CN101913020B

CN101913020B - 钢网构架自动焊接设备及生产工艺

Info

Publication number: CN101913020B
Application number: CN 201010221661
Authority: CN
Inventors: 郑永会; 刘军; 孙宇凡
Original assignee: ANSHAN EAST STEEL STRUCTURE Co Ltd
Current assignee: Anshan Eastern Steel Structure Bridge Co., Ltd.
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2030-07-09
Also published as: CN101913020A

Abstract

本发明属于制造机电一体化技术领域，特别涉及一种钢网构架自动焊接设备及生产工艺。设备包括龙门压焊机架、数控压焊机、加压机构、阻焊变压器、电气控制柜、阻焊控制器、小车轨道、模架小车、步进小车、可装卸的焊接工装夹具、伺服驱动装置，模架小车包括模架横梁，模架左、右端梁，模架小车轮，左、右横向翻转定位架，左、右横向翻转气缸，定位架销轴，上、下定位块，模架前、后端梁，前、后横向翻转定位架，前、后横向翻转气缸，定位架销轴。本发明的钢网构架自动焊接设备及其焊接工艺自动化程度高，提高了工作效率，制造出产品的一致性好，产品质量达到优质，特别适用于建筑时间短，工期要求很紧的工程。

Description

钢网构架自动焊接设备及生产工艺

技术领域

本发明属于制造机电一体化技术领域，特别涉及一种钢网构架自动焊接设备及生产工艺。

背景技术

目前国内市场网片焊机，建筑钢格板焊机都是单片、单面焊接，而且纬丝、经丝都是同一规格产品，而现在建筑市场急需要钢格板钢丝混合钢网构架，这种钢网构架既增加了建筑强度，又节省了大量钢材，降低建筑成本；既节约资金，又提高了工作效率。而这种钢网构架的制作目前是人工焊接，不仅效率低，产品的一致性也不好，产品质量达不到优质，自动化程度不高，工作效率较低，因此不适用于建筑时间短，工期要求很紧的工程。

发明内容

本发明的目的是针对上述设备及生产工艺存在的不足，提供一种自动化程度高的钢网构架自动焊接设备，提高了工作效率，而且制造出产品的一致性好，产品质量达到优质，特别适用于建筑时间短，工期要求很紧的工程。

本发明的另一个目的是提供一种钢网构架自动焊接设备的生产工艺。

本发明的目的是通过以下技术方案件来实现的。

本发明的钢网构架自动焊接设备，包括龙门压焊机架，设在此龙门压焊机架上的数控压焊机，此数控压焊机的加压机构、阻焊变压器，与此数控压焊机相连接的电气控制柜，设在此电气控制柜内的阻焊控制器，其特征在于有一小车轨道穿过所述的龙门压焊机的机架，有一模架小车、步进小车与此小车轨道作移动配合，此模架小车上设有可装卸的焊接工装夹具，此模架小车与设在所述的移动小车轨道上的伺服驱动装置相连接，此伺服驱动装置与所述的电气控制柜中的PLC工作站相连接，所述的步进小车上设有定位销，

所述的龙门压焊机架的机座的上端设有上电极组，在此机座的下部设有与此上电极组相对应的下电极组，此上电极组与上电极气缸相连接，此下电极组与下电极气缸相连接，此上电极气缸、下电极气缸分别与电磁阀相连接，此电磁阀与伺服电机相连接，此伺服电机与储气罐相连接，此电磁阀、伺服电机与设在所述的电气控制柜中的程序控制系统相连接，所述的上电极气缸、下电极气缸、电磁阀及相应的减压阀和节流阀所组成的定位伺服气动顺序阀、伺服电机构成龙门压焊机的加压机构，

所述的加压机构、阻焊变压器、阻焊控制器、程序控制系统与主电力电路相连接，

所述的龙门压焊机架为C型机架，采用龙门式结构，由左右立柱组成机身，采用优质钢板、型钢经焊接、去应力热处理和精加工而成，

所述的阻焊变压器采用高导磁硅钢片，次级为精铜浇铸内循环水冷式，初级绕组采用特制双玻璃丝包扁铜线绝缘，绝缘等级达F级，

所述的阻焊控制器采用微电脑控制器，所述的程序控制系统为PLC程序控制系统，分别控制各台焊接变压器的放电。

所述的模架小车包括模架横梁，与此模架横梁相连接的模架左端梁、右端梁，设在此模架横梁和模架左端梁、右端梁之间的模架小车轮，分别与此模架左端梁、右端梁相连接的左横向翻转定位架、右横向翻转定位架，分别与此左横向翻转定位架、右横向翻转定位架相连接的左横向翻转气缸、右横向翻转气缸、定位架销轴，设在所述的模架横梁上的、与所述的左横向翻转定位架、右横向翻转定位架相连接的上定位块、下定位块，与此模架横梁相连接的模架前端梁、后端梁，分别与此模架前端梁、后端梁相连接的前横向翻转定位架、后横向翻转定位架，分别与此前横向翻转定位架、后横向翻转定位架相连接的前、后横向翻转气缸、定位架销轴，所述的横向翻转定位架及其横向翻转气缸、上定位块、下定位块组成所述的焊接工装夹具。

所述的前横向翻转定位架、后横向翻转定位架及部分左横向翻转定位架、右横向翻转定位架内设有永磁铁。

所述的阻焊控制器共有8套，每套阻焊控制器分别与程序控制系统相连接，每组焊接参数单独可调。

所述的加压机构采用扁形气缸垂直加压机构，安装在所述的左右立柱的燕尾槽内，加压导杆经外圆精磨后镀硬铬。

所述的加压机构共配置16个五通电磁阀，2个减压阀及相应的节流阀，组成加压系统。

所述的PLC控制系统由触摸屏，分别与此触摸屏相连接的通讯接口、数控压阻焊机程序控制系统，与此通讯接口、数控压阻焊机程序控制系统相连接的PLC控制单元，分别与此PLC控制单元的输入/输出接口相连接的龙门压焊机的加压机构的定位伺服气动顺序阀、压阻焊控制器、模架小车伺服电机，通过通讯接口与此模架小车伺服电机相连接的移动位置编码器，分别与此定位伺服气动顺序阀相连接的压阻焊机横向移动气缸、上下移动的电极气缸、模架小车纵向翻转气缸、横向翻转气缸、报警指示灯，通过通讯接口与此压阻焊控制器相连接的压阻焊电压电流检测单元，所述的压阻焊电压电流检测单元、移动位置编码器与所述的程序控制系统相连接。

所述的电磁阀采用“亚德客”电磁阀、空气处理器采用“金器”空气处理器，气缸采用无油自润气缸缸。

所述的主电力电路采用500A/1600V晶闸管作动力开关。

一种采用所述的钢网构架自动焊接设备的焊接工艺，其特征在于包括下述步骤：

1)将工件排入可装卸的模架小车内并用左、右横向翻转定位架及前、后横向翻转定位架将工件定位，先将纬丝安放入下定位块的底部定位槽内，依次排入拉伸网C型钢即经丝，再将上定位块的纬定位杆插入定位孔，其次放入上层钢筋网即模纬丝，最后放上定位块即经丝模，将模架小车整体放入焊接主机架的小车轨道上，

2)启动伺服驱动装置，驱动模架小车前进，将模架小车推进到与步进小车相接，插入步进小车定位销，按下自动按钮，进行自动焊接，采用往复循环式工作模式，完成整个工件焊点焊接，每次完成一排焊点焊接，

3)焊接结束后拔出两小车之间的步进小车定位销，使其相互脱离，

4)提取工件，首先拔出上定位块的定位销，取出上定位块的纬定位杆，即可提出工件，

5)焊接过程采用马鞍形压力以利于工件的压贴合。

本发明采用龙门式结构。左右立柱(机身)内部装8台焊接变压器，每台变压器并联1路焊接2回路，共32路。

焊接过程采用马鞍形压力以利于压贴合工件，全套设备共装4路加压系统。4路采用缸径为125mm，最大行程250mm，最大加压力3400N。(气源0.5Mpa时)。共配置16个五通电磁阀，2个减压阀及相应节流阀等组成加压系统。

本发明中的下梁为上下升降型，便于工件通过龙门。

本发明的控制系统的主电力电路采用8对500A/1600V晶闸管作动力开关。控制系统采用PLC组合控制，保证焊接过程(一个循环)全自动，每个气缸带排焊头，压缩空气的压力不得低于0.15Mpa，焊接时间、焊接电流单独可调，且稳定可靠。

本发明的阻焊变压器采用高导磁硅钢片，次级为精铜浇铸内循环水冷式，初级绕组采用特制双玻璃丝包扁铜线绝缘，绝缘等级达F级：变压器经调压温升试验，保证在负载持续率为20％时达到额定功率，完全满足工作强度和焊接强度要求。

循环水冷的冷却水压力要求稳定，进水温度不得高于50℃，要求水质纯净以减少漏电或引起管路堵塞。在有多台焊机工作的场地，当水源压力太低或不稳定时，应设置专用冷却水环系统，进水、出水连接口径

可用网管连接。

本发明的阻焊控制器能保持焊接点稳定，需根据焊机回路负载阻抗的变化和电源电压的变化等，计算焊接电流的有效值，并与设定的电流值相比较，依据比较的差值，调节焊机主电力回路中晶闸管的触发角，使焊接电流保持稳定。大量试验和生产时间证明，焊接电流有效值与焊点溶核直径有密切的关系。

8套阻焊控制器分别控制，每组焊接参数单独可调。控制器采用微电脑控制，焊接过程由微机进行闭环控制，在电网电压波动的情况下都能保证焊接电流恒定，因而保证焊点质量；具有恒压、恒流两种控制功能；具有电流缓升、缓降和两段放电功能，可作预热(或回火处理)，防止焊接时产生飞溅和炸火现象；可存储30组焊接参数供选择；具有单点焊接和连续点焊功能；具有焊点计数功能等。

程序控制系统：PLC程序控制，8台变压器可同时放电或依次放电。

本发明具有以下优点：

1)焊接电流的变化，可根据微机控制器，调整焊接工件所需要的焊接电流，并且确保电流的稳定，焊点均匀一致性好。焊机功率因数较高。

2)该模具设计为双料复合模，网格经纬中心距是200X200mm，底模与步进小车设计成一体。上模为可拆卸设计，便于取出工件。即上下模的链接为插件结构，有定位销锁定，方便装卸。

3)确保交流电低幅值下冷却所造成的热量损失，又防止峰值电流过大而产生飞溅，焊接同样厚度的材料所需要的输入容量小，焊点质量高等显著特点。

4)为保证稳定的焊接质量，焊接时减小飞溅及出现虚焊现象，焊机缸为缓冲补偿缸，随动性好。焊接压力在焊接通电瞬间补偿，可使焊接产品更牢靠，溶核更美观。

本发明的钢网构架自动焊接设备及其焊接工艺自动化程度高，又提高了工作效率，而且制造出产品一致性好，产品质量达到优质，特别适用于建筑时间短，工期要求很紧的工程。

附图说明

图1为本发明的设备结构示意图。

图2为本发明的龙门压焊机结构示意图。

图3为本发明的模架小车结构示意图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为图3的B部结构示意图。

图6为本发明的自动控制系统结构框图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明的钢网构架自动焊接设备，包括龙门压焊机架8，设在此龙门压焊机架8上的数控压焊机11，此数控压焊机11的加压机构、阻焊变压器，与此数控压焊机11相连接的电气控制柜10，设在此电气控制柜10内的阻焊控制器，其特征在于有一小车轨道2穿过所述的龙门压焊机的机架，有一模架小车1、步进小车9与此小车轨道2作移动配合，此模架小车1上设有可装卸的焊接工装夹具3，此模架小车1与设在所述的移动小车轨道2上的伺服驱动装置4相连接，此伺服驱动装置4与所述的电气控制柜中的PLC工作站相连接，所述的步进小车9上设有定位销，

如图2所示，所述的龙门压焊机架的机座的上端设有上电极组6，在此机座的下部设有与此上电极组6相对应的下电极组17，此上电极组6与上电极气缸7相连接，此下电极组17与下电极气缸5相连接，此上电极气缸7、下电极气缸5分别与电磁阀16相连接，此电磁阀16与伺服电机18相连接，此伺服电机18与储气罐15相连接，此电磁阀16、伺服电机18与设在所述的电气控制柜中的程序控制系统相连接，所述的上电极气缸7、下电极气缸5、电磁阀16及相应的减压阀和节流阀所组成的定位伺服气动顺序阀、伺服电机18构成龙门压焊机的加压机构，图中的12为上层钢筋网，13为拉伸网C型钢，14为下层钢筋网。

所述的龙门压焊机架为C型机架，采用龙门式结构，由左立柱19、右立柱20组成机身，采用优质钢板、型钢经焊接、去应力热处理和精加工而成，

如图3、4、5所示，所述的模架小车1包括模架横梁29，与此模架横梁29相连接的模架左端梁21、右端梁30，设在此模架横梁29和模架左端梁21、右端梁30之间的模架小车轮22，分别与此模架左端梁21、右端梁30相连接的左横向翻转定位架25、右横向翻转定位架31，分别与此左横向翻转定位架25、右横向翻转定位架31相连接的左横向翻转气缸23、右横向翻转气缸32、定位架销轴24，设在所述的模架横梁29上的、与所述的左横向翻转定位架25、右横向翻转定位架31相连接的上定位块26、下定位块28，与此模架横梁29相连接的模架前端梁40、后端梁39，分别与此模架前端梁40、后端梁39相连接的前横向翻转定位架34、后横向翻转定位架38，分别与此前横向翻转定位架34、后横向翻转定位架38相连接的前横向翻转气缸33、后横向翻转气缸37、定位架销轴24，所述的横向翻转定位架及其横向翻转气缸、上定位块、下定位块组成所述的焊接工装夹具3。

所述的前横向翻转定位架34、后横向翻转定位架38及部分左横向翻转定位架25、右横向翻转定位架31内设有永磁铁，保证工件27能垂直竖立成行定位，所述的上定位块、下定位块为可转动挂钩，既保证钢筋定位又利于脱模。

通过触摸屏将操作指令分别输入通讯接口、压阻焊机中央控制系统，操作指令经通讯接口进行数据转换、分析后输入到PLC控制单元，PLC控制单元的输入/输出接口向龙门压焊机的加压机构的定位伺服气动顺序阀、压阻焊控制器、模架小车伺服电机发出控制指令，移动位置编码器自动检测模架小车的移动位置并将此移动位置信号输入到压阻焊机中央控制系统，定位伺服气动顺序阀控制压阻焊机横向移动气缸、上下移动气缸、模架小车纵向、横向翻转气缸，在出现异常情况时报警指示灯发出报警，压阻焊电压电流检测单元通过通讯接口将压阻焊电压电流检测值发送到压阻焊机中央控制系统。

所述的电磁阀采用“亚德客”电磁阀、空气处理器采用“金器”空气处理器，气缸采用无油自润气缸。

所述的主电力电路采用500A/1600V晶闸管作动力开关。

1)将工件27排入可装卸的模架小车内并用左横向翻转定位架25、右横向翻转定位架31及前横向翻转定位架34、后横向翻转定位架38将工件定位，先将纬丝安放入下定位块28的底部定位槽内，依次排入拉伸网C型钢即经丝，再将上定位块27的纬定位杆插入定位孔，其次放入上层钢筋网即模纬丝，最后放上定位块27即经丝模，将模架小车1整体放入焊接主机架的小车轨道上，

2)启动伺服驱动装置4的伺服电机36，通过变速器35驱动模架小车1前进，

将模架小车1推进到步进小车9，插入定位销，按下自动按钮，进行自动焊接，采用往复循环式工作模式，完成整个工件焊点焊接，每次完成一排焊点焊接，

3)焊接结束后拔出两小车之间的定位销，使其相互脱离，

4)提取工件，首先拔出上定位块的定位销，取出上上定位块的纬定位杆，即可提出工件，

5)焊接过程采用马鞍形压力以利于工件的压贴合。

本发明建筑钢格混合网架自动焊接专用设备及其焊接工艺自动化程度高，又提高了工作效率，而且制造出产品一致性好，产品质量达到优质，特别适用于建筑时间短，工期要求很紧的工程。

Claims

1.一种钢网构架自动焊接设备，包括龙门压焊机机架，设在此龙门压焊机机架上的数控压焊机，此数控压焊机的加压机构、阻焊变压器，与此数控压焊机相连接的电气控制柜，设在此电气控制柜内的阻焊控制器，其特征在于有一小车轨道穿过所述的龙门压焊机的机架，有一模架小车、步进小车与此小车轨道作移动配合，此模架小车上设有可装卸的焊接工装夹具，此模架小车与设在所述的小车轨道上的伺服驱动装置相连接，此伺服驱动装置与所述的电气控制柜中的程序控制系统相连接，所述的步进小车上设有定位销，

所述的阻焊控制器采用微电脑控制器，所述的程序控制系统为PLC程序控制系统，分别控制各台焊接变压器的放电，

所述的阻焊控制器共有8套，每套阻焊控制器分别与程序控制系统相连接，每组焊接参数单独可调，

2.根据权利要求1所述的钢网构架自动焊接设备，其特征在于所述的模架小车包括模架横梁，与此模架横梁相连接的模架左端梁、右端梁，设在此模架横梁和模架左端梁、右端梁之间的模架小车轮，分别与此模架左端梁、右端梁相连接的左横向翻转定位架、右横向翻转定位架，分别与此左横向翻转定位架、右横向翻转定位架相连接的左横向翻转气缸、右横向翻转气缸、定位架销轴，设在所述的模架横梁上的、与所述的左横向翻转定位架、右横向翻转定位架相连接的上定位块、下定位块，与此模架横梁相连接的模架前端梁、后端梁，分别与此模架前端梁、后端梁相连接的前横向翻转定位架、后横向翻转定位架，分别与此前横向翻转定位架、后横向翻转定位架相连接的前、后横向翻转气缸、定位架销轴，所述的前、后、左、右横向翻转定位架及其前、后、左、右横向翻转气缸、上定位块、下定位块组成所述的焊接工装夹具。

3.根据权利要求2所述的钢网构架自动焊接设备，其特征在于所述的前横向翻转定位架、后横向翻转定位架及部分左横向翻转定位架、右横向翻转定位架内设有永磁铁。

4.根据权利要求1所述的钢网构架自动焊接设备，其特征在于所述的加压机构共配置16个五通电磁阀, 2个减压阀及相应的节流阀，组成加压系统。

5.根据权利要求1所述的钢网构架自动焊接设备，其特征在于所述的PLC程序控制系统由触摸屏，分别与此触摸屏相连接的通讯接口、数控压阻焊机程序控制系统，与此通讯接口、数控压阻焊机程序控制系统相连接的PLC控制单元，分别与此PLC控制单元的输入/输出接口相连接的龙门压焊机的加压机构的定位伺服气动顺序阀、压阻焊控制器、模架小车伺服电机，通过通讯接口与此模架小车伺服电机相连接的移动位置编码器，分别与此定位伺服气动顺序阀相连接的压阻焊机横向移动气缸、上下移动的电极气缸、模架小车纵向翻转气缸、横向翻转气缸、报警指示灯，通过通讯接口与此压阻焊控制器相连接的压阻焊电压电流检测单元，所述的压阻焊电压电流检测单元、移动位置编码器与所述的PLC程序控制系统相连接。

6.根据权利要求1所述的钢网构架自动焊接设备，其特征在于所述的主电力电路采用500A/1600V晶闸管作动力开关。

7.一种采用权利要求1所述的钢网构架自动焊接设备的焊接工艺，其特征在于包括下述步骤：

1) 将工件排入可装卸的模架小车内并用左、右横向翻转定位架及前、后横向翻转定位架将工件定位，先将纬丝安放入下定位块的底部定位槽内，依次排入拉伸网C型钢即经丝，再将上定位块的纬定位杆插入定位孔，其次放入上层钢筋网即纬丝模，最后放上定位块即经丝模，将模架小车整体放入焊接主机架的小车轨道上，

3）焊接结束后拔出两小车之间的步进小车定位销，使其相互脱离，

4）提取工件，首先拔出上定位块的定位销，取出上定位块的纬定位杆，即可提出工件，

5）焊接过程采用马鞍形压力以利于工件的压贴合。