CN108465987B - 一种垂直度调整装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于刀具焊接技术领域，公开了一种垂直度调整装置及其操作方法。一种垂直度调整装置，包括安装座，安装座包括安装基板、Y向旋转板和衔接板，Y向旋转板与衔接板相互垂直，Y向旋转板通过轴销与安装基板转轴连接，还包括用于夹持棒料的夹持机构、用于调整夹持机构在水平方向上移动的组合滑台和用于控制夹持机构在水平方向上旋转的旋转机构，旋转机构设于安装座上，旋转机构连接于组合滑台，组合滑台固定连接于夹持机构。本发明所提供的一种垂直度调整装置及其操作方法，其可以快速、精确、可控量地快速调整夹持棒料的垂直度，节约了时间成本，还能保证棒料的焊接同轴度，提升刀具的焊接品质。

Description

一种垂直度调整装置及其操作方法

技术领域

本发明属于刀具焊接技术领域，尤其涉及一种垂直度调整装置及其操作方法。

背景技术

在针对硬质合金焊接刀具钻、铣削产品时，对于要加工的孔或者槽的精度具有一定要求，而影响加工孔或槽精度的重要指标就是刀具的钻尖同轴度，如何确保硬质合金焊接刀具钻尖的焊接同轴度，并将焊接同轴度控制在稳定的范围内，由焊接工艺设备的工装稳定性、精准性来决定，而工装中的垂直度要素更是其中的重中之重。在现有设备结构紧凑情况下，设备中调节夹持棒料垂直度的装置不足于满足快速调整，也不足于保证焊接同轴度的稳定性，且现有的垂直度调整座，绝大多数为X、Y燕尾组合滑台座，其一，滑台的精度低，燕尾槽的间隙配合难加工，由于长期调整使用发生磨损，精度丢失严重；其二，滑台调整螺杆旋转调整量不可控，调整不直观，导致调整耗时长；再者就是在绕水平轴旋转的调整上，多数仍采用简易的螺栓调节方式，其调整量不能直观显示，调整时很麻烦，浪费时间。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种垂直度调整装置及其操作方法，其可以快速、精确、可控量地快速调整夹持棒料的垂直度，节约了时间成本，保证棒料的焊接同轴度，提升刀具的焊接品质。

本发明的技术方案是：一种垂直度调整装置，包括安装座，所述安装座包括安装基板、Y向旋转板和衔接板，所述Y向旋转板与所述衔接板相互垂直，所述Y向旋转板通过轴销与所述安装基板转轴连接，还包括用于夹持棒料的夹持机构、用于调整所述夹持机构在水平方向上移动的组合滑台和用于控制所述夹持机构在水平方向上旋转的旋转机构，所述旋转机构设于所述安装座上，所述旋转机构连接于所述组合滑台，所述组合滑台固定连接于所述夹持机构。

具体地，所述夹持机构包括与所述组合滑台下端连接固定的C型板、设于所述C型板上的安装块、设于所述安装块上用于装载所述棒料的承载件、设于所述安装块上与所述承载件配合用于压紧所述棒料的压块和设于所述安装块上用于驱动所述压块旋转摆动的驱动，所述压块与所述安装块转轴连接，所述承载件与所述压块对应设置。

具体地，所述旋转机构包括用于调节所述棒料在X轴方向偏转角度的X轴旋转组件和用于调节所述棒料在Y轴方向偏转角度的Y轴旋转组件，所述X轴旋转组件和所述Y轴旋转组件对应设置，且所述X轴旋转组件与所述衔接板连接，所述Y轴旋转组件设于所述Y向旋转板上。

具体地，所述X轴旋转组件包括X轴旋转板、X轴旋转固定板和X轴微分头，所述X轴旋转板连接固定于所述组合滑台的上端，所述X轴旋转固定板通过螺栓锁紧固定于所述衔接板上，所述X轴旋转板通过X旋转轴与所述X轴旋转固定板转轴连接，所述衔接板设置有用于将所述X轴旋转板锁紧固定的第一锁紧件，所述X轴微分头安装在所述X轴旋转固定板上，所述X轴微分头的测杆抵顶于所述X轴旋转板。

具体地，所述X轴旋转板与所述X轴旋转固定板之间设置有间隙。

具体地，所述X轴旋转板与所述X轴旋转固定板之间的间隙设置有第一弹性件，所述弹性件与所述X微分头相对设置。

具体地，所述Y轴旋转组件包括Y轴微分头和Y轴微分头安装板，所述Y轴微分头安装板锁紧固定于所述安装基板上，所述Y轴微分头安装板设于所述Y向旋转板的上方，所述Y轴微分头设于所述Y轴微分头安装板上，且所述Y轴微分的测杆抵顶于所述Y向旋转板，所述Y向旋转板和所述Y轴微分头安装板之间设置有导杆，所述导杆上套设有第二弹性件。

具体地，所述安装基板设置有用于将所述Y向旋转板锁紧固定的第二锁紧件。

本发明还提供了一种垂直度调整装置的操作方法，采用上述的一种垂直度调整装置，包括以下步骤：

S1：控制夹持机构将棒料夹紧固定；

S2：控制组合滑台使夹持机构在水平方向移动，调节棒料在水平方向的位置，将棒料运送至焊接工位区间；

S3：控制X轴旋转组件或/和Y轴旋转组件使棒料发生旋转，调节棒料的垂直度。

具体地，步骤S3中，在所述X轴旋转组件调节前，松开第一锁紧件，当所述 X轴旋转组件调节完毕后，锁紧所述第一锁紧件；在所述Y轴旋转组件调节前，松开第二锁紧件，当所述Y轴旋转组件调节完毕后，锁紧所述第二锁紧性件。

本发明所提供的一种垂直度调整装置及其操作方法，通过控制组合滑台调节棒料在水平方向上的移动，再通过控制旋转机构调节棒料在水平方向上旋转，实现对调节棒料垂直度的调节，且在微分头的作用下，能直观的显示棒料的变化量，其可快速、精确、可控量地调节夹持棒料的垂直度，保证棒料的焊接同轴度，提高了加工效率和提升了加工品质，操作快速简便，实用性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种垂直度调整装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种垂直度调整装置的又一结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种垂直度调整装置的分解示意图；

图4是本发明实施例提供的一种垂直度调整装置中X轴旋转组件的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种垂直度调整装置的夹持机构中承载件的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种垂直度调整装置的夹持机构中压块的结构示意图。

实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1至图3所示，本发明实施例提供的一种垂直度调整装置，用于对硬质合金焊接刀具（包括但不限于硬质合金焊接刀具）的焊接装夹，确保刀具的焊接同轴度。包括安装座1，所述安装座1包括安装基板11、Y向旋转板12和衔接板13，所述Y向旋转板12与所述衔接板13相互垂直，所述Y向旋转板12通过轴销与所述安装基板11转轴连接，使Y向旋转板12能绕轴销旋转，垂直度调整装置还包括用于夹持棒料5的夹持机构2、用于调整所述夹持机构2在水平方向（定义为X轴方向和Y轴方向）上移动的组合滑台3和用于控制所述夹持机构2在水平方向（定义为X轴方向和Y轴方向）上旋转的旋转机构4，所述旋转机构4设于所述安装座1上，所述旋转机构4连接于所述组合滑台3，所述组合滑台3固定连接于所述夹持机构2, 其中，组合滑台3在微分头的作用下能精确控制夹持机构2在沿X轴或/和Y轴方向上直线运动的距离。工作时，该垂直度调整装置分三个步骤进行操作：第一步，通过夹持机构2将棒料5夹紧固定；第二步，利用组合滑台3控制夹持机构2在水平方向上进行移动，将棒料5运送至焊接工位区间；第三步，调节旋转机构4，控制棒料5在X轴方向和Y轴方向上的旋转，使棒料5和与之进行焊接的硬质合金同轴对齐。通过组合滑台3和旋转机构4的共同作用，能快速、精确、可控量地完成对棒料5位置的调节，从而达到调整夹持棒料5的垂直的目的，确保棒料5焊接同轴度的稳定性，提高了加工效率和提升了焊接品质。

具体地，如图1至图3所示，所述夹持机构2包括与所述组合滑台3下端连接固定的C型板21、设于所述C型板21上的安装块22、设于所述安装块22上用于装载所述棒料5的承载件23、设于所述安装块22上与所述承载件23配合用于压紧所述棒料5的压块24和设于所述安装块22上用于驱动所述压块24旋转摆动的驱动件25，所述压块24与所述安装块22转轴连接，所述承载件23与所述压块24对应设置。其中C型板21、安装块22、承载件23和压块24之间的装配紧凑，以保证棒料5在夹持机构2中的垂直度误差小。夹持机构2的工作过程为：将棒料5放置于承载件23上，启动驱动件25驱动压块24旋转摆动，使其与承载件23配合，对棒料5进行夹紧。

本发明实施例中，驱动件25和压块24之间可设置有拉簧26，提高压块24的复位能力。

本发明实施例中，该驱动件25为笔形气缸，其重量轻，体积小，能节省安装空间。实际应用中，也可以采用液压缸、电机等作为驱动件25来驱动压块24进行旋转摆动。

具体地，如图5所示，所述承载件23设置有用于容纳所述棒料5的容纳槽231，所述容纳槽231的槽口可为V型结构或者为弧形结构等，有助于提高棒料5夹持的稳定。

本发明实施例中，如图3所示，承载件23通过螺栓固定于安装块22上，其中承载件23设置有供螺栓穿过的长腰型孔232，安装块22设置有用于容纳承载件23的安装槽，螺栓穿过长腰型孔232将承载件23固定于安装槽内（即将承载件23内嵌于安装块22），并通过安装槽对承载件23的位置进行限定，以提高承载件23在移动过程夹持的稳定，同时可利用长腰型孔232对承载件23沿安装槽方向的位置进行调整，以承载不同规格的棒料5，使承载件23与压块24能有效配合。

本发明实施例中，如图6所示，压块24呈Z字形，包括压头241、摆轴242和压杆243，安装块22可设置有用于供摆轴242穿过的轴孔，摆轴242穿过该轴孔与安装块22转轴连接，摆轴242的一端与压头241连接，摆轴242的另一端与压杆243的一端连接，压杆243的另一端与气缸25连接，实际应用中，可将摆轴242与压杆243连接的一端设计成多边形结构，防止压块24在使用过程中摆轴242与压杆243出现打滑现象，从而导致棒料5夹持不稳定，影响棒料5垂直度的调节工作。

具体地，如图1至图3所示，所述旋转机构4包括用于调节所述棒料5在X轴方向偏转角度的X轴旋转组件41和用于调节所述棒料5在Y轴方向偏转角度的Y轴旋转组件42，所述X轴旋转组件41和所述Y轴旋转组件42对应设置，且所述X轴旋转组件41与所述衔接板13连接，所述Y轴旋转组件42设于所述Y向旋转板12上。其中, X轴旋转组件41和Y轴旋转组件42操作的顺序不限，且X轴旋转组件41可以进行单独操作，但Y轴旋转组件42的操作需要X轴旋转组件41的配合，才能实现对棒料5垂直度调节。

具体地，如图1至图3所示，所述X轴旋转组件41包括X轴旋转板410、X轴旋转固定板411和X轴微分头412，所述X轴旋转板410连接固定于所述组合滑台3的上端，当X轴旋转板410发生旋转时组合滑台3能跟随X轴旋转板410一起旋转，所述X轴旋转固定板411通过螺栓锁紧固定于所述衔接板13上，所述X轴旋转板410通过X旋转轴413与所述X轴旋转固定板411转轴连接，所述衔接板13设置有用于将所述X轴旋转板410锁紧固定的第一锁紧件（图中未标示出），所述X轴微分头412安装在所述X轴旋转固定板411上，所述X轴微分头412的测杆抵顶于所述X轴旋转板410。为了确保X轴旋转板410能有效地接收到来自X轴微分头412的变化量，可将X轴微分头412设于X轴旋转固定板411侧边的中部。通过第一锁紧件移除X轴旋转板410与衔接板13的关系，并在X轴微分头412的调节下，使X轴旋转板410绕X旋转轴413正反转动，进而带动组合滑台3偏转，X旋转轴413起到连接作用，同时可通过轴孔精密配合来消除间隙误差，提高X轴旋转板410的转动精度。

本发明实施例中，衔接板13和X轴旋转固定板411相互垂直，衔接板13还可设置有用于对X轴旋转固定板411卡位的卡位结构131，避免在X轴旋转组件41调节时X轴旋转固定板411支撑不稳定，影响X轴旋转组件41的调节精度。

具体地，如图1至图3所示，所述X轴旋转板410与所述X轴旋转固定板411之间设置有间隙，使X轴旋转板410拥有偏转的空间，而该间隙的尺寸则是影响X轴旋转板410偏转行程的重要因素， X轴旋转板410的偏转行程决定棒料5在X轴方向的偏转角度，通过改变该间隙的尺寸，能控制棒料5在X轴方向偏转角度的最大值。

具体地，如图3所示，所述X轴旋转板410与所述X轴旋转固定板411之间的间隙设置有第一弹性件414，所述第一弹性件414与所述X微分头相对设置，使X轴旋转板410与X轴旋转固定板411之间存在弹性力，既能起到压缩缓冲的作用，还有助于X轴旋转板410复位。

实际应用中，为了确保X轴旋转板410与X轴旋转固定板411之间具有充足的弹性回复能力，可设置有多个第一弹性件414。本发明实施例中，第一弹性件414为矩形压簧，X轴旋转固定板411设置有容纳该矩形压簧的螺纹孔，将矩形压簧放置入螺纹孔内并通过螺钉415固定，通过调节螺钉415的松紧度来决定矩形压簧弹性力的大小。

本发明实施例中，如图4所示，在X轴微分头412的作用下，X轴旋转板410相对X轴旋转固定板411旋转，X轴旋转板410具有凸台4100，同时X旋转固定板设置有与该凸台4100相配合的中方槽4110，且中方槽4110与凸台4100间隙配合，能避免X轴旋转板410在调整旋转时发生轴向串动导致棒料5的垂直度调节出现误差。

具体地，如图1至图3所示，所述Y轴旋转组件42包括Y轴微分头421和Y轴微分头安装板420，所述Y轴微分头安装板420锁紧固定于所述安装基板11上，所述Y轴微分头安装板420设于所述Y向旋转板12的上方，所述Y轴微分头421设于所述Y轴微分头安装板420上，且所述Y轴微分的测杆抵顶于所述Y向旋转板12，所述Y向旋转板12和所述Y轴微分头安装板420之间设置有导杆422，所述导杆422上套设有第二弹性件423，Y轴微分头421与导杆422以轴销为中心对称设置。Y轴微分头421既起到进退微调的作用，又起到刚度限位的作用，在Y轴微分头421作用下，Y向旋转板12能绕轴销发生旋转，进而带动组合滑台3发生偏转，Y向旋转板12在旋转时，第二弹性件423能起到压缩缓冲的作用，又能帮助Y向旋转板12弹性复位。本发明实施例中，第二弹性件423为压簧。

具体地，所述安装基板11设置有用于将所述Y向旋转板12锁紧固定的第二锁紧件（图中未标示出），对Y向旋转板12起到锁止限位的作用，避免Y向旋转板12在不工作状态下绕轴销旋转，从而影响棒料5的垂直度，即只有在Y轴旋转组件42工作时，Y向旋转板12才能绕轴销旋转。

具体地，如图1至图3所示，衔接板13的一端通过销钉锁紧固定于Y向旋转板12上并靠近Y轴微分头421的一端，当Y向旋转板12旋转式能带动X轴旋转组件41一起进行旋转，将衔接板13和Y向旋转板12相互垂直设置，X轴旋转组件41和Y轴旋转组件42能更好的与组合滑台3向配合，减少安装垂直度误差。

具体地，为了使X轴旋转板410和Y向旋转板12能有效的反馈X轴微分头412和Y轴微分头421的变化量，从而确保X轴旋转组件41和Y轴旋转组件42调节的灵敏度，可将X轴微分头412和Y轴微分头421的测杆打磨成半球形，或者，可在X轴微分头412的测杆与X轴旋转板410、Y轴微分头421的测杆与Y向旋转板12之间设置有连接钢珠球，即X轴微分头412与X轴旋转板410、Y轴微分头421与Y向旋转板12之间接触设置为点接触。

本发明还是提供一种垂直度调整装置的操作方法，采用上述的一种垂直度调整装置，包括以下步骤：

S1：控制夹持机构2将棒料5夹紧固定；

S2：控制组合滑台3使夹持机构2在水平方向移动，调节棒料5在水平方向的位置，将棒料5运送至焊接工位区间；

S3：控制X轴旋转组件41或/和Y轴旋转组件42使棒料5发生旋转，调节棒料5的垂直度。

具体操作如下：

首先，制备棒料5和硬质合金，通过安装基板11将该垂直度调整装置安装在机台上，适当调整承载件23的位置，将棒料5放置入承载件23，并驱动气缸25控制压块24摆动与承载件23配合将棒料5夹紧固定；接着，通过滑台组件控制夹持机构2在水平方向（即X轴方向和Y轴方向）上移动，精确地将棒料5运送至焊接工位区间，将组合滑台3锁定；然后，根据与棒料5焊接的硬质合金位置，通过调节X轴旋转组件41或/和Y轴旋转组件42，精确控制棒料5在X轴方向上或/和Y轴方向上旋转的角度（由于夹持机构2与组合滑台3固定连接，而旋转机构4作用于组合滑台33，在旋转机构4的作用下组合滑台3发生偏转，进而带动夹持机构2偏转），使棒料5与硬质合金同轴对齐。其中，在X轴旋转组件41调节前，松开第一锁紧件（图中未标示出），断开X轴旋转板410与衔接板13的联系，使X轴旋转板410能绕X旋转轴413进行旋转带动组合滑台3旋转，当X轴旋转组件41调节完毕后，锁紧第一锁紧件，恢复X轴旋转板410与衔接板13的联系，使X轴旋转板410和衔接板13组成一体，阻止X轴旋转板410发生旋转，避免在后续操作中因失误或者碰触到X轴旋转组件41，影响棒料5的垂直度而导致棒料5出现焊接误差；在Y轴旋转组件42调节前，松开第二锁紧件（图中未标示出），断开Y向旋转板12与安装基板11的联系，同时第一锁紧件处于锁紧状态，在Y轴旋转组件42的作用下使Y向旋转板12能绕轴销旋转，进而带动X轴旋转组件41发生偏转且同时作用于X轴旋转组件41带动组合滑台3旋转，所述Y轴旋转组件42调节完毕后，锁紧第二锁紧性件，使Y向旋转板12与安装基板11组成一体，避免在后续操作中因失误或者触碰到Y轴旋转组件42，影响棒料5的垂直度而导致棒料5出现焊接误差。

本发明实施例所提供的一种垂直度调节装置及其操作方法，其通过将组合滑台3和旋转机构4组合设计，合理的设计组合滑台3和旋转机构4的位置关系，先通过滑台组件调节棒料5在水平方向上的移动距离，在控制旋转机构4调节棒料5的水平方向上的旋转角度，两者结合，能对棒料5垂直度进行精确、快速、可控量地的调节，保证焊接同轴度的稳定性，提高了焊接品质和节约了时间成本，并通过微分头能将棒料5的变化量直观的显示出来，提高操作的便捷性，其实用性强，可靠性好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种垂直度调整装置，包括安装座，所述安装座包括安装基板、Y向旋转板和衔接板，所述Y向旋转板与所述衔接板相互垂直，所述Y向旋转板通过轴销与所述安装基板转轴连接，其特征在于，还包括用于夹持棒料的夹持机构、用于调整所述夹持机构在水平方向上移动的组合滑台和用于控制所述夹持机构在水平方向上旋转的旋转机构，所述旋转机构设于所述安装座上，所述旋转机构连接于所述组合滑台，所述组合滑台固定连接于所述夹持机构；所述夹持机构包括与所述组合滑台下端连接固定的C型板、设于所述C型板上的安装块、设于所述安装块上用于装载所述棒料的承载件、设于所述安装块上与所述承载件配合用于压紧所述棒料的压块和设于所述安装块上用于驱动所述压块旋转摆动的驱动，所述压块与所述安装块转轴连接，所述承载件与所述压块对应设置；所述旋转机构包括用于调节所述棒料在X轴方向偏转角度的X轴旋转组件和用于调节所述棒料在Y轴方向偏转角度的Y轴旋转组件，所述X轴旋转组件和所述Y轴旋转组件对应设置，且所述X轴旋转组件与所述衔接板连接，所述Y轴旋转组件设于所述Y向旋转板上；所述X轴旋转组件包括X轴旋转板、X轴旋转固定板和X轴微分头，所述X轴旋转板连接固定于所述组合滑台的上端，所述X轴旋转固定板通过螺栓锁紧固定于所述衔接板上，所述X轴旋转板通过X旋转轴与所述X轴旋转固定板转轴连接，所述衔接板设置有用于将所述X轴旋转板锁紧固定的第一锁紧件，所述X轴微分头安装在所述X轴旋转固定板上，所述X轴微分头的测杆抵顶于所述X轴旋转板；所述Y轴旋转组件包括Y轴微分头和Y轴微分头安装板，所述Y轴微分头安装板锁紧固定于所述安装基板上，所述Y轴微分头安装板设于所述Y向旋转板的上方，所述Y轴微分头设于所述Y轴微分头安装板上，且所述Y轴微分的测杆抵顶于所述Y向旋转板，所述Y向旋转板和所述Y轴微分头安装板之间设置有导杆，所述导杆上套设有第二弹性件。

2.如权利要求1所述的一种垂直度调整装置，其特征在于，所述X轴旋转板与所述X轴旋转固定板之间设置有间隙。

3.如权利要求2所述的一种垂直度调整装置，其特征在于，所述X轴旋转板与所述X轴旋转固定板之间的间隙设置有第一弹性件，所述弹性件与所述X轴微分头相对设置。

4.如权利要求1所述的一种垂直度调整装置，其特征在于，所述安装基板设置有用于将所述Y向旋转板锁紧固定的第二锁紧件。

5.一种垂直度调整装置的操作方法，其特征在于，采用如权利要求1至4中任一项所述的一种垂直度调整装置，包括以下步骤：

S1：控制夹持机构将棒料夹紧固定；

S2：控制组合滑台使夹持机构在水平方向移动，调节棒料在水平方向的位置，将棒料运送至焊接工位区间；

S3：控制X轴旋转组件或/和Y轴旋转组件使棒料发生旋转，调节棒料的垂直度。

6.如权利要求5所述的一种垂直度调整装置的操作方法，其特征在于，步骤S3中，在所述X轴旋转组件调节前，松开第一锁紧件，当所述 X轴旋转组件调节完毕后，锁紧所述第一锁紧件；在所述Y轴旋转组件调节前，松开第二锁紧件，当所述Y轴旋转组件调节完毕后，锁紧所述第二锁紧性件。