一种板材焊接的夹持装置及板材焊接系统的制作方法

1.本技术涉及板材焊接技术领域，具体而言，涉及一种板材焊接的夹持装置及板材焊接系统。


背景技术：

2.在型材焊接过程中，需要将不同结构的板材进行装配和定位后，再对角焊缝进行焊接。由于在焊接过程中持续的热输入会使板材内产生热应力和热应变，因此需要使用夹持工装对板材进行夹持固定后再进行施焊，施焊结束后再拆除夹持工装以解除对板材的约束。
3.由于板材具有不同的形状及尺寸，因此需要更换不同的夹持工装对板材进行固定，操作繁琐且更换工序复杂。
4.综上所述，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。


技术实现要素：

5.本技术实施例的第一目的在于提供一种板材焊接的夹持装置，能对不同形状及尺寸的板材进行夹持固定。
6.本技术实施例的第二目的还在于提供一种板材焊接系统。
7.第一方面，提供了一种板材焊接的夹持装置，包括安装座，所述安装座与焊接工装固定连接，在所述安装座上设置多个夹持单元，每个所述夹持单元沿伸向板材的方向布置，多个所述夹持单元伸出后共同对板材夹持固定。所述夹持单元的伸出个数根据板材的尺寸进行选择。每个所述夹持单元的伸出长度根据板材的形状进行调节。
8.在一种实施方式中，夹持单元包括：伸缩机构和夹持机构。伸缩机构包括固定部和传动部，所述固定部与所述安装座固定连接，所述传动部可调节所述夹持单元的伸出长度。夹持机构固定连接于所述传动部的底部，包括两个夹钳，通过夹紧两个所述夹钳对板材进行夹持固定。
9.在一种实施方式中，夹持机构还包括连接支座，所述连接支座设于两个所述夹钳的顶部，通过所述连接支座将两个所述夹钳与所述传动部的底部固定连接。所述连接支座与所述夹钳之间通过连接轴转动连接。
10.在一种实施方式中，两个所述夹钳分别为固定夹钳和移动夹钳，所述固定夹钳与所述连接支座固定连接，所述移动夹钳与所述连接支座滑动连接。在所述移动夹钳向远离所述固定夹钳一侧滑动后，所述夹持机构处于打开状态。在所述移动夹钳靠近所述固定夹钳一侧滑动后，所述夹持机构处于夹紧状态。所述移动夹钳与所述固定夹钳之间的间距根据板材的厚度进行调节。
11.在一种实施方式中，在所述夹钳上与所述连接支座的连接一侧的表面设为锯齿状，在所述连接支座上插设调节螺杆，所述调节螺杆上的螺纹与所述夹钳的表面啮合，通过旋转调节螺杆控制所述夹钳的转动角度。
12.在一种实施方式中，在所述连接支座上设置角度显示盘，所述角度显示盘的指针与所述夹钳固定连接。
13.在一种实施方式中，两个所述夹钳的相对面为夹持面，在每个所述夹持面上均设置隔热机构，所述隔热机构与所述夹钳之间滑动连接。
14.在一种实施方式中，传动部包括传动杆、滑动套筒和电机。传动杆为伸向板材方向布置的螺纹杆。滑动套筒套设于所述传动杆的外侧，所述滑动套筒的内侧与所述传动杆螺纹连接，所述滑动套筒的底部与所述夹持机构固定连接。电机的输出轴与所述传动杆连接，控制所述传动杆转动，以带动所述滑动套筒以伸向板材或者远离板材的方向直线移动。
15.在一种实施方式中，传动杆的顶部向上伸出后通过减速器与所述电机的输出轴连接。
16.在一种实施方式中，固定部包括套设于所述滑动套筒的外侧的保护罩，所述保护罩与所述电机的外壳固定连接。在所述保护罩与所述电机的外壳的连接处设置缓冲机构。
17.在一种实施方式中，安装座包括第一支段和两个第二支段，所述第一支段设于所述安装座的中部，两个所述第二支段分别设于所述第一支段的两侧，所述第一支段的设置位置低于两侧的所述第二支段。
18.根据本技术的第二方面，还提供了一种板材焊接系统，包括焊接工装以及如第一方面所述的板材焊接的夹持装置夹持装置。
19.与现有技术相比，本技术的有益效果为：
20.在本技术的技术方案中，通过多个可伸缩的夹持单元的设置，对不同尺寸和形状的板材进行夹持固定。根据板材的长度，选择夹持单元的个数。根据板材的形状调节每个夹持单元向安装座一侧收回或者向板材一侧推出，从而控制调节后的多个夹持单元与板材的形状相匹配。本技术对板材进行定位调姿后进行紧固，保证对板材夹持更加牢固，避免因焊接时产生的热应力和热应变使板材发生位移，影响板材之间的焊接，使得焊后板材参数满足设计要求。并且在更换不同尺寸或者不同形状的板材后，不用更换夹持装置，减少了操作步骤，避免了操作繁琐的情况。在焊接时对板材提供足够的刚性支撑，保证高效高精度的装配定位，能够有效地提升工作效率，降低成本，易于维护，便于推广使用。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
22.图1为根据本技术实施例示出的一种板材焊接的夹持装置的立体结构示意图；
23.图2为根据本技术实施例示出的一种夹持单元的主视图；
24.图3为图2的纵剖面图；
25.图4为图2的立体结构示意图；
26.图5为根据本技术实施例示出的一种夹持机构的立体结构示意图；
27.图6为图5的纵剖面图；
28.图7为根据本技术实施例示出的一种伸缩机构的结构示意图。
29.附图标记：
30.1、安装座；2、板材；3、夹持单元；31、连接支座；32、固定夹钳；33、移动夹钳；34、调节螺杆；35、连接轴；36、角度显示盘；37、压簧；38、调节螺栓；39、传动销；41、隔热板；42、滚针；43、弹簧；44、连接套环；45、滚针轴承；51、传动杆；52、滑动套筒；53电机、；54、保护罩；55、碟簧。
具体实施方式
31.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.根据本技术的第一方面，参见图1，首先提供一种板材焊接的夹持装置，包括安装座，安装座1与焊接工装固定连接，在安装座1上设置多个夹持单元3，每个夹持单元3沿伸向板材2的方向布置，多个夹持单元3伸出后共同对板材2夹持固定。夹持单元3的伸出个数根据板材2的尺寸进行选择。每个夹持单元3的伸出长度根据板材2的形状进行调节。
34.具体的，板材2的需要夹持的侧边包括直线型、弧形、斜线型或者波浪形，均可以通过调节多个夹持单元3的伸出长度以适应板材的形状。
35.本技术通过多个可伸缩的夹持单元的设置，对不同尺寸和形状的板材进行夹持固定。根据板材2的长度，选择夹持单元2的个数。根据板材2的形状调节每个夹持单元3向安装座1一侧收回或者向板材2一侧推出，从而控制调节后的多个夹持单元3与板材2的形状相匹配。对板材进行定位调姿后进行紧固，保证对板材2夹持更加牢固，避免因焊接时产生的热应力和热应变使板材发生位移，影响板材之间的焊接，使得焊后板材参数满足设计要求。并且，在更换不同尺寸或者不同形状的板材后，不用更换夹持装置，减少了操作步骤，避免了操作繁琐的情况。在焊接时对板材提供足够的刚性支撑，保证高效高精度的装配定位，能够有效地提升工作效率，降低成本，易于维护，便于推广使用。
36.在一种实施方式中，如图2至图4所示，夹持单元3包括伸缩机构和夹持机构。伸缩机构包括固定部和传动部，固定部与安装座1固定连接，传动部可调节夹持单元3的伸出长度。夹持机构固定连接于传动部的底部，包括两个夹钳，在两个夹钳之间形成夹持区，通过夹紧两个夹钳对板材2进行夹持固定。通过伸缩机构的设置，能配合板材装入或者取出，更加配合焊接工装的正常使用。
37.需要说明的是，在本实施例中，夹持区沿竖向布置，两个夹钳对板材2夹紧后，能保证板材2处于竖直状态。
38.在一种实施方式中，如图5和图6所示，夹持机构还包括连接支座31，连接支座31设于两个夹钳的顶部，通过连接支座31将两个夹钳与传动部的底部固定连接。连接支座31与夹钳之间通过连接轴35转动连接。考虑通过连接支座31的传动，在传动部发生移动时，带动
夹钳移动，从而调节夹钳的伸出长度。
39.在一种实施方式中，两个夹钳分别为固定夹钳32和移动夹钳33，固定夹钳32与连接支座31固定连接，移动夹钳33与连接支座31滑动连接。通过滑动移动夹钳33调节夹钳的开口大小，满足不同厚度的板材固定。
40.具体的，在移动夹钳33向远离固定夹钳32一侧滑动后，夹持机构处于打开状态。在移动夹钳33靠近固定夹钳32一侧滑动后，夹持机构处于夹紧状态。根据板材2的厚度控制调节移动夹钳33与固定夹钳32之间的间距，可以满足不同厚度的板材2的夹持固定要求。在夹持过程中，固定夹钳32起到定位的作用，在移动夹钳33的挤压下，板材2的一侧与固定夹钳32的夹持面紧贴后定位。
41.在一种实施方式中，如图6所示，在固定夹钳32和移动夹钳33的顶部以及连接支座31的对应处均设置横向布置的轴孔，连接轴35从固定夹钳32一侧依次插入连接支座31及固定夹钳32内，贯穿固定夹钳32后继续伸入一部分至移动夹钳33的内部，连接轴35作为固定夹钳32和移动夹钳33的转轴。
42.在一种实施方式中，在移动夹钳33与连接支座31之间设有移动间隙，并在移动夹钳33与连接支座31之间沿连接轴35的轴向设置压簧37。压簧37的两端部分别与移动夹钳33与连接支座31抵接。在压簧37的推力作用下，推动移动夹钳33向固定夹钳32移动，对板材进行固定。需要说明的是，压簧37也可设置为碟簧。通过压簧37的设置实现夹持机构的快速柔性装夹。
43.在一种实施方式中，移动夹钳33通过调节机构控制滑动，使压簧37受压，使移动夹钳33向远离固定夹钳32一侧移动，使夹持机构处于打开状态。
44.具体的，调节机构从移动夹钳33一侧依次插入连接支座31及移动夹钳33的轴孔内。调节机构包括设于轴孔内并与轴孔滑动连接的轴套，轴套的一端设置传动销39，通过传动销39将轴套与移动夹钳33固定连接。轴套的内侧设有螺纹，在轴套的另一端插入调节螺栓38，调节螺栓38与轴套的另一端螺纹连接，通过旋转调节螺栓38使轴套在轴孔内滑动，以带动移动夹钳33滑动，调节夹钳的开口大小。
45.在一种实施方式中，在夹钳上与连接支座31的连接一侧的表面设为锯齿状，在连接支座31上插设调节螺杆34，调节螺杆34上的螺纹与夹钳的上表面啮合，形成涡轮蜗杆机构，通过旋转调节螺杆34控制夹钳的转动角度。考虑板材2的侧边为圆弧形时，需要将夹持机构的夹持角度与板材2的圆弧角度设为一致，保证夹持的牢固性，从而能满足不同曲率、不同圆弧半径和不同圆弧角度的板材的夹持固定。
46.在一种实施方式中，通过调节螺杆34可以调整夹钳的转动角度范围为-40至 40
°
。
47.在一种实施方式中，如图5所示，在连接支座31上设置角度显示盘36，角度显示盘的指针与夹钳固定连接，能实时的得到每个夹持机构的旋转角度，并根据不同的要求对每个夹持机构进行精准调节。
48.在一种实施方式中，两个夹钳的相对面为夹持面，在每个夹持面上均设置隔热机构，隔热机构与夹钳之间滑动连接。考虑在板材2的焊接过程中，会产生大量的热能，为了阻隔焊接时产生的热量影响装置的寿命，在与板材2接触的夹持面上设置隔热机构，阻隔焊接热量向夹钳传递。
49.具体的，如图5和图6所示，隔热机构包括隔热板41，在隔热板41的外侧设有连接套
环44，在连接支座31上沿与夹持面垂直的方向插设滚针42，在滚针42上套设两段弹簧43，并将连接套环44设于两段弹簧43之间，使焊接过程中产生的应力及应变能沿滚针42的布置方向进行释放，并通过弹簧43进行吸收，防止对装置产生损坏，提高装置的使用寿命。
50.需要说明的是，隔热板41在沿滚针42的布置方向进行移动过程中，考虑隔热板41与夹钳的夹持面之间产生摩擦，在夹钳的夹持面上设置多个滚针轴承45，使隔热板41在沿滚针42的布置方向移动时与夹钳之间通过滚针轴承45连接并滑动。在板材受热或者装夹过程中能够自适应进行滑动，保护装置。
51.在一种实施方式中，如图2至图4以及图7所示，传动部包括传动杆51、滑动套筒52以及电机53。传动杆51为伸向板材2方向布置的螺纹杆。滑动套筒52套设于传动杆51的外侧，在滑动套筒52的顶部的内侧设置螺纹，以使滑动套筒52的内侧与传动杆51螺纹连接，滑动套筒52的底部与所述夹持机构固定连接。电机53的输出轴与传动杆51连接以控制传动杆51转动，从而带动滑动套筒52以伸向板材2或者远离板材2的方向直线移动。通过控制电机53正转或者反转以控制滑动套筒52向下或者向上移动，从而带动夹持机构进行高精度的移动。
52.在一种实施方式中，传动杆51的顶部向上伸出后通过减速器与电机53的输出轴连接，防止电机53转速过快，在减速器的作用下能够准确的控制夹持机构的伸出量。
53.在一种实施方式中，固定部为套设于滑动套筒52的外侧的保护罩54，保护罩54与电机53的外壳固定连接。在保护罩54与电机53的外壳的连接处设置缓冲机构。
54.具体的，所述缓冲机构为碟簧55，在保护罩54的顶部四角处均设置一个碟簧55，在焊接时产生的竖向的冲击力通过碟簧55进行吸收，以免对电机造成冲击损坏。通过碟簧的压缩的伸缩，释放焊接过程的部分热变形和热应力，保护伸缩机构。碟簧55的压缩量可以通过长度计数器进行实时记录。
55.需要说明的是，在保护罩54的顶部与传动杆51的连接处设置平面推力轴承和深沟球轴承。
56.在一种实施方式中，在保护罩54的底部与连接支座31连接之处设置可折叠压缩结构，以适应夹持机构向下伸出时，保护罩的底部与夹持机构的距离变大的情况。
57.在一种实施方式中，在保护罩54的中部设置连接法兰，保护罩54通过连接法兰与安装座1固定连接。考虑在某个夹持单元发生故障时，可以单独进行拆卸修理或者更换。
58.在一种实施方式中，在保护罩54上设置工艺盖板，便于对内部结构进行装配或者维修。
59.在一种实施方式中，安装座1为条形，安装座1包括第一支段和两个第二支段，所述第一支段设于安装座1的中部，两个第二支段分别设于第一支段的两侧，第一支段的设置位置低于两侧的第二支段，考虑在板材的下凹的深度较大时，本装置能满足其夹持需求。
60.在一种实施方式中，沿安装座1的长度方向均布多个安装孔，将多个夹持单元3分别设于每个安装孔内，安装孔对夹持单元3能起到保护及导向的作用。
61.本技术在夹持t型材的腹板时，先根据腹板的尺寸选择夹持单元的个数，在通过伸缩机构将每个夹持单元的位置进行调整。旋转调节螺栓使夹持机构处于打开状态。通过上料机构将腹板沿水平方向依次推入夹持区内，并使腹板竖直布置。通过旋转调节螺杆控制每个夹持机构的角度，使每个夹持机构与腹板能够匹配。旋转调节螺栓，接触对压簧的挤
压，并在压簧的推力作用下使夹持机构对腹板进行夹持，夹持时，以固定夹钳为定位面。通过再次调节伸缩机构至指定位置后，此时腹板在设计位置处，对腹板进行焊接。在焊接接受后，旋转调节螺栓使夹持机构处于打开状态，通过下料机构将腹板移出。
62.根据本技术的第二方面，还提供了一种板材焊接系统，包括焊接工装以及如第一方面的板材焊接的夹持装置。
63.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。