CN104722898B - 一种路桥伸缩缝长型材与大尺寸圆钢自动螺柱焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路桥伸缩缝长型材与大尺寸圆钢自动螺柱焊接系统,包括焊接机械手机构、开合式陶瓷环机构、导轨机构和地轨滚筒架；所述焊接机械手机构设置于地轨滚筒架的一侧，所述开合式陶瓷环机构设置于所述地轨滚筒架的另一侧相应位置；所述焊接机械手机构上还设有自动上料顶出机构；所述地轨滚筒架上放置有待焊接的长型材，所述长型材通过均布设置在地轨滚筒架上的若干个型材定位装置实现精确定位；所述导轨机构设置于地轨滚筒架之间，该导轨机构包括两条平行设置的直线导轨；所述两条直线导轨上设置有拖板，该拖板依靠设置在其上的拖板驱动装置实现在直线导轨上的往复移动。本发明具有结构合理、定位准确度高、焊缝均匀、控制精确等优点。

Description

一种路桥伸缩缝长型材与大尺寸圆钢自动螺柱焊接系统

技术领域

本发明属于螺柱焊接设备技术领域，具体涉及一种路桥伸缩缝长型材与大尺寸圆钢自动螺柱焊接系统。

背景技术

路桥伸缩缝专用型材表面需间隔焊接一排大直径钢棒，根据国家标准，该焊接工艺应该采用螺柱焊的方法来实现，目前尚未有能提供大尺寸螺柱的自动化螺柱焊接设备。目前的手动螺柱焊枪，由于焊枪结构简单，工件装夹极为不便，生产效率低下，且由于焊接过程中采用人工持枪，钢棒难以与型材保持垂直，焊接质量难以得到保证，另外，由于陶瓷环与焊枪装夹的偏差，造成螺柱与陶瓷环中心不重合，导致焊缝不均匀，钢棒焊接强度不充分，甚至不合格。因此，研制出一种将一系列大尺寸钢棒焊接在较长的型材表面上的全自动化设备具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种结构合理、定位准确度高、焊缝均匀并可实现控制精确的路桥伸缩缝长型材与大尺寸圆钢自动螺柱焊接系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种路桥伸缩缝长型材与大尺寸圆钢自动螺柱焊接系统，包括焊接机械手机构、开合式陶瓷环机构、导轨机构和地轨滚筒架；所述地轨滚筒架上放置有待焊接的长型材，所述长型材通过均布设置在地轨滚筒架上的若干个型材定位装置实现精确定位；所述导轨机构设置于地轨滚筒架之间，该导轨机构包括两条平行设置的直线导轨；所述两条直线导轨上设置有拖板，该拖板依靠设置在其上的拖板驱动装置实现在直线导轨上的往复移动；

所述焊接机械手机构设置于地轨滚筒架的一侧，所述开合式陶瓷环机构设置于所述地轨滚筒架的另一侧相应位置；所述焊接机械手机构包括机械手机架和设置在该机械手机架上的机械夹手，所述机械夹手由伺服电机驱动其自旋转并可沿丝杠导轨上下移动；所述焊接机械手机构上还设有自动上料顶出机构；所述开合式陶瓷环机构包括支座和设置在该支座上的开合机构，所述开合机构的张开与闭合操作由设置在支座上的开合驱动气缸来驱动；所述自动上料顶出机构包括设置在机械手机架上的料仓和顶出气缸，所述料仓内放置有用于与长型材相焊接的圆钢棒。

所述料仓的截面为漏斗形，以实现一次顶出一根钢棒的精确控制。

所述拖板驱动装置包括设置在两条直线导轨之间的齿条和设置在拖板上的拖板驱动电机。

所述型材定位装置上设置有定位滚轮。

所述机械夹手上的夹紧元件采用铜电极。

为了防止焊接飞溅且焊缝更加均匀，所述开合机构内侧设置有耐高温陶瓷内衬。

利用漏斗形料仓下部的倾面，可在料仓出料口附近形成一竖列钢棒，通过自动上料顶出机构便可以实现一次顶出一根钢棒的精确控制。从料仓中顶出的圆钢棒被焊接机械手机构水平夹住，机械夹手可以旋转变为竖直状态并可在丝杠导轨的带动下竖直移动至型材表面，保证了圆钢棒与长型材的相对垂直度。通过拖板驱动装置带动长型材在地轨滚筒架上均匀移动，可以精确的控制每根钢棒之间的距离。

由于螺柱焊接过程需要引弧，传统的螺柱焊枪内部有电磁线圈，实现螺柱的提升与下压，但这些过程并不可控，均属于固定行程，本发明采用伺服电机带动机械夹手实现圆钢棒的上升与下降，由于伺服电机控制的移动距离、速度均可调节，因此使焊接过程可控，而提升与下压距离可控这一技术效果还能够在较薄钢材或较厚钢材表面螺柱焊的工艺中得到良好的应用。

传统的陶瓷环是一次性的，需要在焊接后破坏，本发明通过开合式陶瓷环机构，在开合机构内部装上可复用一定次数的耐高温陶瓷内衬环，在焊接机械夹手将圆钢棒移动至型材表面时，开合机构迅速抱住圆钢棒底部(留微小间隙)，可起到防飞溅和产生均匀焊缝的作用。

本发明的有益效果是：具有结构合理、劳动强度低、焊接定位准确度高、焊缝均匀、控制精确等优点。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：

图1是本发明路桥伸缩缝长型材与大尺寸圆钢自动螺柱焊接系统的总体结构示意图；

图2是本发明中圆钢棒被顶出料仓时，焊接机械手机构水平夹住圆钢棒的状态示意图；

图3是本发明中圆钢棒被机械夹手带动下移至型材表面并被开合式陶瓷环机构合抱住的状态示意图；

图4是本发明中开合式陶瓷环机构张开时的状态示意图；

图5是本发明中开合式陶瓷环机构合紧后的状态示意图。

图中：

1、焊接机械手机构2、开合式陶瓷环机构3、导轨机构

4、地轨滚筒架5、长型材6、型材定位装置

7、拖板8、拖板驱动装置9、自动上料顶出机构

10、圆钢棒101、机械手机架102、机械夹手

103、丝杠导轨201、支座202、开合机构

203、开合驱动气缸204、耐高温陶瓷内衬301、直线导轨

601、定位滚轮801、齿条802、拖板驱动电机

901、料仓902、顶出气缸

具体实施方式

如图1至图5所示，本发明一种路桥伸缩缝长型材与大尺寸圆钢自动螺柱焊接系统，包括焊接机械手机构1、开合式陶瓷环机构2、导轨机构3和地轨滚筒架4；所述地轨滚筒架4上放置有待焊接的长型材5，所述长型材5通过均布设置在地轨滚筒架4上的若干个型材定位装置6实现精确定位；所述导轨机构3设置于地轨滚筒架4之间，该导轨机构3包括两条平行设置的直线导轨301；所述两条直线导轨301上设置有拖板7，该拖板7依靠设置在其上的拖板驱动装置8实现在直线导轨301上的往复移动；

所述焊接机械手机构1设置于地轨滚筒架4的一侧，所述开合式陶瓷环机构2设置于所述地轨滚筒架4的另一侧相应位置；所述焊接机械手机构1包括机械手机架101和设置在该机械手机架101上的机械夹手102，所述机械夹手102由伺服电机驱动其自旋转并可沿丝杠导轨103上下移动；所述焊接机械手机构1上还设有自动上料顶出机构9；所述开合式陶瓷环机构2包括支座201和设置在该支座201上的开合机构202，所述开合机构202的张开与闭合操作由设置在支座201上的开合驱动气缸203来驱动；所述自动上料顶出机构9包括设置在机械手机架101上的料仓901和顶出气缸902，所述料仓901内放置有用于与长型材5相焊接的圆钢棒10；

所述拖板驱动装置8包括设置在两条直线导轨301之间的齿条801和设置在拖板7上的拖板驱动电机802；所述型材定位装置6上设置有定位滚轮601；所述料仓901的截面为漏斗形；所述开合机构202内侧设置有耐高温陶瓷内衬204；所述机械夹手102上的夹紧元件采用铜电极。

本发明的工作过程：本例中的长型材5的长度约12米，圆钢棒10的长度约100毫米，直径约10毫米。图2中，顶出气缸902从料仓901中顶出一根圆钢棒10，被机械夹手102夹住，夹紧元件使用铜极，并与焊机铜导线连接，起导通电流的作用；在图3中，机械夹手102持圆钢棒10在机械手机架101的带动下移动至长型材5的表面，同时开合机构202合抱住圆钢棒10的末端，此时启动焊接程序，机械手机架101在伺服电机的驱动下，带动圆钢棒10上移微小距离，起引弧作用，并在焊接结束后带动圆钢棒10下压微小距离，起形成焊缝的作用；焊接结束后，通过拖板驱动装置8带动长型材5在地轨滚筒架4上移动一定距离后，进入下一根圆钢棒的焊接操作周期。图4中是开合式陶瓷环机构2的张开状态，开合机构202在开合驱动气缸203的带动下，可实现张开与闭合动作，合紧后的状态如图5所示；耐高温陶瓷内衬204采用陶瓷材料烧制而成，能够承受高温并可多次重复使用。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种路桥伸缩缝长型材与大尺寸圆钢自动螺柱焊接系统，其特征在于,包括焊接机械手机构、开合式陶瓷环机构、导轨机构和地轨滚筒架；所述地轨滚筒架上放置有待焊接的长型材，所述长型材通过均布设置在地轨滚筒架上的若干个型材定位装置实现精确定位；所述导轨机构设置于地轨滚筒架之间，该导轨机构包括两条平行设置的直线导轨；所述两条直线导轨上设置有拖板，该拖板依靠设置在其上的拖板驱动装置实现在直线导轨上的往复移动；所述焊接机械手机构设置于地轨滚筒架的一侧，所述开合式陶瓷环机构设置于所述地轨滚筒架的另一侧相应位置；所述焊接机械手机构包括机械手机架和设置在该机械手机架上的机械夹手，所述机械夹手由伺服电机驱动其自旋转并可沿丝杠导轨上下移动；所述焊接机械手机构上还设有自动上料顶出机构；所述开合式陶瓷环机构包括支座和设置在该支座上的开合机构，所述开合机构的张开与闭合操作由设置在支座上的开合驱动气缸来驱动；所述自动上料顶出机构包括设置在机械手机架上的料仓和顶出气缸，所述料仓内放置有用于与长型材相焊接的圆钢棒。

2.根据权利要求1所述的路桥伸缩缝长型材与大尺寸圆钢自动螺柱焊接系统，其特征在于,所述料仓的截面为漏斗形。

3.根据权利要求1所述的路桥伸缩缝长型材与大尺寸圆钢自动螺柱焊接系统，其特征在于,所述拖板驱动装置包括设置在两条直线导轨之间的齿条和设置在拖板上的拖板驱动电机。

4.根据权利要求1所述的路桥伸缩缝长型材与大尺寸圆钢自动螺柱焊接系统，其特征在于,所述型材定位装置上设有定位滚轮。

5.根据权利要求1所述的路桥伸缩缝长型材与大尺寸圆钢自动螺柱焊接系统，其特征在于,所述机械夹手上的夹紧元件采用铜电极。

6.根据权利要求1所述的路桥伸缩缝长型材与大尺寸圆钢自动螺柱焊接系统，其特征在于,所述开合机构内侧设置有耐高温陶瓷内衬。