CN106862822B - 地桩盘焊设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地桩盘焊设备，包括机架、卡盘、顶块、齿轮传动机构、横向位移调节机构、横向位移驱动齿轮及焊接机构，卡盘与机架的一端转动连接，且卡盘的外周固设有卡盘传动齿，顶块与所述机架滑动连接，焊接机构通过能使焊接机构沿平行于卡盘中轴的方向移动的横向位移调节机构与机架连接，横向位移调节机构与横向位移驱动齿轮固接，齿轮传动机构分别与卡盘传动齿及横向位移驱动齿轮啮合。本发明提供的地桩盘焊设备可以通过同一个驱动系统驱动卡盘旋转及焊接机构的移动，两种运动之间的速比由齿轮变比和横向位移调节机构确定了严格的变比，运动阻力变化时，两种速度将同比变化，确保产品质量，提高生产效率高。

Description

地桩盘焊设备

技术领域

本发明属于焊接技术领域，更具体地说，是涉及一种地桩盘焊设备。

背景技术

螺旋地桩是建筑行业的一种基础部件，一般由钢管和螺旋带钢焊接组成，在建筑施工中用量极大，并且其施工较为简单，固定效果好，在光伏发电等行业也已经开始使用。目前，多数生产企业使用的设备多采用两套驱动设备分别带动钢管旋转及带动带钢平移，以这两种运动合成螺旋线，由于钢管的锥度部位和平直部位对钢片平移的阻力有很大差异，而且钢管表面都是锈蚀粗糙状态，对平移的阻力随时都在发生变化，也就是带钢平移的速度无法保持稳定，造成螺距不均，给地桩旋入土地时增加额外的扭矩，严重时在旋入过程中会拉伤螺旋片，降低地桩功效，而且螺距的不均匀，可能导致焊缝跟踪失败，产生废品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地桩盘焊设备，旨在解决现有设备中存在的在焊接过程中容易造成螺距不均匀的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种地桩盘焊设备，包括：机架、卡盘、顶块、齿轮传动机构、横向位移调节机构、横向位移驱动齿轮及焊接机构，所述卡盘与所述机架的一端转动连接，且所述卡盘的外周固设有卡盘传动齿，所述顶块与所述机架滑动连接，所述焊接机构通过能使所述焊接机构沿平行于所述卡盘中轴的方向移动的所述横向位移调节机构与所述机架连接，所述横向位移调节机构与所述横向位移驱动齿轮固接，所述齿轮传动机构分别与所述卡盘传动齿及所述横向位移驱动齿轮啮合。

进一步地，所述齿轮传动机构包括驱动输出单元、主动齿轮及从动齿轮组，所述驱动输出单元与所述主动齿轮固接，所述主动齿轮分别与所述卡盘传动齿及所述从动齿轮组啮合，所述从动齿轮组与所述横向位移驱动齿轮啮合。

进一步地，所述横向位移调节机构包括横向调节丝杠、与所述横向调节丝杠螺纹连接的螺母座及分别设于所述横向调节丝杠两端的轴承座，所述轴承座分别与所述机架连接，所述横向位移驱动齿轮设于所述横向调节丝杠的一端，所述横向调节丝杠的长轴平行于所述卡盘的中轴，所述螺母座与所述焊接机构连接。

进一步地，所述从动齿轮组包括第一从动齿轮及与所述第一从动齿轮啮合的第二从动齿轮，所述第一从动齿轮与所述主动齿轮啮合，所述第二从动齿轮与所述横向位移驱动齿轮啮合。

进一步地，所述机架包括驱动架体及设于所述驱动架体一侧的导向架体，所述卡盘及所述齿轮传动机构均与所述驱动架体连接，所述导向架体的上部设有至少一条导轨，所述导轨的长轴平行于所述卡盘的中轴，所述顶块与所述导轨滑动连接。

进一步地，所述焊接机构包括底座、横向调节单元、支撑座、旋转座、旋转调节单元、焊枪及导向槽，所述焊枪及所述导向槽分别与所述支撑座的两侧连接，且所述导向槽与所述卡盘的间距小于所述焊枪与所述卡盘的间距，所述支撑座的下部通过所述横向调节单元与所述旋转座连接，所述旋转座与所述底座之间通过旋转调节单元连接，所述横向调节单元能使所述支撑座靠近或远离待焊接位置，所述底座的下部与所述螺母座固接。

进一步地，所述底座的下部与所述导轨滑动连接。

进一步地，所述支撑座上设有向两侧开口的滑槽，所述焊枪与所述导向槽通过能贯穿所述滑槽的滑座连接，所述滑座通过纵向调节气缸与所述支撑座连接。

进一步地，所述导向槽的开口方向垂直于所述卡盘的中轴方向，所述导向槽为V形槽，所述导向槽开口处内壁的厚度不超过1mm。

进一步地，所述横向调节单元包括横向调节气缸及横向调节导轨，所述支撑座分别通过所述横向调节气缸及所述横向调节导轨与所述旋转座连接。

本发明提供的地桩盘焊设备的有益效果在于：与现有技术相比，本发明地桩盘焊设备，通过齿轮传动机构分别与卡盘传动齿及横向位移驱动齿轮啮合，进而可以通过同一个驱动系统驱动卡盘旋转及焊接机构的移动，两种运动之间的速比由齿轮变比和横向位移调节机构确定了严格的变比，运动阻力变化时，两种速度将同比变化，这给焊缝跟踪也带来极大好处，确保产品质量，提高生产效率高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的地桩盘焊设备的主视结构示意图；

图2为图1的A部放大图；

图3为图1中焊接结构与机架的装配结构左视图；

图4为图1中齿轮传动机构的左视图；

图5为本发明实施例提供的地桩盘焊设备的使用状态示意图。

图中：1、机架；11、驱动架体；12、导向架体；2、卡盘；3、顶块；4、齿轮传动机构；41、主动齿轮；42、第一从动齿轮；43、第二从动齿轮；5、横向位移调节机构；51、向调节丝杠；52、螺母座；53、轴承座；6、横向位移驱动齿轮；7、焊接机构；71、底座；72、横向调节单元；721、横向调节气缸；722、横向调节导轨；73、支撑座；74、旋转座；75、旋转调节单元；76、焊枪；77、导向槽；78、滑座；79、纵向调节气缸；8、卡盘传动齿；9、导轨。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“若干个”、“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1及图5，现对本发明提供的地桩盘焊设备进行说明。所述地桩盘焊设备，包括机架1、卡盘2、顶块3、齿轮传动机构4、横向位移调节机构5、横向位移驱动齿轮6及焊接机构7，卡盘2与机架1的一端转动连接，使得卡盘2能在机架1上围绕自身中轴旋转，且卡盘2的外周固设有卡盘传动齿8，顶块3与机架1滑动连接，焊接机构7通过能使焊接机构7沿平行于卡盘2中轴的方向移动的横向位移调节机构5与机架1连接，横向位移调节机构5与横向位移驱动齿轮6固接，齿轮传动机构4分别与卡盘传动齿8及横向位移驱动齿轮6啮合。其中的齿轮传动机构4及焊接机构7分别与外部控制模块连接，以实现系统的自动化控制。

使用时，先将钢管的一端卡到卡盘2上，卡住之前要确保将钢管需要焊接的区域成分暴露在焊接操作区域内。随后，将顶块3顶住钢管的尖端，对钢管进行有效限位。随后，从钢管的尖端利用焊接机构7对带钢进行压紧限位，边压紧边焊接，在齿轮传动机构4的带动下，卡盘2的旋转与焊接机构7的横向移动是同步进行的。需要注意的是，在工作过程中，焊接机构7的有效位移区域仅限于顶块3与卡盘2之间的区域。

本发明提供的地桩盘焊设备，与现有技术相比，通过齿轮传动机构分别与卡盘传动齿8及横向位移驱动齿轮6啮合，进而可以通过同一个驱动系统驱动卡盘2旋转及焊接机构7的移动，两种运动之间的速比由齿轮变比和横向位移调节机构5确定了严格的变比，运动阻力变化时，两种速度将同比变化，这给焊缝跟踪也带来极大好处，能够很好的满足自动盘焊的需求，确保产品质量，提高生产效率高。

进一步地，请一并参阅图1及图5，作为本发明提供的地桩盘焊设备的一种具体实施方式，卡盘2为空心卡盘，机架1上上设有与卡盘2上的留空相对应的通孔，使得钢管能够贯穿卡盘2和机架，再被卡盘2卡紧，这样能仅将钢管需要焊接的二部分暴露在操作区域内，能够有效缩短设备的长度，减小设备占用的空间，进而能够更加合理的布局整个厂房。

进一步地，请一并参阅图1及图4，作为本发明提供的地桩盘焊设备的一种具体实施方式，齿轮传动机构4包括驱动输出单元、主动齿轮41及从动齿轮组，驱动输出单元与主动齿轮41固接，主动齿轮41分别与卡盘传动齿8及从动齿轮组啮合，从动齿轮组与横向位移驱动齿轮6啮合。齿轮之间的转速比可根据不同的需求来更换不同外径的齿轮进行调节，能够适应多种生产需求，提高设备的适用范围。通过主动齿轮41的传动，能够同时带动卡盘2及横向位移调节机构5运作。

进一步地，请参阅图1及图5，作为本发明提供的地桩盘焊设备的一种具体实施方式，横向位移调节机构5包括横向调节丝杠51、与横向调节丝杠51螺纹连接的螺母座52及分别设于横向调节丝杠51两端的轴承座53，轴承座53分别与机架1连接，横向位移驱动齿轮6设于横向调节丝杠51的一端，横向调节丝杠51的长轴平行于卡盘2的中轴，螺母座52与焊接机构7连接。横向位移驱动齿轮6将扭矩传递给横向调节丝杠51，通过横向调节丝杠51的旋转，能带动螺母座52上的焊接机构7沿横向调节丝杠51的长轴方向移动，卡盘2的旋转及焊接机构7的横向移动之间的速比由齿轮变比和丝杆螺距确定了严格的变比，运动阻力变化时，两种速度将同比变化，确保螺距一致，有利于提高焊接质量。

进一步地，参阅图1、图4及图5，作为本发明提供的地桩盘焊设备的一种具体实施方式，从动齿轮组包括第一从动齿轮42及与第一从动齿轮42啮合的第二从动齿轮43，第一从动齿轮42与主动齿轮41啮合，第二从动齿轮43与横向位移驱动齿轮6啮合。第一从动齿轮42与第二从动齿轮43的尺寸能够调节，进而得到不同的传动比。需要注意的是，从动齿轮组中齿轮的数量并不限于两个，而是根据设备各个部件的分布及传动需求进行确定。

进一步地，请参阅图1及图5，作为本发明提供的地桩盘焊设备的一种具体实施方式，机架1包括驱动架体11及设于驱动架体11一侧的导向架体12，卡盘2及齿轮传动机构4均与驱动架体11连接，导向架体12的上部设有至少一条导轨9，导轨9的长轴平行于卡盘2的中轴，顶块3与导轨9滑动连接。驱动架体11主要用于容纳驱动输出单元，减少驱动输出单元占用的外部空间；导向架体12主要用于形成焊接区域，并对待焊接的物体及焊接机构提供支撑。将机架1进行功能化的划分，有利于后期的维护，节省制造的原材料，降低使用成本。

进一步地，请参阅图2及图3，作为本发明提供的地桩盘焊设备的一种具体实施方式，焊接机构包括底座71、横向调节单元72、支撑座73、旋转座74、旋转调节单元75、焊枪76及导向槽77，焊枪76及导向槽77分别与支撑座73的两侧连接，且导向槽77与卡盘2的间距小于焊枪76与卡盘2的间距，支撑座73的下部通过横向调节单元72与旋转座74连接，旋转座74与底座71之间通过旋转调节单元75连接，横向调节单元72能使支撑座73靠近或远离待焊接位置，底座71的下部与螺母座52固接。使用时，横向调节单元72可对焊枪76及导向槽77距离钢管的远近进行调节，方便钢管的装卸及适应不同尺寸需求的焊接；旋转座74在旋转调节单元75的带动下能调节焊枪76及导向槽77与钢管中轴之间的夹角，能从不同角度对带钢进行压紧，进而能适应不同尺寸需求的带钢的焊接；焊枪76的焊接端能够伸到钢管与带钢的接触位置，并能调整合适的角度进行焊接；导向槽77将带钢压迫于钢管的最高点进行焊接，这样焊缝成型最好，而且最易于焊缝跟踪，需要注意的是，在焊接点之后还需要导向槽77进行压紧，是为了防止带钢因焊接受热软化而倾倒，待带钢冷却后再脱离导向槽77。

进一步地，作为本发明提供的地桩盘焊设备的一种具体实施方式，旋转调节单元75包括若干个设于底座11上的第一角度调节孔、若干个设于旋转座74上且能与所述第一角度调节孔对应的第二角度调节孔及能够固定第一角度调节孔及第二角度调节孔的锁紧销。在使用时，根据实际使用需要进行角度调节，将相应的第一角度调节孔及第二角度调节孔利用锁紧销进行固定，使焊枪76及导向槽77能够偏转合适的角度，提高焊接作业的灵活性。

进一步地，参阅图1、图3及图5，作为本发明提供的地桩盘焊设备的一种具体实施方式，底座71的下部与导轨9滑动连接。导轨9能为底座71提供一定的支撑作用，使底座71能够稳固的支撑上部的焊枪76及导向槽77，同时，还不影响底座71的移动。

进一步地，请参阅图2及图3，作为本发明提供的地桩盘焊设备的一种具体实施方式，支撑座73上设有向两侧开口的滑槽，焊枪76与导向槽77通过能贯穿滑槽的滑座78连接，滑座78通过纵向调节气缸79与支撑座73连接。这样，焊枪76与导向槽77同步升降、平移，保持相对位置不变，确保焊丝端部随时对准带钢与钢管的最高接触点（焊接点）。

进一步地，请参阅图3，作为本发明提供的地桩盘焊设备的一种具体实施方式，导向槽77的开口方向垂直于卡盘2的中轴方向，导向槽77为V形槽，导向槽77开口处内壁的厚度不超过1mm。导向槽77能将带钢压迫于钢管的最高点进行焊接，最大程度地减小焊枪76与焊接点之间的位置偏差，这样焊缝成型最好，而且最易于焊缝跟踪。

进一步地，请参阅图2及图3，作为本发明提供的地桩盘焊设备的一种具体实施方式，横向调节单元72包括横向调节气缸721及横向调节导轨722，支撑座73分别通过横向调节气缸721及横向调节导轨722与旋转座74连接。使用时，横向调节气缸721直接伸缩，带动支撑座73沿横向调节导轨722移动，其结构简单，移动效率高，能有效提高加工效率，缩短生产周期。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.地桩盘焊设备，其特征在于：包括机架、卡盘、顶块、齿轮传动机构、横向位移调节机构、横向位移驱动齿轮及焊接机构，所述卡盘与所述机架的一端转动连接，且所述卡盘的外周固设有卡盘传动齿，所述顶块与所述机架滑动连接，所述焊接机构通过能使所述焊接机构沿平行于所述卡盘中轴的方向移动的所述横向位移调节机构与所述机架连接，所述横向位移调节机构与所述横向位移驱动齿轮固接，所述齿轮传动机构分别与所述卡盘传动齿及所述横向位移驱动齿轮啮合；

所述横向位移调节机构包括横向调节丝杠、与所述横向调节丝杠螺纹连接的螺母座及分别设于所述横向调节丝杠两端的轴承座，所述轴承座分别与所述机架连接，所述横向位移驱动齿轮设于所述横向调节丝杠的一端，所述横向调节丝杠的长轴平行于所述卡盘的中轴，所述螺母座与所述焊接机构连接；

所述机架包括驱动架体及设于所述驱动架体一侧的导向架体，所述卡盘及所述齿轮传动机构均与所述驱动架体连接，所述导向架体的上部设有至少一条导轨，所述导轨的长轴平行于所述卡盘的中轴，所述顶块与所述导轨滑动连接；

所述焊接机构包括底座、横向调节单元、支撑座、旋转座、旋转调节单元、焊枪及导向槽，所述焊枪及所述导向槽分别与所述支撑座的两侧连接，且所述导向槽与所述卡盘的间距小于所述焊枪与所述卡盘的间距，所述支撑座的下部通过所述横向调节单元与所述旋转座连接，所述旋转座与所述底座之间通过旋转调节单元连接，所述横向调节单元能使所述支撑座靠近或远离待焊接位置，所述底座的下部与所述螺母座固接；

所述支撑座上设有向两侧开口的滑槽，所述焊枪与所述导向槽通过能贯穿所述滑槽的滑座连接，所述滑座通过纵向调节气缸与所述支撑座连接。

2.如权利要求1所述的地桩盘焊设备，其特征在于：所述齿轮传动机构包括驱动输出单元、主动齿轮及从动齿轮组，所述驱动输出单元与所述主动齿轮固接，所述主动齿轮分别与所述卡盘传动齿及所述从动齿轮组啮合，所述从动齿轮组与所述横向位移驱动齿轮啮合。

3.如权利要求2所述的地桩盘焊设备，其特征在于：所述从动齿轮组包括第一从动齿轮及与所述第一从动齿轮啮合的第二从动齿轮，所述第一从动齿轮与所述主动齿轮啮合，所述第二从动齿轮与所述横向位移驱动齿轮啮合。

4.如权利要求1所述的地桩盘焊设备，其特征在于：所述底座的下部与所述导轨滑动连接。

5.如权利要求1所述的地桩盘焊设备，其特征在于：所述导向槽的开口方向垂直于所述卡盘的中轴方向，所述导向槽为V形槽，所述导向槽开口处内壁的厚度不超过1mm。

6.如权利要求1所述的地桩盘焊设备，其特征在于：所述横向调节单元包括横向调节气缸及横向调节导轨，所述支撑座分别通过所述横向调节气缸及所述横向调节导轨与所述旋转座连接。