CN104175038B - 箱型梁自动焊接装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种箱型梁自动焊接装置及方法，所述装置包括行走小车、主支撑、焊枪支撑臂和焊枪，焊枪通过铰轴设置在焊枪支撑臂上，焊枪支撑臂设置在主支撑的竖直矩形导轨上，主支撑通过下方的矩形导轨槽与行走小车的水平矩形导轨配合，焊枪可沿水平矩形导轨及竖直矩形导轨移动。焊接时根据箱型梁的上拱度及翼缘板与箱型梁腹板的位置调节好焊枪的高度和角度可自动焊接。本发明结构简单、易调整，便于对多种尺寸箱型梁自动焊接，减轻了焊接人员劳动强度；刚性好、承载能力大、加工维修易，节约成本；除对箱型梁自动焊接外，还能对钢结构厂房使用的H型钢进行自动焊接；能有效保证仿形轮廓的准确性。

Description

箱型梁自动焊接装置及方法
技术领域
本发明涉及一种焊接装置及方法，尤其涉及一种箱型梁自动焊接装置及方法，属于机械技术领域。
背景技术
箱型梁结构凭借着制作工艺简便、承载能力强等特点现广泛的运用于起重机械领域，其特点在桥机、门机领域体现更为明显。在桥机、门机的制作过程中，主梁、端梁、支腿的拼装焊接占据了相当长得时间，这些结构大多为箱型梁，所以简化箱型梁的制作工艺可以成为削减产品成本的一个突破点。在传统的箱型梁拼装焊接工艺中，腹板与翼缘板交汇处的焊缝为较长的直线焊缝，完全有实现自动化焊接的可能，但桥机、门机的主梁有上拱度，上拱度的大小一般为主梁跨度的1/700-1/1000，实现焊枪沿主梁起拱的轨迹进行施焊为自动焊接的一个难点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的箱型梁焊接工艺中带上拱度的主梁的腹板与翼缘板自动焊接过程中如何使焊枪沿着上拱度的轨迹施焊的问题，提供一种箱型梁自动焊接装置及方法，实现各种尺寸、各种上拱度的箱型梁进行自动焊接，以提高工作效率，降低工人的劳动强度。
为解决这一技术问题，本发明提供了一种箱型梁自动焊接装置，包括行走小车、主支撑、焊枪支撑臂和焊枪，焊枪通过铰轴设置在焊枪支撑臂上，焊枪支撑臂通过滑块设置在主支撑的竖直矩形导轨上，行走小车上设有水平矩形导轨，主支撑通过下方的矩形导轨槽与行走小车的水平矩形导轨配合，焊枪随焊枪支撑臂可沿水平矩形导轨及竖直矩形导轨作水平或竖直移动；在焊枪支撑臂上通过水平仿形棒和竖直仿形棒设有可调水平导向轮和竖直导向轮；所述行走小车上设有焊丝卷筒和张紧弹簧装置。
所述行走小车包括小车，水平矩形导轨设置在小车的上平面，小车的一端设有焊丝卷筒支架，焊丝卷筒设置在该焊丝卷筒支架上。
所述主支撑包括底板和竖直矩形导轨，竖直矩形导轨垂直固定在底板上，矩形导轨槽设置在底板的下方，底板通过该矩形导轨槽与行走小车的水平矩形导轨配合并带动竖直矩形导轨沿水平矩形导轨移动。
所述焊枪支撑臂包括滑块、支撑板、水平仿形棒、水平仿形棒卡槽、竖直仿形棒、竖直仿形棒卡槽、焊枪和焊枪卡槽，在支撑板的上方通过水平仿形棒卡槽设置水平仿形棒，水平仿形棒的尾端设有带有轴孔的耳板I，水平导向轮通过水平导向轮轴设置在耳板I上；竖直仿形棒通过竖直仿形棒卡槽垂直设置在支撑板一侧的前端，竖直仿形棒的尾端设有带有轴孔的耳板II，竖直导向轮通过竖直导向轮轴设置在耳板II上；所述焊枪通过焊枪卡槽上的焊枪卡槽耳板设置在支撑板的另一侧前端；所述支撑板与滑块相互垂直焊接成一体并随滑块通过沿竖直矩形导轨在竖直方向移动。
所述竖直仿形棒的中部设有齿条，竖直仿形棒卡槽设有带有轴孔的耳板，齿轮II通过齿轮轴连接在耳板上并与齿条啮合，旋转固定在齿轮II上的蝶形旋钮II可带动竖直仿形棒沿竖直仿形棒卡槽移动；同样的结构，旋转固定在齿轮I上的蝶形旋钮I可带动水平仿形棒沿水平仿形棒卡槽移动；旋转固定在齿轮III上的蝶形旋钮III可带动焊枪沿焊枪卡槽移动。
本发明还包括一种利用箱型梁自动焊接装置的焊接方法，具体包括如下步骤：
1)首先使小车行走方向与箱型梁平行；
2)根据箱型梁的上拱度调节好焊枪支撑臂在主支撑上的竖直高度；
3)根据箱型梁的水平弯曲情况，调节好主支撑在小车上表面水平矩形轨道的位置；
4)根据箱型梁箱型梁翼缘板与箱型梁腹板的位置调好水平仿形棒和竖直仿形棒的位置，使水平仿形棒上的水平导向滑轮与箱型梁腹板接触，使竖直仿形棒上的竖直导向轮与箱型梁翼缘板接触；
5)根据焊缝的类型和高度调节好焊枪的角度和位置；
6)根据焊缝的高度调节小车的行走速度；
7)进行焊接。
有益效果：本发明具有如下优点：1)结构简单、容易调整，便于对多种尺寸的箱型梁进行自动焊接，减轻了箱型梁焊接人员的劳动强度，能保证焊枪沿着起拱度的轨迹进行施焊；2)矩形滑动矩形导轨，有效的承担与矩形导轨平面相垂直的力，具有刚性好、承载能力大、加工维修容易优点，节约制作维修成本；3)本发明除对箱型梁自动焊接之外，还能够对钢结构厂房所使用的H型钢进行自动焊接。4)水平仿形棒、焊枪、竖直仿形棒各自的型心竖直共线，能有效的保证仿形轮廓的准确性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明行走小车的结构示意图；
图3为本发明主支撑的结构示意图；
图4为本发明焊枪支撑臂的结构示意图；
图5为本发明竖直仿形棒的结构示意图。
图中：1行走小车、11小车、12水平矩形导轨、13焊丝卷筒架、2主支撑、21底板、22竖直矩形导轨、3焊枪支撑臂、31滑块、32支撑板、33水平仿形棒、331耳板I、34水平仿形棒卡槽、35竖直仿形棒、351耳板II、352齿条、36竖直仿形棒卡槽、361耳板、37焊枪、38焊枪卡槽、381焊枪卡槽耳板、4箱型梁、41箱型梁翼缘板、42箱型梁腹板、5焊丝卷筒、6张紧弹簧装置、71水平导向轮、72竖直导向轮、73水平导向轮轴、74竖直导向轮轴、82蝶形旋钮I、83齿轮II、84蝶形旋钮II、86蝶形旋钮III。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。
图1所示为本发明的结构示意图。
本发明包括行走小车1、主支撑2、焊枪支撑臂3和焊枪37，焊枪37通过铰轴设置在焊枪支撑臂3上，焊枪支撑臂3通过滑块31设置在主支撑2的竖直矩形导轨22上，行走小车1上设有水平矩形导轨12，主支撑2通过下方的矩形导轨槽与行走小车1的水平矩形导轨12配合，焊枪37随焊枪支撑臂3可沿水平矩形导轨12及竖直矩形导轨22作水平或竖直移动；在焊枪支撑臂3上通过水平仿形棒33和竖直仿形棒35设有可调水平导向轮71和竖直导向轮72；所述行走小车1上设有焊丝卷筒5和张紧弹簧装置6。
图2所示为本发明行走小车的结构示意图。
所述行走小车1包括小车11，水平矩形导轨12设置在小车11的上平面，小车11的一端设有焊丝卷筒支架13，焊丝卷筒5设置在该焊丝卷筒支架13上。
图3所示为本发明主支撑的结构示意图。
所述主支撑2包括底板21和竖直矩形导轨22，竖直矩形导轨22垂直固定在底板21上，矩形导轨槽设置在底板21的下方，矩形导轨槽与行走小车1的水平矩形导轨12配合，主支撑2能在水平矩形导轨12上水平移动；竖直矩形导轨22提供焊枪支撑臂3在主支撑2上竖直移动。
图4所示为本发明焊枪支撑臂的结构示意图。
所述焊枪支撑臂3包括滑块31、支撑板32、水平仿形棒33、水平仿形棒卡槽34、竖直仿形棒35、竖直仿形棒卡槽36、焊枪37和焊枪卡槽38。
滑块31设有矩形槽，与主支撑2的竖直矩形导轨22配合，滑块31能带动整个焊枪支撑臂3在竖直方向移动。
在支撑板32的上方通过水平仿形棒卡槽34设置水平仿形棒33，水平仿形棒33的尾端设有带有轴孔的耳板I331，水平导向轮71通过水平导向轮轴73设置在耳板I331上，使水平导向轮71绕着水平导向轮轴73自由转动。
所述竖直仿形棒35通过竖直仿形棒卡槽36垂直设置在支撑板32一侧的前端，竖直仿形棒35的尾端设有带有轴孔的耳板II351，竖直导向轮72通过竖直导向轮轴74设置在耳板II351上，使竖直导向轮72绕着竖直导向轮轴74自由转动。
所述焊枪卡槽38上设有焊枪卡槽耳板381，焊枪37通过焊枪卡槽耳板381通过铰轴设置在支撑板32的另一侧，在铰轴的另一端设有蝶形螺母，用于调节焊枪37的角度。
所述支撑板32与滑块31相互垂直焊接成一体并随滑块31通过沿竖直矩形导轨22在竖直方向移动。
图5所示为本发明竖直仿形棒的结构示意图。
所述竖直仿形棒35的中部设有齿条352，竖直仿形棒卡槽36设有带有轴孔的耳板361，齿轮II83通过齿轮轴连接在耳板361上，齿轮II83与齿条352啮合形成齿轮齿条配合，旋转固定在齿轮II83上的蝶形旋钮II84，可带动竖直仿形棒35在竖直仿形棒卡槽36内沿轴向伸缩。
同样的结构，水平仿形棒33上设有齿条，齿轮与齿条配合形成齿轮齿条配合，旋转固定在齿轮上的蝶形旋钮I82，可带动水平仿形棒33在水平仿形棒卡槽34内沿轴向伸缩。
焊枪37上设有齿条，齿轮与齿条配合形成齿轮齿条配合，旋转固定在齿轮上的蝶形旋钮III86，可带动焊枪37沿焊枪卡槽38轴向移动。
焊丝卷筒5上设有中心孔，与焊丝卷筒架13的轴配合,焊丝卷筒5能绕该轴自由旋转。
在重力作用下，竖直仿形棒35与箱型梁4的翼缘板上边缘紧贴，在张紧弹簧装置6的作用下，水平仿形棒33与箱型梁4的腹板紧贴。
使用本发明进行焊接的方法包括如下步骤：1)首先使小车11行走方向与箱型梁4平行；2)根据箱型梁4的上拱度调节好焊枪支撑臂3在主支撑2上的竖直高度；3)根据箱型梁4的水平弯曲情况，调节好主支撑2在小车11上表面水平矩形轨道12的位置；4)根据箱型梁4箱型梁翼缘板41与箱型梁腹板的位置调好水平仿形棒33和竖直仿形棒35的位置，使水平仿形棒33上的水平导向滑轮73与箱型梁腹板42接触，使竖直仿形棒36上的竖直导向轮与箱型梁翼缘板41接触；5)根据焊缝的类型和高度调节好焊枪37的角度和位置；6)根据焊缝的高度调节小车11的行走速度；7)进行焊接。
本发明具有如下优点：1)结构简单、容易调整，便于对多种尺寸的箱型梁进行自动焊接，减轻了箱型梁焊接人员的劳动强度，能保证焊枪沿着起拱度的轨迹进行施焊；2)矩形滑动矩形导轨，有效的承担与矩形导轨平面相垂直的力，具有刚性好、承载能力大、加工维修容易优点，节约制作维修成本；3)本发明除对箱型梁自动焊接之外，还能够对钢结构厂房所使用的H型钢进行自动焊接。4)水平仿形棒、焊枪、竖直仿形棒各自的型心竖直共线，能有效的保证仿形轮廓的准确性。
本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。

Claims (5)

1.一种箱型梁自动焊接装置，其特征在于：包括行走小车(1)、主支撑(2)、焊枪支撑臂(3)和焊枪(37)，焊枪(37)通过铰轴设置在焊枪支撑臂(3)上，焊枪支撑臂(3)通过滑块(31)设置在主支撑(2)的竖直矩形导轨(22)上，行走小车(1)上设有水平矩形导轨(12)，主支撑(2)通过下方的矩形导轨槽与行走小车(1)的水平矩形导轨(12)配合，焊枪(37)随焊枪支撑臂(3)可沿水平矩形导轨(12)及竖直矩形导轨(22)作水平或竖直移动；在焊枪支撑臂(3)上通过水平仿形棒(33)和竖直仿形棒(35)设有可调水平导向轮(71)和竖直导向轮(72)；所述行走小车(1)上设有焊丝卷筒(5)和张紧弹簧装置(6)；所述焊枪支撑臂(3)包括滑块(31)、支撑板(32)、水平仿形棒(33)、水平仿形棒卡槽(34)、竖直仿形棒(35)、竖直仿形棒卡槽(36)、焊枪(37)和焊枪卡槽(38)，在支撑板(32)的上方通过水平仿形棒卡槽(34)设置水平仿形棒(33)，水平仿形棒(33)的尾端设有带有轴孔的耳板I(331)，水平导向轮(71)通过水平导向轮轴(73)设置在耳板I(331)上；竖直仿形棒(35)通过竖直仿形棒卡槽(36)垂直设置在支撑板(32)一侧的前端，竖直仿形棒(35)的尾端设有带有轴孔的耳板II(351)，竖直导向轮(72)通过竖直导向轮轴(74)设置在耳板II(351)上；所述焊枪(37)通过焊枪卡槽(38)上的焊枪卡槽耳板(381)设置在支撑板(32)的另一侧前端；所述支撑板(32)与滑块(31)相互垂直焊接成一体并随滑块(31)通过沿竖直矩形导轨(22)在竖直方向移动。
2.根据权利要求1所述的箱型梁自动焊接装置，其特征在于：所述行走小车(1)包括小车(11)，水平矩形导轨(12)设置在小车(11)的上平面，小车(11)的一端设有焊丝卷筒支架(13)，焊丝卷筒(5)设置在该焊丝卷筒支架(13)上。
3.根据权利要求1所述的箱型梁自动焊接装置，其特征在于：所述主支撑(2)包括底板(21)和竖直矩形导轨(22)，竖直矩形导轨(22)垂直固定在底板(21)上，矩形导轨槽设置在底板(21)的下方，底板(21)通过该矩形导轨槽与行走小车(1)的水平矩形导轨(12)配合并带动竖直矩形导轨(22)沿水平矩形导轨(12)移动。
4.根据权利要求1-3任一项所述的箱型梁自动焊接装置，其特征在于：所述竖直仿形棒(35)的中部设有齿条(352)，竖直仿形棒卡槽(36)设有带有轴孔的耳板(361)，齿轮II(83)通过齿轮轴连接在耳板(361)上并与齿条(352)啮合，旋转固定在齿轮II(83)上的蝶形旋钮II(84)可带动竖直仿形棒35沿竖直仿形棒卡槽(36)移动；同样的结构，旋转固定在齿轮上的蝶形旋钮I(82)可带动水平仿形棒(33)沿水平仿形棒卡槽(34)移动；旋转固定在齿轮上的蝶形旋钮III(86)可带动焊枪(37)沿焊枪卡槽(38)移动。
5.一种利用权利要求1-4任一项所述的箱型梁自动焊接装置的焊接方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
1)首先使小车(11)行走方向与箱型梁(4)平行；
2)根据箱型梁(4)的上拱度调节好焊枪支撑臂(3)在主支撑(2)上的竖直高度；
3)根据箱型梁(4)的水平弯曲情况，调节好主支撑(2)在小车(11)上表面水平矩形导轨(12)的位置；
4)根据箱型梁(4)箱型梁翼缘板(41)与箱型梁腹板的位置调好水平仿形棒(33)和竖直仿形棒(35)的位置，使水平仿形棒(33)上的水平导向轮(71)与箱型梁腹板(42)接触，使竖直仿形棒(35)上的竖直导向轮与箱型梁翼缘板(41)接触；
5)根据焊缝的类型和高度调节好焊枪(37)的角度和位置；
6)根据焊缝的高度调节小车(11)的行走速度；
7)进行焊接。
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