一种矩形立体框架辅助焊接装置及其使用方法

摘要

本发明公开了一种矩形立体框架辅助焊接装置及其使用方法，属于焊接工装领域。本发明的辅助焊接装置，包括支架和转动架设于支架上的转动架，转动架的四面各设置有一组横杆调节装夹机构，每组横杆调节装夹机构上均通过高度调节机构安装有竖杆调节装夹机构，利用横杆调节装夹机构来拼装固定矩形立体框架的顶部和底部矩形框，同时利用设于每组横杆调节装夹机构上的竖杆调节装夹机构来固定框架竖杆，将框架竖杆与顶部和底部矩形框拼装固定，使矩形立体框架的拼装精度高，拼装定位方便，焊接效率和产品合格率得到大幅提高；同时，横杆调节装夹机构和竖杆调节装夹机构对框架杆件的装夹操作灵活方便，装夹稳固可靠，便于焊接好的矩形立体框架的拆除。

权利要求

1.一种矩形立体框架辅助焊接装置，包括支架(1)和转动架设于支架(1)上的转动架(3)，其特征在于：所述的转动架(3)的四面各设置有一组横杆调节装夹机构(5)，每组横杆调节装夹机构(5)上均通过高度调节机构(8)安装有竖杆调节装夹机构(7)，其中，所述的横杆调节装夹机构(5)包括横杆外夹板(5‑1)、横杆内夹板(5‑2)、横杆调节导向杆(5‑3)、横杆调节丝杆(5‑4)、横杆调节手轮(5‑6)和横杆夹紧机构(5‑7)，所述的横杆调节导向杆(5‑3)的一端固定在横杆外夹板(5‑1)上，另一端滑动穿设于转动架(3)对应侧的安装座(3‑1)上，所述的横杆调节丝杆(5‑4)的一端通过横杆调节手轮(5‑6)安装于横杆外夹板(5‑1)上，另一端穿设于转动架(3)对应侧的安装座(3‑1)上，并与安装座(3‑1)上的丝杆螺母螺纹配合，四组横杆调节装夹机构(5)中的横杆调节导向杆(5‑3)和横杆调节丝杆(5‑

4)分别在转动架(3)上高低错落设置，所述的横杆内夹板(5‑2)滑动安装于横杆调节导向杆(5‑3)上，且横杆内夹板(5‑2)上设有便于横杆调节丝杆(5‑4)穿过的通孔，所述的横杆外夹板(5‑1)或横杆内夹板(5‑2)上设有位于横杆外夹板(5‑1)和横杆内夹板(5‑2)之间的横杆支撑块(5‑5)，所述的横杆外夹板(5‑1)和横杆内夹板(5‑2)之间设有可拆式的横杆夹紧机构(5‑7)；

所述的高度调节机构(8)包括高度调节支架(6)、高度调节导向杆(8‑1)、高度调节丝杆(8‑2)和高度调节手轮(8‑3)，所述的高度调节导向杆(8‑1)的上端固定在高度调节支架(6)上，下端滑动穿设于对应的横杆调节装夹机构(5)的横杆外夹板(5‑1)上，所述的高度调节丝杆(8‑2)的上端通过高度调节手轮(8‑3)安装于高度调节支架(6)的上端，下端与对应的横杆调节装夹机构(5)的横杆外夹板(5‑1)螺纹配合；

所述的高度调节支架(6)的两侧各设有一组竖杆调节装夹机构(7)，所述的竖杆调节装夹机构(7)包括竖杆外夹板(7‑1)、竖杆内夹板(7‑2)、竖杆调节导向杆(7‑3)、竖杆调节丝杆(7‑4)、竖杆调节手轮(7‑6)和竖杆夹紧机构(7‑7)，所述的竖杆调节导向杆(7‑3)的一端固定在竖杆外夹板(7‑1)上，另一端滑动穿设于高度调节支架(6)上，所述的竖杆调节丝杆(7‑

4)的一端通过竖杆调节手轮(7‑6)安装于竖杆外夹板(7‑1)上，另一端穿设于高度调节支架(6)上，并与高度调节支架(6)上的丝杆螺母螺纹配合，两组竖杆调节装夹机构(7)的竖杆调节导向杆(7‑3)和竖杆调节丝杆(7‑4)、以及高度调节丝杆(8‑2)分别在高度调节支架(6)上内外交错设置，所述的竖杆内夹板(7‑2)滑动安装于竖杆调节导向杆(7‑3)上，且竖杆内夹板(7‑2)上设有便于竖杆调节丝杆(7‑4)穿过的通孔，所述的竖杆外夹板(7‑1)或竖杆内夹板(7‑2)上设有位于竖杆外夹板(7‑1)和竖杆内夹板(7‑2)之间的竖杆定位块(7‑5)，所述的竖杆外夹板(7‑1)和竖杆内夹板(7‑2)之间设有可拆式的竖杆夹紧机构(7‑7)；所述的竖杆定位块(7‑5)的定位平面与对应的调节装夹机构(5)的横杆外夹板(5‑1)夹持面共面。

2.根据权利要求1所述的一种矩形立体框架辅助焊接装置，其特征在于：所述的横杆夹紧机构(5‑7)包括横杆夹紧第一连杆(5‑7a)、横杆夹紧第二连杆(5‑7b)、横杆夹紧中间连杆(5‑7c)和横杆顶紧螺杆(5‑7d)，所述的横杆夹紧第一连杆(5‑7a)的一端与横杆外夹板(5‑

1)相铰接，横杆夹紧第一连杆(5‑7a)的另一端通过横杆夹紧中间连杆(5‑7c)与横杆夹紧第二连杆(5‑7b)的一端相铰接，所述的横杆夹紧第二连杆(5‑7b)的另一端与横杆内夹板(5‑

2)相铰接，所述的横杆顶紧螺杆(5‑7d)安装于横杆夹紧中间连杆(5‑7c)上；所述的横杆夹紧第一连杆(5‑7a)和/或横杆夹紧第二连杆(5‑7b)与对应的横杆外夹板(5‑1)和横杆内夹板(5‑2)之间采用可拆式结构相连接。

3.根据权利要求2所述的一种矩形立体框架辅助焊接装置，其特征在于：所述的竖杆夹紧机构(7‑7)包括竖杆夹紧第一连杆(7‑7a)、竖杆夹紧中间连杆(7‑7b)、竖杆夹紧第二连杆(7‑7c)和竖杆顶紧螺杆(7‑7d)，所述的竖杆夹紧第一连杆(7‑7a)的一端与竖杆外夹板(7‑

1)相铰接，竖杆夹紧第一连杆(7‑7a)的另一端通过竖杆夹紧中间连杆(7‑7b)与竖杆夹紧第二连杆(7‑7c)的一端相铰接，所述的竖杆夹紧第二连杆(7‑7c)的另一端与竖杆内夹板(7‑

2)相铰接，所述的竖杆顶紧螺杆(7‑7d)安装于竖杆夹紧中间连杆(7‑7b)上；所述的竖杆夹紧第一连杆(7‑7a)和/或竖杆夹紧第二连杆(7‑7c)与对应的竖杆外夹板(7‑1)和竖杆内夹板(7‑2)之间采用可拆式结构相连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种矩形立体框架辅助焊接装置，其特征在于：所述的转动架(3)的上平面呈“十”字形。

5.根据权利要求4所述的一种矩形立体框架辅助焊接装置，其特征在于：所述的横杆调节装夹机构(5)的横杆外夹板(5‑1)为L形结构，在横杆外夹板(5‑1)的水平部分别设有与高度调节导向杆(8‑1)相配合的高度调节导滑套(5‑9)、以及与高度调节丝杆(8‑2)相配合的高度调节螺母(5‑8)。

6.根据权利要求5所述的一种矩形立体框架辅助焊接装置，其特征在于：所述的支架(1)为“凵”形结构，在支架(1)的两侧设有轴承座，所述的转动架(3)通过转轴(4)转动安装于支架(1)的轴承座上。

7.根据权利要求6所述的一种矩形立体框架辅助焊接装置，其特征在于：所述的支架(1)与转动架(3)之间还设有用于带动转动架(3)翻转运动的电动推杆(2)，所述的电动推杆(2)的一端铰接在支架(1)上，另一端铰接在转动架(3)的底部。

8.根据权利要求7所述的一种矩形立体框架辅助焊接装置，其特征在于：所述的支架(1)的底部还设有具有自锁功能的万向脚轮(1‑1)。

9.一种权利要求1至8任意一项所述的矩形立体框架辅助焊接装置的使用方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1、底部矩形框拼装：将底部矩形框的四根框架横杆(9)分别放于对应横杆调节装夹机构(5)的横杆外夹板(5‑1)和横杆内夹板(5‑2)之间的横杆支撑块(5‑5)上，然后将横杆外夹板(5‑1)和横杆内夹板(5‑2)之间的横杆夹紧机构(5‑7)连接好，利用各组横杆调节装夹机构(5)的横杆调节手轮(5‑6)调节各根框架横杆(9)的相对位置，使四根框架横杆(9)围成底部矩形框；然后通过各个横杆夹紧机构(5‑7)将四根框架横杆(9)固定住；

S2、竖杆拼装：根据框架竖杆(10)在底部矩形框上的位置，分别调节高度调节机构(8)的高度调节手轮(8‑3)和竖杆调节装夹机构(7)的竖杆调节手轮(7‑6)，将各组竖杆调节装夹机构(7)调整到合适的高度和位置；然后将各根框架竖杆(10)分别放于对应竖杆调节装夹机构(7)的竖杆外夹板(7‑1)和竖杆内夹板(7‑2)之间，并将竖杆外夹板(7‑1)和竖杆内夹板(7‑2)之间的竖杆夹紧机构(7‑7)连接好，通过各个竖杆夹紧机构(7‑7)将各根框架竖杆(10)固定住，使各根框架竖杆(10)的底端定位设于底部矩形框上；

S3、第一次点焊固定：对底部矩形框的四根框架横杆(9)的各个拼接缝和各根框架竖杆(10)与框架横杆(9)之间的拼接缝进行点焊固定，并在完成上部焊接后，通过翻转转动架(3)使得四根框架横杆(9)的底部露出，并对四根框架横杆(9)的拼接缝背部进行点焊连接，形成预拼装框架；

S4、顶部矩形框拼装：拆除各个横杆夹紧机构(5‑7)和竖杆夹紧机构(7‑7)，将步骤S3中的预拼装框架拆卸下来，然后按照步骤S1用四根框架横杆(9)拼接形成顶部矩形框；

S5、预拼装框架固定：将步骤S3中的预拼装框架倒置过来，使各根框架竖杆(10)的上端放置在顶部矩形框上，然后利用各组竖杆调节装夹机构(7)的竖杆外夹板(7‑1)、竖杆内夹板(7‑2)和竖杆夹紧机构(7‑7)将预拼装框架固定住；

S6、第二次点焊固定：对顶部矩形框的四根框架横杆(9)的各个拼接缝和各根框架竖杆(10)与框架横杆(9)之间的拼接缝进行点焊固定，并在完成上部焊接后，通过翻转转动架(3)使得顶部矩形框的四根框架横杆(9)的底部露出，并对四根框架横杆(9)的拼接缝背部进行点焊连接，形成完整的矩形立体框架；

S7、满焊：拆除各个横杆夹紧机构(5‑7)和竖杆夹紧机构(7‑7)，将步骤S6中的矩形立体框架拆卸下来，然后再次对矩形立体框架的各个拼接缝进行满焊。

说明书

一种矩形立体框架辅助焊接装置及其使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种焊接装置，更具体地说，涉及一种矩形立体框架辅助焊接装置及其使用方法。

背景技术

[0002] 在现有技术中，矩形立体框架结构的应用非常广泛，如用于支撑架体或电梯轿厢等产品的骨架等。现有矩形立体框架主要有拼接框架和焊接框架两大类，拼接框架通常采
用型材杆件通过连接件进行连接，拆装较为方便，但框架结构强度和整体性不如焊接框架。
但焊接矩形框架对焊接质量有较高要求，焊接应力变形是焊接框架产生变形缺陷的主要原
因，目前很多矩形框架的焊接还是采用人工拼框焊接，焊接误差和形变较大，尤其是矩形立
体框架中还包含竖向立杆的焊接，一旦竖向立杆出现较大位置偏差，往往很难进行纠正，导
致矩形立体框架焊接失败，对于焊接工人的操作水平要求较高。

[0003] 随着对产品质量要求的不断提高，也出现了许多框架焊接专用工装，如中国专利申请号201911015444.1公开的“一种可自动翻转门框拼装焊接工装”，该可自动翻转门框拼
装焊接工装，包括固定架，固定架包括底座，底座表面的两侧固定设有两组立板，两组立板
之间可转动安装有门框固定架，且其中一组立板上电性固定有电机，电机的输出轴和门框
固定架传动连接，门框固定架用来固定门框的四条框边，在焊接好门框的一面需要对门框
翻面时，可以开启电机，电机带动门框固定架进行翻动，使门框翻面，便于对门框的另一面
进行焊接操作，在焊接门框的时候，先将门框的四条框边卡在门框固定架内，在卡入框边的
时候，将框边放入到固定挡块和门框板夹块之间，松开门框板夹块，在弹簧的弹力作用下，
门框板夹块紧紧夹住框边，对框边进行固定。该专利申请案提供了一种门框拼装焊接工装，
其具有翻转焊接框体正反两面、根据不同大小门框改变装夹位置的特点，但其装夹及位置
调节都采用手动调节，操作相对繁琐，装夹力都采用弹簧进行控制，夹持力不能调节，装夹
稳定性较差。

[0004] 又如中国专利号ZL201920802660.X公开的“用于矩形法兰的自动定位柔性焊接夹具”，其是在矩形框架的横向和纵向中心线上分别设呈双向同步线性位移的电动双向滑台，
在每个电动双向滑台的两端分别设带底板的滑板，在每个底板临近矩形框架中心侧上分别
设固定板，每个固定板上设分别设旋转气缸；在每个底板远离矩形框架中心侧上设推动气
缸，推动气缸的活塞杆上连设活动推板。该专利申请案通过电动双向滑台实现杆件夹持部
件的调节，能够拼接出不同规格尺寸的矩形法兰，并利用推动气缸对杆件进行夹持，同时利
用旋转气缸实现杆件上部夹持，但其采用推动气缸和旋转气缸对杆件进行夹持，需要对各
个推动气缸和旋转气缸进行独立控制，控制操作相对复杂，且推动气缸和旋转气缸动作快
速，对待焊接的杆件具有一定的冲击，容易使得杆件在夹紧后出现位置偏差，且偏差后需要
控制推动气缸和旋转气缸松开后才能调整，否则无法进行位置调整，从而给矩形框架的精
确焊接带来一定不便。

[0005] 上述专利申请案均是针对平面矩形框的辅助焊接工装，无法实现矩形立体框架的竖直立杆焊接定位。为此，有必要设计一种用于矩形立体框架的快速焊接定位工装，以满足
焊接式矩形立体框架的制作需要。

发明内容

[0006] 1.发明要解决的技术问题

[0007] 本发明的目的在于克服现有矩形立体框架存在拼装焊接难度大、焊接精度较差、焊接制作效率较低等不足，提供一种矩形立体框架辅助焊接装置及其使用方法，采用本发
明的技术方案，利用横杆调节装夹机构来拼装固定矩形立体框架的顶部和底部矩形框，同
时利用设于每组横杆调节装夹机构上的竖杆调节装夹机构来固定框架竖杆，将框架竖杆与
顶部和底部矩形框拼装固定，使矩形立体框架的拼装精度高，拼装定位方便，且通过点焊形
成整体矩形立体框架后再进行满焊，焊接效率和产品合格率得到大幅提高；同时，横杆调节
装夹机构和竖杆调节装夹机构对框架杆件的装夹操作灵活方便，装夹稳固可靠，便于焊接
好的矩形立体框架的拆除。

[0008] 2.技术方案

[0009] 为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

[0010] 本发明的一种矩形立体框架辅助焊接装置，包括支架和转动架设于支架上的转动架，所述的转动架的四面各设置有一组横杆调节装夹机构，每组横杆调节装夹机构上均通
过高度调节机构安装有竖杆调节装夹机构，其中，

[0011] 所述的横杆调节装夹机构包括横杆外夹板、横杆内夹板、横杆调节导向杆、横杆调节丝杆、横杆调节手轮和横杆夹紧机构，所述的横杆调节导向杆的一端固定在横杆外夹板
上，另一端滑动穿设于转动架对应侧的安装座上，所述的横杆调节丝杆的一端通过横杆调
节手轮安装于横杆外夹板上，另一端穿设于转动架对应侧的安装座上，并与安装座上的丝
杆螺母螺纹配合，四组横杆调节装夹机构中的横杆调节导向杆和横杆调节丝杆分别在转动
架上高低错落设置，所述的横杆内夹板滑动安装于横杆调节导向杆上，且横杆内夹板上设
有便于横杆调节丝杆穿过的通孔，所述的横杆外夹板或横杆内夹板上设有位于横杆外夹板
和横杆内夹板之间的横杆支撑块，所述的横杆外夹板和横杆内夹板之间设有可拆式的横杆
夹紧机构；

[0012] 所述的高度调节机构包括高度调节支架、高度调节导向杆、高度调节丝杆和高度调节手轮，所述的高度调节导向杆的上端固定在高度调节支架上，下端滑动穿设于对应的
横杆调节装夹机构的横杆外夹板上，所述的高度调节丝杆的上端通过高度调节手轮安装于
高度调节支架的上端，下端与对应的横杆调节装夹机构的横杆外夹板螺纹配合；

[0013] 所述的高度调节支架的两侧各设有一组竖杆调节装夹机构，所述的竖杆调节装夹机构包括竖杆外夹板、竖杆内夹板、竖杆调节导向杆、竖杆调节丝杆、竖杆调节手轮和竖杆
夹紧机构，所述的竖杆调节导向杆的一端固定在竖杆外夹板上，另一端滑动穿设于高度调
节支架上，所述的竖杆调节丝杆的一端通过竖杆调节手轮安装于竖杆外夹板上，另一端穿
设于高度调节支架上，并与高度调节支架上的丝杆螺母螺纹配合，两组竖杆调节装夹机构
的竖杆调节导向杆和竖杆调节丝杆、以及高度调节丝杆分别在高度调节支架上内外交错设
置，所述的竖杆内夹板滑动安装于竖杆调节导向杆上，且竖杆内夹板上设有便于竖杆调节
丝杆穿过的通孔，所述的竖杆外夹板或竖杆内夹板上设有位于竖杆外夹板和竖杆内夹板之
间的竖杆定位块，所述的竖杆外夹板和竖杆内夹板之间设有可拆式的竖杆夹紧机构；所述
的竖杆定位块的定位平面与对应的调节装夹机构的横杆外夹板夹持面共面。

[0014] 更进一步地，所述的横杆夹紧机构包括横杆夹紧第一连杆、横杆夹紧第二连杆、横杆夹紧中间连杆和横杆顶紧螺杆，所述的横杆夹紧第一连杆的一端与横杆外夹板相铰接，
横杆夹紧第一连杆的另一端通过横杆夹紧中间连杆与横杆夹紧第二连杆的一端相铰接，所
述的横杆夹紧第二连杆的另一端与横杆内夹板相铰接，所述的横杆顶紧螺杆安装于横杆夹
紧中间连杆上；所述的横杆夹紧第一连杆和/或横杆夹紧第二连杆与对应的横杆外夹板和
横杆内夹板之间采用可拆式结构相连接。

[0015] 更进一步地，所述的竖杆夹紧机构包括竖杆夹紧第一连杆、竖杆夹紧中间连杆、竖杆夹紧第二连杆和竖杆顶紧螺杆，所述的竖杆夹紧第一连杆的一端与竖杆外夹板相铰接，
竖杆夹紧第一连杆的另一端通过竖杆夹紧中间连杆与竖杆夹紧第二连杆的一端相铰接，所
述的竖杆夹紧第二连杆的另一端与竖杆内夹板相铰接，所述的竖杆顶紧螺杆安装于竖杆夹
紧中间连杆上；所述的竖杆夹紧第一连杆和/或竖杆夹紧第二连杆与对应的竖杆外夹板和
竖杆内夹板之间采用可拆式结构相连接。

[0016] 更进一步地，所述的转动架的上平面呈“十”字形。

[0017] 更进一步地，所述的横杆调节装夹机构的横杆外夹板为L形结构，在横杆外夹板的水平部分别设有与高度调节导向杆相配合的高度调节导滑套、以及与高度调节丝杆相配合
的高度调节螺母。

[0018] 更进一步地，所述的支架为“凵”形结构，在支架的两侧设有轴承座，所述的转动架通过转轴转动安装于支架的轴承座上。

[0019] 更进一步地，所述的支架与转动架之间还设有用于带动转动架翻转运动的电动推杆，所述的电动推杆的一端铰接在支架上，另一端铰接在转动架的底部。

[0020] 更进一步地，所述的支架的底部还设有具有自锁功能的万向脚轮。

[0021] 本发明的一种矩形立体框架辅助焊接装置的使用方法，包含以下步骤：

[0022] S1、底部矩形框拼装：将底部矩形框的四根框架横杆分别放于对应横杆调节装夹机构的横杆外夹板和横杆内夹板之间的横杆支撑块上，然后将横杆外夹板和横杆内夹板之
间的横杆夹紧机构连接好，利用各组横杆调节装夹机构的横杆调节手轮调节各根框架横杆
的相对位置，使四根框架横杆围成底部矩形框；然后通过各个横杆夹紧机构将四根框架横
杆固定住；

[0023] S2、竖杆拼装：根据框架竖杆在底部矩形框上的位置，分别调节高度调节机构的高度调节手轮和竖杆调节装夹机构的竖杆调节手轮，将各组竖杆调节装夹机构调整到合适的
高度和位置；然后将各根框架竖杆分别放于对应竖杆调节装夹机构的竖杆外夹板和竖杆内
夹板之间，并将竖杆外夹板和竖杆内夹板之间的竖杆夹紧机构连接好，通过各个竖杆夹紧
机构将各根框架竖杆固定住，使各根框架竖杆的底端定位设于底部矩形框上；

[0024] S3、第一次点焊固定：对底部矩形框的四根框架横杆的各个拼接缝和各根框架竖杆与框架横杆之间的拼接缝进行点焊固定，并在完成上部焊接后，通过翻转转动架使得四
根框架横杆的底部露出，并对四根框架横杆的拼接缝背部进行点焊连接，形成预拼装框架；

[0025] S4、顶部矩形框拼装：拆除各个横杆夹紧机构和竖杆夹紧机构，将步骤S3中的预拼装框架拆卸下来，然后按照步骤S1用四根框架横杆拼接形成顶部矩形框；

[0026] S5、预拼装框架固定：将步骤S3中的预拼装框架倒置过来，使各根框架竖杆的上端放置在顶部矩形框上，然后利用各组竖杆调节装夹机构的竖杆外夹板、竖杆内夹板和竖杆
夹紧机构将预拼装框架固定住；

[0027] S6、第二次点焊固定：对顶部矩形框的四根框架横杆的各个拼接缝和各根框架竖杆与框架横杆之间的拼接缝进行点焊固定，并在完成上部焊接后，通过翻转转动架使得顶
部矩形框的四根框架横杆的底部露出，并对四根框架横杆的拼接缝背部进行点焊连接，形
成完整的矩形立体框架；

[0028] S7、满焊：拆除各个横杆夹紧机构和竖杆夹紧机构，将步骤S6中的矩形立体框架拆卸下来，然后再次对矩形立体框架的各个拼接缝进行满焊。

[0029] 3.有益效果

[0030] 采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

[0031] (1)本发明的一种矩形立体框架辅助焊接装置及其使用方法，其辅助焊接装置包括支架和转动架设于支架上的转动架，转动架的四面各设置有一组横杆调节装夹机构，每
组横杆调节装夹机构上均通过高度调节机构安装有竖杆调节装夹机构，利用横杆调节装夹
机构来拼装固定矩形立体框架的顶部和底部矩形框，同时利用设于每组横杆调节装夹机构
上的竖杆调节装夹机构来固定框架竖杆，将框架竖杆与顶部和底部矩形框拼装固定，使矩
形立体框架的拼装精度高，拼装定位方便，且通过点焊形成整体矩形立体框架后再进行满
焊，焊接效率和产品合格率得到大幅提高；

[0032] (2)本发明的一种矩形立体框架辅助焊接装置，其横杆调节装夹机构包括横杆外夹板、横杆内夹板、横杆调节导向杆、横杆调节丝杆、横杆调节手轮和横杆夹紧机构，横杆调
节装夹机构能够通过横杆调节手轮前后调节，能够用于不同尺寸的矩形框架的焊接，横杆
夹紧机构采用可拆式结构，能够方便焊接好的架体的拆卸；高度调节机构包括高度调节支
架、高度调节导向杆、高度调节丝杆和高度调节手轮，利用高度调节手轮即可调节竖杆调节
装夹机构的高度，以合适的位置固定框架竖杆，保证框架竖杆与框架横杆之间的稳定可靠
性；竖杆调节装夹机构包括竖杆外夹板、竖杆内夹板、竖杆调节导向杆、竖杆调节丝杆、竖杆
调节手轮和竖杆夹紧机构，竖杆调节装夹机构能够通过竖杆调节手轮调节竖杆与横杆之间
的相对位置，使得竖杆具有较好的安装位置调节范围，提高了矩形立体框架的焊接适用性；

[0033] (3)本发明的一种矩形立体框架辅助焊接装置，其横杆夹紧机构和竖杆夹紧机构均采用连杆配合顶紧螺杆的联动设计，利用顶紧螺杆顶住杆件的同时，利用连杆拉动内外
夹板实现对杆件的侧面夹紧，使得横杆和竖杆的固定更加稳固，且装夹操作灵活方便；

[0034] (4)本发明的一种矩形立体框架辅助焊接装置，其转动架的上平面呈“十”字形，使得转动架的四个角处空出焊接位置，便于转动架翻转至背部进行拼接缝的背部焊接；

[0035] (5)本发明的一种矩形立体框架辅助焊接装置，其横杆调节装夹机构的横杆外夹板为L形结构，便于在横杆外夹板上安装竖杆夹紧机构，且能够更好地保证竖杆定位块的定
位平面与对应的调节装夹机构的横杆外夹板夹持面共面，从而便于横杆与竖杆之间的定
位；

[0036] (6)本发明的一种矩形立体框架辅助焊接装置，其支架与转动架之间还设有用于带动转动架翻转运动的电动推杆，电动推杆的一端铰接在支架上，另一端铰接在转动架的
底部，利用电动推杆能够控制转动架整体翻转和稳定定位，便于对矩形框接缝背部进行焊
接，保证初步焊点更加均匀，防止了工装松开后出现框架应力变形，保证了框架焊接质量。

附图说明

[0037] 图1为本发明的一种矩形立体框架辅助焊接装置的立体结构示意图；

[0038] 图2为本发明的一种矩形立体框架辅助焊接装置的横杆调节装夹机构的结构示意图；

[0039] 图3为本发明的一种矩形立体框架辅助焊接装置中的竖杆调节装夹机构的结构示意图；

[0040] 图4为本发明的一种矩形立体框架辅助焊接装置的横杆调节装夹机构装夹有框架横杆的结构示意图；

[0041] 图5为本发明的一种矩形立体框架辅助焊接装置拼装有框架横杆和框架竖杆的结构示意图。

[0042] 示意图中的标号说明：

[0043] 1、支架；1‑1、万向脚轮；2、电动推杆；3、转动架；3‑1、安装座；4、转轴；5、横杆调节装夹机构；5‑1、横杆外夹板；5‑2、横杆内夹板；5‑3、横杆调节导向杆；5‑4、横杆调节丝杆；5‑
5、横杆支撑块；5‑6、横杆调节手轮；5‑7、横杆夹紧机构；5‑7a、横杆夹紧第一连杆；5‑7b、横
杆夹紧第二连杆；5‑7c、横杆夹紧中间连杆；5‑7d、横杆顶紧螺杆；5‑8、高度调节螺母；5‑9、
高度调节导滑套；6、高度调节支架；7、竖杆调节装夹机构；7‑1、竖杆外夹板；7‑2、竖杆内夹
板；7‑3、竖杆调节导向杆；7‑4、竖杆调节丝杆；7‑5、竖杆定位块；7‑6、竖杆调节手轮；7‑7、竖
杆夹紧机构；7‑7a、竖杆夹紧第一连杆；7‑7b、竖杆夹紧中间连杆；7‑7c、竖杆夹紧第二连杆；
7‑7d、竖杆顶紧螺杆；8、高度调节机构；8‑1、高度调节导向杆；8‑2、高度调节丝杆；8‑3、高度
调节手轮；9、框架横杆；10、框架竖杆。

具体实施方式

[0044] 为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

[0045] [实施例]

[0046] 结合图1所示，本实施例的一种矩形立体框架辅助焊接装置，包括支架1和转动架设于支架1上的转动架3，转动架3能够在支架1上转动，以便于对于夹紧的矩形框进行初步
多点焊接固定，便于后续满焊操作。转动架3的四面各设置有一组横杆调节装夹机构5，转动
架3的四面中相对的两个面相互平行，相邻的两个面相互垂直，横杆调节装夹机构5装夹的
框架横杆9拼接后形成矩形框架，每组横杆调节装夹机构5上均通过高度调节机构8安装有
竖杆调节装夹机构7，高度调节机构8能够调节竖杆调节装夹机构7的高度位置，以能够在合
适的位置装夹住框架竖杆10。

[0047] 如图2所示，上述的横杆调节装夹机构5包括横杆外夹板5‑1、横杆内夹板5‑2、横杆调节导向杆5‑3、横杆调节丝杆5‑4、横杆调节手轮5‑6和横杆夹紧机构5‑7，横杆调节导向杆
5‑3的一端固定在横杆外夹板5‑1上，另一端滑动穿设于转动架3对应侧的安装座3‑1上，安
装座3‑1由转动架3的四面向下延伸形成，横杆调节丝杆5‑4的一端通过横杆调节手轮5‑6安
装于横杆外夹板5‑1上，另一端穿设于转动架3对应侧的安装座3‑1上，并与安装座3‑1上的
丝杆螺母螺纹配合，旋转横杆调节手轮5‑6能够带动横杆调节丝杆5‑4旋转，在丝杆螺母的
作用下使得横杆调节装夹机构5沿横杆调节导向杆5‑3方向伸缩运动，从而能够适应不同尺
寸的矩形框的拼接焊接；四组横杆调节装夹机构5中的横杆调节导向杆5‑3和横杆调节丝杆
5‑4分别在转动架3上高低错落设置，使得每组横杆调节导向杆5‑3和横杆调节丝杆5‑4相互
不干扰，且能够设置更长的长度，增加每组横杆调节装夹机构5的调节行程。横杆内夹板5‑2
滑动安装于横杆调节导向杆5‑3上，且横杆内夹板5‑2上设有便于横杆调节丝杆5‑4穿过的
通孔，横杆内夹板5‑2能够在横杆调节导向杆5‑3上上自由滑动，横杆外夹板5‑1或横杆内夹
板5‑2上设有位于横杆外夹板5‑1和横杆内夹板5‑2之间的横杆支撑块5‑5，以便于对框架底
部进行支撑和定位；横杆外夹板5‑1和横杆内夹板5‑2之间设有可拆式的横杆夹紧机构5‑7，
利用横杆夹紧机构5‑7能够对设于横杆外夹板5‑1和横杆内夹板5‑2之间的框架横杆9进行
装夹固定。

[0048] 如图2和图3所示，上述的高度调节机构8包括高度调节支架6、高度调节导向杆8‑1、高度调节丝杆8‑2和高度调节手轮8‑3，高度调节导向杆8‑1的上端固定在高度调节支架6
上，下端滑动穿设于对应的横杆调节装夹机构5的横杆外夹板5‑1上，高度调节丝杆8‑2的上
端通过高度调节手轮8‑3安装于高度调节支架6的上端，下端与对应的横杆调节装夹机构5
的横杆外夹板5‑1螺纹配合；通过转动高度调节手轮8‑3带动高度调节丝杆8‑2旋转，利用丝
杆螺母传动机构带动高度调节支架6沿高度调节导向杆8‑1方向上下调节。具体地，横杆调
节装夹机构5的横杆外夹板5‑1为L形结构，在横杆外夹板5‑1的水平部分别设有与高度调节
导向杆8‑1相配合的高度调节导滑套5‑9、以及与高度调节丝杆8‑2相配合的高度调节螺母
5‑8，高度调节导向杆8‑1能够在高度调节导滑套5‑9内自由滑动，高度调节丝杆8‑2能够与
高度调节螺母5‑8配合进行旋进旋出。利用高度调节手轮8‑3即可调节竖杆调节装夹机构7
的高度，以合适的位置固定框架竖杆10，保证框架竖杆10与框架横杆9之间的稳定可靠性。

[0049] 如图3所示，上述的高度调节支架6的两侧各设有一组竖杆调节装夹机构7，竖杆调节装夹机构7包括竖杆外夹板7‑1、竖杆内夹板7‑2、竖杆调节导向杆7‑3、竖杆调节丝杆7‑4、
竖杆调节手轮7‑6和竖杆夹紧机构7‑7，竖杆调节导向杆7‑3的一端固定在竖杆外夹板7‑1
上，另一端滑动穿设于高度调节支架6上，竖杆调节丝杆7‑4的一端通过竖杆调节手轮7‑6安
装于竖杆外夹板7‑1上，另一端穿设于高度调节支架6上，并与高度调节支架6上的丝杆螺母
螺纹配合，旋转竖杆调节手轮7‑6带动竖杆调节丝杆7‑4旋转，在丝杆螺母的作用下带动竖
杆调节装夹机构7相对高度调节支架6左右方向调节，能够调节框架竖杆10相对框架横杆9
的位置；在设置两组竖杆调节装夹机构7时，两组竖杆调节装夹机构7的竖杆调节导向杆7‑3
和竖杆调节丝杆7‑4、以及高度调节丝杆8‑2分别在高度调节支架6上内外交错设置，使得高
度调节支架6内部的各个丝杆和导向杆相互不干扰，且能够设置更长的长度，增加竖杆调节
装夹机构7的调节行程。竖杆内夹板7‑2滑动安装于竖杆调节导向杆7‑3上，且竖杆内夹板7‑
2上设有便于竖杆调节丝杆7‑4穿过的通孔，竖杆内夹板7‑2能够在竖杆调节导向杆7‑3上自
由滑动，竖杆外夹板7‑1或竖杆内夹板7‑2上设有位于竖杆外夹板7‑1和竖杆内夹板7‑2之间
的竖杆定位块7‑5，竖杆外夹板7‑1和竖杆内夹板7‑2之间设有可拆式的竖杆夹紧机构7‑7；
竖杆定位块7‑5的定位平面与对应的调节装夹机构5的横杆外夹板5‑1夹持面共面，利用竖
杆定位块7‑5和横杆外夹板5‑1即可实现对应侧的框架竖杆10与框架横杆9之间的侧面定
位，定位方便快捷；竖杆调节装夹机构7能够通过竖杆调节手轮7‑6调节竖杆与横杆之间的
相对位置，使得竖杆具有较好的安装位置调节范围，提高了矩形立体框架的焊接适用性。

[0050] 接图2所示，在本实施例中，上述的横杆夹紧机构5‑7包括横杆夹紧第一连杆5‑7a、横杆夹紧第二连杆5‑7b、横杆夹紧中间连杆5‑7c和横杆顶紧螺杆5‑7d，横杆夹紧第一连杆
5‑7a的一端与横杆外夹板5‑1相铰接，横杆夹紧第一连杆5‑7a的另一端通过横杆夹紧中间
连杆5‑7c与横杆夹紧第二连杆5‑7b的一端相铰接，横杆夹紧第二连杆5‑7b的另一端与横杆
内夹板5‑2相铰接，横杆夹紧第一连杆5‑7a、横杆夹紧第二连杆5‑7b和横杆夹紧中间连杆5‑
7c三者将横杆外夹板5‑1和横杆内夹板5‑2连接起来，横杆顶紧螺杆5‑7d安装于横杆夹紧中
间连杆5‑7c上，通过旋紧横杆顶紧螺杆5‑7d，利用横杆顶紧螺杆5‑7d底部抵在框架横杆9
上，同时利用连杆的拉动作用能够带动横杆外夹板5‑1和横杆内夹板5‑2相对向内运动，从
而利用横杆外夹板5‑1和横杆内夹板5‑2将框架横杆9两侧夹住，利用横杆顶紧螺杆5‑7d与
横杆支撑块5‑5将框架横杆9上下两面夹住，实现框架横杆9的装夹固定，且操作时仅需旋拧
横杆顶紧螺杆5‑7d即可，操作简单方便。横杆夹紧第一连杆5‑7a和/或横杆夹紧第二连杆5‑
7b与对应的横杆外夹板5‑1和横杆内夹板5‑2之间采用可拆式结构相连接，使得横杆夹紧机
构5‑7能够从一侧打开或整体拆卸下来，方便焊接好的框架结构拆卸。上述的可拆式结构可
以设置为：在横杆夹紧第一连杆5‑7a和/或横杆夹紧第二连杆5‑7b与对应的夹板之间连接
端可设置挂钩，在对应的夹板上设置转轴，通过横杆夹紧第一连杆5‑7a和/或横杆夹紧第二
连杆5‑7b上的挂钩钩住转轴实现两者既能转动连接，又能可拆卸。

[0051] 接图3所示，本实施例中的竖杆夹紧机构7‑7的结构与上述的横杆夹紧机构5‑7相同。竖杆夹紧机构7‑7包括竖杆夹紧第一连杆7‑7a、竖杆夹紧中间连杆7‑7b、竖杆夹紧第二
连杆7‑7c和竖杆顶紧螺杆7‑7d，竖杆夹紧第一连杆7‑7a的一端与竖杆外夹板7‑1相铰接，竖
杆夹紧第一连杆7‑7a的另一端通过竖杆夹紧中间连杆7‑7b与竖杆夹紧第二连杆7‑7c的一
端相铰接，竖杆夹紧第二连杆7‑7c的另一端与竖杆内夹板7‑2相铰接，竖杆夹紧第一连杆7‑
7a、竖杆夹紧中间连杆7‑7b和竖杆夹紧第二连杆7‑7c三者将竖杆外夹板7‑1与竖杆内夹板
7‑2连接起来，竖杆顶紧螺杆7‑7d安装于竖杆夹紧中间连杆7‑7b上，通过旋紧竖杆顶紧螺杆
7‑7d，利用竖杆顶紧螺杆7‑7d底部抵在框架竖杆10上，同时利用连杆的拉动作用能够带动
竖杆外夹板7‑1与竖杆内夹板7‑2相对向内运动，从而利用竖杆外夹板7‑1与竖杆内夹板7‑2
将框架竖杆10两侧夹住，利用竖杆顶紧螺杆7‑7d与竖杆定位块7‑5将框架竖杆10内外两面
夹住，实现框架竖杆10的装夹固定，且操作时仅需旋拧竖杆顶紧螺杆7‑7d即可，操作简单方
便。竖杆夹紧第一连杆7‑7a和/或竖杆夹紧第二连杆7‑7c与对应的竖杆外夹板7‑1和竖杆内
夹板7‑2之间采用可拆式结构相连接，使得竖杆夹紧机构7‑7能够从一侧打开或整体拆卸下
来，方便焊接好的框架结构拆卸。竖杆夹紧机构7‑7的可拆卸结构可采用与横杆夹紧机构5‑
7相同的结构，在此就不再重复说明。

[0052] 接图2所示，在本实施例中，上述的转动架3的上平面优选呈“十”字形，使得转动架3的四个角处空出焊接位置，便于转动架3翻转至背部进行拼接缝的背部焊接。为了方便转
动架3翻转运动，本实施例中的支架1为“凵”形结构，在支架1的两侧设有轴承座，转动架3通
过转轴4转动安装于支架1的轴承座上。支架1与转动架3之间还设有用于带动转动架3翻转
运动的电动推杆2，电动推杆2的一端铰接在支架1上，另一端铰接在转动架3的底部。利用电
动推杆2能够控制转动架3整体翻转和稳定定位，便于对矩形框接缝背部进行焊接，保证初
步焊点更加均匀，防止了工装松开后出现框架应力变形，保证了框架焊接质量。为了方便矩
形立体框架辅助焊接装置的整体移动和定位安装，在支架1的底部还设有具有自锁功能的
万向脚轮1‑1，能够将辅助焊接装置稳定设于所需位置。

[0053] 参见图4和图5所示，本实施例的一种矩形立体框架辅助焊接装置的使用方法，其作为矩形立体框架拼接固定的辅助工装，用于固定组成矩形立体框架的各个杆件，以便于
杆件之间的接缝焊接。应当理解，组成矩形立体框架的框架横杆9和框架竖杆10的尺寸根据
框架设计实现已经制作好，框架横杆9的端部可设计为45°斜面，以便于矩形框架的边角拼
接。具体包含以下步骤：

[0054] S1、底部矩形框拼装：将底部矩形框的四根框架横杆9分别放于对应横杆调节装夹机构5的横杆外夹板5‑1和横杆内夹板5‑2之间的横杆支撑块5‑5上，然后将横杆外夹板5‑1
和横杆内夹板5‑2之间的横杆夹紧机构5‑7连接好，利用各组横杆调节装夹机构5的横杆调
节手轮5‑6调节各根框架横杆9的相对位置，使四根框架横杆9围成底部矩形框；然后通过各
个横杆夹紧机构5‑7将四根框架横杆9固定住；具体地，在固定框架横杆9过程中，可以沿底
部矩形框的周向顺次固定各个框架横杆9，使四根框架横杆9首尾相接，形成拼接缝(如图4
所示)；横杆夹紧机构5‑7装夹框架横杆9时，将框架横杆9放于横杆外夹板5‑1和横杆内夹板
5‑2之间，然后推动横杆内夹板5‑2使框架横杆9抵在横杆外夹板5‑1上定位，适当调节框架
横杆9位于横杆调节装夹机构5的中间，之后拧紧横杆夹紧机构5‑7的横杆顶紧螺杆5‑7d，将
框架横杆9固定住。第一根框架横杆9装夹好后，相邻的框架横杆9可根据第一根框架横杆9
的位置来调节对应横杆调节装夹机构5的内外位置，仅需保证相邻的框架横杆9与已固定的
框架横杆9首尾准确拼接即可。

[0055] S2、竖杆拼装：根据框架竖杆10在底部矩形框上的位置，分别调节高度调节机构8的高度调节手轮8‑3和竖杆调节装夹机构7的竖杆调节手轮7‑6，将各组竖杆调节装夹机构7
调整到合适的高度和位置；具体转动高度调节手轮8‑3来调节竖杆调节装夹机构7的高低，
使得竖杆调节装夹机构7能够夹住框架竖杆10略靠下的位置较佳；转动竖杆调节手轮7‑6来
调节竖杆外夹板7‑1的位置，利用竖杆外夹板7‑1的内侧夹紧面作为框架竖杆10的位置基
准；然后，将各根框架竖杆10分别放于对应竖杆调节装夹机构7的竖杆外夹板7‑1和竖杆内
夹板7‑2之间，并将竖杆外夹板7‑1和竖杆内夹板7‑2之间的竖杆夹紧机构7‑7连接好，通过
各个竖杆夹紧机构7‑7将各根框架竖杆10固定住，使各根框架竖杆10的底端定位设于底部
矩形框上；具体操作方法与步骤S1中的横杆夹紧机构5‑7对框架横杆9的夹紧操作相同。

[0056] S3、第一次点焊固定：利用焊机对底部矩形框的四根框架横杆9的各个拼接缝和各根框架竖杆10与框架横杆9之间的拼接缝进行点焊固定，并在完成上部焊接后，通过翻转转
动架3使得四根框架横杆9的底部露出，并对四根框架横杆9的拼接缝背部进行点焊连接，形
成预拼装框架；具体在翻转过程中，利用电动推杆2来控制转动架3进行翻转运动。当然，底
部矩形框的点焊操作也可在步骤S1之后进行，在本步骤中仅需焊接各根框架竖杆10与框架
横杆9之间的拼接缝即可。

[0057] S4、顶部矩形框拼装：拆除各个横杆夹紧机构5‑7和竖杆夹紧机构7‑7，将步骤S3中的预拼装框架拆卸下来，然后按照步骤S1用四根框架横杆9拼接形成顶部矩形框；

[0058] S5、预拼装框架固定：将步骤S3中的预拼装框架倒置过来，使各根框架竖杆10的上端放置在顶部矩形框上，然后利用各组竖杆调节装夹机构7的竖杆外夹板7‑1、竖杆内夹板
7‑2和竖杆夹紧机构7‑7将预拼装框架固定住；预拼装框架的固定方法与步骤S2类似，再次
就不再赘述。

[0059] S6、第二次点焊固定：对顶部矩形框的四根框架横杆9的各个拼接缝和各根框架竖杆10与框架横杆9之间的拼接缝进行点焊固定，并在完成上部焊接后，通过翻转转动架3使
得顶部矩形框的四根框架横杆9的底部露出，并对四根框架横杆9的拼接缝背部进行点焊连
接，形成完整的矩形立体框架；具体焊接方法与步骤S3类似。当然，顶部矩形框的点焊操作
也可在步骤S4之后进行，在本步骤中仅需焊接预拼装框架的各根框架竖杆10与顶部矩形框
的框架横杆9之间的拼接缝即可。

[0060] S7、满焊：拆除各个横杆夹紧机构5‑7和竖杆夹紧机构7‑7，并适当将各个竖杆调节装夹机构7向外退，将四组横杆调节装夹机构5向后退，将步骤S6中的矩形立体框架拆卸下
来，然后再次对矩形立体框架的各个拼接缝进行满焊。

[0061] 本发明的一种矩形立体框架辅助焊接装置及其使用方法，利用横杆调节装夹机构来拼装固定矩形立体框架的顶部和底部矩形框，同时利用设于每组横杆调节装夹机构上的
竖杆调节装夹机构来固定框架竖杆，将框架竖杆与顶部和底部矩形框拼装固定，使矩形立
体框架的拼装精度高，拼装定位方便，且通过点焊形成整体矩形立体框架后再进行满焊，焊
接效率和产品合格率得到大幅提高；同时，横杆调节装夹机构和竖杆调节装夹机构对框架
杆件的装夹操作灵活方便，装夹稳固可靠，便于焊接好的矩形立体框架的拆除。

[0062] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、
“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

[0063] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目
的，不是旨在于限制本发明。

[0064] 以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技
术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案
相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。