装载机动臂焊接工装

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其是涉及装载机动臂焊接工装。

背景技术

焊接技术是重要的机械制造技术之一，在工程机械设备中应用广泛。焊接质量的好坏直接影响到工程设备的安全运行和使用寿命及操作者的安全，其效率的高低直接影响工件的制造周期和制造成本。如何保证焊接质量和提高焊接效率，减少返修率、降低工人劳动强度、降低人工成本，是工件制造控制的关键措施。而焊接工装夹具设计的好坏直接影响焊接的质量和效率。

如图1所示，此为装载机常用的动臂，此动臂由横梁10、两个大臂板20以及两个连接加强板30拼装焊接构成，大臂板20上开设有三个连接孔201，连接加强板30上开设有固定孔301。

公告号为CN 218225308 U的中国实用新型公开了一种装载机动臂焊接工装，包括焊接工装本体，所述焊接工装本体设置有工装大梁，所述工装大梁上侧设置有用于横梁安装的横梁自动定位工装和横梁自动压紧工装，定位块底部端面左右两侧分别设置有左侧自动压紧工装和右侧自动压紧工装。该通过在焊接工装上侧增设左侧自动压紧工装和右侧自动压紧工装，在使用时通过液压控制器启动第一旋转油压缸，此时第一旋转油压缸收回，带动压杆的压头将装载机大臂板压到位，使其与横梁侧壁相抵接，保证左侧大臂板和右侧大臂板与横梁完全贴合，不留缝隙，确保焊缝质量，使其在焊接的过程中一次成型，无需改动，大大提高了工作效率。

但是以上专利依然存在缺陷：此专利只适用于指定型号的动臂，适用范围具有局限性，这样会导致每种型号的动臂焊接均需要准备一套焊接工装。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决如何提高焊接工装的适用范围的问题。

本发明提供装载机动臂焊接工装，包括升降系统、用于对其中一个大臂板进行定位的下定位机构、用于对另一个大臂板进行定位的上定位机构、用于对横梁进行定位的侧定位机构和用于对两个连接加强板同步定位的辅助定位机构，所述下定位机构包括三个截面与连接孔匹配的定位柱和工装底板，所述定位柱的底部设有定位插杆，所述工装底板的顶部开设有多个与定位插杆配合的定位插孔，所述上定位机构包括三个截面与连接孔匹配的定位块和工装顶板，所述定位块的顶部设有螺纹杆，所述定位块的底部设有旋柄，所述工装顶板的底部开设有多个与螺纹杆配合的定位螺孔，所述工装顶板的顶部设有连接支架，所述下定位机构和上定位机构呈上下间隔设置，所述下定位机构的工装底板与上定位机构的工装顶板相平行，所述连接支架与升降系统连接，所述侧定位机构位于工装底板的正下方，所述辅助定位机构设置在连接支架的侧壁上。

优选的，所述侧定位机构包括两个横移电缸、双滑台电缸和两个抵紧组件，所述双滑台电缸的两个滑台上均安装有L型板，两个横移电缸对称设置在工装底板的正下方，所述双滑台电缸设置在两个横移电缸的滑台上，横移电缸与双滑台电缸交叉设置，两个抵紧组件对称设置在两个L型板上。

优选的，所述抵紧组件包括推进电动推杆和抵紧框，所述抵紧框的尾端设有连接头，所述推进电动推杆呈水平设置在L型板上，所述抵紧框通过连接头能够拆卸的连接在推进电动推杆的输出端上。

优选的，所述抵紧框的头端设有滑腔，所述滑腔内滑动设置有滑板，所述滑板的前部设有抵触头，所述滑板的背部设有第一弹簧，所述滑腔的头端设有用于对抵触头进行限位的台阶。

优选的，所述抵触头的头端设有橡胶层。

优选的，所述辅助定位机构包括两个转动座、摆动板、第一电机、平推电动推杆、连接板、平移电缸、纵移电缸、两个定位治具和用于推动两个定位治具始终反向移动的双向移动丝杆滑台，所述摆动板一端的两侧均设有与转动座转动配合的第一转轴，两个转动座对称设置在连接支架一侧的侧壁上，所述摆动板通过第一转轴设置在两个转动座上，所述第一电机位于其中一个转动座的旁侧，且第一电机的输出端与其中一个第一转轴固定连接，所述平推电动推杆呈垂直设置在摆动板的背部，所述连接板的背部与平推电动推杆的输出端固定连接，所述平移电缸设置在连接板的前部，所述纵移电缸连接在平移电缸的滑台上，且纵移电缸与平移电缸交叉设置，所述双向移动丝杆滑台呈竖直连接在纵移电缸的滑台上，两个定位治具分别连接在双向移动丝杆滑台的两个滑台上。

优选的，所述定位治具包括定位框体、第二电机、第一链轮和穿柱，所述穿柱的截面面积小于固定孔的截面面积，所述穿柱的底部设有与其共轴线的第二转轴，所述第二转轴的底部安装有第二链轮，所述穿柱的外壁上开设有多个等角度设置的内凹槽，所述内凹槽内设有伸缩件，所述穿柱的中心处开设有截面为圆形的安装槽，所述安装槽与内凹槽之间设有连通窗口，所述安装槽内设有用于将所有伸缩件抵压至固定孔的孔壁上的锁紧件，所述定位框体呈水平固定连接在双向移动丝杆滑台的一个滑台上，所述第二电机呈竖直连接在定位框体的顶部，所述第一链轮位于定位框体内，且第一链轮与第二电机的输出端固定连接，所述穿柱通过第二转轴设置在定位框体的顶部，且第二链轮位于定位框体内，所述第二链轮和第一链轮通过链条传动连接。

优选的，所述伸缩件包括与连通窗口滑动配合的伸缩板和用于封闭内凹槽的壳盖，所述伸缩板的尾端顶部设有楔面，所述伸缩板的两侧壁均设有用对伸缩板进行限位的限位板，所述限位板上设有多个第二弹簧，所述壳盖上开设有供伸缩板通过的外移窗口，所述伸缩板位于内凹槽内，所述壳盖通过螺丝固定至内凹槽内，所述第二弹簧的另一端与壳盖内壁抵触，所述锁紧件包括截面与安装槽截面相同的锁定柱和扭柄，所述锁定柱的底部设有与楔面配合的外倒角，所述锁定柱靠近其顶部的外壁上设有外螺纹，所述安装槽靠近其顶端的内壁上设有与外螺纹配合的内螺纹，所述扭柄固定连接在锁定柱的顶部。

优选的，所述伸缩板的头端设有防滑横纹。

本发明的有益效果在于：

其一，本发明的装载机动臂焊接工装，摒弃了平卧定位的方式，采用了立式定位的方式，通过上定位机构和下定位机构能够将不同尺寸动臂的大臂板进行定位固定，通过辅助定位机构能够将两个连接加强板定位至横梁上。本发明不仅提高了适用范围，还能够保证大臂板能够与横梁完全贴合，连接加强板能够与横梁完全贴合。

其二，本发明的装载机动臂焊接工装，通过两个横移电缸能够驱动双滑台和两个抵紧组件同步横移，这样能够调整两个抵紧组件的位置以满足对不同型号动臂的横梁进行抵紧定位。

其三，本发明的装载机动臂焊接工装，采用定位治具能够将连接加强板进行快速固定，还能够对连接加强板的摆放角度进行调节。

其四，本发明的装载机动臂焊接工装，通过平移电缸、纵移电缸和双向移动丝杆滑台相互配合能够驱动两个定位治具进行三轴向位置调节，不仅能够让两个连接加强板移动到焊接时需要的间距，而且还能够让连接加强板完全贴合在横梁上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为动臂的结构示意图；

图2为本发明的装载机动臂焊接工装的结构示意图；

图3为本发明的装载机动臂焊接工装的局部示意图一；

图4为抵紧框的剖视图；

图5为本发明的装载机动臂焊接工装的局部示意图二；

图6为本发明的装载机动臂焊接工装的局部示意图三；

图7为定位治具的结构示意图；

图8为定位治具的局部示意图；

图9为定位治具的局部剖视图。

附图标记：1、下定位机构；11、定位柱；111、定位插杆；12、工装底板；121、定位插孔；2、上定位机构；21、定位块；211、螺纹杆；212、旋柄；22、工装顶板；221、定位螺孔；222、连接支架；3、侧定位机构；31、横移电缸；32、双滑台电缸；321、L型板；33、抵紧组件；331、推进电动推杆；332、抵紧框；333、滑腔；334、滑板；335、抵触头；336、第一弹簧；337、台阶；338、连接头；4、辅助定位机构；41、转动座；42、摆动板；421、第一转轴；43、第一电机；44、平推电动推杆；45、连接板；46、平移电缸；47、纵移电缸；48、双向移动丝杆滑台；5、定位治具；51、定位框体；52、第二电机；53、第一链轮；54、穿柱；541、第二转轴；542、第二链轮；543、内凹槽；544、安装槽；55、伸缩件；551、伸缩板；552、壳盖；553、楔面；554、限位板；555、第二弹簧；556、外移窗口；56、锁紧件；561、锁定柱；562、扭柄；563、外倒角；564、外螺纹；10、横梁；20、大臂板；201、连接孔；30、连接加强板；301、固定孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本实施例提供的装载机动臂焊接工装，如图2至图9所示，包括升降系统、用于对其中一个大臂板20进行定位的下定位机构1、用于对另一个大臂板20进行定位的上定位机构2、用于对横梁10进行定位的侧定位机构3和用于对两个连接加强板30同步定位的辅助定位机构4，下定位机构1包括三个截面与连接孔201匹配的定位柱11和工装底板12，定位柱11的底部设有定位插杆111，工装底板12的顶部开设有多个与定位插杆111配合的定位插孔121，上定位机构2包括三个截面与连接孔201匹配的定位块21和工装顶板22，定位块21的顶部设有螺纹杆211，定位块21的底部设有旋柄212，工装顶板22的底部开设有多个与螺纹杆211配合的定位螺孔221，工装顶板22的顶部设有连接支架222，下定位机构1和上定位机构2呈上下间隔设置，下定位机构1的工装底板12与上定位机构2的工装顶板22相平行，连接支架222与升降系统连接，侧定位机构3位于工装底板12的正下方，辅助定位机构4设置在连接支架222的侧壁上。升降系统可为提吊设备，也可为电缸，此为现有技术，其原理在此不进行赘述。

本发明摒弃了平卧定位的方式，采用了立式定位的方式，首先将一个大臂板20放置到下定位机构1的工装底板12上，将三个定位柱11分别插入到大臂板20上的三个连接孔201内，定位柱11上的定位插杆111能够插入对应的定位插孔121内，从而就能够将该大臂板20进行定位固定，定位插孔121设置了多个，这样能够对不同尺寸的大臂板20进行定位固定，提高适用范围，之后将另一个大臂板20定在上定位机构2的工装顶板22上，将三个定位块21分别插入至此大臂板20的三个连接孔201内，之后旋转旋柄212，使得螺纹杆211能够逐渐旋进对应的定位螺孔221内，之后利用旋柄212、定位块21、螺纹杆211以及定位螺孔221相互之间的配合将该大臂板20定位在工装顶板22上，定位螺孔221设置了多个，这样也能够对不同尺寸的大臂板20进行定位固定，提高使用范围。

随后，将横梁10放置到位于工装底板12的大臂板20上，通过侧定位机构3将横梁10进行定位，侧定位机构3包括两个横移电缸31、双滑台电缸32和两个抵紧组件33，双滑台电缸32的两个滑台上均安装有L型板321，两个横移电缸31对称设置在工装底板12的正下方，双滑台电缸32设置在两个横移电缸31的滑台上，横移电缸31与双滑台电缸32交叉设置，两个抵紧组件33对称设置在两个L型板321上，两个横移电缸31能够驱动双滑台和两个抵紧组件33同步横移，这样能够调整两个抵紧组件33的位置以满足对不同型号动臂的横梁10进行抵紧定位，之后通过双滑台电缸32驱动两个抵紧组件33相对移动以调整两个抵紧组件33的位置，之后利用抵紧组件33将横梁10抵紧，抵紧组件33包括推进电动推杆331和抵紧框332，抵紧框332的尾端设有连接头338，推进电动推杆331呈水平设置在L型板321上，抵紧框332通过连接头338能够拆卸的连接在推进电动推杆331的输出端上，通过推进电动推杆331驱动抵紧框332向横梁10移动，两个抵紧框332能够抵紧在横梁10上对横梁10进行定位。

进一步的，抵紧框332的头端设有滑腔333，滑腔333内滑动设置有滑板334，滑板334的前部设有抵触头335，滑板334的背部设有第一弹簧336，滑腔333的头端设有用于对抵触头335进行限位的台阶337，利用抵触头335抵紧在横梁10上，抵触头335抵紧在横梁10后，推进电动推杆331继续推动抵紧框332移动，抵触头335能够逐渐向滑腔333内缩进，滑板334与抵触头335同步向滑腔333内锁紧，且滑板334将第一弹簧336抵压进行压缩，待推进电动推杆331停止工作后，两个抵紧框332内的第一弹簧336的弹力能够提高定位夹紧横梁10的稳定性。

更进一步的，抵触头335的头端设有橡胶层，避免抵触头335对横梁10造成意外损坏。

横梁10定位完毕后，通过辅助定位机构4将两个连接加强板30进行定位，辅助定位机构4包括两个转动座41、摆动板42、第一电机43、平推电动推杆44、连接板45、平移电缸46、纵移电缸47、两个定位治具5和用于推动两个定位治具5始终反向移动的双向移动丝杆滑台48，摆动板42一端的两侧均设有与转动座41转动配合的第一转轴421，两个转动座41对称设置在连接支架222一侧的侧壁上，摆动板42通过第一转轴421设置在两个转动座41上，所述第一电机43位于其中一个转动座41的旁侧，且第一电机43的输出端与其中一个第一转轴421固定连接，平推电动推杆44呈垂直设置在摆动板42的背部，连接板45的背部与平推电动推杆44的输出端固定连接，平移电缸46设置在连接板45的前部，纵移电缸47连接在平移电缸46的滑台上，且纵移电缸47与平移电缸46交叉设置，双向移动丝杆滑台48呈竖直连接在纵移电缸47的滑台上，两个定位治具5分别连接在双向移动丝杆滑台48的两个滑台上。

定位治具5包括定位框体51、第二电机52、第一链轮53和穿柱54，穿柱54的截面面积小于固定孔301的截面面积，穿柱54的底部设有与其共轴线的第二转轴541，第二转轴541的底部安装有第二链轮542，穿柱54的外壁上开设有多个等角度设置的内凹槽543，内凹槽543内设有伸缩件55，穿柱54的中心处开设有截面为圆形的安装槽544，安装槽544与内凹槽543之间设有连通窗口，安装槽544内设有用于将所有伸缩件55抵压至固定孔301的孔壁上的锁紧件56，定位框体51呈水平固定连接在双向移动丝杆滑台48的一个滑台上，第二电机52呈竖直连接在定位框体51的顶部，第一链轮53位于定位框体51内，且第一链轮53与第二电机52的输出端固定连接，穿柱54通过第二转轴541设置在定位框体51的顶部，且第二链轮542位于定位框体51内，第二链轮542和第一链轮53通过链条传动连接。

伸缩件55包括与连通窗口滑动配合的伸缩板551和用于封闭内凹槽543的壳盖552，伸缩板551的尾端顶部设有楔面553，伸缩板551的两侧壁均设有用对伸缩板551进行限位的限位板554，限位板554上设有多个第二弹簧555，壳盖552上开设有供伸缩板551通过的外移窗口556，伸缩板551位于内凹槽543内，壳盖552通过螺丝固定至内凹槽543内，第二弹簧555的另一端与壳盖552内壁抵触，锁紧件56包括截面与安装槽544截面相同的锁定柱561和扭柄562，锁定柱561的底部设有与楔面553配合的外倒角563，锁定柱561靠近其顶部的外壁上设有外螺纹564，安装槽544靠近其顶端的内壁上设有与外螺纹564配合的内螺纹，扭柄562固定连接在锁定柱561的顶部。

参照图6至图9，辅助定位机构4的工作原理：先将两个连接加强板30进行固定，利用连接加强板30的固定孔301穿过定位治具5的穿柱54，连接加强板30的底部抵触在定位框体51的顶部，之后将锁定柱561压入至穿柱54的安装槽544内，在压入的过程中，利用外倒角563和楔面553配合能够将伸缩板551向前顶，伸缩板551的头端能够抵压在连接加强板30的固定孔301的内壁上，为了提高伸缩板551抵压在固定孔301上的内壁牢固性，因此在伸缩板551的头端设有防滑横纹，利用所有伸缩板551将连接加强板30牢牢固定住，通过扭柄562旋转锁定柱561，利用外螺纹564和内螺纹将锁定柱561锁固在安装槽544内，之后通过第二电机52驱动第一链轮53转动，第一链轮53通过链条带动第二链轮542、第二转轴541、穿柱54同步转动，穿柱54带动对应的连接加强板30进行转动，从而实现将连接加强板30的摆放角度进行调节，待两个连接加强板30的摆放角度调节摆放完成后，通过第一电机43驱动第一转轴421转动，第一转轴421带动摆动板42转动90度，摆动板42从水平状态变为竖直状态，随后通过升降系统将上定位机构2驱动下移，上定位机构2上的大臂板20能够将横梁10压紧，这样能够对不同型号的横梁10进行压紧定位，之后由平移电缸46和纵移电缸47配合对双向移动丝杆滑台48和两个定位治具5进行两轴向位移调节，调节完成后，通过双向移动丝杆滑台48驱动两个定位治具5之间调节完成，之后通过平推电动推杆44驱动连接板45向横梁10移动，连接板45带动两个定位治具5以及两个连接加强板30同步移动，最后两个连接加强板30贴合横梁10上，从而完成了定位。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。