一种筒体组对工装的制作方法

[0001]
本实用新型涉及筒体组对工装技术领域，尤其涉及一种筒体组对工装。


背景技术：

[0002]
近年来，筒体结构在装备制造领域取得广泛的应用，需求量与日俱增，筒体组对焊接已经成为焊接领域常见的工艺形式。筒体组对工装也成为制造业焊接生产中常见的设计机构，工装实现把四块平板或者一块底板加上两块l型板拼接成一个筒体结构，然后由人工或者自动化焊装设备对其进行焊接，使其形成一个能承受一定压力或扭矩的管型结构件。
[0003]
一般来说，筒体的组对主要靠人工辅以一些简单的测量工具或定位工装，这样完成的组对筒体尺寸误差较大，焊接质量不高，不能保证产品对于筒体的质量要求，而且对于工人操作技能的熟练程度有相当大的依赖性。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于提供一种筒体组对工装，其设有筒体行走式内衬定位组件及外部压紧组件，能对组对筒体的四个面进行精准定位及可靠压紧，组对过程简单，无人工操作依赖。
[0005]
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
[0006]
本实用新型提供一种筒体组对工装，包括：
[0007]
台架，包括工作台面，用于固定形成所述筒体的底板；
[0008]
内衬定位组件，滑动设置于所述工作台面上，所述内衬定位组件的两侧分别设有能水平伸缩的第一顶出板，用于抵靠形成所述筒体的侧板的内侧；
[0009]
外部压紧组件，固定于所述工作台面上，所述外部压紧组件包括第二顶出机构和顶部压紧机构，所述第二顶出机构包括能水平伸缩的第二顶出板，用于抵靠形成所述筒体的侧板的外侧；所述顶部压紧机构包括能竖直上下伸缩的第三顶出板，用于抵靠形成所述筒体的顶板的外侧。
[0010]
作为本实用新型的一种优选结构，所述内衬定位组件包括行走机构，所述行走机构带动所述内衬定位组件在所述工作台面上滑动。
[0011]
作为本实用新型的一种优选结构，所述内衬定位组件还包括行走滚轮，所述行走滚轮安装于所述内衬定位组件的底面。
[0012]
作为本实用新型的一种优选结构，所述行走机构包括第一驱动电机、齿轮和滑块，所述第一驱动电机的输出轴与所述齿轮连接，所述滑块固定于所述内衬定位组件的底部；所述工作台面设置有直线滑轨和齿条，所述齿轮与所述齿条啮合，所述滑块与所述直线滑轨滑动配合。
[0013]
作为本实用新型的一种优选结构，所述内衬定位组件的两侧分别设有多个所述第一顶出板，所述内衬定位组件还包括第一顶出机构，所述第一顶出机构用于驱动多个所述第一顶出板同时伸出或者缩回。
[0014]
作为本实用新型的一种优选结构，所述第一顶出机构包括第二驱动电机、中间连接轴和多个双向减速机，所述第二驱动电机的输出轴与所述中间连接轴连接，所述中间连接轴水平穿过所述内衬定位组件的腔体，多个所述双向减速机依次连接于所述中间连接轴上，所述内衬定位组件两侧的所述第一顶出板分别固定于所述双向减速机的两个输出轴上。
[0015]
作为本实用新型的一种优选结构，还包括限位组件，所述限位组件被配置为限制所述内衬定位组件的最大移动位置。
[0016]
作为本实用新型的一种优选结构，所述限位组件具有垂直于所述工作台面的限位板，所述限位板上设有导向孔；所述内衬定位组件的端部设有导向柱，所述导向柱能够插入所述导向孔内。
[0017]
作为本实用新型的一种优选结构，所述工作台面上还设置有定位块和电磁铁，所述定位块用于对所述筒体的底板进行限位，所述电磁铁用于固定所述筒体的底板。
[0018]
作为本实用新型的一种优选结构，所述顶部压紧机构安装有旋转驱动件，所述旋转驱动件被配置为带动所述顶部压紧机构沿竖直轴线旋转。
[0019]
本实用新型的有益效果：本实用新型所提供的筒体组对工装，包括台架、内衬定位组件和外部压紧组件。台架可对筒体的底面进行精确定位及夹紧，内衬定位组件两侧分别设有能水平伸缩的第一顶出板；外部压紧组件包括能水平伸缩的第二顶出板和能竖直上下伸缩的第三顶出板；内衬定位组件能滑动至固定的外部压紧组件之间的组装位；第一顶出板和第二顶出板内外配合完成对筒体的两个侧面进行定位夹紧，第三顶出板对筒体的顶面进行定位夹紧，整个组对工作过程操作简单，定位精确，无人工操作依赖。
附图说明
[0020]
图1是本实用新型实施例提供的筒体组对工装的结构示意图；
[0021]
图2是本实用新型实施例提供的内衬定位组件的结构示意图；
[0022]
图3是本实用新型实施例提供的内衬定位组件的仰视图；
[0023]
图4是本实用新型实施例提供的外部压紧组件工作位置状态的结构示意图。
[0024]
图5是本实用新型实施例提供的筒体组对工装的工作示意图。
[0025]
图中：
[0026]
1、台架；11、架体；12、工作台面；121、直线滑轨；122、齿条；123、定位块；124、电磁铁；
[0027]
2、内衬定位组件；21、第一顶出板；22、行走机构；221、第一驱动电机；222、齿轮；223、滑块；23、第一顶出机构；231、第二驱动电机；232、中间连接轴；233、双向减速电机；24、导向柱；25、行走滚轮；
[0028]
3、外部压紧组件；31、第二顶出机构；311、第二顶出板；32、顶部压紧机构；321、第三顶出板；322、旋转驱动件；
[0029]
4、限位组件；41、限位板；411、导向孔。
具体实施方式
[0030]
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步地详细说明。可以理解的是，此处
所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
[0031]
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0032]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0033]
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
[0034]
如图1-图5所示，本实用新型实施例提供一种筒体组对工装，包括台架1、内衬定位组件2和外部压紧组件3。台架1为长方形工作台，包括架体11和工作台面12；架体11由型材方管组对焊接而成，工作台面12为长方形平面，给内衬定位组件2、外部压紧组件3提供定位平台，用于固定形成筒体的底板。内衬定位组件2为筒状空腔结构，内衬定位组件2滑动连接于工作台面12上，并可沿台架1的长度方向滑动。内衬定位组件2的形状根据筒体的外形确定，用于伸入筒状筒体的内部进行定位压紧。在本实用新型实施例中，筒体为具有四个侧面的管型筒状结构件，因此，内衬定位组件2采用筒状空腔结构，能更好地与筒体的内表面贴合；优选地，内衬定位组件2的两个侧面开设有若干方形减重孔，既能使腔体保持足够的刚度，又可使内衬定位组件2的行走更为灵活。内衬定位组件2的两侧分别设有能水平伸缩的第一顶出板21，可沿台架1的宽度方向水平伸出或缩回。优选地，第一顶出板21为长方形板，可与筒体侧面形成较大的接触面积。外部压紧组件3固定于工作台面12上远离内衬定位组件2的另一端，外部压紧组件3沿台架1的长度方向设置于工作台面12靠近两侧边缘的位置，外部压紧组件3之间设有用于放置筒体的组装位，便于放置筒体的两个侧面并进行压紧及定位，内衬定位组件2能滑动至组装位。外部压紧组件3包括多个第二顶出机构31和多个顶部压紧机构32，优选的，如图4所示，本实施例将一个第二顶出机构31和一个顶部压紧机构32设置于一个工作架上，以使外部压紧组件3的整体结构更为紧凑。第二顶出机构31用于对筒体的侧面进行定位压紧，第二顶出机构31包括第二顶出板311，第二顶出板311可沿台架1的宽度方向水平顶出，优选地，第二顶出板311为长方形板，可与筒体侧面形成较大的接触面积。工作台面12两边的第二顶出板311与内衬定位组件2两侧的第一顶出板21配合，对放置的筒体的两个侧面进行定位及压紧。优选地，第二顶出机构31使用压紧油缸或者气缸将第二顶出板311顶出，工作过程灵敏可靠。顶部压紧机构32设置于外部压紧组件3的顶部，顶部压紧机构32包括第三顶出板321，第三顶出板321可垂直上下伸缩，与内衬定位组件2的腔
体上表面配合，对放置的筒体的顶面进行定位及压紧。
[0035]
进一步地，如图2、图3所示，内衬定位组件2包括行走机构22，用于带动内衬定位组件2沿台架1的长度方向在工作台面12上滑动。行走机构22包括第一驱动电机221、齿轮222和滑块223。优选地，在内衬定位组件2的腔体一端设置行走机构22的安装工作平台，便于行走机构22的安装与维修更换。第一驱动电机221固定安装于工作平台上，其输出轴穿过工作平台的安装孔，与齿轮222固定连接，齿轮222设置于工作平台的底面，滑块223固定于工作平台的底部。工作台面12沿长度方向设置有直线滑轨121和齿条122，齿轮222与齿条122啮合，滑块223滑动安装于直线滑轨121上。优选地，为使内衬定位组件2的滑动更为流畅、平稳，在工作台面12上沿长度方向设置有两条平行的直线滑轨121，在工作平台底部固定四个滑块223，每两个滑块223与一条直线滑轨121相配合，滑动导轨的结构简单，刚性好。行走机构22工作时，第一驱动电机221的输出轴带动齿轮222转动，通过齿轮222与齿条122啮合，将齿轮222的转动转化为行走机构22的直线运动，滑块223与直线滑轨121的配合使内衬定位组件2的行走更为顺畅。
[0036]
进一步地，内衬定位组件2还包括行走滚轮25，如图2、图3所示，行走滚轮25安装于内衬定位组件2的腔体外部底面。在内衬定位组件2的行走过程中，滚轮行走滚轮25即可有效降低内衬定位组件2与筒体内表面的摩擦力。在本实用新型实施例中，安装有四个行走滚轮25，在内衬定位组件2的腔体两端分别安装两个。在其他实施例中，根据内衬定位组件2的长度不同，也可以使用更多数量的行走滚轮25，并不以本实施为限。
[0037]
进一步地，内衬定位组件2的两侧分别设有多个第一顶出板21，两侧的第一顶出板21的数量根据需组对的筒体长度和大小可进行适当增减。内衬定位组件2还包括第一顶出机构23，用于驱动两侧的多个第一顶出板21同时伸出或者缩回。第一顶出机构23包括第二驱动电机231、中间连接轴232和多个双向减速电机233。第二驱动电机231固定于内衬定位组件2的一端，可设置于行走机构22所在的一端，保持结构的紧凑，方便维护。优选地，第二驱动电机231竖直安装，输出轴通过直角减速机与中间连接轴232连接，中间连接轴232水平穿过内衬定位组件2的腔体内部。采用竖直安装的第二驱动电机231与直角减速机使得内衬定位组件2的结构更为紧凑，便于行走。多个双向减速机233依次连接于中间连接轴232上，内衬定位组件2两侧的第一顶出板21分别固定于双向减速机233的两个输出轴上。优选地，双向减速机233采用两向对出的蜗轮蜗杆速机，通过中间连接轴232将蜗轮蜗杆减速机有效可靠连接，使两侧的第一顶出板21能同时伸出或者缩回。
[0038]
进一步地，筒体组对工装还包括限位组件4，限位组件4固定于工作台面12上远离内衬定位组件2的另一端。限位组件4可用于限制内衬定位组件2的最大移动位置，防止工作过程中内衬定位组件2的行走超过筒体所需的最大行走量，同时也能对内衬定位组件2进行支撑，保证内衬定位组件2不易变形。
[0039]
进一步地，限位组件4具有垂直于工作台面12的限位板41，如图1所示，限位板41上设有导向孔411；内衬定位组件2的另一端设有导向柱24，导向柱24可卡接于导向孔411内，配合方便，定位准确。本实用新型实施例中，在限位板41上设置三个导向孔411，三个导向孔411在直立的限位板41上从上至下竖直排布，间隔均匀，内衬定位组件2端部设有三个间隔均匀的导向柱24，与三个导向孔411在位置上一一对应。三个导向孔411与三个导向柱24的配合能较好地为内衬定位组件2提供位置限制。
[0040]
进一步地，工作台面12还包括定位块123和电磁铁124。如图1所示，定位块123和电磁铁124均设置于工作台面12的上表面，定位块123和电磁铁124均设置于组装位，定位块123用于对筒体的底板进行限位，其位置根据筒体的外形进行设定；电磁铁124用于固定筒体的底板，在工作中，对电磁铁124进行通电产生磁力，可对筒体的金属筒体进行有效固定。使用定位块123及电磁铁124对筒体的底板进行限位及固定，结构简单、可靠，根据筒体的外形尺寸变化可快速进行调整设置。在本实施例中，定位块123和电磁铁124选用标准件，其具体结构在此不再赘述。
[0041]
进一步地，顶部压紧机构32安装有旋转驱动件322，旋转驱动件322可带动顶部压紧机构32沿竖直轴线旋转。优选地，旋转驱动件322可采用旋转油缸或者气缸，顶部压紧机构32可实现360度旋转，工作可靠灵敏，方便使用吊具避开顶部压紧机构32对筒体进行操作。顶部压紧机构32具有工作和非工作两种位置状态，当第三顶出板321位于顶部压紧机构32的外侧时，为工作位置状态，如图4所示；启动旋转驱动件322使第三顶出板321位于顶部压紧机构32的内侧时，为非工作位置状态。
[0042]
本实施例中，筒体组对工装在工作时，首先内衬定位组件2在外部压紧组件3的远端，并保持两侧的第一顶出板21处于缩回状态，保持第三顶出板321位于非工作位置状态。首先将筒体的一个组装面放置到工作台面12上的组装位，形成筒体的底板，使用定位块123对底板进行限位，使用电磁铁124对底板进行固定；然后内衬定位组件2行走到组装位，再将筒体的两个组装面放置到内衬定位组件2和外部压紧组件3之间，形成筒体的两个侧板；启动第二顶出机构31，将第二顶出板311同步顶出到设定位置；启动第一顶出机构23，将第一顶出板21顶出到设定位置，第一顶出板21与第二顶出板311配合完成对筒体的两个侧板的定位与夹紧；随后将最后一个组装面放置到指定位置，形成筒体的顶板，启动旋转驱动件322，使第三顶出板321位于工作位置状态，启动顶部压紧机构32压紧筒体的顶板，至此，完成对筒体的组对，如图5所示。然后由人工或者机器人对组对完成的筒体筒体进行定位焊接，焊接完成后按照相反的顺序松开外部压紧组件3，缩回内衬定位组件2两侧的第一顶出板21并退回，将电磁铁124断电，取出焊接完成的筒体，操作完成。
[0043]
筒体组对工装的控制系统采用plc作为主要控制单元，通过其自带的i/o输入输出信号实现与外部压紧组件3和内衬定位组件2之间的实时通讯应答，再通过输出端向伺服电机驱动器发送高频脉冲信号，精确控制筒体组对需要的行走量和第一顶出板21、第二顶出板311和第三顶出板321的伸出量。
[0044]
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。