大型通用定位支撑

技术领域

本发明涉及大型定位支撑领域，特别地，涉及一种大型通用定位支撑。

背景技术

目前，对于大型构件附件定位焊接通常采用划线找点方式，这种方式是在两附件间添加工艺支撑，通过工艺支撑来减小焊接变形对相对位置精度的影响，弊端在于定位与支撑分开实现，一方面操作较为复杂，且定位精度较低；另一方面使用的工艺支撑为专用支撑，通用化程度低。

对于环件圆度检测，主要采用圆周取点测量方式；对于称件对称度检验，主要采用沿长度方向取点测量的方式，两种情况均采用取点测量的方式进行检验，一方面取点测量存在较大误差，另一方面取点测量工作量较大，劳动强度高；此外环件环缝焊接，主要采用人工搭接平台手工焊接的方式，此种方式工作量大，人员劳动强度高，且生产效率较低。基于上述情况，设计一种大型通用定位支撑既可以铆焊大型环件附件、环件环焊、环件圆度检测，又可以铆焊大型对称件附件及对称度检测的装置，可有效解决以上问题，且能够进一步提升产品质量和缩短产品生产周期。

针对大型通用定位支撑的研究，目前主要集中在小型构件和通用伸缩工具方面，对于大型环件附件定位焊接、环件圆度检测、环件环缝焊及对称件附件定位焊接、对称度检测的通用支撑装置研究较少。大型构件主要是结构较大，普通伸缩支撑结构难以满足其定位支撑要求，特别是焊接对称度要求较高的工件，现有方式难以满足要求，且操作复杂，占用大量时间，同时产品质量也无法保障。

发明内容

本发明提供了一种大型通用定位支撑，以解决现有大型构件焊接检测时存在的操作复杂、定位精度较低、人员劳动强度高、生产效率较低的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种大型通用定位支撑，包括：升降回转底座、固定于升降回转底座顶部的直线伸缩组件、快接连接于直线伸缩组件两端的两组快换接头组件、两组压力检测轮组件及操作控制柜，升降回转底座、直线伸缩组件及两组压力检测轮组件分别与操作控制柜电性连接；升降回转底座用于定位支设于大型环件的回转中心或大型对称件的对称中心，且升降回转底座沿高度方向升降设置及圆周方向回转设置；直线伸缩组件沿其长度方向的两端同步伸缩设置，且伸缩两端关于升降回转底座的回转中线对称设置；快换接头组件用于与待焊接至大型环件上的环件附件快接连接，或与待焊接至大型对称件上的对称件附件快接连接；两组压力检测轮组件用于分别与两组快换接头组件快接连接，以用于分别顶抵大型环件的内环面，并在升降回转底座回转过程中通过所测压力变化显示内环面的圆度是否合格，或用于分别顶抵大型对称件的对称两侧壁，并在升降回转底座沿对称线滑移过程中通过所测压力变化显示大型对称件的对称度是否合格。

进一步地，直线伸缩组件包括起安装支撑作用的固定节组件、两组伸缩节组件及用于驱动两组伸缩节组件同步动作的同步驱动组件，同步驱动组件电性连接操作控制柜；固定节组件呈中空管状，且关于升降回转底座的回转中线对称固定于升降回转底座的顶部；两组伸缩节组件对称装设于固定节组件的两端内；同步驱动组件固定于固定节组件上且分别连接两组伸缩节组件的内伸端，以用于驱动两组伸缩节组件分别沿固定节组件的轴线同步滑移。

进一步地，固定节组件包括中空管状的套管、设置于套管两端壁面上的中间导向构件、设置于套管两端口内的端部导向构件、固定于套管内的轴承固定座、固定于套管中部的回转连接构件；回转连接构件与升降回转底座的顶端固定，以用于使套管关于升降回转底座的回转中线对称设置；伸缩节组件依次穿设端部导向构件和中间导向构件后滑动装入套管内。

进一步地，伸缩节组件包括中空管状的套筒、固定于套筒一端内的螺纹块、螺纹穿设于螺纹块中的驱动螺杆、固定于驱动螺杆外伸套筒的外伸端上的轴承组件；驱动螺杆的外伸端沿轴向由套管的端部装入套管内，且轴承组件装设于对应端的轴承固定座上；套筒设有驱动螺杆的一端位于套管内。

进一步地，伸缩节组件还包括固定于套筒外伸端上的导杆安装座，及用于对套筒的滑移进行导向的多根导向杆，多根导向杆沿套筒的周向间隔设置，且各导向杆的一端与导杆安装座固定，其相对的另一端沿套筒的轴向延伸；固定节组件还包括设置于套管两端外壁面上的多组导套构件，导向杆依次滑动穿设于对应端的多组导套构件中。

进一步地，同步驱动组件包括间隔支设于套管外壁面上的驱动机组和安装支座、转动装设于安装支座上的带轮轴、连接于带轮轴和驱动机组输出轴之间的连接法兰组、两组带轮部件；每组带轮部件装设于带轮轴和对应的驱动螺杆之间，以用于使驱动机组的旋转动力经带轮轴后分别传递至两组带轮部件上，以同步驱动两根驱动螺杆转动；安装支座外还罩设有固定于套管外壁面上的轴承组件护罩，驱动机组外还罩设于固定于套管外壁面上的电机护罩。

进一步地，直线伸缩组件还包括分别电性连接操作控制柜的两组位移监测器，两组位移监测器分设于套管的两端，以用于监测对应端的伸缩节组件相对套管的滑移距离。

进一步地，快换接头组件包括第一连接管，及固定于第一连接管端部的连接法兰，第一连接管插入伸缩节组件的套筒后通过穿设两者的插销与套筒快接式连接；压力检测轮组件包括第二连接管、固定于第二连接管端部的车轮支架、转动装设于车轮支架上的车轮轴、固定装设于车轮轴外圆上的检测轮、固定于检测轮内的压力传感器，压力传感器电性连接操作控制柜；第二连接管插入第一连接管内且通过插销与快换接头组件快换式连接。

进一步地，升降回转底座包括支撑架体、固定于支撑架体顶端的回转构件、支设于支撑架体底部的多组伸缩支腿，回转构件和伸缩支腿分别与操作控制柜电性连接；直线伸缩组件关于回转构件的回转中线对称固定于回转构件的顶端；多组伸缩支腿竖直设置，且沿高度方向伸缩设置，且各伸缩支腿的上端固定连接支撑架体，其相对的下端滚动支设于地面上。

进一步地，伸缩支腿包括内外套合设置的内筒和外筒、沿轴向固定于外筒内的伸缩电动推杆、固定于外筒下端的同步舵轮，伸缩电动推杆电性连接操作控制柜；伸缩电动推杆的上端连接内筒的下端，内筒的上端固定连接支撑架体的下表面。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种大型通用定位支撑，针对大型构件，如大型环件和大型对称件，设计通用定位支撑，满足大型构件的焊接、测量需求，且相比于传统定位支撑方式，其定位与支撑一体，故而定位、焊接、检测等操作简单，能够缩短铆装、焊接定位时间，提高工作效率，提升产品质量并缩短产品生产周期；另一方面，圆度及对称度检验时，无需取点测量，且还可通过连接自动焊接机头操作，故而不仅测量精度高，且可极大降低工人的工作量，进而降低劳动强度，提高工作效率；另外，本发明的大型通用定位支撑，集大型环件和大型对称件的定位铆焊、大型环件的环缝焊和圆度检测、大型对称件的对称度检测等于一体，实现大型构件附件铆焊定位快速、精准，检测快速精确，极大提高生产效率及产品质量，并通用程度高，可有效降低生产成本；此外，设计同步动作结构，即直线伸缩组件，一方面对于对称度要求不高的工件可以满足其使用要求，提高对称设置的两组附件的铆装定位精度，同时由于焊接时保持对附件的支撑定位，故而还可有效控制焊接变形，另一方面对于对称性要求高的工件，同步驱动可保证两端同时与被焊接构件接触，提高对称精度，控制焊接变形，提高产品质量，且快换接头组件7的设置，可根据工件的不同，切换与之匹配的接头，就能够将工件与本装置组装，缩短组装时间，提高工作效率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的大型通用定位支撑应用示例一示意图；

图2是本发明优选实施例的大型通用定位支撑应用示例二示意图；

图3是本发明优选实施例的大型通用定位支撑应用示例三示意图；

图4是本发明优选实施例的大型通用定位支撑应用示例四示意图；

图5是本发明优选实施例的大型通用定位支撑应用示例五示意图；

图6是本发明优选实施例的大型通用定位支撑功能模块切换示意图；

图7是本发明优选实施例的大型通用定位支撑结构示意图；

图8是图7的A-A向剖视结构示意图；

图9是图7中固定节组件的空间结构示意图；

图10是图9的A-A向剖视结构示意图；

图11是图7中伸缩节组件的空间结构示意图；

图12是图11的A-A向剖视结构示意图；

图13是图7中同步驱动组件的剖视主视结构示意图；

图14是图7中位移监测器的结构示意图；

图15是图7中升降回转底座的空间结构示意图；

图16是图15中伸缩支腿的剖视主视结构示意图；

图17是图7中快换接头组件的空间结构示意图；

图18是图6中压力检测轮组件的空间结构示意图。

图例说明

10、升降回转底座；11、支撑架体；12、回转构件；121、回转轴承组件；122、回转驱动；13、伸缩支腿；131、内筒；132、外筒；133、伸缩电动推杆；134、同步舵轮；2、直线伸缩组件；20、固定节组件；21、套管；22、中间导向构件；23、端部导向构件；24、轴承固定座；25、回转连接构件；26、导套构件；27、吊耳；30、伸缩节组件；31、套筒；32、螺纹块；33、驱动螺杆；34、轴承组件；35、导杆安装座；36、导向杆；40、同步驱动组件；41、驱动机组；42、安装支座；43、带轮轴；44、连接法兰组；45、带轮部件；451、第一带轮；452、第二带轮；453、同步带；46、轴承组件护罩；47、电机护罩；50、位移监测器；60、快换接头组件；61、第一连接管；62、连接法兰；70、压力检测轮组件；71、第二连接管；72、车轮支架；73、车轮轴；74、检测轮；75、压力传感器；80、操作控制柜；91、大型环件；92、大型对称件；93、环件附件；94、对称件附件；95、自动焊接机头。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图6-8，本发明的优选实施例提供了一种大型通用定位支撑，包括：升降回转底座10、固定于升降回转底座10顶部的直线伸缩组件2、快接连接于直线伸缩组件两端的两组快换接头组件60、两组压力检测轮组件70及操作控制柜80，升降回转底座10、直线伸缩组件及两组压力检测轮组件70分别与操作控制柜80电性连接。升降回转底座10用于定位支设于大型环件91的回转中心或大型对称件92的对称中心，且升降回转底座10沿高度方向升降设置及圆周方向回转设置。直线伸缩组件沿其长度方向的两端同步伸缩设置，且伸缩两端关于升降回转底座10的回转中线对称设置。快换接头组件60用于与待焊接至大型环件91上的环件附件93快接连接，或与待焊接至大型对称件92上的对称件附件94快接连接。两组压力检测轮组件70用于分别与两组快换接头组件60快接连接，以用于分别顶抵大型环件91的内环面，并在升降回转底座10回转过程中通过所测压力变化显示内环面的圆度是否合格，或用于分别顶抵大型对称件92的对称两侧壁，并在升降回转底座10沿对称线滑移过程中通过所测压力变化显示大型对称件92的对称度是否合格。

如图1所示，本发明的大型通用定位支撑应用示例一，使用时将定位支撑固定于大型环件91的中心位置，并利用快换接头组件60与环件附件93组装，工作时，启动直线伸缩组件2，直线伸缩组件2的两端同步向外伸长，当达到预设位置后，停止直线伸缩组件2，此时环件附件93与大型环件91的内环壁接触；对于高度方向的调节，通过调节升降回转底座10的竖向高度，即可达到铆装定位要求；在铆装焊接完成后，拆除快换接头组件60与环件附件93的连接，并驱动直线伸缩组件2反向缩回即可，从而完成整个环件附件93的铆装焊接。

如图2所示，本发明的大型通用定位支撑应用示例二，使用时将定位支撑固定于大型环件91的中心位置，并利用快换接头组件60与压力检测轮组件70组装，工作时，启动直线伸缩组件2，直线伸缩组件2的两端同步向外伸长，当达到预设位置后，停止直线伸缩组件2，此时压力检测轮组件70与大型环件91的内环壁接触，再启动升降回转底座10旋转一周，通过压力检测轮组件70的压力变化数据判断大型环件91的圆度是否合格。

如图3所示，本发明的大型通用定位支撑应用示例三，使用时将定位支撑固定于大型环件91的中心位置，并利用快换接头组件60与自动焊接机头95组装，工作时，启动直线伸缩组件2，直线伸缩组件2的两端同步向外伸长，当达到预设位置后，停止直线伸缩组件2，此时自动焊接机头95与大型环件91的内环壁接触，且枪头位于环焊缝位置，再启动升降回转底座10旋转一周，自动焊接机头95自动焊接一圈环焊缝。

如图4所示，本发明的大型通用定位支撑应用示例四，使用时将定位支撑固定于大型对称件92的中心位置，并利用快换接头组件60与对称件附件94组装，工作时，启动直线伸缩组件2，直线伸缩组件2的两端同步向外伸长，当达到预设位置后，停止直线伸缩组件2，此时对称件附件94与大型对称件92的内侧壁接触；对于高度方向的调节，通过调节升降回转底座10的竖向高度，即可达到铆装定位要求；在铆装焊接完成后，拆除快换接头组件60与对称件附件94的连接，并驱动直线伸缩组件2反向缩回即可，从而完成整个对称件附件94的铆装焊接。

如图5所示，本发明的大型通用定位支撑应用示例五，使用时将定位支撑固定于大型对称件92的中心位置，并利用快换接头组件60与压力检测轮组件70组装，工作时，启动直线伸缩组件2，直线伸缩组件2的两端同步向外伸长，当达到预设位置后，停止直线伸缩组件2，此时压力检测轮组件70与大型对称件92的内侧壁接触，再启动升降回转底座10旋转一周，通过压力检测轮组件70的压力变化数据判断大型对称件92的对称度是否合格。

本发明提供了一种大型通用定位支撑，针对大型构件(大型环件的内环直径3～6米，大型对称件开档3～6米)，如大型环件91和大型对称件92，设计通用定位支撑，满足大型构件的焊接、测量需求，且相比于传统定位支撑方式，其定位与支撑一体，故而定位、焊接、检测等操作简单，能够缩短铆装、焊接定位时间，提高工作效率，提升产品质量并缩短产品生产周期；另一方面，圆度及对称度检验时，无需取点测量，且还可通过连接自动焊接机头95操作，故而不仅测量精度高，且可极大降低工人的工作量，进而降低劳动强度，提高工作效率；另外，本发明的大型通用定位支撑，集大型环件91和大型对称件92的定位铆焊、大型环件91的环缝焊和圆度检测、大型对称件92的对称度检测等于一体，实现大型构件附件铆焊定位快速、精准，检测快速精确，极大提高生产效率及产品质量，并通用程度高，可有效降低生产成本；此外，设计同步动作结构，即直线伸缩组件2，一方面对于对称度要求不高的工件可以满足其使用要求，提高对称设置的两组附件的铆装定位精度，同时由于焊接时保持对附件的支撑定位，故而还可有效控制焊接变形，另一方面对于对称性要求高的工件，同步驱动可保证两端同时与被焊接构件接触，提高对称精度，控制焊接变形，提高产品质量，且快换接头组件60的设置，可根据工件的不同，切换与之匹配的接头，就能够将工件与本装置组装，缩短组装时间，提高工作效率。

可选地，如图7和图8所示，直线伸缩组件包括起安装支撑作用的固定节组件20、两组伸缩节组件30及用于驱动两组伸缩节组件30同步动作的同步驱动组件40，同步驱动组件40电性连接操作控制柜80。固定节组件20呈中空管状，且关于升降回转底座10的回转中线对称固定于升降回转底座10的顶部。两组伸缩节组件30对称装设于固定节组件20的两端内。同步驱动组件40固定于固定节组件20上且分别连接两组伸缩节组件30的内伸端，以用于驱动两组伸缩节组件30分别沿固定节组件20的轴线同步滑移。

本可选方案中，如图9和图10所示，固定节组件20包括中空管状的套管21、设置于套管21两端壁面上的中间导向构件22、设置于套管21两端口内的端部导向构件23、固定于套管21内的轴承固定座24、固定于套管21中部的回转连接构件25；本可选方案中，中间导向构件22包括沿套管21的周向设置的四块中间导向块，四块中间导向块分别与套管21的外壁面固定，且部分伸入套管21内，以围设出截面呈方形的通道，进而对伸缩节组件30的滑移进行导向；同样的，端部导向构件23为方管型，固定插入套管21的端口内，也用于对伸缩节组件30的滑移进行导向。回转连接构件25与升降回转底座10的顶端固定，以用于使套管21关于升降回转底座10的回转中线对称设置；本可选方案中，回转连接构件25包括与升降回转底座10固定的回转连接法兰，及连接于回转连接法兰与套管21之间的法兰加强筋，起到提升强度的作用。伸缩节组件30依次穿设端部导向构件23和中间导向构件22后滑动装入套管21内。进一步地，固定节组件20还包括固定于套管21两端外壁面上的吊耳27，起吊装作用。

本可选方案中，如图11和图12所示，伸缩节组件30包括中空管状的套筒31、固定于套筒31一端内的螺纹块32、螺纹穿设于螺纹块32中的驱动螺杆33、固定于驱动螺杆33外伸套筒31的外伸端上的轴承组件34。驱动螺杆33的外伸端沿轴向由套管21的端部装入套管21内，且轴承组件34装设于对应端的轴承固定座24上。套筒31设有驱动螺杆33的一端位于套管21内。工作时，同步驱动组件40驱动驱动螺杆33转动，进而通过驱动螺杆33和螺纹块32的配合作用，驱动套筒31在套管21内滑动，从而实现伸缩节组件30两端的伸缩。

优选地，如图9-12所示，伸缩节组件30还包括固定于套筒31外伸端上的导杆安装座35，及用于对套筒31的滑移进行导向的多根导向杆36，多根导向杆36沿套筒31的周向间隔设置，且各导向杆36的一端与导杆安装座35固定，其相对的另一端沿套筒31的轴向延伸。固定节组件20还包括设置于套管21两端外壁面上的多组导套构件26，导向杆36依次滑动穿设于对应端的多组导套构件26中。本优选方案中，导套构件26包括间隔固定于套管21外壁面上的两个安装法兰，及连接于两个安装法兰之间的导套，导向杆36依次穿设于多个导套中，从而对套筒31的滑移进行导向。

可选地，如图8和图13所示，同步驱动组件40包括间隔支设于套管21外壁面上的驱动机组41和安装支座42、转动装设于安装支座42上的带轮轴43、连接于带轮轴43和驱动机组41输出轴之间的连接法兰组44、两组带轮部件45。每组带轮部件45装设于带轮轴43和对应的驱动螺杆33之间，以用于使驱动机组41的旋转动力经带轮轴43后分别传递至两组带轮部件45上，以同步驱动两根驱动螺杆33转动；本可选方案中，每组带轮部件45包括装设于带轮轴43外圆上的第一带轮451、装设于对应设置的驱动螺杆33外圆上的第二带轮452、绕设于第一带轮451和第二带轮452外圆上的同步带453。安装支座42外还罩设有固定于套管21外壁面上的轴承组件护罩46，驱动机组41外还罩设于固定于套管21外壁面上的电机护罩47。工作时，驱动机组41，即带减速机的步进电机启动，其输出轴通过连接法兰组44带动带轮轴43转动，带轮轴43转动时，通过其上第一带轮451、同步带453及第二带轮452的作用最终带动相应设置的驱动螺杆33转动，进而通过驱动螺杆33和螺纹块32的配合作用，驱动套筒31在套管21内滑动，从而实现伸缩节组件30两端的伸缩。同步驱动组件40结构设置简单、驱动过程简单。

可选地，如图8和图14所示，直线伸缩组件还包括分别电性连接操作控制柜80的两组位移监测器50，两组位移监测器50分设于套管21的两端，以用于监测对应端的伸缩节组件30相对套管21的滑移距离。使用时，位移监测器50会实时监测安装其的安装法兰与伸缩节组件30的导杆安装座35间的距离，进而得出伸缩距离，通过此距离判断工件是否与被焊接件相接触，当达到预定位置后，驱动机组41停止转动，驱动螺杆33处于自锁状态，达到定位支撑的目的。

可选地，如图17所示，快换接头组件60包括第一连接管61，及固定于第一连接管61端部的连接法兰62，第一连接管61插入伸缩节组件30的套筒31后通过穿设两者的插销与套筒31快接式连接，快换接头组件60便于快速更换接头，适用不同类型工件的连接固定。

可选地，如图18所示，压力检测轮组件70包括第二连接管71、固定于第二连接管71端部的车轮支架72、转动装设于车轮支架72上的车轮轴73、固定装设于车轮轴73外圆上的检测轮74、固定于检测轮74内的压力传感器75，压力传感器75电性连接操作控制柜80。第二连接管71插入第一连接管61内且通过插销与快换接头组件60快换式连接。本可选方案中，压力检测轮组件70主要用于检测大型环件91的圆度及大型对称件92的对称度，将其与定位支撑快速装配，在升降回转底座10驱动作用下可周向旋转，根据检测轮74内部压力传感器75的数值来判断大型环件91内环面的圆度是否符合要求，也可在升降回转底座10的驱动下沿直线行走，检测大型对称件92的对称度。

可选地，如图15所示，升降回转底座10包括支撑架体11、固定于支撑架体11顶端的回转构件12、支设于支撑架体11底部的多组伸缩支腿13，回转构件12和伸缩支腿13分别与操作控制柜80电性连接。直线伸缩组件关于回转构件12的回转中线对称固定于回转构件12的顶端。多组伸缩支腿13竖直设置，且沿高度方向伸缩设置，且各伸缩支腿13的上端固定连接支撑架体11，其相对的下端滚动支设于地面上。本可选方案中，如图15所示，回转构件12包括回转轴承组件121，及用于驱动回转轴承组件121转动的回转驱动122；本可选方案中，回转构件12选用现有常规结构，如双正机械有限公司的重型回转驱动装置WEA25，也可选用现有技术中具有相同作用的回转驱动装置，工作时，回转驱动122驱动回转轴承组件121回转。

本可选方案中，如图16所示，伸缩支腿13包括内外套合设置的内筒131和外筒132、沿轴向固定于外筒132内的伸缩电动推杆133、固定于外筒132下端的同步舵轮134，伸缩电动推杆133电性连接操作控制柜80。伸缩电动推杆133的上端连接内筒131的下端，内筒131的上端固定连接支撑架体11的下表面；工作时，通过伸缩电动推杆133的伸缩，可实现升降回转底座10高度方向的精准调节，达到铆装定位要求。

可选地，如图7所示，操作控制柜80包括控制单元和操作界面组成，升降回转底座10、直线伸缩组件2、压力检测轮组件70等分别与控制单元电性连接，达到各个动作要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。