一种异形框架焊接装置及方法与流程

1.本发明涉及异形门窗加工设备领域，具体涉及一种异形框架焊接装置及方法。


背景技术：

2.传统矩形框型材焊接时，单根型材的两端分别置入焊接机头位置，型材的两端得到稳定支撑，因此，型材焊接的对接面定位精准。对于圆形、椭圆形的异形框结构，组成异形框的相邻型材进行焊接时，由于异形框的结构特性，需要对型材一端进行单独操作焊接，并且待焊接的两部分型材多为不便定位的异形型材，压钳压紧范围有限，压钳区域外的型材未得到有效支撑，型材下坠致使型材端部对接面倾斜或错位，影响型材端部焊接位置处的精准定位。
3.目前的型材在焊接成框过程中采用的焊接设备，分为单机头和多机头，但无论是单机头设备还是多机头设备，焊接时均采用压钳作为压紧和定位结构，在型材放置就位后，压钳夹持型材并带动型材移动进行焊接，但其压钳结构并不适用于异形框的焊接，压钳的压紧范围有限，对待焊接型材的单位置压紧缺少对拼接位置的精准控制，存在定位偏移导致焊接误差的问题，焊接后的异形框的形状、精度无法满足需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种异形框架焊接装置及方法，同一焊接组件的两组焊接结构分别形成夹持部，焊接压钳形成对型材的主夹持部，辅助压钳形成对型材的副夹持部，通过对型材的多点夹持实现稳定承载，提高对待焊接型材的定位精度，减少因型材未有效支撑而产生的焊接面倾斜或错位问题，满足异形框的焊接精度需求。
5.本发明的第一目的是提供一种异形框架焊接装置，采用以下方案：包括至少一个焊接组件，每个焊接组件均包括两组能够相对移动的焊接结构，每组焊接结构设有由焊接压钳和定位靠板共同形成的主夹持部，定位靠板朝向主夹持部一侧作为贴合型材的定位面，定位靠板转动连接于焊接压钳，以通过转动改变同一焊接组件对应两个定位靠板的定位面的夹角，定位靠板上连接有随定位靠板同步移动的辅助压钳，辅助压钳和定位靠板共同形成副夹持部。
6.进一步的，同一焊接组件对应的两个定位靠板的定位面相对于基准面对称布置，基准面与主夹持部所夹持的待焊接工件的焊接面共面。
7.进一步的，同一焊接组件对应的两个定位靠板同步转动，保持两个定位靠板的定位面对称。
8.进一步的，所述焊接压钳包括上压钳和下压钳，下压钳的顶面为接触型材的承载面，上压钳的底面为接触型材的压紧面，承载面与定位面、压紧面垂直，同组焊接结构的承载面、定位面和压紧面围绕形成主夹持部。
9.进一步的，所述辅助压钳接触型材的底面为辅助面，辅助面朝向承载面且与定位
面垂直，同组焊接结构的承载面、辅助面和定位面围绕形成副夹持部。
10.进一步的，同一焊接组件两组焊接结构的上压钳之间连接有伸缩杆，伸缩杆带动上压钳与下压钳同步移动，伸缩杆的伸缩方向与两组焊接结构相对移动的方向平行。
11.进一步的，所述焊接组件还包括底座和滑座，一组焊接结构安装于滑座，另一组焊接结构安装于底座，滑座通过滑轨安装于底座，滑座带动对应的一组焊接结构与另一组焊接结构相对移动。
12.进一步的，所述焊接组件通过底座配合导轨滑动布置于机架，机架上安装有两个焊接组件，焊接组件沿导轨的滑动方向垂直于滑座沿滑轨的滑动方向。
13.本发明的第二目的是提供一种异形框架焊接装置的工作方法，包括：依据待对接的型材规格调节定位靠板位置；型材侧面接触并贴合定位靠板，使型材定位后型材待焊接端面垂直于焊接结构的移动方向；通过辅助压钳和焊接压钳分别将型材进行压紧，加热型材的待焊接端面，移动焊接结构将两组焊接结构对应的两部分型材进行焊接。
14.进一步地，调整同一焊接组件的两个定位靠板，使定位靠板的定位面相对于焊接后的焊接面对称布置。
15.与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：（1）针对目前型材的定位和压紧结构不适用于异形框导致焊接精度无法满足需求的问题，同一焊接组件的两组焊接结构分别形成夹持部，焊接压钳形成对型材的主夹持部，辅助压钳形成对型材的副夹持部，通过对型材的多点夹持实现稳定承载，提高对待焊接型材的定位精度，减少因型材未有效支撑而产生的焊接面倾斜或错位问题，满足异形框的焊接精度需求。
16.（2）对于圆形和椭圆形的异形框，对接位置处于整个框架的对称位置，定位靠板相对于焊接面对称布置，与异形框的对称位置相对应，同时，定位靠板同步动作能够保持定位面处于对称位置，便于对型材进行定位，提高焊接精度。
17.（3）配置辅助压钳与定位靠板共同动作，在定位靠板对应不同型材而调整位置时，能够带动辅助压钳移动，使辅助压钳始终处于靠近型材的位置，便于辅助压钳施加压紧作用，辅助压钳和焊接压钳对型材的压紧位置间隔，通过辅助压钳将辅助压钳与型材焊接面之间的区域进行定位，同时，在该区域内再次施加焊接压钳的压紧作用，避免型材下坠位置产生的型材偏移传递至焊接面位置，提高焊接面的对接精度。
附图说明
18.构成本发明的一部分的说明书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。
19.图1为本发明实施例1和2中异形框架焊接装置示意图。
20.图2为本发明实施例1和2中焊接组件的结构示意图。
21.图3为本发明实施例1和2中定位靠板的布置位置示意图。
22.其中，1.下压钳，2.定位靠板，3.辅助压钳，4.上压钳，5.伸缩杆，6.转轴，7.底座，8.机架，9.防护网，10.支架，11.压紧驱动件。
具体实施方式
23.实施例1本发明的一个典型实施例中，如图1-图3所示，给出一种异形框架焊接装置。
24.目前的型材焊接设备多适用于规则结构的型材框架，如典型的矩形框架，传统型材焊接设备能够对待焊接型材进行良好的支撑，并且焊接前的型材为单根型材，焊接时的形变量小，引起的焊接误差在允许范围内。对于圆形、椭圆形的异形框结构，位于焊接夹持位置外的节段较长，压钳的压紧范围有限，在焊接时容易因定位偏移造成焊接误差，影响焊接后的异形框精度。
25.基于此，本实施例中给出一种异形框架焊接装置，通过设置可调位置的定位靠板2和焊接压钳形成主夹持部，并利用定位靠板2和辅助压钳3形成副夹持部，增加对焊接前型材的夹持点位，提高焊接位置型材的定位精度，达到减小焊接误差、提高焊接精度的目的。
26.下面，结合附图对上述的异形框架焊接装置进行详细说明。
27.参见图1，异形框架焊接装置包括机架8和焊接组件，焊接组件能够夹持定位型材的焊接位置，并能够对加热融化后的型材端部进行对接形成焊缝，实现型材的焊接过程，在同一机架8上设置两个焊接组件，两个焊接组件相对布置，且能够沿机架8分别滑动，调节两个焊接组件之间的相对位置。
28.异形框架通过两部分型材焊接而成，对于圆形、椭圆形的框架，由两段弧形型材焊接成型，两段弧形型材有两个对接位置，通过同一机架8上的两个焊接组件同时进行焊接，两个焊接组件所成型后的焊缝所在面共面。
29.机架8上安装有导轨，焊接组件配合导轨并沿导轨滑动，两个焊接组件能够分别沿导轨移动，分别改变两个焊接组件与机架8的相对位置，在焊接时，两个焊接组件相对于异形框架的中心处于对称位置。
30.此外，对于采用整根型材弯曲后进行焊接获取异形框架的方式，可以采用单个焊接工件工作，焊接型材的首端和尾端，将弯曲型材闭合成环。
31.可以理解的是，焊接组件在导轨上的移动可以通过伺服电机配合齿轮齿条机构进行驱动，根据焊接组件移动是的速度、负载和精度等参数需求，配置对应的移动驱动元件，能够满足焊接组件相对于机架8调整位置的需求。
32.图2示出了本实施例中单个焊接组件的主要结构，焊接组件包括两组能够相对移动的焊接结构，焊接结构之间的相对移动是为了满足对接动作的需求，夹持型材后，通过加热板对型材端部进行加热，待型材端部的融化状态满足需求后，通过焊接结构的移动使两根型材的端部对接，融化部分形成焊缝。
33.如图3所示，焊接组件包括底座7和滑座，一组焊接结构安装于滑座，滑座通过滑轨安装于底座7，从而使得该组焊接结构能够沿滑轨移动，改变该组焊接结构与底座7的相对位置；另一组焊接结构安装于底座7，与底座7之间保持固定。
34.焊接结构之间的相对移动通过对应的驱动元件来实现，滑座的驱动元件可以采用伺服电机结合丝杠滑块结构，伺服电机输出端连接丝杠，丝杠转动时带动滑块沿丝杠轴向移动，从而带动滑块所连接的滑座、焊接结构移动。在其他实施方式中，滑座的驱动元件还可以采用其他的形式，比如齿轮齿条机构、涡轮蜗杆机构等，能够满足滑座沿滑轨的往复移动的驱动需求即可。
35.区别于传统焊接设备采用45
°
角进行组对焊接，在本实施例中，型材的端面与对接位置处的切线相垂直，两根型材待焊接端面位置的切线共线，结合图1、图3，焊接组件沿导轨的滑动方向垂直于滑座沿滑轨的滑动方向，导轨所在直线与滑轨所在直线呈空间垂直。结合两个焊接组件对应的焊接面共面布置，能够保证型材的两个焊接位置同时实现精确定位和焊接，避免因定位状态与焊接动作不一致导致的型材的扭转、挤压损伤。
36.同一焊接组件包括两组焊接结构，每组焊接结构夹持其对应的型材，焊接结构能够对型材进行两个位置的夹持，并且能够适配不同规格参数的型材。
37.焊接结构包括焊接压钳、定位靠板2和辅助压钳3，焊接压钳包括上压钳4和下压钳1，上压钳4由压紧驱动件11驱动，辅助压钳3由辅助驱动件驱动，压紧驱动件11和辅助驱动件均可以采用直线往复元件，比如气缸、油缸、电缸等，压紧驱动件11带动上压钳4往复移动，以改变上压钳4与下压钳1的间距；辅助驱动件带动辅助压钳3往复移动，以改变辅助压钳3与下压钳1的间距。定位靠板2位于上压钳4与下压钳1之间，定位靠板2、上压钳4和下压钳1形成主夹持部；定位靠板2、下压钳1和辅助压钳3形成副夹持部。
38.具体的，定位靠板2朝向主夹持部的一侧作为贴合型材的定位面，型材抵靠在定位面上进行定位，定位靠板2转动连接于焊接压钳，通过转动改变定位靠板2与下压钳1的相对位置，同一焊接组件的两组焊接结构对应两个定位靠板2，因此，在定位靠板2转动时，两个定位靠板2所对应定位面的夹角也在变化，以适应不同规格的型材。
39.对于适应不同规格的型材，在型材的直径或弧度不同时，位于焊接结构内的夹持位置需要进行调整，定位靠板2作为型材的抵靠位置能够进行位置调节，从而改变型材的定位位置，达到适应不同规格型材的目的。
40.结合图2和图3，焊接压钳包括上压钳4和下压钳1，下压钳1的顶面为接触型材的承载面，上压钳4的底面为接触型材的压紧面，承载面与定位面、压紧面垂直，同组焊接结构的承载面、定位面和压紧面围绕形成主夹持部。
41.辅助压钳3接触型材的底面为辅助面，辅助面朝向承载面且与定位面垂直，同组焊接结构的承载面、辅助面和定位面围绕形成副夹持部。
42.定位靠板2一端连接转轴6，通过转轴6与焊接压钳的下压钳1转动连接，使得定位靠板2的底部保持与下压钳1的承载面贴合状态下，绕转轴6轴线转动，调节同一焊接组件对应两个定位面的夹角。
43.如上所述，对于圆形和椭圆形的异形框，对接位置处于整个框架的对称位置，同一焊接组件对应的两个定位靠板2的定位面相对于基准面对称布置，基准面与主夹持部所夹持的待焊接工件的焊接面共面。
44.同一焊接组件对应的两个定位靠板2同步转动，保持两个定位靠板2的定位面对称；定位靠板2相对于焊接面对称布置，与异形框的对称位置相对应，定位靠板2同步动作能够保持定位面处于对称位置，便于对型材进行定位，提高焊接精度。
45.可以理解的是，对于两个定位靠板2的同步转动，可以通过关联两个定位靠板2的转轴6来实现。两个定位靠板2对应的两个转轴6通过齿轮进行啮合，两个转轴6对应的齿轮的参数一致，在调节一个定位靠板2的位置时，通过齿轮传动对另一个定位靠板2的位置同步调节。
46.对于焊接组件的上压钳4位置，安装防护网9进行防护，焊接结构还包括支架10，其
中，防护网9安装于支架10，上压钳4通过对应的压紧驱动件11安装于支架10，转轴6一端转动连接于下压钳1，另一端转动连接于支架10。对应焊接结构的安装位置，支架10可以安装于滑座，以随滑座共同移动，也可以安装于底座7，相对于底座7保持固定。
47.如图2、图3所示，同一焊接组件两组焊接结构的上压钳4之间连接有伸缩杆5，伸缩杆5带动上压钳4与下压钳1同步移动，伸缩杆5的伸缩方向与两组焊接结构相对移动的方向平行。伸缩杆5可以采用气缸、电缸、油缸等伸缩元件。
48.在执行焊接动作时，两组焊接结构之间需要进行相对移动，对于进行主动移动的一组焊接结构，其下压钳1连接于滑座，能够跟随滑座同步移动，而上压钳4通过压紧驱动件11安装于支架10上，上压钳4与滑座之间具有一端距离，同时，上压钳4间接安装于支架10，在滑座动作时，上压钳4可能会存在不同步移动的情况。通过配置伸缩杆5辅助上压钳4的动作，使上压钳4、下压钳1跟随滑座的移动同步动作，避免上压钳4和下压钳1之间出现错位导致的定位偏差。
49.实施例2本发明的另一典型实施方式中，如图1-图3所示，给出一种异形框架焊接装置的工作方法。
50.利用如实施例1中所述的异形框架焊接装置，异形框架焊接装置的工作方法包括以下步骤：依据待对接的型材规格调节定位靠板2位置；型材侧面接触并贴合定位靠板2，使型材定位后型材待焊接端面垂直于焊接结构的移动方向；通过辅助压钳3和焊接压钳分别将型材进行压紧，加热型材的待焊接端面，移动焊接结构将两组焊接结构对应的两部分型材进行焊接。
51.另外，调整同一焊接组件的两个定位靠板2，使定位靠板2的定位面相对于焊接后的焊接面对称布置。
52.配置辅助压钳3与定位靠板2共同动作，在定位靠板2对应不同型材而调整位置时，能够带动辅助压钳3移动，使辅助压钳3始终处于靠近型材的位置，便于辅助压钳3施加压紧作用，辅助压钳3和焊接压钳对型材的压紧位置间隔，通过辅助压钳3将辅助压钳3与型材焊接面之间的区域进行定位，同时，在该区域内再次施加焊接压钳的压紧作用，避免型材下坠位置产生的型材偏移传递至焊接面位置，提高焊接面的对接精度。
53.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。

技术特征：
1.一种异形框架焊接装置，其特征在于，包括至少一个焊接组件，每个焊接组件均包括两组能够相对移动的焊接结构，每组焊接结构设有由焊接压钳和定位靠板共同形成的主夹持部，定位靠板朝向主夹持部一侧作为贴合型材的定位面，定位靠板转动连接于焊接压钳，以通过转动改变同一焊接组件对应两个定位靠板的定位面的夹角，定位靠板上连接有随定位靠板同步移动的辅助压钳，辅助压钳和定位靠板共同形成副夹持部。2.如权利要求1所述的异形框架焊接装置，其特征在于，同一焊接组件对应的两个定位靠板的定位面相对于基准面对称布置，基准面与主夹持部所夹持的待焊接工件的焊接面共面。3.如权利要求2所述的异形框架焊接装置，其特征在于，同一焊接组件对应的两个定位靠板同步转动，保持两个定位靠板的定位面对称。4.如权利要求1所述的异形框架焊接装置，其特征在于，所述焊接压钳包括上压钳和下压钳，下压钳的顶面为接触型材的承载面，上压钳的底面为接触型材的压紧面，承载面与定位面、压紧面垂直，同组焊接结构的承载面、定位面和压紧面围绕形成主夹持部。5.如权利要求4所述的异形框架焊接装置，其特征在于，所述辅助压钳接触型材的底面为辅助面，辅助面朝向承载面且与定位面垂直，同组焊接结构的承载面、辅助面和定位面围绕形成副夹持部。6.如权利要求5所述的异形框架焊接装置，其特征在于，同一焊接组件两组焊接结构的上压钳之间连接有伸缩杆，伸缩杆带动上压钳与下压钳同步移动，伸缩杆的伸缩方向与两组焊接结构相对移动的方向平行。7.如权利要求1所述的异形框架焊接装置，其特征在于，所述焊接组件还包括底座和滑座，一组焊接结构安装于滑座，另一组焊接结构安装于底座，滑座通过滑轨安装于底座，滑座带动对应的一组焊接结构与另一组焊接结构相对移动。8.如权利要求7所述的异形框架焊接装置，其特征在于，所述焊接组件通过底座配合导轨滑动布置于机架，机架上安装有两个焊接组件，焊接组件沿导轨的滑动方向垂直于滑座沿滑轨的滑动方向。9.一种利用权利要求1-8中任一项所述异形框架焊接装置的工作方法，其特征在于，包括：依据待对接的型材规格调节定位靠板位置；型材侧面接触并贴合定位靠板，使型材定位后型材待焊接端面垂直于焊接结构的移动方向；通过辅助压钳和焊接压钳分别将型材进行压紧，加热型材的待焊接端面，移动焊接结构将两组焊接结构对应的两部分型材进行焊接。10.如权利要求9所述的异形框架焊接装置的工作方法，其特征在于，调整同一焊接组件的两个定位靠板，使定位靠板的定位面相对于焊接后的焊接面对称布置。

技术总结
本发明提供一种异形框架焊接装置及方法，涉及异形门窗加工设备领域，包括至少一个焊接组件，每个焊接组件均包括两组能够相对移动的焊接结构，每组焊接结构设有由焊接压钳和定位靠板共同形成的主夹持部，定位靠板上连接有随定位靠板同步移动的辅助压钳，辅助压钳和定位靠板共同形成副夹持部；针对目前型材的定位和压紧结构不适用于异形框导致焊接精度无法满足需求的问题，同一焊接组件的两组焊接结构分别形成夹持部，焊接压钳形成对型材的主夹持部，辅助压钳形成对型材的副夹持部，通过对型材的多点夹持实现稳定承载，提高对待焊接型材的定位精度，减少因型材未有效支撑而产生的焊接面倾斜或错位问题，满足异形框的焊接精度需求。求。求。


技术研发人员：赵延胜
受保护的技术使用者：山东辰禾智能装备有限公司
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/8/13