一种用于电弧焊接的工件定位装置的制作方法

1.本发明涉及电弧焊接技术领域，具体涉及一种用于电弧焊接的工件定位装置。


背景技术：

2.电弧焊接是工业生产中应用最广泛的焊接方法，将要焊接的金属作为一极，焊条作为另一极，两极接近时产生电弧，利用电弧放电(俗称电弧燃烧)所产生的热量将焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接过程。常见的电弧焊接为自动半自动电弧、等离子弧焊接机等金属切割及焊接设备制造。
3.在焊接的过程中需要先将工件进行夹紧定位，之后在对其进行焊接处理。现有专利：一种工件定位装置(专利申请公布号为：cn 111069758 a)，包括设置在机架上的安装座，以及设置在安装座上的整体位移机构，所述整体位移机构上驱动设置有焊接装置，以及设置在机架上的正对所述焊接装置的工件定位座，焊接装置包括设置在所述整体位移机构上的至少一对能相对开合的焊接座，相对设置的所述焊接座上设置有至少一组电阻焊头；所述焊接座上设置有装卸定位电阻焊头的焊头定位夹；工件定位座的一端设置有能夹持住工件的端部夹座，以实现对工件与线缆的衔接进行稳定定位焊接的工件定位焊接装置。但本发明中在工件的位置进行调整时，其速度都是稳定不变的，无法根据两个工件的距离最终确定两个工件的最终位置，影响工件的焊接效率。


技术实现要素：

4.本发明提供一种用于电弧焊接的工件定位装置，以解决现有的工件定位装置移动速度无法调整的问题。
5.本发明的一种用于电弧焊接的工件定位装置采用如下技术方案：
6.一种用于电弧焊接的工件定位装置包括支撑架、驱动轴、定心夹紧机构、限位机构和调节机构。驱动轴在左右方向水平设置，绕自身轴线可转动地安装于支撑架100；定心夹紧机构为两个，分别套设于驱动轴的两端，工件上的焊接部套设于定心夹紧机构的外侧，用于在使用时与定心夹紧机构固定；两个定心夹紧机构分别为第一定心夹紧机构和第二定心夹紧机构，初始状态下第一定心夹紧机构布置成与支撑架相对固定；驱动轴上设置有第一螺旋槽和第二螺旋槽，第一螺旋槽和第二螺旋槽绕第一方向从驱动轴的右端螺旋延伸至驱动轴的左端，且第一螺旋槽的螺距大于第二螺旋槽的螺距。
7.第一限位机构用于在驱动轴绕沿从右向左看的第二方向转动时促使第二定心夹紧机构沿驱动轴向靠近第一定心夹紧机构的一侧水平移动。调节机构用于驱动第二定心夹紧机构向靠近第一定心夹紧机构的一侧水平移动时先沿第一螺旋槽滑动，后沿第二螺旋槽滑动，直至使两个工件相距预设距离。第二限位机构用于在两个工件相距预设距离后驱动轴再次转动时促使两个定心夹紧机构随驱动轴同步移动。
8.进一步地，第一定心夹紧机构的朝向第二定心夹紧机构的一端通过连接件连接有挡环；第二定心夹紧机构的内周壁上设置有第一滑槽、安装槽和第二滑槽。第一滑槽沿第二
定心夹紧机构的轴向设置；安装槽设置于第一滑槽的一侧槽壁，与第一滑槽连通；第二滑槽沿第二定心夹紧机构的周向设置；调节机构包括第一滑块、气压支撑杆、限位块、第二滑块和泄气组件；第一滑块处于第一滑槽内，第一滑块的一端通过第一弹簧连接于第一滑槽的槽壁；气压支撑杆穿过第二定心夹紧机构固定连接于第一滑块的另一端，且向靠近第一定心夹紧机构的一侧延伸，第一螺旋槽和第二螺旋槽的至少一个交叉处处于第一滑块的远离第一定心夹紧机构的一侧；限位块通过第二弹簧连接于安装槽的槽底，初始状态下第一滑块处于顶块的远离气压支撑杆的一侧；第二滑块沿第二滑槽可滑动地设置，且插入第二螺旋槽内，第二滑块与第二滑槽的槽壁摩擦配合，当第一滑块越过限位块后其与第二滑块的连接向所在的螺旋线的螺距与第二螺旋槽的螺距相同；泄气组件布置成在第一滑块越过顶块后使气压支撑杆内的气体泄出。
9.进一步地，气压支撑杆包括气缸和活塞杆，气缸固定安装于第一滑块，活塞杆与气缸密封滑动配合；泄气组件包括泄气孔、单向阀板和顶块；泄气孔设置于气缸的周壁上，单向阀板设置于泄气孔的内侧，初始状态下用于封堵泄气孔；顶块安装于限位块，用于在第一滑块越过限位块后向内顶推单向阀板，使泄气孔打开。
10.进一步地，限位块上设置有第一斜面和第二斜面，初始状态下第一斜面朝向第一滑块，第二斜面处于第一斜面的相反的一侧。
11.进一步地，一种用于电弧焊接的工件定位装置还包括两个第三定心夹紧机构；两个第三定心夹紧机构分别设置于第一定心夹紧机构和第二定心夹紧机构420的两侧，其中一个第三定心夹紧机构与第一定心夹紧机构之间通过第一伸缩杆连接，另一个第三定心夹紧机构与第二定心夹紧机构之间通过第二伸缩杆连接；第一伸缩杆和第二伸缩杆仅能拉伸，不能收缩。
12.进一步地，一种用于电弧焊接的工件定位装置还包括转动盘和支撑筒，转动盘为两个；支撑架包括底板、两个支撑板和多个连接杆。两个支撑板安装于底板，且分别处于驱动轴的两侧，转动盘的轴线处于水平方向，且每个转动盘绕自身轴线可转动地安装于一个支撑板。支撑筒有两个，每个支撑筒固定安装于一个转动盘，且与转动盘同轴设置，驱动轴的每端可转动地插入一个支撑筒。连接杆的一端固定连接转动盘，另一端固定连接一个第三定心夹紧机构。第一限位机构包括第一锁紧螺栓，支撑板上设置有第一螺纹孔，第一锁紧螺栓插入第一螺纹孔内且与第一螺纹孔螺旋传动，第一锁紧螺旋的内端与转动盘相抵后转动盘与支撑板固定。第二限位机构为第二锁紧螺栓，支撑筒上设置有第二螺纹孔，第二锁紧螺栓插入第二螺纹孔内，且与第二螺纹孔螺旋传动，第二锁紧螺旋的内端与驱动轴相抵后驱动轴与转动盘固定。
13.进一步地，底板上设置有滑轨，滑轨沿驱动轴延伸的方向设置，外界的电弧焊接机沿滑轨可滑动地设置，焊头对准两个工件的焊接部的接缝处。
14.进一步地，一种用于电弧焊接的工件定位装置还包括摇柄，驱动轴的右端贯穿一个支撑筒，摇柄安装于驱动轴的右端。
15.进一步地，连接件为第三伸缩杆，第三伸缩杆和连接杆为单向伸缩杆，单向伸缩杆仅能拉伸。
16.本发明的有益效果是：本发明的一种用于电弧焊接的工件定位装置利用定心夹紧机构支撑工件的焊接部，通过转动驱动轴使一个工件向另一个工件移动，通过第二定心夹
紧机构沿第一螺旋槽和第二螺旋槽的切换来调节工件的移动速度，使得在两个工件距离较远时工件的移动速度块，在两个工件距离较近时移动速度变慢，一方面节省工件定位时间，另一方面便于工件位置的确定。
17.进一步地，通过设置第一滑槽、第二滑槽、安装槽、第一滑块、第二滑块、限位块、第一弹簧和泄气机构，使得第一滑块和第二滑块均能同时顺利滑入第二螺旋槽内，避免在切换速度时促使第一滑块卡住而导致速度切换失败。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明的一种用于电弧焊接的工件定位装置的实施例的结构示意图；
20.图2为本发明的一种用于电弧焊接的工件定位装置的实施例的局部爆炸图；
21.图3为图2中a处放大图；
22.图4为本发明的一种用于电弧焊接的工件定位装置的实施例的驱动轴的结构示意图；
23.图5为本发明的一种用于电弧焊接的工件定位装置的实施例的定心夹紧机构的结构示意图；
24.图6为本发明的一种用于电弧焊接的工件定位装置的实施例的第二定心夹紧机构的结构示意图；
25.图7为图6的爆炸图；
26.图8为本发明的一种用于电弧焊接的工件定位装置的实施例的限位块的结构示意图；
27.图9为本发明的一种用于电弧焊接的工件定位装置的实施例的气压支撑杆的、第一滑块和第一弹簧的结构示意图；
28.图10为图9中b处放大图；
29.图11为本发明的一种用于电弧焊接的工件定位装置的实施例的驱动轴、第一定位装置和第二定位装置的局部结构示意图；
30.图12为图11的c处放大图。
31.图中：100、支撑架；110、底板；120、支撑板；130、滑轨；140、转动盘；150、第二锁紧螺栓；160、第一锁紧螺栓；170、支撑筒；200、电弧焊接机；210、焊头；310、驱动轴；320、摇柄；330、第一螺旋槽；340、第二螺旋槽；410、第一定心夹紧机构；411、连接杆；412、第一伸缩杆；420、第二定心夹紧机构；421、第二伸缩杆；422、挡环；431、第三伸缩杆；432、第二滑槽；433、第一滑槽；434、安装槽；450、第一滑块；460、第二滑块；461、气压支撑杆；462、气缸；463、活塞杆；464、第一弹簧；465、单向阀板；470、限位块；471、第二弹簧；472、顶块；473、第一斜面；474、第二斜面；500、焊接部；600、第三定心夹紧机构。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
33.本发明的一种用于电弧焊接的工件定位装置的实施例，如图1至图12所示，一种用于电弧焊接的工件定位装置包括支撑架100、驱动轴310、定心夹紧机构、限位机构和调节机构。驱动轴310在左右方向水平设置，绕自身轴线可转动地安装于支撑架100。定心夹紧机构为两个，分别套设于驱动轴310的两端，工件上的焊接部500套设于定心夹紧机构的外侧，用于在使用时与定心夹紧机构固定。如图1所示，左侧的定心夹紧机构为第一定心夹紧机构410，右侧的定心夹紧机构为第二定心夹紧机构420，初始状态下第一定心夹紧机构410布置成与支撑架100相对固定。驱动轴310上设置有第一螺旋槽330和第二螺旋槽340，第一螺旋槽330和第二螺旋槽340绕顺时针方向从驱动轴310的右端螺旋延伸至驱动轴310的左端，且第一螺旋槽330的螺距大于第二螺旋槽340的螺距。
34.第一限位机构用于在驱动轴310绕从右向左看的逆时针方向转动时促使第二定心夹紧机构420沿驱动轴310向靠近第一定心夹紧机构410的一侧水平移动。
35.调节机构用于驱动第二定心夹紧机构420向靠近第一定心夹紧机构410的一侧水平移动时先沿第一螺旋槽330滑动，后沿第二螺旋槽340滑动，直至使两个工件相距预设距离，使得第二定心夹紧机构420先快速移动，后缓慢移动，一方面节省工件定位时间，另一方面便于使工件精准定位。
36.第二限位机构用于在两个工件相距预设距离后驱动轴310再次转动时促使两个定心夹紧机构随驱动轴310同步移动，可以在外界的电弧焊接机200不移动的情况下对两个工件的焊接部500的接口的一周都充分焊接。
37.在本实施例中，如图7、图11和图12所示，第一定心夹紧机构410的右端通过连接件连接有挡环422，挡环422与驱动轴310同轴设置。第二定心夹紧机构420的内周壁上设置有第一滑槽433、安装槽434和第二滑槽432。第一滑槽433沿第二定心夹紧机构420的轴向设置。安装槽434设置于第一滑槽433的一侧槽壁，与第一滑槽433连通。第二滑槽432沿第二定心夹紧机构420的周向设置。
38.调节机构包括第一滑块450、气压支撑杆461、限位块470、第二滑块460和泄气组件。第一滑块450处于第一滑槽433内，第一滑块450的右端通过第一弹簧464连接于第一滑槽433的槽壁。气压支撑杆461穿过第二定心夹紧机构420固定连接于第一滑块450的左端，且向靠近第一定心夹紧机构410的一侧延伸，当逆时针转动驱动轴310时，第二定心夹紧机构420通过第一滑块450沿第一螺旋槽330向左移动，第一滑块450通过第一弹簧464带动气压支撑杆461向左移动。第一螺旋槽330和第二螺旋槽340的至少一个交叉处处于第一滑块450的右侧，限位块470通过第二弹簧471连接于安装槽434的槽底，初始状态下第一滑块450处于顶块472的左侧。第二滑块460沿第二滑槽432可滑动地设置，且插入第二螺旋槽340内，第二滑块460与第二滑槽432的槽壁摩擦配合，当气压支撑杆461的左端与挡环422接触后在挡环422的限制下开始沿第一螺旋槽330向右移动，当第一滑块450越过限位块470后继续向右移动时会移动至第一螺旋槽330和第二螺旋槽340的交叉处，且由于第二滑块460既处于
第二滑槽432内，又处于第二螺旋槽340内，故此时第二滑块460和第一滑块450共同所在的螺旋线的螺距与第二螺旋槽340的螺距相同，进而在驱动轴310继续逆时针转动时第一滑块450和第二滑块460均开始沿第二螺旋槽340向左滑动，滑动速度变慢。泄气组件布置成在第一滑块450向右越过顶块472后时使气压支撑杆461内的气体泄出，气压支撑杆461能够收缩，以在驱动轴310继续逆时针转动时第一滑块450和第二滑块460均保持在第二螺旋槽340内，便于调节第二定心夹紧机构420的位置。
39.在本实施例中，气压支撑杆461包括气缸462和活塞杆463，气缸462固定安装于第一滑块450的左侧壁，活塞杆463与气缸462密封滑动配合，泄气组件包括泄气孔、单向阀板465和顶块472。泄气孔设置于气缸462的周壁上，单向阀板465设置于泄气孔的内侧，初始状态下用于封堵泄气孔。顶块472安装于限位块470，用于在第一滑块450向右越过限位块470后向内顶推单向阀板465，使泄气孔打开。
40.在本实施例中，限位块470上设置有第一斜面473和第二斜面474，初始状态下第一斜面473朝向左侧，第二斜面474朝向右侧，第一斜面473的坡度小于第二斜面474的坡度，第一斜面473的设置使得第一滑块450能顺利越过限位块470，第二斜面474的设置使得第一滑块450和第二滑块460沿第二螺旋槽340向左移动时不干涉第一滑块450的滑动。
41.在本实施例中，一种用于电弧焊接的工件定位装置还包括两个第三定心夹紧机构600。两个第三定心夹紧机构600分别设置于第一定心夹紧机构410和第二定心夹紧机构420的两侧，其中一个第三定心夹紧机构600与第一定心夹紧机构410之间通过第一伸缩杆412固定连接，另一个第三定心夹紧机构600与第二定心夹紧机构420之间通过第二伸缩杆421固定连接，以提高对工件支撑的稳定性。第一伸缩杆412和第二伸缩杆421仅能拉伸，不能收缩，便于根据工件上焊接部500的长度调节每个定心夹紧机构的位置，适用范围广，且避免在第二定心夹紧机构420向左移动时第一定心夹紧机构410左移。
42.在本实施例中，支撑架100包括底板110和两个支撑板120。两个支撑板120安装于底板110，且分别处于驱动轴310的两侧，一种用于电弧焊接的工件定位装置还包括转动盘140、支撑筒170和多个连接杆411。转动盘140为两个，转动盘140的轴线处于左右方向上，且每个转动盘140绕自身轴线可转动地安装于一个支撑板120。支撑筒170有两个，每个支撑筒170固定安装于一个转动盘140，且与转动盘140同轴设置，驱动轴310的每端可转动地插入一个支撑筒170。连接杆411的一端固定连接转动盘140，另一端固定连接一个第三定心夹紧机构600，用于将第三定心夹紧机构600与转动盘140连接。第一限位机构为第一锁紧螺栓160，支撑板120上设置有第一螺纹孔，第一锁紧螺栓160插入第一螺纹孔内，且与第一螺纹孔螺旋传动，第一锁紧螺旋的内端与转动盘140相抵后转动盘140与支撑板120固定，使用时旋紧两侧的第一锁紧螺栓160，使转动盘140对应的支撑板120锁紧，驱动轴310转动时第二定心夹紧机构420和与第二定心夹紧机构420连接的第三定心夹紧机构600仅能水平向左移动，而第一定心夹紧机构410和与第一定心夹紧机构410连接的第三定心夹紧机构600与转动盘140相对固定。第二限位机构包括第二锁紧螺栓150，支撑筒170的周壁上设置有第二螺纹孔，第二锁紧螺栓150插入第二螺纹孔内且与第二螺纹孔螺旋传动，第二锁紧螺旋的内端与驱动轴310相抵后驱动轴310与转动盘140同步转动，以在两个工件的位置调整完成后需要对工件的焊接部500进行焊接时，松开第一锁紧螺栓160，并旋紧第一锁紧螺栓160，继而在驱动轴310转动时同时带动其上的所有定心夹紧机构转动。
43.在本实施例中，底板110上设置有滑轨130，滑轨130沿驱动轴310延伸的方向设置，外界的电弧焊接机200沿滑轨130可滑动地设置，便于调节电弧焊接机200的位置，使调节电弧焊接机200的焊头210对准两个工件的焊接部500的接缝处。
44.在本实施例中，一种用于电弧焊接的工件定位装置还包括摇柄320，驱动轴310的右端贯穿一个支撑筒170，摇柄320安装于驱动轴310的右端，通过摇动摇柄320使驱动轴310转动。
45.在本实施例中，连接件为第三伸缩杆431，第三伸缩杆431和连接杆411为单向伸缩杆，单向伸缩杆仅能拉伸。防止第一定心夹紧机构410和第二定心夹紧机构420远离。
46.初始状态下，旋紧第一锁紧螺栓160，使转动盘140与支撑板120锁紧，第二锁紧螺栓150松开，使得驱动轴310能够相对于转动盘140转动。当需要将工件焊接时，通过转动摇柄320使驱动轴310逆时针旋转，第一滑块450和第二滑块460沿第一螺旋槽330快速滑动，并带动第二定心夹紧机构420和与第二定心夹紧机构420连接的一个第三定心夹紧机构600同步水平向左移动，进而带动右侧的工件向左侧的工件靠近。
47.当第二定心夹紧机构420向左移动至使得活塞杆463的左端面与挡环422的右端面相抵时，第一滑块450受到气缸462向右的力开始沿第一螺旋槽330向右移动，当第一滑块450滑动至第一螺旋槽330和第二螺旋槽340的交汇处时，第一滑块450会滑至第二螺旋槽340内。之后在第一滑块450沿限位块470的第一斜面473向右越过限位块470后，驱动轴310继续逆时针转动时，第一弹簧464被压缩蓄力，限位块470处于第一滑块450的左侧时，顶块472会在第二弹簧471的弹力下将单向阀板465向内顶起，将泄气口打开，气缸462内部的气体被释放。随着驱动轴310的继续逆时针旋转，第一滑块450受到第一弹簧464向左的力向左移动，第一弹簧464压缩，并向右顶推第二定心夹紧机构420，第二定心夹紧机构420带动其上的第二滑块460在第二螺旋槽340内沿第二滑槽432移动。此时第一滑块450与第二滑块460共同所在的螺旋线的螺距与慢螺旋槽的螺距相同。此时驱动轴310逆时针转动时第二定心夹紧机构420带动与其连接的第三定心夹紧机构600沿第二螺旋槽340向左水平移动，移动的速度会变慢，直至右边工件的焊接部500移动至与左边工件的焊接部500的对应的合适位置，此位置的焊缝大小合适。
48.然后锁定第二锁紧螺栓150，使驱动轴310和转动盘140固定，松开第一锁紧螺栓160使转动盘140与支撑板120可以相对转动。开启电弧焊接机200，再次通过驱动驱动轴310带动其上的所有的定心锁紧机构转动，进而带动定心锁紧机构上的两个工件随驱动轴310同步旋转，以完成焊接工作。焊接完成后，调整定心锁紧机构，使工件与定心锁紧机构脱离，将工件取下，然后手动将装置复位。
49.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。