技术领域
[0001] 本
发明涉及一种焊接夹具，特别是一种能通过纯机械机构原理对多个焊接元件在一次性装夹中实现快速同步夹紧装卸的装置，属于机械工装夹具技术领域。
背景技术
[0002] 工业生产中，为了固定
工件实现对工件的加工处理常需要设计一套夹紧机构。特别是在使用焊接
机器人进行焊接生产时，要求做到尽可能的在一次焊接装夹中装夹多个
焊接件，以提高生产效率；对每一个焊接工件的固定既要求安全、可靠、
定位精度高，又要求机构尽量简化不妨碍焊接加工。传统的焊接夹具常常通过
气动、电动和手动作为驱动并用独立单元夹紧方式，这些形式尽管设计技术要求低，但存在多动
力驱动和夹紧定位较难保证的问题，在焊接系统中也存在安全隐患问题。
[0003] 当前，对单个大焊接件的夹持以及在一次性装夹中对多个焊接件同步夹持定位的焊接，通常采用的是对称式或者由中间向两侧的逐个点的夹持方式，这样容易导致焊接件在装夹时产生定位误差，使得焊接机器人在工作时难免会出现虚焊以及熔深不均的现象，严重的导致焊接
变形，这样就无法保证焊接产品的尺寸精度和装配精度。
[0004] 针对移动式多工位夹具在一次焊接装夹中存在的焊接问题，探求一种焊接零件组合后，能同步联动一次性装夹并自锁以及尽量避免采用气动、电动驱动装夹形式的焊接夹具，是提高可移动式焊接夹具安全性和高效性的理想目标。
发明内容
[0005] 针对上述存在的问题，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种利用纯机械机构动力原理的4
位置同步实施自锁夹紧的焊接夹具，以此来降低生产成本，
预防和减少生产安全事故，确保焊接件装夹的定位精度，以提高焊接生产中装夹的效率，最终达到提高焊接机器人的整体工作效率的目的。
[0006] 本发明解决上述技术问题所采取的技术方案为:一种具有同步自锁功能的纯机械式焊接夹具，包括定位机构、驱动机构和夹紧机构；
[0007] 所述的定位机构为板状
框架结构，是焊接夹具的承托基件，用于标定焊接件的固定位置；包括焊接底架、定位支板一、定位支板二、定位圆台和定位槽，定位支板一和定位支板二固定在焊接底架的两端，定位圆台固定在焊接底架的中部，定位槽设在定位圆台的两侧；定位圆台底部设有自锁滑动导杆；焊接底架的下端设有滑动
导轨；焊接底架在定位圆台和定位支板一之间还设有长条形调整槽；
[0008] 所述的驱动机构包括
曲柄、
连杆一、连杆二、夹紧驱动
支架、夹紧
手柄、移动滑
块一、连杆三、自锁夹紧滑块、连杆四和移动滑块二，自锁夹紧滑块安装在自锁滑动导杆上，移动滑块一和移动滑块二安装在滑动导轨内；曲柄与连杆二连接，连杆二与移动滑块一连接，移动滑块一通过连杆三与自锁夹紧滑块连接，移动滑块二通过连杆四与自锁夹紧滑块连接，连杆一与移动滑块二连接；夹紧驱动支架固定在自锁夹紧滑块上，夹紧驱动支架下端开有夹紧手柄收容槽，夹紧手柄通过回
转轴安装在夹紧驱动支架的夹紧手柄收容槽内，通过弹性销使夹紧手柄在外力作用下能够在夹紧手柄收容槽内围绕回转轴90度回转，没有外力作用夹紧手柄位置不变；拉动夹紧手柄上下运动时能够带动移动滑块一和移动滑块二在滑动导轨行程内左右平滑移动；
[0009] 所述的夹紧机构包括弹性柱状压杆、旋转压紧曲臂、压紧曲臂
支撑座、调整
螺母和直
角压紧杆，调整螺母安装在曲柄上，直角压紧杆与调整螺母连接，通过调整螺母能够调整直角压紧杆与焊接件的压紧力；弹性柱状压杆与旋转压紧曲臂连接，旋转压紧曲臂安装在压紧曲臂支撑座上；压紧曲臂支撑座固定在焊接底架上的长条形调整槽内；通过调整压紧曲臂支撑座在长条形调整槽内的位置能够调整弹性柱状压杆
对焊接件的压紧力和自锁位置。
[0010] 所述的旋转压紧曲臂包括旋转压紧曲臂壳、压紧簧和压紧簧盖，压紧簧安装在旋转压紧曲臂壳内并与弹性柱状压杆连接。
[0011] 所述的直角压紧杆包括直角压紧杆架，直角压紧杆架的长端和短端分别安装有弹性短
垫片和弹性长垫片。
[0012] 所述的曲柄、连杆二、移动滑块一、连杆三、自锁夹紧滑块、连杆四、移动滑块二和连杆一通过
铰链和销依次连接。
[0013] 本发明适用于志高
空调前面板小3P
电机支架的焊接定位装夹，在安放好焊接件位置关系后，通过驱动机构由下向上运动带动左右两侧的直角压紧杆和弹性柱状压紧杆夹紧焊接件，在曲柄滑块机构的自锁点达到夹紧力最大并成功实现左右两侧互锁。当焊接完毕，拉夹紧手柄向下离开自锁点即可方便快捷的将焊接好的工件拿出。与
现有技术相比，本发明的主要优点在于:
[0014] 一、弹性柱状压杆与旋转压紧曲臂通过压紧簧配合，使得弹性柱状压杆在压紧焊接件时具有微调间隙，压紧过程为非刚性
接触，这样就有效避免了刮伤焊接件以及压紧过程各焊接件内
应力的过大；
[0015] 二、是一种同步联动一次装夹可移动式多工位焊接夹具，采用纯机械机构的自锁点互锁夹紧，夹紧后利用机构自锁无须动力保持，减少了生产能耗，简化了夹具动力机构，减少了由焊接引起的生产安全隐患；
[0016] 三、采用对称式同步联动夹紧，有效避免了逐点夹紧过程中产生的焊接件标定位置改变和夹紧工件变形的现象，提高了焊接件的定位精度和装配精度；
[0017] 四、夹紧机构有效利用了焊接件之间的相互位置和配合关系，减少了焊接夹具的数量，提高了生产效率；
[0018] 五、直角压紧杆和弹性柱状压紧杆都同时具有横向和纵向两个方向的夹紧力，夹紧作用明显。
[0019] 六、设计简单，易于生产，操作简单便于工人掌握，操作人员只需上下移动夹紧手柄即可轻松实现焊接件的夹紧装卸。
附图说明
[0020] 图1为本发明所述的具有同步自锁功能的纯机械式焊接夹具对焊接件夹紧状态时的原理图。[0021] 图2为本发明所述的具有同步自锁功能的纯机械式焊接夹具对焊接件卸料状态时的原理图。
[0022] 图3为本发明所述的具有同步自锁功能的纯机械式焊接夹具的结构示意图。
[0023] 图4为本发明所述的具有同步自锁功能的纯机械式焊接夹具的底部结构视图。
[0024] 图5为本发明所述的定位机构的结构示意图。
[0025] 图6为本发明所述的定位机构的底部结构视图。
[0026] 图7为本发明所述的驱动机构和夹紧机构的结构示意图一。
[0027] 图8为本发明所述的驱动机构和夹紧机构的结构示意图二。
[0028] 图9为本发明所述的焊接件的结构图。
[0029] 图10为本发明所述的夹紧机构和焊接件的结构示意图一。
[0030] 图11为本发明所述的夹紧机构和焊接件的结构示意图二。
[0031] 图12为本发明所述的夹紧机构将焊接件固定在定位机构上的结构示意图。
[0032] 图13为本发明所述的夹紧机构中弹性柱状压杆的结构示意图。
[0033] 图14为图13中A-A的剖面图。
[0034] 图15为本发明所述的夹紧机构中直角压紧杆结构示意图。
具体实施方式
[0035] 下面结合附图及
实施例对本发明的技术方案进行进一步阐述。
[0036] 对照图3和图4:一种具有同步自锁功能的纯机械式焊接夹具，包括定位机构、驱动机构和夹紧机构三大部分。
[0037] 对照图3-图6:所述的定位机构为板状框架结构，是焊接夹具的承托基件，用于标定焊接件的固定位置；包括焊接底架1、定位支板一 1A、定位支板二 1D、定位圆台IC和定位槽1B,定位支板一 IA和定位支板二 ID固定在焊接底架I的两端，定位圆台IC固定在焊接底架I的中部，定位槽IB设在定位圆台IC的两侧；定位圆台IC底部设有自锁滑动导杆IE ；焊接底架I的下端设有滑动导轨；焊接底架I在定位圆台IC和定位支板一 IA之间还设有长条形调整槽；
[0038] 对照图3、图4、图7和图8，所述的驱动机构包括连杆一 4、曲柄7、连杆二 8、夹紧驱动支架9、夹紧手柄10、移动滑块一 12、连杆三13、自锁夹紧滑块14、连杆四15和移动滑块二 16，自锁夹紧滑块14安装在自锁滑动导杆IE上，移动滑块一 12和移动滑块二 16安装在滑动导轨内；曲柄7与连杆二 8连接，连杆二 8与移动滑块一 12连接，移动滑块一 12通过连杆三13与自锁夹紧滑块14连接，移动滑块二 16通过连杆四15与自锁夹紧滑块14连接，连杆一 4与移动滑块二 16连接；夹紧驱动支架9固定在自锁夹紧滑块14上，夹紧驱动支架9下端开有夹紧手柄收容槽，夹紧手柄10通过回转轴安装在夹紧驱动支架9的夹紧手柄收容槽内，通过弹性销使夹紧手柄10在外力作用下能够在夹紧手柄收容槽内围绕回转轴90度回转，没有外力作用夹紧手柄10位置不变；拉动夹紧手柄10上下运动时能够带动移动滑块一 12和移动滑块二 16在滑动导轨行程内左右平滑移动；
[0039] 对照图3、图4、图7、图8、图10_12，所述的夹紧机构包括弹性柱状压杆2、旋转压紧曲臂3、调整螺母5、直角压紧杆6和压紧曲臂支撑座11，调整螺母5安装在曲柄7上，直角压紧杆6与调整螺母5连接，通过调整螺母5能够调整直角压紧杆6与焊接件17的压紧力；弹性柱状压杆2与旋转压紧曲臂3连接，旋转压紧曲臂3安装在压紧曲臂支撑座11上；压紧曲臂支撑座11固定在焊接底架I上的长条形调整槽内；通过调整压紧曲臂支撑座11在长条形调整槽内的位置能够调整弹性柱状压杆2对焊接件17的压紧力和自锁位置。
[0040] 对照图13和图14，所述的旋转压紧曲臂3包括旋转压紧曲臂壳31、压紧簧32和压紧簧盖33，压紧簧32安装在旋转压紧曲臂壳31内并与弹性柱状压杆2连接。
[0041] 对照图15，所述的直角压紧杆6包括直角压紧杆架63，直角压紧杆架63的长端和短端分别安装有弹性短垫片61和弹性长垫片62。
[0042] 所述的曲柄7、连杆二 8、移动滑块一 12、连杆三13、自锁夹紧滑块14、连杆四15、移动滑块二 16和连杆一 4通过铰链和销依次连接。
[0043] 对照图1、图3和图4，本发明对焊接件实施夹紧的原理是:移动滑块二 16、连杆一4和旋转压紧曲臂3连接构成右侧曲柄摇杆滑块机构；曲柄7安装在焊接底架I左下侧的回转轴上，连杆二 8通过铰链形式将曲柄7和移动滑块一 12连接起来，构成左侧曲柄摇杆滑块机构。装上焊接件17，将自锁夹紧滑块14向上推至自锁位置，调整旋转压紧支撑座11的位置，使弹性柱状压杆2在自锁位置产生合适的自锁力。在曲柄7的顶端
固定板上安装直角压紧杆6，通过调整螺母5，调整直角压紧杆6的压紧力。由于直角压紧杆6产生压紧力与焊接件17上表面成45-60度，无论弹性长垫片62还是弹性短垫片61先接触焊接件17都能产生向右和向下的分力，这样确保了焊接件17的压紧。由于两侧压紧单元的压紧点都是在曲柄滑块摇杆机构的自锁点，所以在自锁夹紧滑块14上就产生了互锁力，这样就能确保在整个焊接机器人工作时，即使
工作台回转翻转，焊接件17的定位依然保持牢固准确。
[0044] 对照图9，焊接件17的定位安放流程是:第一，焊接架173安放的定位基准为焊接底架I中的定位圆台IC ;第二，焊接杆一 172和焊接杆二 174的定位基准是定位槽IB和定位支板一 IA ;第三，焊接板一 171的定位基准是焊接杆一 172的上端面和定位支板一 IA ;第四，焊接板二 175的定位基准是焊接杆一 172的端面和定位支板二。
[0045] 对照图2、图3和图4，本发明对焊接件实施装卸的原理是:
[0046] 打开夹紧手柄10与焊接底架I成90度，拉夹紧手柄10向下到下行程点，带动夹紧驱动支架9到下行程点，进而带动自锁夹紧滑块14离开自锁点到达下行程点。
[0047] 自锁夹紧滑块14到下行程点过程，通过连杆三13和连杆四15带动两侧移动滑块一 12和移动滑块二 16向中间运动。进而连杆二 8顺
时针回转带动曲柄7逆时针回转，使得直角压紧杆6离开夹紧位置到达最大外张位置；同时另一边连杆一 4顺时针回转带动旋转压紧曲臂3绕旋转压紧曲臂支撑架11的回转轴逆时针回转使得弹性柱状压杆2离开夹紧位置，到达最大张开位置。此时若焊接夹具上有已经焊接好的焊接件17则可以直接取出。
[0048] 给焊接夹具放新的焊接件17，按照焊接架173、焊接杆一 172、焊接杆二 174、焊接板一 171、焊接板~175的顺序在焊接底架I上相应标定好的定位和相互关系安放好每个焊接元件。
[0049] 推夹紧手柄10往上向自锁点运动，夹紧动力通过夹紧手柄10、夹紧手柄驱动支架9传递给自锁夹紧滑块14。自锁夹紧滑块14通过连杆三13和连杆四14推移动滑块一 12和移动滑块二 16向两边滑动；移动滑块一 12通过连杆二 8带动曲柄7顺时针回转靠近并压紧焊接板二 175的同
时移动滑块二 16通过连杆一 4带动旋转压紧曲臂3顺时针回转，连接在旋转压紧曲臂3中的弹性柱状压杆2以柱状面压紧焊接板一 171。当两侧压紧力达到最大时，自锁夹紧滑块14运动到自锁位置。这时夹紧手柄10逆时针折回90度，整个卸装焊接件过程完成。
[0050] 本发明实例是针对志高空调前面板小3P电机支架焊接要求而设计的两侧对称式同步自锁夹紧夹具。在本发明的机构原理
基础上，根据焊接件的装夹要求，可以灵活的将焊接夹具作等效变化改造成90度方向和360度方向的同步自锁夹紧焊接夹具。
