CN101695787B - 十字柱组立机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种十字柱组立机,包括传动装置、预对中装置、主机、液压系统和电控系统,其特征在于,主机中的底座固定在地面上,底座的四角竖直安装有四根立柱,上横梁、升降梁的四角分别开设有与立柱相对应的孔,立柱穿在孔内,上横梁固定在立柱上,升降梁可在立柱上上下自由升降;上压油缸的缸体固定在上横梁上,上压油缸的活塞杆端与升降梁相连接;上压轮、上定位夹紧机构安装在升降梁下表面上;下定位机构、下夹紧机构分别与安装在底座上的升降机构连接,通过升降机构控制升降;传动辊通过轴承组件安装在底座上,用于承载H型钢。本发明结构巧妙合理,实现了十字柱拼装的机械化,提高了十字柱的制作质量和制作效率,降低了劳动强度。

Description

十字柱组立机
技术领域
本发明涉及一种自动化焊接装备,具体地说是一种十字柱组立机。 
背景技术
随着经济的快速发展,成本低、建造快的钢结构建筑被越来越多的采用,钢结构件的制作也越来越多的采用现代化的机械设备。十字柱是大型钢结构建筑和石油钻井平台上常用的钢结构件,它是由一根H型钢和两根T型钢拼焊而成。专用于十字柱的拼装设备在钢结构生产领域现在还很少,目前的十字柱制作还是靠人工和行车的配合来完成,不仅拼装精度得不到保证,而且劳动强度高,拼装效率低下。 
目前焊接H型钢已普遍采用流水线制作,H型钢组立机已被广泛采用,但要将H型钢和T型钢拼装成十字柱,现有的H型钢组立机是无法做到的,原因如下:(1)H型钢组立机是对腹板和翼板板条进行定位,而十字柱组立机是对H型钢和T型钢进行定位,定位的对象完全不同。(2)H型钢的翼板在组立机上始终落在传动辊上,而十字柱的H型钢和T型钢轮流落在传动辊上,H型钢的定位位置要不断的变化。(3)H型钢的腹板只要侧面定位即可,而十字柱的T型钢不仅要进行侧面定位还要在垂直方向进行定位,十字柱T型钢的定位机构要复杂的多。 
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足,提供一种结构巧妙合理的十字柱组立机,该组立机实现了十字柱拼装的机械化,提高了十字柱的制作质量和制作效率,降低了劳动强度。 
按照本发明提供的技术方案,所述十字柱组立机包括传动装置、预对中装置、主机、液压系统和电控系统,其特征在于,主机包括底座、立柱、上横梁、升降梁、上压油缸、上压轮、上定位夹紧机构、下定位机构、下夹紧机构、升降机构、顶升机构和传动辊,底座固定在地面上,底座的四角竖直安装有四根立柱,上横梁、升降梁的四角分别开设有与立柱相对应的孔,立柱穿在孔内,上横梁固定在立柱上,升降梁可在立柱上上下自由升降;上压油缸的缸体固定在上横梁上,上压油缸的活塞杆端与升降梁相连接;上压轮、上定位夹紧机构安装在升降梁下表面上;下定位机构、下夹紧机构分别与安装在底座上的升降机构连接,通过升降机构控制升降;传动辊通过轴承组件安装在底座上,用于承载H型钢。 
所述上定位夹紧机构为两组,两组上定位夹紧机构一前一后安装在升降梁的下表面上;上定位夹紧机构包括上定位底座、线性滑轨、夹紧油缸、上定位轮组、上夹紧轮组、定位丝杆、第一液压马达、减速机和联接杆,上定位底座安装在升降梁下表面上,线性滑轨设置在上定位底座侧边上,上定位轮组、上夹紧轮组可在线性滑轨上滑动;夹紧油缸的缸体固定在上定位底座上,夹紧油 缸的活塞杆端连接上夹紧轮组;定位丝杆安装在上定位底座上,定位丝杆与夹紧油缸同轴向布置,两组上定位夹紧机构中的定位丝杆的端部分别连接有减速机,两台减速机采用联接杆相连,通过第一液压马达带动,同步运转;上定位轮组与定位丝杆啮合传动,减速机运转带动定位丝杆旋转,定位丝杆旋转带动上定位轮组在线性滑轨上平滑移动。 
所述上定位轮组包括定位轮座、提升油缸、连轴套、托轮、上定位夹紧轮和导向轴,定位轮座装配在定位丝杆上,提升油缸安装在定位轮座上部,提升油缸的活塞杆端通过连轴套连接导向轴,上定位夹紧轮通过轴承安装在导向轴上,提升油缸的活塞杆伸缩带动上定位夹紧轮独立升降;托轮安装在定位轮座上,位于上定位夹紧轮的外侧部。 
所述上夹紧轮组包括夹紧轮座、提升油缸、连轴套、托轮、上定位夹紧轮和导向轴,夹紧轮座与夹紧油缸的活塞杆相连,提升油缸安装在夹紧轮座上部,提升油缸的活塞杆端通过连轴套连接导向轴,上定位夹紧轮安装在导向轴上,提升油缸的活塞杆伸缩带动上定位夹紧轮独立升降;托轮安装在夹紧轮座上,位于上定位夹紧轮的外侧部。 
所述下定位机构包括下定位梁、第二液压马达、减速机、丝杆丝母传动机构和下定位轮,下定位梁装配在H型钢、T型钢行进路线一侧的两根立柱上,通过升降机构控制升降;第二液压马达通过联接轴带动减速机做正反向转动,减速机转动推动下定位轮伸缩移动。 
所述下夹紧机构包括下夹紧梁、下夹紧油缸和下夹紧轮,下夹紧梁装配在H型钢、T型钢行进路线另一侧的两根立柱上,下夹紧油缸直接推动下夹紧轮做夹紧和松开运动,下夹紧轮安装在下夹紧油缸的活塞杆端。 
所述底座上安装有顶升机构,顶升机构用于承接来自上压轮对H型钢腹板的压紧力,防止H型钢腹板受压变形。所述上压轮有两组,两组上压轮一前一后安装在升降梁的下表面上;所述顶升机构包括第三液压马达和两个第一丝杆升降机,两个第一丝杆升降机采用第一联轴节、第一连接轴相连,并由第三液压马达带动运转;每个第一丝杆升降机上安装顶升轮,顶升轮与安装在升降梁下表面上的上压轮上下相对。 
所述升降机构包括第四液压马达和两个第二丝杆升降机,两个第二丝杆升降机采用第二联轴节、第二连接轴连接,两个第二丝杆升降机由第四液压马达带动运转,控制下定位机构、下夹紧机构升降。 
所述上定位夹紧机构、下定位机构上分别安装有编码器,编码器用于与电控系统的计数器结合应用。 
本发明的优点在于:(1)结构巧妙合理,实现了十字柱拼装的机械化,提高了十字柱的制作质量和制作效率,降低了工人的劳动强度。(2)设有升降机构,满足了H型钢定位位置变化的需要。(3)设有顶升机构,解决了H型钢腹板受压变形的问题。(4)上定位轮组中的上定位夹紧轮能够独立升降,更精确保证T型钢与H型钢的腹板垂直,提高焊接的精度及质量。(5)预对中装置中的上部预对中机构具有升降功能,使得T型钢在进入主机之前能够初步对中在 H型钢的腹板上。 
附图说明
图1为十字柱的拼装情况示意图。 
图2为本发明的总装结构示意图。 
图3为本发明中主机的结构示意图。 
图4为图3的左视图。 
图5为图3中上定位夹紧机构的结构俯视图。 
图6为图5中上定位轮组的结构示意图。 
图7为图5中上夹紧轮组的结构示意图。 
图8为图4中下定位机构、下夹紧机构的结构俯视图。
图9为图3中顶升机构的结构示意图。 
图10为图3中升降机构的结构示意图。 
图11为图10的左视图。 
附图标记说明:1-T型钢、2-H型钢、3-传动装置、4-预对中装置、5-主机、6-底座、7-下定位机构、8-升降梁、9-立柱、10-上横梁、11-上压油缸、12-上压轮、13-上定位夹紧机构、14-下夹紧机构、15-传动辊、16-顶升机构、17-升降机构、18-上定位底座、19-线性滑轨、20-上定位轮组、21-定位丝杆、22-夹紧油缸、23-上夹紧轮组、24-第一液压马达、25-减速机、26-联接杆、27-第一编码器、28-提升油缸、29-连轴套、30a-定位轮座、30b-夹紧轮座、31-托轮、32-上定位夹紧轮、33-导向轴、34-第二液压马达、35-减速机、36-联接轴、37-第二编码器、38-下定位梁、39-下定位轮、40-下夹紧轮、41-下夹紧梁、42-下夹紧油缸、43-第一丝杆升降机、44-顶升轮、45-第一联轴节、46-第一连接轴、47-第三液压马达、48-第二丝杆升降机、49-第二联轴节、50-第二连接轴、51-第四液压马达。 
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步描述。 
如图1所示,十字柱是由一根H型钢2和两根T型钢1通过两次焊接而成,首先将一根T型钢1的腹板与H型钢2的腹板中部焊接固定,然后将另一根T型钢1的腹板与H型钢2腹板中部的另一面焊接固定,即组成十字柱。 
如图2所示,本发明所述的十字柱组立机是将H型钢2和T型钢1拼接成十字柱的专用设备,其主要由传动装置3、预对中装置4、主机5、液压系统和电控系统组成,传动装置3用于将H型钢2、T型钢1传送到主机5上进行拼装并将拼装出的十字柱传送出来;预对中装置4用于将拼接前的H型钢2、T型钢1预先对正,以提高十字柱的拼接精度和拼接质量;主机5用于将H型钢2、T型钢1点焊成型。 
如图3、4所示,主机5主要由底座6、立柱9、上横梁10、升降梁8、上压油缸11、上压轮12、上定位夹紧机构13、下定位机构7、下夹紧机构14、升降机构17、顶升机构16、传动辊15等部件组成,底座6固定在地面上,底座6的四角竖直安装有四根立柱9,上横梁10、升降梁8的四角分别开设有与立柱9相对应的孔,立柱9穿在孔内,上横梁10固定在立柱9上,升降梁8可在立柱 9上上下自由升降;上压油缸11的缸体固定在上横梁10中心部位,上压油缸11的活塞杆端与升降梁8的中心部位相连接,上压油缸11控制升降梁8在立柱9上上下升降;上压轮12、上定位夹紧机构13安装在升降梁8下表面上,上压轮12用于将T型钢1压紧在H型钢2的腹板上,上定位夹紧机构13用于T型钢1的精确定位及夹紧,以便于焊接;下定位机构7、下夹紧机构14分别与安装在底座6上的升降机构17连接,通过升降机构17控制升降,下定位机构7、下夹紧机构14用于H型钢2的精确定位及夹紧,以便于焊接;顶升机构16安装在底座6上,顶升机构16与安装在升降梁8下表面上的上压轮12上下相对,可承接来自上压轮12对H型钢2腹板的压紧力,防止H型钢2腹板受压变形;传动辊15通过轴承组件安装在底座6上,用于承载H型钢2。 
如图5所示,所述上定位夹紧机构13为两组,两组上定位夹紧机构13一前一后安装在升降梁8的下表面上,上定位夹紧机构13主要由上定位底座18、线性滑轨19、夹紧油缸22、上定位轮组20、上夹紧轮组23、定位丝杆21、第一液压马达24、减速机25、联接杆26和第一编码器27组成,上定位底座18通过螺栓件固定安装在升降梁8下表面上,线性滑轨19设置在上定位底座18侧边上,上定位轮组20、上夹紧轮组23都可在线性滑轨19上滑动;夹紧油缸22的缸体固定在上定位底座18上,夹紧油缸22的活塞杆端连接上夹紧轮组23,夹紧油缸22可直接拉动上夹紧轮组23在线性滑轨19上平滑移动,实现夹紧T型钢1的操作;定位丝杆21采用轴承组件安装在上定位底座18上,定位丝杆21与夹紧油缸20同轴向布置,两组上定位夹紧机构13中的定位丝杆21的端部分别连接有减速机25,两台减速机25采用联接杆26相连,通过第一液压马达24带动,同步运转;上定位轮组20与定位丝杆21啮合传动,减速机25运转带动定位丝杆21旋转,定位丝杆21旋转带动上定位轮组20在线性滑轨19上平滑移动;所述上定位夹紧机构13中的减速机25上还安装有第一编码器27,第一编码器27用于检测上定位轮组20的移动位置,第一编码器27可与电控系统的计数器结合应用,通过人工设定参数,控制上定位轮组20的移动位置,以适应不同规格工件的定位要求。 
如图6所示,所述上定位轮组20包括定位轮座30a、提升油缸28、连轴套29、托轮31、上定位夹紧轮32和导向轴33,定位轮座30a装配在定位丝杆21上,提升油缸28安装在定位轮座30a上部,提升油缸28的活塞杆端通过连轴套29连接导向轴33,上定位夹紧轮32通过轴承安装在导向轴33上,提升油缸28的活塞杆伸缩带动上定位夹紧轮32独立升降。托轮31安装在夹紧轮座30a上,位于上定位夹紧轮32的外侧部,托轮31与上定位夹紧轮32相配合,以便于更精确地定位T型钢1。 
如图7所示,所述上夹紧轮组23包括夹紧轮座30b、提升油缸28、连轴套29、托轮31、上定位夹紧轮32和导向轴33,夹紧轮座30b与夹紧油缸22的活塞杆相连,提升油缸28安装在夹紧轮座30b上部,提升油缸28的活塞杆端通过连轴套29连接导向轴33,上定位夹紧轮32安装在导向轴33上,提升油缸28的活塞杆伸缩带动上定位夹紧轮32独立升降;托轮31安装在夹紧轮座30b 上,位于上定位夹紧轮32的外侧部,托轮31与上定位夹紧轮32相配合,以便于更牢固地夹紧T型钢1。 
如图8所示,所述下定位机构7主要由下定位梁38、第二液压马达34、减速机35、丝杆丝母传动机构和下定位轮39组成,下定位梁38装配在H型钢2、T型钢1行进路线一侧的两根立柱9上,通过升降机构17控制升降;第二液压马达34通过联接轴36带动减速机35做正反向转动,减速机35转动又带动丝杆丝母传动机构,从而推动下定位轮39伸缩移动;所述下定位机构7中的减速机35上也安装一个第二编码器37,该第二编码器37也可与电控系统的计数器结合应用,通过人工设定参数,控制下定位轮39的移动位置,以适应不同规格工件的定位要求。 
如图8所示,所述下夹紧机构14包括下夹紧梁41、下夹紧油缸42和下夹紧轮40,下夹紧梁41装配在H型钢2、T型钢1行进路线另一侧的两根立柱9上,下夹紧油缸42直接推动下夹紧轮40做夹紧和松开运动,下夹紧轮40安装在下夹紧油缸42的活塞杆端。 
如图4、图9所示,所述上压轮12有两组,两组上压轮12一前一后安装在升降梁8的下表面上;所述顶升机构16包括第三液压马达47和两个第一丝杆升降机43,两个第一丝杆升降机43采用第一联轴节45、第一连接轴46相连,并由第三液压马达47带动运转;每个第一丝杆升降机43上安装顶升轮44,顶升轮44与安装在升降梁8下表面上的上压轮12上下相对,用于承接来自上压轮12对H型钢2腹板的压紧力,防止H型2钢腹板受压变形。 
如图10、图11所示,所述升降机构17是使下定位机构7和下夹紧机构14在立柱9上自由升降移动的机构,其结构原理与顶升机构16基本相同,包括第四液压马达51和两个第二丝杆升降机48,两个第二丝杆升降机48采用第二联轴节49、第二连接轴50连接,两个第二丝杆升降机48由第四液压马达51带动运转,控制下定位机构7、下夹紧机构14升降。 
如图2所示,所述传动装置3采用现有技术中常用的辊道输送装置。所述预对中装置4为两台,两台预对中装置4间隔布置在辊道输送装置3之间,两台预对中装置4包括上部预对中机构和下部预对中机构,下部预对中机构用于对H型钢2进行初步对中,可采用现有技术中的成熟产品;上部预对中机构上设有电机减速机和丝杆传动机构,可以对T型钢进行提升和落下操作。 

Claims (10)

1.十字柱组立机,包括传动装置(3)、预对中装置(4)、主机(5)、液压系统和电控系统,其特征在于,主机(5)包括底座(6)、立柱(9)、上横梁(10)、升降梁(8)、上压油缸(11)、上压轮(12)、上定位夹紧机构(13)、下定位机构(7)、下夹紧机构(14)、升降机构(17)和传动辊(15),底座(6)的四角竖直安装有四根立柱(9),上横梁(10)、升降梁(8)的四角分别开设有与立柱(10)相对应的孔,立柱(9)穿在孔内,上横梁(10)固定在立柱(9)上,升降梁(8)可在立柱(9)上上下升降;上压油缸(11)的缸体固定在上横梁(10)上,上压油缸(11)的活塞杆端与升降梁(8)相连接;上压轮(12)、上定位夹紧机构(13)安装在升降梁(8)的下表面上;下定位机构(7)、下夹紧机构(14)分别与安装在底座(6)上的升降机构(17)连接,通过升降机构(17)控制升降;传动辊(15)通过轴承组件安装在底座(6)上,用于承载H型钢(2)。
2.根据权利要求1所述的十字柱组立机,其特征还在于,所述上定位夹紧机构(13)为两组,两组上定位夹紧机构(13)安装在升降梁(8)的下表面上;上定位夹紧机构(13)包括上定位底座(18)、线性滑轨(19)、夹紧油缸(22)、上定位轮组(20)、上夹紧轮组(23)、定位丝杆(21)、第一液压马达(24)、减速机(25)和联接杆(26),上定位底座(18)安装在升降梁(8)下表面上,线性滑轨(19)设置在上定位底座(18)侧边上,上定位轮组(20)、上夹紧轮组(23)可在线性滑轨(19)上滑动;夹紧油缸(22)的缸体固定在上定位底座(18)上,夹紧油缸(22)的活塞杆端连接上夹紧轮组(23);定位丝杆(21)安装在上定位底座(18)上,定位丝杆(21)与夹紧油缸(20)同轴向布置,两组上定位夹紧机构(13)中的定位丝杆(21)的端部分别连接有减速机(25),两台减速机(25)采用联接杆(26)相连,通过第一液压马达(24)带动,同步运转;上定位轮组(20)与定位丝杆(21)啮合传动,减速机(25)运转带动定位丝杆(21)旋转,定位丝杆(21)旋转带动上定位轮组(20)在线性滑轨(19)上平滑移动。
3.根据权利要求2所述的十字柱组立机,其特征还在于,所述上定位轮组(20)包括定位轮座(30a)、提升油缸(28)、连轴套(29)、托轮(31)、上定位夹紧轮(32)和导向轴(33),定位轮座(30a)装配在定位丝杆(21)上,提升油缸(28)安装在定位轮座(30a)上部,提升油缸(28)的活塞杆端通过连轴套(29)连接导向轴(33),上定位夹紧轮(32)通过轴承安装在导向轴(33)上,提升油缸(28)的活塞杆伸缩带动上定位夹紧轮(32)独立升降;托轮(31)安装在定位轮座(30a)上,位于上定位夹紧轮(32)的外侧部。
4.根据权利要求2所述的十字柱组立机,其特征还在于,所述上夹紧轮组(23)包括夹紧轮座(30b)、提升油缸(28)、连轴套(29)、托轮(31)、上定位夹紧轮(32)和导向轴(33),夹紧轮座(30b)与夹紧油缸(22)的活塞杆相连,提升油缸(28)安装在夹紧轮座(30b)上部,提升油缸(28)的活塞杆端通过连轴套(29)连接导向轴(33),上定位夹紧轮(32)安装在导向轴(33)上,提升油缸(28)的活塞杆伸缩带动上定位夹紧轮(32)独立升降;托轮(31)安装在夹紧轮座(30b)上,位于上定位夹紧轮(32)的外侧部。
5.根据权利要求1所述的十字柱组立机,其特征还在于,所述下定位机构
(7)包括下定位梁(38)、第二液压马达(34)、减速机(35)、丝杆丝母传动机构和下定位轮(39),下定位梁(38)装配在H型钢(2)、T型钢(1)行进路线一侧的两根立柱(9)上,通过升降机构(17)控制升降;第二液压马达(34)通过联接轴(36)带动减速机(35)做正反向转动,减速机(35)转动推动下定位轮(39)伸缩移动。
6.根据权利要求1所述的十字柱组立机,其特征还在于,所述下夹紧机构(14)包括下夹紧梁(41)、下夹紧油缸(42)和下夹紧轮(40),下夹紧梁(41)装配在H型钢(2)、T型钢(1)行进路线另一侧的两根立柱(9)上,下夹紧油缸(42)直接推动下夹紧轮(40)做夹紧和松开运动,下夹紧轮(40)安装在下夹紧油缸(42)的活塞杆端。
7.根据权利要求1所述的十字柱组立机,其特征还在于,所述底座(6)上安装有顶升机构(16),顶升机构(16)用于承接来自上压轮(12)对H型钢(2)腹板的压紧力,防止H型(2)钢腹板受压变形。
8.根据权利要求6所述的十字柱组立机,其特征还在于,所述上压轮(12)有两组,两组上压轮(12)安装在升降梁(8)的下表面上;所述顶升机构(16)包括第三液压马达(47)和两个第一丝杆升降机(43),两个第一丝杆升降机(43)采用第一联轴节(45)、第一连接轴(46)相连,并由同一个第三液压马达(47)带动运转;每个第一丝杆升降机(43)上安装顶升轮(44),顶升轮(44)与安装在升降梁(8)下表面上的上压轮(12)上下相对。
9.根据权利要求1所述的十字柱组立机,其特征还在于,所述升降机构(17)包括第四液压马达(51)和两个第二丝杆升降机(48),两个第二丝杆升降机(48)采用第二联轴节(49)、第二连接轴(50)连接,两个第二丝杆升降机(48)由第四液压马达(51)带动运转,控制下定位机构(7)、下夹紧机构(14)升降。
10.根据权利要求1所述的十字柱组立机,其特征还在于,所述上定位夹紧机构(13)、下定位机构(7)上分别安装有第一编码器(27)和第二编码器(37)。
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