用于电机吊座的焊接机定位工装
阅读说明：本技术 用于电机吊座的焊接机定位工装 (Welding machine positioning tool for motor hanging seat ) 是由 刘伟红 李万君 董泽民 刘大明 于 2021-08-23 设计创作，主要内容包括：用于电机吊座的焊接机定位工装属于轨道车辆转向架电机吊座的焊接辅助定位工装领域,其包括底座两个上盖板圆弧面定位块、两个矩形板外缘止挡块、矩形板单侧定位块、两个上盖板悬臂压块和矩形板单侧止挡块。本发明焊接机定位工装的底座可用于同焊接机器人的变位机连接并作为自动焊接的标准参考平面,从而利用业内公知的焊接机器人机加工坐标系完成对工件的三维定位和加工；本发明可在避免繁重复杂的测绘和记录作业、保证焊接操作质量和作业的安全的同时,还能大幅提高焊接精度,降低返修率,节约人力成本和工时,降低生产成本。(A welding machine location frock for motor hanger seat belongs to rail vehicle bogie motor hanger seat's welding assistance-localization real-time frock field, and it includes two upper cover plate arc surface locating pieces of base, two rectangular plate outer fringe backstop pieces, rectangular plate unilateral locating piece, two upper cover plate cantilever briquetting and rectangular plate unilateral backstop piece. The base of the welding machine positioning tool can be used for being connected with a positioner of a welding robot and used as a standard reference plane for automatic welding, so that the three-dimensional positioning and machining of a workpiece are completed by utilizing a machining coordinate system of the welding robot known in the industry; the invention can avoid heavy and complicated mapping and recording operation, ensure the welding operation quality and the operation safety, greatly improve the welding precision, reduce the repair rate, save labor cost and working time and reduce the production cost.)
技术领域
本发明属于轨道车辆转向架电机吊座的焊接辅助定位工装领域，具体涉及一种用于电机吊座的焊接机定位工装。
背景技术
如图1至图6所示，轨道客车转向架上的某型电机吊座装置7由卡条7-1、上盖板7-2、面板7-3和三块带有弧形缺口的筋板7-4组对焊接而成。其中，与电机对接的面板7-3的竖直布置，其上端面与上盖板7-2的下端面垂直焊接，面板7-3后端面与上盖板7-2下端面二者所成的直角通过三块彼此平行的筋板7-4 强化焊接固连；卡条7-1平行于面板7-3后端面与上盖板7-2的交线，并焊接于上盖板7-2的上端。筋板7-4用于通过其圆弧缺口与转向架上的管状横梁同轴焊接。上盖板7-2包括一体成型的矩形板7-2-1和与其端面相切的上盖板圆弧面 7-2-2，上盖板圆弧面7-2-2的两侧还分别向左、右延伸并缩窄成为翼状的悬臂 7-2-3。矩形板7-2-1的长度值为L1，上盖板7-2的整体宽度值为D1。
然而，由于筋板7-4外轮廓线极不规则，矩形板7-2-1的长度大于面板7-3 的长度，且翼状的悬臂7-2-3为较细的柱状结构，导致其三者均不能作为定位参考基准面；而厚度为h的卡条7-1使矩形板7-2-1的上端面也无法作为焊接前组对定位的定位参考基准面，因此，现有的电机吊座装置在焊接组对时面临诸多困难，不仅因为缺少适合的对接工装与自动焊接机器人的变位盘进行装夹组对和定位，同时，采用传统的人工组焊定位方法也面临反复测量、定位精度差、返修率高和效率低下、容易出现工件或人员磕碰伤等问题，而且严重浪费人力物力，无法降低生产成本。
发明内容
为了解决现有的转向架电机吊座外轮廓线和端面均极不规则，整体结构缺少用作定位的基准端面，导致其在焊接组对时面临诸多困难，不仅因为缺少适合的对接工装与自动焊接机器人的变位盘进行装夹，导致无法实现自动化的组对和定位焊接；同时，采用传统的人工组焊定位方法又面临翻转焊接费时费力、需要反复测量、定位精度差、返修率高和效率低下、严重浪费人力物力，增加生产成本以及操作人员无法保证焊接操作质量和作业安全的技术问题，本发明提供一种用于电机吊座的焊接机定位工装。
本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：
用于电机吊座的焊接机定位工装，其包括底座两个上盖板圆弧面定位块、两个矩形板外缘止挡块、矩形板单侧定位块、两个上盖板悬臂压块和矩形板单侧止挡块，其两个上盖板圆弧面定位块、两个矩形板外缘止挡块和矩形板单侧止挡块均分别与底座的上端面固连，矩形板单侧定位块和两个上盖板悬臂压块均以可拆卸的方式与底座的上端面固连；
所述两个上盖板圆弧面定位块二者几何中心的连线、两个矩形板外缘止挡块二者几何中心的连线、两个上盖板悬臂压块二者几何中心的连线、矩形板单侧定位块和矩形板单侧止挡块二者几何中心的连线均平行于底座上的x轴；两个上盖板圆弧面定位块和两个上盖板悬臂压块均位于x轴的同一侧，矩形板单侧定位块、矩形板单侧止挡块和两个矩形板外缘止挡块均位于x轴的另一侧。
所述上盖板圆弧面定位块为矩形块，其上端面设有圆弧型凹槽，其圆弧型凹槽的曲面形状与上盖板圆弧面的曲面形状完全匹配一致；圆弧型凹槽与盖板圆弧面定位块的前侧壁相交于水平边线，水平边线平行于底座的上端面，且水平边线到底座的距离值H1与卡条厚度值h相等。
所述上盖板悬臂压块包括第一螺柱螺母紧固件和第一L字型的直角压块，第一L字型的直角压块的上端面开设有第一垂向通槽，其开槽宽度大于第一螺柱螺母紧固件中的螺柱直径，且小于第一螺柱螺母紧固件中第一螺母的外径；第一螺柱螺母紧固件中的第一螺母穿过第一垂向通槽并与底座上对应的第一安装螺孔螺纹连接；第一螺柱螺母紧固件中的第一螺母与其第一螺柱螺纹连接并共同构成丝杠机构，其第一螺母的下端面与第一垂向通槽的槽口上端面抵触连接；所述第一垂向通槽的侧向开口方向平行于y轴。
所述矩形板单侧定位块的结构与上盖板悬臂压块的结构完全相同，其包括第二螺柱螺母紧固件和第二L字型的直角压块，第二L字型的直角压块的上端面开设有第二垂向通槽，其开槽宽度大于第二螺柱螺母紧固件中的螺柱直径，且小于第二螺柱螺母紧固件中第二螺母的外径；第二螺柱螺母紧固件中的第二螺母穿过第二垂向通槽并与底座上对应的第二安装螺孔螺纹连接；第二螺柱螺母紧固件中的第二螺母与其第二螺柱螺纹连接并共同构成丝杠机构，其第二螺母的下端面与第二垂向通槽的槽口上端面抵触连接；所述第二垂向通槽的侧向开口方向平行于x轴。
所述矩形板单侧定位块与矩形板单侧止挡块的最小间距值为110％L1；两个矩形板外缘止挡块与两个上盖板悬臂压块的最小间距值为110％D1；矩形板单侧止挡块的垂向高度值均大于卡条厚度值h的120％。
本发明的有益效果是：该用于电机吊座的焊接机定位工装的底座可用于同焊接机器人的变位机连接并作为自动焊接的标准参考平面，从而利用业内公知的焊接机器人机加工坐标系完成对工件的三维定位和加工。两个上盖板圆弧面定位块、两个矩形板外缘止挡块和矩形板单侧止挡块均按照给定的位置和间距分别与底座的上端面固连，且矩形板单侧定位块和两个上盖板悬臂压块均以可拆卸的方式与底座的上端面固连；盖板圆弧面定位块，其上端面圆弧型凹槽的曲面形状与上盖板圆弧面的曲面形状完全匹配一致，从而可以实现对上盖板圆弧面的支撑和定位。前述结构联合使用，使得带有卡条的上盖板初步组合焊件能够以反装的姿态与底座实现精确定位和可靠固定。
通过将本发明的定位工装坐标录入到焊接机器人的三维坐标内，能够使得焊接机器人在上盖板的定位基础上快速而精准地完成面板和筋板的后续组对焊接作业，从而充分利用焊接机器人焊接质量好、定位精度和作业高的优良特性实现转向架电机吊座的高效焊接，保持电机吊座产品一致性。并在避免繁重复杂的测绘和记录作业、保证焊接操作质量和作业的安全的同时，还能大幅提高焊接精度，降低返修率，节约人力成本和工时，降低生产成本。
此外该用于电机吊座的焊接机定位工装还具有结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广普及等优点。
附图说明
图1是现有电机吊座装置的立体结构示意图；
图2是现有电机吊座装置的在另一视角下的立体结构示意图；
图3是图1的右视图；
图4是现有上盖板的立体结构示意图；
图5是图4的俯视
图6是图3中I部分的局部放大图；
图7是本发明用于电机吊座的焊接机定位工装的立体图；
图8是图7的右视图；
图9是本发明用于电机吊座的焊接机定位工装的应用示意图；
图10是图9的俯视图；
图11是图9的左视图；
图12是图11中II部分的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图7至图12所示，本发明的用于电机吊座的焊接机定位工装包括底座1、两个上盖板圆弧面定位块2、两个矩形板外缘止挡块3、矩形板单侧定位块4、两个上盖板悬臂压块5和矩形板单侧止挡块6，其两个上盖板圆弧面定位块2、两个矩形板外缘止挡块3和矩形板单侧止挡块6均分别与底座1的上端面固连，矩形板单侧定位块4和两个上盖板悬臂压块5均以可拆卸的方式与底座1的上端面固连；
所述两个上盖板圆弧面定位块2二者几何中心的连线、两个矩形板外缘止挡块3二者几何中心的连线、两个上盖板悬臂压块5二者几何中心的连线、矩形板单侧定位块4和矩形板单侧止挡块6二者几何中心的连线均平行于底座1 上的x轴；两个上盖板圆弧面定位块2和两个上盖板悬臂压块5均位于x轴的同一侧，矩形板单侧定位块4、矩形板单侧止挡块6和两个矩形板外缘止挡块3 均位于x轴的另一侧。
所述上盖板圆弧面定位块2为矩形块，其上端面设有圆弧型凹槽2-1，其圆弧型凹槽2-1的曲面形状与上盖板圆弧面7-2-2的曲面形状完全匹配一致；圆弧型凹槽2-1与盖板圆弧面定位块2的前侧壁2-2相交于水平边线K，水平边线K 平行于底座1的上端面，且水平边线K到底座1的距离值H1与卡条7-1厚度值 h相等。
所述上盖板悬臂压块5包括第一螺柱螺母紧固件5-1和第一L字型的直角压块5-2，第一L字型的直角压块5-2的上端面开设有第一垂向通槽5-2-1，其开槽宽度大于第一螺柱螺母紧固件5-1中的螺柱直径，且小于第一螺柱螺母紧固件5-1中第一螺母的外径；第一螺柱螺母紧固件5-1中的第一螺母穿过第一垂向通槽5-2-1并与底座1上对应的第一安装螺孔螺纹连接；第一螺柱螺母紧固件5-1 中的第一螺母与其第一螺柱螺纹连接并共同构成丝杠机构，其第一螺母的下端面与第一垂向通槽5-2-1的槽口上端面抵触连接；所述第一垂向通槽5-2-1的侧向开口方向平行于y轴。
所述矩形板单侧定位块4的结构与上盖板悬臂压块5的结构完全相同，其包括第二螺柱螺母紧固件4-1和第二L字型的直角压块4-2，第二L字型的直角压块4-2的上端面开设有第二垂向通槽4-2-1，其开槽宽度大于第二螺柱螺母紧固件4-1中的螺柱直径，且小于第二螺柱螺母紧固件4-1中第二螺母的外径；第二螺柱螺母紧固件4-1中的第二螺母穿过第二垂向通槽4-2-1并与底座1上对应的第二安装螺孔螺纹连接；第二螺柱螺母紧固件4-1中的第二螺母与其第二螺柱螺纹连接并共同构成丝杠机构，其第二螺母的下端面与第二垂向通槽4-2-1的槽口上端面抵触连接；所述第二垂向通槽4-2-1的侧向开口方向平行于x轴。
所述矩形板单侧定位块4与矩形板单侧止挡块6的最小间距值为110％L1；两个矩形板外缘止挡块3与两个上盖板悬臂压块5的最小间距值为110％D1；矩形板单侧止挡块6的垂向高度值均大于卡条7-1厚度值h的120％。
具体应用本发明的用于电机吊座的焊接机定位工装时，如图9至图12所示，将卡条7-1以符合图纸理论的位置和姿态事先与上盖板7-2完成手工焊接，使其二者成为带有卡条的上盖板初步组合焊件，此后，将该初步组合焊件以反装的姿态放置在本发明的定位工装上，使卡条7-1位于矩形板单侧定位块4和矩形板单侧止挡块6二者之间，令卡条7-1外端面与底座1贴合并使上盖板圆弧面7-2-2 与圆弧型凹槽2-1的曲面完全贴合。然后，利用第二垂向通槽4-2-1的槽口外侧壁沿x轴方向推动矩形板7-2-1的一条短边，并使矩形板单侧止挡块6与矩形板7-2-1上另一侧的短板贴合，再利用第一垂向通槽5-2-1的槽口外侧壁沿y轴方向推动上盖板圆弧面7-2-2的最长边，从而使矩形板7-2-1的长边分别与两个矩形板外缘止挡块3抵触连接。
此后，分别使两个第一垂向通槽5-2-1的下端面均对应压在一个对应悬臂 7-2-3向上翘曲的曲面最高边缘，最后分别旋紧每个第一螺母和第二螺母，并将基于丝杠原理的矩形板单侧定位块4和两上盖板悬臂压块5分别固定，从而将带有卡条的上盖板组合焊件以反装的姿态与底座1完全固连，至此即可以将底座1作为后续组对面板7-3和三块带有弧形缺口的筋板7-4的机加工参考基准面，将底座1与焊接机器人的变位机连接固定，从而将本发明的定位工装坐标录入到焊接机器人的三维坐标内，并在利用焊接机器人在上盖板7-2的基础上快速而精准地完成面板7-3和筋板7-4的后续组对焊接作业。
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