷，至少兩個橫板下端面第二支撐座各自對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗中部外側(cè)的下面并固定在底座上，至少兩個橫板前端面粗限位座以底座長邊中線為軸對稱固定在底座上。
[0007]上述左側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝包括至少兩個壓緊夾鉗、左板下端面第一支撐座、左板下端面第二支撐座、左板右側(cè)頂緊座、左板前端面粗限位座、左板右端面粗限位座、左板左端面精限位座、左板側(cè)限位座和左板左側(cè)頂緊座，至少兩個壓緊夾鉗固定在底座的左側(cè)上，左板下端面第一支撐座對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗中部的下面并固定在底座上，左板下端面第二支撐座對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗前部的下面并固定在左側(cè)的橫板下端面第二支撐座上；左板右側(cè)頂緊座固定在底座上的左側(cè)上部位置，左板右側(cè)頂緊座的頂部設(shè)有兩個左板定位銷；左板前端面粗限位座、左板右端面粗限位座和左板左端面精限位座均固定在底座上的左上角位置，左板側(cè)限位座固定在底座上的左下角位置，左板左側(cè)頂緊座位于兩個壓緊夾鉗之間并固定在底座上。
[0008]上述右側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝包括至少兩個壓緊夾鉗、右板下端面第一支撐座、右板下端面第二支撐座、右板左側(cè)頂緊座、右板前端面粗限位座、右板左端面粗限位座、右板右端面精限位座、右板側(cè)限位座和右板右側(cè)頂緊座，至少兩個壓緊夾鉗固定在底座的右側(cè)上，右板下端面第一支撐座對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗中部的下面并固定在底座上，右板下端面第二支撐座對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗前部的下面并固定在右側(cè)的橫板下端面第二支撐座上；右板左側(cè)頂緊座固定在底座上的右側(cè)上部位置，右板左側(cè)頂緊座的頂部設(shè)有兩個右板定位銷；右板前端面粗限位座、右板左端面粗限位座和右板右端面精限位座均固定在底座上的右上角位置，右板側(cè)限位座固定在底座上的右下角位置，右板右側(cè)頂緊座位于兩個壓緊夾鉗之間并固定在底座上。
[0009]上述右板左側(cè)頂緊座包括右支撐板、右氣缸、右限位板和右固定座，右支撐板固定在右固定座的前端，右支撐板兩側(cè)的端部固定有右板定位銷;右氣缸固定在右固定座的中部，右限位板固定在右氣缸的活塞桿端部。上述左板右側(cè)頂緊座的結(jié)構(gòu)與右板左側(cè)頂緊座的結(jié)構(gòu)相同。上述壓緊夾鉗包括夾鉗梁和夾鉗體，夾鉗梁轉(zhuǎn)動連接在夾鉗體上部，夾鉗體的中部固定在底座上，夾鉗梁的前端面為平面結(jié)構(gòu)或弧面結(jié)構(gòu)。
[0010]本實用新型的有益效果是:采用此固定工裝，可以直接進行自動化焊接。自動化焊接通過機械手抓取預(yù)熱裝置、焊槍及打磨工具，所有運行的軌跡都通過程序控制，重復(fù)性強，保證焊縫外觀的一致性，焊接質(zhì)量穩(wěn)定；自動化焊接速度一般為llmm/S，手工焊接速度一般在6mm/s，有效的提高了生產(chǎn)效率；內(nèi)部加強板組成固定工裝通過6個定位孔來保證工件的相對位置及對接焊縫的間隙，工裝與料件接觸的平面直接設(shè)計了反變形，利用氣缸式壓緊夾鉗壓緊后實現(xiàn)反變形一致，并且自動化焊接速度快，熱輸入量小，焊接變形量比手工焊接小。采用此固定工裝，節(jié)省了人力，節(jié)省了焊接時間，提高了生產(chǎn)效率，提高了焊接質(zhì)量，降低了廢品率。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是待焊接的內(nèi)部加強板組成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是待焊接的右側(cè)內(nèi)部加強板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是待焊接的橫斷面板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4是本實用新型的內(nèi)部加強板組成自動化焊接工藝用固定工裝的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖5是本實用新型中的左右兩側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖6是圖5的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖7是本實用新型中的壓緊夾鉗的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖8是圖5去掉壓緊夾鉗的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖9是圖8的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖10是本實用新型中的右板左側(cè)頂緊座的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖11是本實用新型中的橫斷面板固定工裝和焊接塊定位座的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖12是圖11的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖13是本實用新型內(nèi)部加強板組成自動化焊接工藝用固定工裝的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖14是圖13的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖15是圖13的局部爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。
[0027]如圖4至圖12所示，本實用新型的內(nèi)部加強板組成自動化焊接工藝用固定工裝，其包括底座2、左側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝、橫斷面板固定工裝、焊接塊定位座23和右側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝，左側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝、橫斷面板固定工裝、焊接塊定位座23和右側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝均固定在底座2上，其特征在于:所述焊接塊定位座23為氣缸式定位座，其活塞桿的端部連接有中心銷23-1;所述橫斷面板固定工裝包括至少兩個壓緊夾鉗3、至少兩個橫板下端面第一支撐座20、至少兩個橫板下端面第二支撐座21和至少兩個橫板前端面粗限位座22，至少兩個壓緊夾鉗3以底座2長邊中線為軸對稱固定在底座2上，至少兩個橫板下端面第一支撐座20各自對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗3前端的下面并固定在底座2上，每個橫板下端面第一支撐座20的頂端設(shè)一個橫板定位銷20-1，至少兩個橫板下端面第二支撐座21各自對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗3中部外側(cè)的下面并固定在底座2上，至少兩個橫板前端面粗限位座22以底座2長邊中線為軸對稱固定在底座2上。圖11和圖12中的右半部分各部件之間的連接均為螺栓連接，兩個圖中均簡化去掉了螺栓，只保留了螺栓孔。
[0028]上述左側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝為左右對稱結(jié)構(gòu)，其包括至少兩個壓緊夾鉗3、左板下端面第一支撐座4、左板下端面第二支撐座5、左板右側(cè)頂緊座6、左板前端面粗限位座7、左板右端面粗限位座8、左板左端面精限位座9、左板側(cè)限位座10和左板左側(cè)頂緊座11，至少兩個壓緊夾鉗3固定在底座2的左側(cè)上，左板下端面第一支撐座4對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗3中部的下面并固定在底座2上，左板下端面第二支撐座5對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗3前部的下面并固定在左側(cè)的橫板下端面第二支撐座21上;左板右側(cè)頂緊座6固定在底座2上的左側(cè)上部位置，左板右側(cè)頂緊座6的頂部設(shè)有兩個左板定位銷6-1-1;左板前端面粗限位座7、左板右端面粗限位座8和左板左端面精限位座9均固定在底座2上的左上角位置，左板側(cè)限位座10固定在底座2上的左下角位置，左板左側(cè)頂緊座11位于兩個壓緊夾鉗3之間并固定在底座2上。
[0029]上述右側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝包括至少兩個壓緊夾鉗3、右板下端面第一支撐座
12、右板下端面第二支撐座13、右板左側(cè)頂緊座14、右板前端面粗限位座15、右板左端面粗限位座16、右板右端面精限位座17、右板側(cè)限位座18和右板右側(cè)頂緊座19，至少兩個壓緊夾鉗3固定在底座2的右側(cè)上，右板下端面第一支撐座12對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗3中部的下面并固定在底座2上，右板下端面第二支撐座13對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗3前部的下面并固定在右側(cè)的橫板下端面第二支撐座21上;右板左側(cè)頂緊座14固定在底座2上的右側(cè)上部位置，右板左側(cè)頂緊座14的頂部設(shè)有兩個右板定位銷14-1-1;右板前端面粗限位座15、右板左端面粗限位座16和右板右端面精限位座17均固定在底座2上的右上角位置，右板側(cè)限位座18固定在底座2上的右下角位置，右板右側(cè)頂緊座19位于兩個壓緊夾鉗3之間并固定在底座2上。圖5、圖6、圖8和圖9中右側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝中各部件之間的連接均為螺栓連接，四個圖中均簡化去掉了螺栓，只保留了螺栓孔。
[0030]上述右板左側(cè)頂緊座14包括右支撐板14-1、右氣缸14-2、右限位板14-3和右固定座14-4，右支撐板14-1固定在右固定座14-4的前端，右支撐板14-1兩側(cè)的端部固定有右板定位銷14-1-1，右板定位銷14-1-1的頂端可以是平面結(jié)構(gòu)，也可以是圓錐面結(jié)構(gòu)；右氣缸14-2固定在右固定座14-4的中部，右限位板14-3固定在右氣缸14-2的活塞桿端部。圖10的各部件之間連接用的螺栓也未畫出。
[0031 ]上述左板右側(cè)頂緊座6的結(jié)構(gòu)與右板左側(cè)頂緊座14的結(jié)構(gòu)相同。
[0032]上述壓緊夾鉗3包括夾鉗梁3-1和夾鉗體3-2，夾鉗梁3-1轉(zhuǎn)動連接在夾鉗體3-2上部，夾鉗體3-2的中部固定在底座2上，夾鉗梁3-1的前端面為平面結(jié)構(gòu)或弧面結(jié)構(gòu)。圖7中的各部件之間連接用的螺栓也未畫出。
[0033]圖13至圖15中右半部分的各部件之間連接用的螺栓也未畫出。結(jié)合圖13至圖15所示，具體應(yīng)用本實用新型的內(nèi)部加強板組成自動化焊接工藝用固定工裝時，首先將底座2固定在焊接平臺上，全部壓緊夾鉗3均保持張開狀態(tài)，然后依據(jù)兩個橫板前端面粗限位座22和兩個橫板定位銷20-1的限位，將橫斷面板1-1的兩個橫板定位孔1-1-1對應(yīng)套在兩個橫板定位銷20-1上，將橫斷面板1-1的下端面放置在兩個橫板下端面第一支撐座20、兩個橫板下端面第二支撐座21、地線裝置29和橫板傳感器28上。然后，將焊接塊1-4套在中心銷23-1上，焊接塊定位座23通過氣缸活塞桿伸長將中心銷23-1插入橫斷面板1-1內(nèi)筋板的中心孔。然后，依據(jù)左板前端面粗限位座7、左板右端面粗限位座8和兩個左板定位銷6-1-1的粗限位，將左側(cè)內(nèi)部加強板1-2的兩個左側(cè)板定位孔1-2-1對應(yīng)套在兩個左板定位銷6-1-1上，將左側(cè)內(nèi)部加強板1-2的下端面放置在左板下端面第一支撐座4、橫斷面板1-1內(nèi)筋板的左端、左板下端面第二支撐座5、兩個左支撐板6-1和左板傳感器24上，再利用左限位板6-3、左板左端面精限位座9、左板側(cè)限位座10和左板左側(cè)頂緊座11進行精限位。然后，依據(jù)右板前端面粗限位座15、右板左端面粗限位座16和兩個右板定位銷14-1-1的粗限位，將右側(cè)內(nèi)部加強板1-3的兩個右側(cè)板定位孔1-3-1對應(yīng)套在兩個右板定位銷14-1-1上，將右側(cè)內(nèi)部加強板1-3的下端面放置在右板下端面第一支撐座12、橫斷面板1-1內(nèi)筋板的右端、右板下端面第二支撐座
13、兩個右支撐板14-1和右板傳感器25上，再利用右限位板14-3、右板右端面精限位座17、右板側(cè)限位座18和右板右側(cè)頂緊座19進行精限位。然后，將左起弧板26和右起弧板27對準焊縫的位置固定在底座2上，然后啟動氣缸電源，使對應(yīng)橫斷面板1-1上方的壓緊夾鉗3的夾鉗梁3-1壓緊橫斷面板1-1的上端面，使焊接塊1-4緊貼在橫斷面板1-1內(nèi)筋板的中心位置，使對應(yīng)左側(cè)內(nèi)部加強板1-2上方的壓緊夾鉗3的夾鉗梁3-1壓緊左側(cè)內(nèi)部加強板1-2的上端面，使對應(yīng)右側(cè)內(nèi)部加強板1-3上方的壓緊夾鉗3的夾鉗梁3-1壓緊右側(cè)內(nèi)部加強板1-3的上端面，進而同步完成橫斷面板1-1、焊接塊1-4、左側(cè)內(nèi)部加強板1-2、右側(cè)內(nèi)部加強板1-3的夾緊與固定;最后再啟動焊接電源，利用焊接機械手實現(xiàn)全自動焊接工藝。
【主權(quán)項】
1.內(nèi)部加強板組成自動化焊接工藝用固定工裝，其包括底座(2)、左側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝、橫斷面板固定工裝、焊接塊定位座(23)和右側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝，左側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝、橫斷面板固定工裝、焊接塊定位座(23)和右側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝均固定在底座(2)上，其特征在于:所述焊接塊定位座(23)為氣缸式定位座，其活塞桿的端部連接有中心銷(23-1);所述橫斷面板固定工裝包括至少兩個壓緊夾鉗(3)、至少兩個橫板下端面第一支撐座(20)、至少兩個橫板下端面第二支撐座(21)和至少兩個橫板前端面粗限位座(22)，至少兩個壓緊夾鉗(3)以底座(2)長邊中線為軸對稱固定在底座(2)上，至少兩個橫板下端面第一支撐座(20)各自對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗(3)前端的下面并固定在底座(2)上，每個橫板下端面第一支撐座(20)的頂端設(shè)一個橫板定位銷(20-1)，至少兩個橫板下端面第二支撐座(21)各自對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗(3)中部外側(cè)的下面并固定在底座(2)上，至少兩個橫板前端面粗限位座(22)以底座(2)長邊中線為軸對稱固定在底座(2)上。2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)部加強板組成自動化焊接工藝用固定工裝，其特征在于:所述左側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝包括至少兩個壓緊夾鉗(3)、左板下端面第一支撐座(4)、左板下端面第二支撐座(5)、左板右側(cè)頂緊座(6)、左板前端面粗限位座(7)、左板右端面粗限位座(8)、左板左端面精限位座(9)、左板側(cè)限位座(10)和左板左側(cè)頂緊座(11)，至少兩個壓緊夾鉗(3)固定在底座(2)的左側(cè)上，左板下端面第一支撐座(4)對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗(3)中部的下面并固定在底座(2)上，左板下端面第二支撐座(5)對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗(3)前部的下面并固定在左側(cè)的橫板下端面第二支撐座(21)上;左板右側(cè)頂緊座(6)固定在底座(2)上的左側(cè)上部位置，左板右側(cè)頂緊座(6)的頂部設(shè)有兩個左板定位銷(6-1-1);左板前端面粗限位座(7)、左板右端面粗限位座(8)和左板左端面精限位座(9)均固定在底座(2)上的左上角位置，左板側(cè)限位座(10)固定在底座(2)上的左下角位置，左板左側(cè)頂緊座(11)位于兩個壓緊夾鉗(3)之間并固定在底座(2)上。3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)部加強板組成自動化焊接工藝用固定工裝，其特征在于:所述右側(cè)內(nèi)部加強板固定工裝包括至少兩個壓緊夾鉗(3)、右板下端面第一支撐座(12)、右板下端面第二支撐座(13)、右板左側(cè)頂緊座(14)、右板前端面粗限位座(15)、右板左端面粗限位座(16)、右板右端面精限位座(17)、右板側(cè)限位座(18)和右板右側(cè)頂緊座(19)，至少兩個壓緊夾鉗(3)固定在底座(2)的右側(cè)上，右板下端面第一支撐座(12)對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗(3)中部的下面并固定在底座(2)上，右板下端面第二支撐座(13)對應(yīng)位于一個壓緊夾鉗(3)前部的下面并固定在右側(cè)的橫板下端面第二支撐座(21)上;右板左側(cè)頂緊座(14)固定在底座(2)上的右側(cè)上部位置，右板左側(cè)頂緊座(14)的頂部設(shè)有兩個右板定位銷(14-1-1);右板前端面粗限位座(15)、右板左端面粗限位座(16)和右板右端面精限位座(17)均固定在底座(2)上的右上角位置，右板側(cè)限位座(18)固定在底座(2)上的右下角位置，右板右側(cè)頂緊座(19)位于兩個壓緊夾鉗(3)之間并固定在底座(2)上。4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)部加強板組成自動化焊接工藝用固定工裝，其特征在于:所述右板左側(cè)頂緊座(14)包括右支撐板(14-1)、右氣缸(14-2)、右限位板(14-3)和右固定座(14-4)，右支撐板(14-1)固定在右固定座(14-4)的前端，右支撐板(14-1)兩側(cè)的端部固定有右板定位銷(14-1-1);右氣缸(14-2)固定在右固定座(14-4)的中部，右限位板(14_3)固定在右氣缸(14-2)的活塞桿端部。5.如權(quán)利要求1至3任一項所述的內(nèi)部加強板組成自動化焊接工藝用固定工裝，其特征在于:所述壓緊夾鉗(3)包括夾鉗梁(3-1)和夾鉗體(3-2)，夾鉗梁(3-1)轉(zhuǎn)動連接在夾鉗體(3-2)上部，夾鉗體(3-2)的中部固定在底座(2)上，夾鉗梁(3-1)的前端面為平面結(jié)構(gòu)或弧面結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】B23K37/02GK205551883SQ201620334003
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】王峰
【申請人】長春市國凱模具設(shè)備修造有限責(zé)任公司