船用T型材焊接用的工装的制作方法

本发明属于工装设备领域，具体涉及一种船用t型材焊接用的工装。

背景技术：

在船舶中，t型材的使用，十分的常见，该t型材包括水平设置的面板、自面板中部竖直延伸的腹板，该工装就是实现面板和腹板的定位，然后进行焊接（手工或机器人）。

然而，在现有的工装使用过程中，容易出现以下技术问题：

1）、无法保证t型材的垂直度，夹持过紧造成腹板或面板的变形，夹持过松动造成腹板和面板移位；

2）、在焊接的过程中无法同时对t型材进行降温，因此，需要更多时间去冷却成型，换言之，焊接效率十分的差。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的船用t型材焊接用的工装。其不仅能够快速实现面板和腹板的定位，而且还能够在焊接的同时对t型材进行降温，使得t型材快速成型，同时在定位过程中还能有效的减少面板和腹板在定位后变形的概率，确保t型材的品质，此外，结构简单，实施方便，且成本低。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种船用t型材焊接用的工装，该t型材包括水平设置的面板、自面板的上表面竖直向上延伸的腹板，工装包括定位架、用于支撑和定位面板的垫块、位于垫块的上方且能够将腹板定位在面板上的定位机构，其中定位机构包括位于腹板两侧且能够抵触在腹板侧面上的第一定位单元、位于腹板顶部使得腹板向下正压的第二定位单元，垫块内部中空设置，工装还包括能够自动向垫块内部添加冷却介质的降温单元。

优选地，在垫块沿着面板长度方向的侧边设有供面板抵靠的靠栅条。

具体的，靠栅条与垫块一体成型设置，且材质为铜，散热效率高。

同时，靠栅条的高度是面板厚度的0.5倍以上，本例中，靠栅条的高度为面板厚度的3倍。

根据本发明的一个具体实施和优选方面，第一定位单元包括多组沿着所述腹板长度方向分布的定位组件，每组定位组件包括沿着腹板长度方向间隔分布且能够抵靠在腹板侧面的靠栅板、分别与每个靠栅板通过沿着腹板长度方向延伸的枢轴转动连接的夹板、用于驱动每个夹板绕着相对应的枢轴转动的驱动机构，其中当第一定位单元处于定位状态时，夹板自腹板顶部绕过并将腹板向靠栅板顶推后夹紧。

具体的，通过间隔设置的靠栅板和夹板，主要是形成便于机器人进行焊接的操作空间，同时，本申请中在靠栅板和夹板上分别设有避让缺口，当需要满焊时，能够供焊枪通过。

驱动机构包括固定在定位架上的安装座、设置在所述安装座上且水平设置的顶推气缸、两端部分别通过沿着腹板长度方向延伸的枢轴与所述顶推气缸的伸缩端部和所述夹板相转动连接的推杆，其中当顶推气缸伸长时，由推杆驱使着夹板绕着夹板与靠栅板连接的枢轴转动将腹板夹紧。

优选地，每组定位组件还包括用于将间隔分布的夹板之间固定连接的夹棍。

进一步的，夹棍位于夹板的内侧、且部分冒出夹板的内侧边，当夹板夹紧腹板时，夹棍的冒出部分顶着腹板向靠栅板夹紧。该夹棍的设置，有两个作用，一、使得每组定位机构的夹板能够同步运动夹紧；二、减小夹持定位时的接触面积，同时夹的更稳。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，在靠栅板能够贴合在腹板侧面的侧部固定设有磁铁，且磁铁的外侧面与靠栅板的外侧齐平设置。本申请中t型材的材质为铁，因此，通过磁铁的设置，便于腹板的安装和定位工作，使得腹板更加贴合靠栅板，进而防止定位后腹板的相对移位。

优选地，每组定位组件还包括用于将间隔设置的夹板与垫块相对自锁的锁定件。

具体的，锁定件包括用于间隔分布的夹板外侧相固定连接的角铁块、用于将角铁块与垫块相对定位的压脚、用于驱动压脚松开或压紧以实现角铁块锁定或解锁的气缸。通过锁定件实现角铁块及夹板与垫块之间相对锁定，确保焊接时面板和腹板不会出现移位。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，第二定位单元包括设置在夹板两侧的定位座、与定位座相螺纹连接的螺栓、设置在螺栓底部且相转动连接的夹头，其中夹头上设有与腹板厚度相匹配的定位槽，当第一定位单元将腹板定位后，转动螺栓，使得夹头逐渐向腹板靠近、并自定位槽夹设在腹板上。通过第一定位单元实现腹板的左右定位；通过夹头进一步限定腹板的左右晃动和上下移动。

此外，工装还包括固定在垫块两端部的连接座、固定在定位架上的固定座、设置在固定座和连接座之间的伸缩气缸。从而能满足不同厚度t型材的加工。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明不仅能够快速实现面板和腹板的定位，而且还能够在焊接的同时对t型材进行降温，使得t型材快速成型，同时在定位过程中还能有效的减少面板和腹板在定位后变形的概率，确保t型材的品质，此外，结构简单，实施方便，且成本低。

附图说明

图1为本发明的工装的结构示意图；

图2为图1的主视示意图；

图3为图1的后视示意图；

图4为图1的左视示意图；

图5为图1的俯视示意图；

图6为图5中a-a向剖视示意图（放大示意图）；

其中：1、定位架；

2、垫块；2a、靠栅条；

3、定位机构；31、第一定位单元；d、定位组件；d1、靠栅板；d1、滑块；d2、枢轴；d3、夹板；d4、驱动机构；d40、安装座；d41、顶推气缸；d42、枢轴；d43、推杆；d5、避让缺口；d6、夹棍；d7、锁定件；d70、角铁块；d71、压脚；d72、气缸；d8、磁铁；32、第二定位单元；320、定位座；321、螺栓；322、夹头；c、定位槽；

4、连接座；

5、固定座；

6、伸缩气缸；

7、定位座；70、导向槽；

1a、面板；1b、腹板。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细的说明。

参见图1至图6，本实施例涉及的t型材包括水平设置的面板1a、自面板1a的上表面竖直向上延伸的腹板1b，同时，在船舶中常用的t型材材质大多数为铁。

本实施主要涉及如何实现上述t型材的工装，工装包括定位架1、用于支撑和定位面板1a的垫块2、位于垫块2的上方且能够将腹板1b定位在面板1a上的定位机构3，其中垫块2内部中空设置，该工装还包括能够自动向垫块2内部添加冷却介质的降温单元（图中未显示）。

具体的，在垫块2沿着面板1a长度方向的侧边设有供面板1a抵靠的靠栅条2a。

本例中，靠栅条2a与垫块2一体成型设置，且材质为铜，散热效率高。

同时，靠栅条2a的高度是面板1a厚度的0.5倍以上，本例中，靠栅条2a的高度为面板1a厚度的3倍。

定位机构3包括位于腹板1b两侧且能够抵触在腹板1b侧面上的第一定位单元31、位于腹板1b顶部使得腹板1b向下正压的第二定位单元32。

第一定位单元31包括多组沿着腹板1b长度方向分布的定位组件d，每组定位组件d包括沿着腹板1b长度方向间隔分布且能够抵靠在腹板1b侧面的靠栅板d1、分别与每个靠栅板d1通过沿着腹板1b长度方向延伸的枢轴d2转动连接的夹板d3、用于驱动每个夹板d3绕着相对应的枢轴d2转动的驱动机构d4，其中当第一定位单元31处于定位状态时，夹板d3自腹板1b顶部绕过并将腹板1b向靠栅板d1顶推后夹紧。

具体的，通过间隔设置的靠栅板d1和夹板d3，主要是形成便于机器人进行焊接的操作空间，同时，本申请中在靠栅板d1和夹板d3上分别设有避让缺口d5，当需要满焊时，能够供焊枪通过。

驱动机构d4包括固定在定位架1上的安装座d40、设置在安装座d40上且水平设置的顶推气缸d41、两端部分别通过沿着腹板长度方向延伸的枢轴d42与顶推气缸d41的伸缩端部和夹板d3相转动连接的推杆d43，其中当顶推气缸d41伸长时，由推杆d43驱使着夹板d3绕着夹板d3与靠栅板d1连接的枢轴d2转动将腹板1b夹紧。

每组定位组件d还包括用于将间隔分布的夹板d3之间固定连接的夹棍d6、以及用于将间隔设置的夹板d3与垫块2相对自锁的锁定件d7。

夹棍d6位于夹板d3的内侧、且部分冒出夹板d3的内侧边，当夹板d3夹紧腹板1b时，夹棍d6的冒出部分顶着腹板1b向靠栅板d1夹紧。该夹棍的设置，有两个作用，一、使得每组定位机构的夹板能够同步运动夹紧；二、减小夹持定位时的接触面积，同时夹的更稳。

同时，在靠栅板d1能够贴合在腹板1b侧面的侧部固定设有磁铁d8，且磁铁d8的外侧面与靠栅板d1的外侧齐平设置。由于t型材的材质为铁，那么通过磁铁d8的设置，便于腹板1b的安装和定位工作，使得腹板1b更加贴合靠栅板d1，进而防止定位后腹板1b的相对移位。

具体的，锁定件d7包括用于间隔分布的夹板d3外侧相固定连接的角铁块d70、用于将角铁块d70与垫块2相对定位的压脚d71、用于驱动压脚d71松开或压紧以实现角铁块d70锁定或解锁的气缸d72。通过锁定件d7实现角铁块d70及夹板d3与垫块2之间相对锁定，确保焊接时面板1a和腹板1b不会出现移位。

本例中，第二定位单元32包括设置在夹板d3两侧的定位座320、与定位座320相螺纹连接的螺栓321、设置在螺栓321底部且相转动连接的夹头322，其中夹头322上设有与腹板1b厚度相匹配的定位槽c，当第一定位单元31将腹板1b定位后，转动螺栓321，使得夹头322逐渐向腹板1b靠近、并自定位槽c夹设在腹板1b上。

通过第一定位单元31实现腹板1b的左右定位；通过夹头322进一步限定腹板1b的左右晃动和上下移动。

此外，上述的工装还包括固定在垫块2两端部的连接座4、固定在定位架1上的固定座5、设置在固定座5和连接座4之间的伸缩气缸6。通过伸缩气缸6的伸缩调节，使得垫块2和靠栅板d1的距离变化，从而能满足不同厚度t型材的加工。

本申请中的工装还包括沿着面板1a长度方向延伸的定位座7，靠栅板d1安装在定位座7上。

具体的，在定位座7上设有导向槽70，在靠栅板d1的底部设置能够滑动在导向槽70内的滑块d10。

同时，上述的降温单元，其主要包括冷却介质的储存装置、用于将储存装置与垫块内腔的进口相连通的导流管、冷却介质的回收装置、与垫块内腔的出口和回收装置相连通的排流管、能够检测垫块内腔中冷却介质温度的检测仪、以及能够根据检测仪所检测的信息能够自动向垫块内腔中补充和更换冷却介质的处理器。

具体的，设定一个额度值，只要冷却介质的温度高于额度值时，处理器自动向垫块内腔内补充或更换冷却介质，使得达到能够边焊接、边降温的技术效果。

综上所述，本实施例的工装，不仅能够快速实现面板和腹板的定位，而且还能够在焊接的同时对t型材进行降温，使得t型材快速成型，同时在定位过程中还能有效的减少面板和腹板在定位后变形的概率，确保t型材的品质，此外，结构简单，实施方便，且成本低。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。