一种工件对中装夹设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种工件对中定位和装夹技术领域，更具体地说，涉及一种工件对中装夹设备。


背景技术：

2.在工业、建筑等行业中，尤其在建筑行业，在一些钢结构使用场景，有时需要将多段方管与多个连接件(比如铸件、机加件等零件)进行焊接，以形成更长的并具备新特点的焊接成品，用来组装或焊装钢结构。现有装置对焊接管材与工作台对中时，一般通过机器人直接将夹取焊接管材放置在工作台的指定位置，但鉴于机器人的操作精度，当焊接管材与工作台位置发生偏移时，机器人需重新夹取管材离开工作台并重新计算操作路径，再进行工作台和焊接管材的对中，其操作繁琐，且对中精度低。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种工件对中装夹设备，以能够对焊接工件与基准线进行快速对中，简化对中步骤且提高对中精度，同时结构简单便于设置。
4.为了达到上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种工件对中装夹设备，包括：
6.用以放置工件的支撑板；
7.在横向基准线的两侧平行且对称设置的第一夹持组件和第二夹持组件，所述支撑板设于所述第一夹持组件和所述第二夹持组件间；
8.用以同步带动所述第一夹持组件和所述第二夹持组件相向/相背运动且移动距离相等的左右对中动力驱动组件。
9.优选地，还包括：
10.用以对工件进行前后预对中的前后预对中装置和用以将工件的中心与预设中心进行前后对中的前后对中装置，所述前后预对中装置和所述前后对中装置分别与所述横向基准线垂直。
11.优选地，所述前后对中装置包括：
12.能够沿靠近/远离所述支撑板的方向移动的前后对中安装板；
13.一组平行设于所述前后对中安装板上、且中心线与所述横向基准线垂直的第一前后夹持组件和第二前后夹持组件；
14.用以带动所述第一前后夹持组件和所述第二前后夹持组件相向/相背运动且移动距离相等的前后对中动力驱动组件。
15.优选地，所述前后对中动力驱动组件为平行气爪，所述平行气爪的两个伸出端分别与所述第一前后夹持组件和所述第二前后夹持组件固连。
16.优选地，所述前后预对中装置包括：
17.沿所述横向基准线的方向设于所述支撑板的两端的预定位挡板组件和预定位推
板组件，所述预定位推板组件能够推动所述支撑板上的工件移动至与所述预定位挡板组件接触进行前后预对中；
18.用以带动所述预定位挡板组件沿竖直方向移动的第一上推动力驱动组件和用以带动所述预定位推板组件沿竖直方向移动的第二上推动力驱动组件。
19.优选地，还包括安装板；所述左右对中动力驱动组件设于所述安装板上，所述左右对中动力驱动组件包括：
20.左右对中气缸；
21.一组平行设置的主动齿条和从动齿条，及设于所述主动齿条和所述从动齿条间的过渡齿轮，所述左右定位气缸与所述主动齿条固连；
22.设于所述主动齿条和所述安装板间的第一直线滑轨机构，以及设于所述从动齿条和所述安装板间的第二直线滑轨机构，所述第一直线滑轨机构和所述第二直线滑轨机构平行设置且分别与所述横向基准线垂直设置。
23.优选地，所述第一夹持组件和所述第二夹持组件均分别包括：
24.左右夹持安装板；
25.若干个分别沿直线设于所述左右夹持安装板的端部的滚轮单元，任一所述滚轮单元与所述左右夹持安装板的端部边缘平齐以与工件接触。
26.优选地，还包括沿竖直方向移动、用于将工件压紧于所述支撑板上的压紧装置，所述压紧装置包括：
27.压紧气缸和与所述压紧气缸的伸出端固定的压紧块。
28.优选地，所述预设中心为所述支撑板的中心。
29.本实用新型提供的工件对中装夹设备，包括：用以放置工件的支撑板；在横向基准线的两侧平行且对称设置的第一夹持组件和第二夹持组件，支撑板设于第一夹持组件和第二夹持组件间；用以同步带动第一夹持组件和第二夹持组件相向/相背运动且移动距离相等的左右对中动力驱动组件。
30.相较于现有技术，应用本实用新型提供的工件对中装夹设备，具有以下技术效果：
31.第一，左右对中动力驱动组件带动第一夹持组件和第二夹持组件同步运动且与移动距离相等，设置在支撑板上的工件在第一夹持组件和第二夹持组件的运动过程中实现与横向基准线的左右对中；
32.第二，本技术通过前后对中装置实现工件的前后对中，进而实现工件的中心与预设中心对位，并通过前后预对中装置先对工件进行预对位，以提高前后对中装置的对中效率；
33.第三，通过压紧装置对对中后的工件进行压紧，以对对中后的工件进行夹持防止其发生移位，便于后续焊接作业。
附图说明
34.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
35.图1为本实用新型第一实施例提供的工件对中装夹设备的局部结构示意图；
36.图2为本实用新型第一实施例提供的工件对中装夹设备的整体结构示意图；
37.图3为本实用新型第二实施例提供的工件对中装夹设备的局部结构示意图；
38.图4为图3的侧视结构示意图；
39.图5为本实用新型第三实施例提供的工件对中装夹设备的整体结构示意图；
40.图6为图5的侧视结构示意图。
41.附图中标记如下：
42.左右对中气缸1、左右夹持安装板2、滚轮单元3、筋板4、第二直线滑轨机构5、安装板6、第一直线滑轨机构7、支撑板8、过渡齿轮9、主动齿条10、从动齿条11、前后对中气缸12、直线滑轨机构13、前后对中安装板14、平行气爪15、第一前后夹持组件16、第二前后夹持组件17、第一上推动力驱动组件18、第二上推动力驱动组件19、预定位挡板组件20、预定位推板组件21、压紧气缸22、压紧块23、压紧推送气缸24；
43.推送气缸211、推送板212。
具体实施方式
44.本实用新型实施例公开了一种工件对中装夹设备，以能够对焊接工件与基准线进行快速对中，简化对中步骤且提高对中精度，同时结构简单便于设置。
45.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。
46.请参阅图1-图6，图1为本实用新型第一实施例提供的工件对中装夹设备的局部结构示意图；图2为本实用新型第一实施例提供的工件对中装夹设备的整体结构示意图；图3为本实用新型第二实施例提供的工件对中装夹设备的局部结构示意图；图4为图3的侧视结构示意图；图5为本实用新型第三实施例提供的工件对中装夹设备的整体结构示意图；图6为图5的侧视结构示意图。
47.在一种具体的实施方式中，以工件为焊接管材、该工具对中装夹设备应用于焊接管材生产线中为例进行说明。本实用新型提供的工件对中装夹设备，包括支撑板8、第一夹持组件、第二夹持组件和左右对中动力驱动组件。其中，支撑板8用以放置工件，支撑板8设于第一夹持组件和第二夹持组件间；支撑板8优选为形状规则的矩形板，其位置固定且第一夹持组件和第二夹持组件相对于支撑板8移动。第一夹持组件和第二夹持组件在横向基准线的两侧平行且对称设置，优选地，在横向基准线所在竖直面的两侧平行且对称设置，以便于第一夹持组件和第二夹持组件的设置。横向基准线优选为工件对中装夹设备长度方向的中心线，上述工件对中装夹设备即将工件的中心线与工件对中装夹设备的中心线共线以进行对中。第一夹持组件和第二夹持组件优选为结构相同设置，如设置为夹持爪，左右对中动力驱动组件用以同步带动第一夹持组件和第二夹持组件相向/相背运动且移动距离相等，通过左右对中动力驱动组件带动两个夹持爪同步向靠近横向基准线的方向移动，以实现对工件的左右对中，且通过同步运动缩短左右对中时间，提高左右对中效率。
48.在一种实施例中，还包括安装板6，支撑板8、第一夹持组件、第二夹持组件和左右
对中动力驱动组件均分别设置在安装板6上，在安装板6的下方可设置安装架或其他结构，以使得安装板6的高度能够满足设计需要，优选地，安装板6上分别设置两个竖直板，两个竖直板分别设置沿横向基准线方向设置在支撑板8的两端，且分别与支撑板8通过螺钉进行固定，以保证支撑板8的位置固定。
49.为了实现工件的中心与预设中心的对中，该装置还包括：
50.用以对工件进行前后预对中的前后预对中装置和用以将工件的中心与预设中心进行前后对中的前后对中装置，前后预对中装置和前后对中装置分别与横向基准线垂直。其中，前后对中装置的结构可参考第一夹持组件、第二夹持组件和左右对中动力驱动组件的结构进行设置，以便于生产加工。可以理解的是，前后方向以横向基准线的长度方向为基准进行设置，前后预对中装置首先对工件进行粗对位，然后再通过前后对中装置进行精确对位。为了前后对中装置能够对工件进行夹持，前后预对中装置沿横向基准线设置在前后对中装置的内侧，以使得前后对中装置能够对前后预对中装置对位后的工件进行夹持。
51.相较于现有技术，应用本实用新型提供的工件对中装夹设备，具有以下技术效果：
52.第一，左右对中动力驱动组件带动第一夹持组件和第二夹持组件同步运动且与移动距离相等，设置在支撑板8上的工件在第一夹持组件和第二夹持组件的运动过程中实现与横向基准线的左右对中；
53.第二，本技术通过前后对中装置实现工件的前后对中，进而实现工件的中心与预设中心对位，并通过前后预对中装置先对工件进行预对位，以提高前后对中装置的对中效率；
54.第三，通过压紧装置对对中后的工件进行压紧，以对对中后的工件进行夹持防止其发生移位，便于后续焊接作业。
55.具体的，为了对工件进行左右同步对中，左右对中动力驱动组件包括：
56.左右对中气缸1；
57.一组平行设置的主动齿条10和从动齿条11，及设于主动齿条10和从动齿条11间的过渡齿轮9，左右定位气缸与主动齿条10固连；
58.设于主动齿条10和安装板6间的第一直线滑轨机构7，以及设于从动齿条11和安装板6间的第二直线滑轨机构5，第一直线滑轨机构7和第二直线滑轨机构5平行设置且分别与横向基准线垂直设置。
59.其中，主动齿条10和从动齿条11的结构相同，过渡齿轮9设置在主动齿条10和从动齿条11中间且分别与二者啮合，主动齿条10和从动齿条11分别设置有用于支撑过渡齿轮9台阶面，进一步地，过渡齿轮9和安装板6之间设置支撑杆，支撑杆套装在过渡齿轮9上对其进行支撑。可以理解的是，当主动齿条10在左右对中动力驱动组件的带动下移动时，过渡齿轮9沿自身轴线转动进而带动从动齿条11移动，主动齿条10和从动齿条11运动方向相反，二者的移动距离相等，由此以保证第一夹持组件和第二夹持组件与横向基准线间的距离相等，以能够带动第一夹持组件和第二夹持组件同步运动并实现工件的左右对中。更进一步地，第一直线滑轨机构7和第二直线滑轨机构5的结构相同，以第一直线滑轨机构7为例进行说明，其包括滑轨和与滑轨配合的滑块，滑块与第一夹持组件固定，以带动第一夹持组件实现移动。
60.为了适应工件的高度，可在第一夹持组件和滑块之间设置支撑件，支撑件如筋板4
等结构，可根据需要进行设置。在其他实施例中，也可以自行设置左右对中动力驱动组件的结构，只要能够达到相同的技术效果即可；优选地，第一夹持组件与第一直线滑轨机构7、第二夹持组件和第二直线滑轨机构5分别可拆卸的固定连接；如通过螺纹紧固件实现固定。同时，为了使安装板6结构紧凑，左右对中气缸1和前后对中装置分别设置在安装板6上、横向基准线的两侧。
61.在该具体实施例中，为了便于设置，第一夹持组件和第二夹持组件的结构相同，优选地，第一夹持组件和第二夹持组件均分别包括左右夹持安装板2和若干个滚轮单元3。其中，若干个滚轮单元3分别沿直线设于左右夹持安装板2的端部边缘，可以理解的是，左右夹持安装板2的端部边缘为用以对工件进行左右夹持的边缘；滚轮单元3包括滚动轴和在滚动轴的两端设置的滚轮，滚轮和滚动轴通过轴承连接，左右夹持安装板2设置有安装滚动轴的滚动轴安装孔，二者间隙配合，滚动轴安装孔优选为沿竖直方向设置。同时，任一滚轮单元3与左右夹持安装板2的端部边缘平齐以与工件接触，使得第一夹持组件和第二夹持组件在完成工件的左右对中后，通过滚轮单元3和左右夹持安装板2的端壁对工件进行微压压紧进行预定位，并能够在前后对中装置的前后对中过程中实现工件的前后方向的移动，通过滚轮单元3减小工件和左右夹持安装板2的端壁间的摩擦力，便于工件的前后移动。在一种实施例中，滚轮单元3为四个，在左右夹持安装板2沿横向基准线方向的两端分别设置两个滚轮单元3。
62.进一步地，为了实现工件的前后对中，前后对中装置包括能够沿靠近/远离支撑板8的方向移动的前后对中安装板14、第一前后夹持组件16和第二前后夹持组件17，及用以带动第一前后夹持组件16和第二前后夹持组件17相向/相背运动且移动距离相等的前后对中动力驱动组件。
63.前后对中安装板14和安装板6间设置有直线动力驱动组件，其包括前后对中气缸12和直线滑轨机构13，前后对中气缸12与前后对中安装板14固连，且沿前后对中安装板14沿直线滑轨机构13向靠近或远离支撑板8的方向移动，以能够在前后对中后对工件的焊接或者其他工序进行让位；其中，直线滑轨机构13平行于左右对中动力驱动组件的第一直线滑轨机构7和第二直线滑轨机构5设置。优选地，第一前后夹持组件16和第二前后夹持组件17平行设于前后对中安装板14上、且中心线与横向基准线垂直，前后对中安装板14沿竖直方向设置。在一种实施例中，第一前后夹持组件16和第二前后夹持组件17的结构可参考第一夹持组件和第二夹持组件的结构设置，在此不再赘述。或者，前后对中动力驱动组件为平行气爪15，平行气爪15的两个伸出端分别与第一前后夹持组件16和第二前后夹持组件17固连；第一前后夹持组件16和第二前后夹持组件17分别设置为夹持板，以增加与工件的接触面积，优化前后对中效果，同时上述装置结构简单，便于设置。
64.通过左右对中装置和前后对中装置实现对工件的对中，可以理解的是，第一前后夹持组件16和第二前后夹持组件17的中心线与横向基准线相交的交点即为上文所述的预设中心，该预设中心为固定点。优选地，预设中心为支撑板8的中心，以便于装置的整体设置，减小安装误差。
65.在该具体实施例中，前后预对中装置包括：
66.沿横向基准线的方向设于支撑板8的两端的预定位挡板组件20和预定位推板组件21，预定位推板组件21能够推动支撑板8上的工件移动至与预定位挡板组件20接触进行前
后预对中；
67.用以带动预定位挡板组件20沿竖直方向移动的第一上推动力驱动组件18和用以带动预定位推板组件21沿竖直方向移动的第二上推动力驱动组件19。
68.其中，预定位挡板组件20包括水平板和与其固定的竖直板，竖直板用以对工件进行阻挡，第一上推动力驱动组件18带动预定位挡板组件20沿竖直方向移动预设距离，使水平板和支撑板8处于同一水平面；预定位推板组件21包括前后预对中气缸和推送板212，前后预对中气缸沿水平方向设置，为了实现第二上推动力驱动组件19和预定位推板组件21的连接，在二者间设置推板转接件，如l型板，以为预定位推板组件21的安装提供空间；同样地，在第一上推动力驱动组件18和预定位挡板组件20间设置挡板转接件。第一上推动力驱动组件18和第二上推动力驱动组件19优选为结构相同，均包括气缸和直线滑轨机构。在其他实施例中，也可以仅设置一个气缸实现预定位挡板组件20和预定位推板组件21的竖直方向的移动，以节约成本，根据实际安装需要进行设置，均在本实用新型的保护范围内。工件在预定位推板组件21的推动下能够依次通过支撑板8和水平板、直至与竖直板接触停下，可以理解的是，此时工件的两端处于第一前后夹持组件16和第二前后夹持组件17内侧，由此实现工件的前后预定位。
69.在上述各实施例的基础上，为了对对中后的工件进行压紧，该装置还包括沿竖直方向移动、用于将工件压紧于支撑板8上的压紧装置，
70.压紧装置设置在安装板6上，为了在压紧后能够对工件的后续作业进行让位，压紧装置能够相对于支撑座移动，如设置气缸和直线滑轨机构，其滑动方向垂直于支撑座设置，具体的设置方式可参考前后对中安装板14和支撑板8的滑动设置方式。压紧装置包括压紧气缸22和与压紧气缸22的伸出端固定的压紧块23，压紧块23与工件接触的一侧壁为水平壁。
71.具体的工作过程为：工件人工上料前，第一上推动力驱动组件18通气，通过挡板转接件推动预定位挡板上升，使预定位挡板的竖直板高于支撑板8，起阻挡和初定位作用；另外，竖直板设置在第一前后夹持组件16和第二前后夹持组件17的内侧，对工件前后定位进行预定位；第二上推动力驱动组件19通过推板转接件推动预定位推板组件21沿直线滑轨机构上移，使其前部的推送板212能够正对工件，以上装置就位后，人工将工件放置在支撑板8上方；
72.首先进行前后初定位，对预定位推板组件21的推送气缸211通气，推送板212推动工件前移直至碰到竖直板停止，然后预定位推板组件21缩回，缩回后第二上推动力驱动组件19缩回，为焊接让位；同步地，预定位挡板组件20和第一上推动力驱动组件18缩回，完成前后预定位；
73.左右对中气缸1通气，依次通过主动齿条10、其上设置的左右夹持安装板2和滚轮单元3、以及通过主动齿条10、过渡齿轮9带动从动齿条11及其上的左右夹持安装板2和滚轮单元3移动，使得两侧的滚轮单元3同步朝中间移动，实现工件的左右对中定位；定位完成后，左右保持夹紧状态。接着进行前后对中定位，在实现该前后对中定位前，先张开平行气爪15，使得第一前后夹持组件16和第二前后夹持组件17间的距离大于工件的长度，前后对中气缸12通气，带动前后对中安装板14向靠近工件方向移动，直至第一前后夹持组件16和第二前后夹持组件17正对工件的前后端壁；然后平行气爪15通气，第一前后夹持组件16和
第二前后夹持组件17朝中间同步移动，直至碰到工件的前后端面，由于第一前后夹持组件16和第二前后夹持组件17是在平行气爪15的带动下同步移动，其动作一致性高，实现工件前后定位。可以理解的是，此时左右对中定位是处于压紧状态的，因为采用滚轮压紧，它与工件的两个侧面线接触，摩檫力不大。因此，平行气爪15能够在工件被滚轮压紧的情况下移动，实现前后对中定位。
74.前后对中定位完成后，压紧推送气缸24通气，使得压紧装置朝向工件方向移动，直至压紧块23移动到工件的正上方，然后压紧气缸22通气，下压压紧块23直至其紧压在工件上，压紧后，平行气爪15张开，前后对中气缸12通气将平行气爪15带回至初始位置，再将平行气爪15收拢，为焊接让位，从而完成工件的左右、前后对中定位和压紧动作。
75.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。