CN107598438A - 用于工字钢的自动化电焊装置及其施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于工字钢的自动化电焊装置，包括电焊部、固定部和控制电源，所述电焊部设置有电焊头和驱动电焊头三维移动的驱动机构，所述固定部设置有两个支撑台，所述支撑台上设置有用于固定工字钢的固定盘，所述固定盘上延伸有分别位于支撑梁两侧的固定杆，所述固定杆上固定设置有限位气缸，所述限位气缸顶端固定有贴合支撑梁的限位板，所述固定盘外设置有分别位于限位板上下两侧的夹紧板，所述固定部设置有用于驱动夹紧板紧贴横板的夹紧气缸，所述支撑台上设置有用于驱动固定盘沿自身轴线自转的伺服电机。本发明借助两个支撑台来固定和转动工字钢，同时驱动机构控制电焊头三维移动，达到了自动化焊接工字钢的目的。

Description

用于工字钢的自动化电焊装置及其施工工艺

技术领域

本发明涉及一种电焊机，更具体地说，它涉及一种用于工字钢的自动化电焊装置及其施工工艺。

背景技术

点焊机广泛应用于建筑机械修造、汽车零部件、电子元器件、金属包装等金属制品制造行业，通过点焊接可以对不同厚度的金属板材、钢板与工件及各种有色金属异形件进行焊接。

公开号CN 105364313A的专利公开了一种全自动高精度的空调网罩点焊机，包括电控机座、滑动轨道、导向轨道、升降安装板、激光发生器、移送机构、激光发射器、缓冲装置、压板、加工平台、加工孔、工件、下电极，所述电控底座上设置有滑动轨道和导向轨道，所述滑动轨道上安装有压板，所述电控底座上设置有加工平台，所述加工平台上开设有加工孔，所述加工孔的上方设置有激光发射器，所述激光发射器与激光发生器的一端连接，所述激光发生器的另一端与移送机构连接，所述加工孔的下方设置有下电极，所述下电极的外部安装有缓冲装置，所述下电极与移送机构连接，所述移送机构安装在升降安装板上，所述压板与加工平台之间安装有工件。

这种电焊机适用于加工空调网罩，但是无法用于加工体型大的工字钢，工字钢包括两块平行的横板和两个横板之间的支撑梁。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于工字钢的自动化电焊装置，具有加工效率高的效果。

为实现上述技术目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于工字钢的自动化电焊装置，包括电焊部、固定部和控制电源，所述电焊部设置有电焊头和驱动电焊头三维移动的驱动机构，所述固定部设置有两个支撑台，所述支撑台上设置有用于固定工字钢的固定盘，所述固定盘上延伸有分别位于支撑梁两侧的固定杆，所述固定杆上固定设置有限位气缸，所述限位气缸顶端固定有贴合支撑梁的限位板，所述固定盘外设置有分别位于限位板上下两侧的夹紧板，所述固定部设置有用于驱动夹紧板紧贴横板的夹紧气缸，所述支撑台上设置有用于驱动固定盘沿自身轴线自转的伺服电机。

通过采用上述技术方案，将支撑梁的两端分别放置在两个限位板之间，限位气缸带动限位板紧贴支撑梁，支撑梁和固定盘相对固定，将两块横板分别贴合支撑梁上下表面放置，启动夹紧气缸，夹紧板紧贴横板，横板与固定盘相对固定，启动伺服电机，使固定盘转动一定角度，将待电焊处移动到工作位置，驱动机构便会带动电焊头移动到待电焊处，焊接完成后，伺服电机再次带动固定盘转动一定角度，将另一处待电焊处移动到工作位置，电焊头再次焊接，工字钢加工完成后，便可以将夹紧气缸和限位气缸复位，将工字钢取下，借助夹紧板和限位板将工字钢的各部分紧固，不需要再前期将工字钢点焊定型，取得了提高工作效率的有益效果。

作为优选，所述驱动机构包括第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第一固定架、第二固定架和支架，所述电焊头固定在第一机械臂末端，所述第二机械臂末端设置有驱动第一机械臂沿自身长度方向转动的第一电机，所述第二机械臂和第三机械臂通过第二电机转动连接，所述第三机械臂与第一固定架转动连接，所述第二固定架与支撑台水平垂直并位于支撑台上方，所述第一固定架可沿第二固定架长度方向滑移，所述第二固定架沿支架长度方向滑移。

通过采用上述技术方案，工字钢的待电焊处位于工作位置后，控制电源驱动第一固定架沿第二固定架滑移来靠近工字钢，第一电机和第二电机转动来控制电焊头到达工作地点，电焊头工作后，第二固定架便会沿支架长度方向滑移，将横板和支撑梁的交接处焊接完成；第二电机再控制电焊头远离工字钢，工字钢转动一定角度后，第二电机复位，第二固定架复位，带动电焊头再次焊接，重复直到工字钢焊接完成，通过固定盘自动调节工字钢角度，避免了人工调整的工作繁复，取得了进一步提高工作效率的有益效果。

作为优选，所述支撑台沿自身长度方向凹陷的滑槽，所述支撑台下方设置有贴合滑槽滑移的轨道。

通过采用上述技术方案，借助轨道和滑槽的配合，使两个支撑台可以相对滑移，支撑台之间的距离可以根据工字钢的长度来调整，使设备适用多种型号的工字钢，取得了提高适用性的有益效果。工字钢加工完成后，横板和支撑梁相对固定，可以将支撑台拉开，使限位板远离工字钢，方便取出工字钢，取得了提高操作便捷性的辅益效果。

作为优选，所述轨道沿自身长度方向设置有均匀分布并可自转的滚珠。

通过采用上述技术方案，滚珠代替轨道接触滑槽，减小了滑槽和轨道之间的摩擦力，减少工作人员的工作强度，取得了提高操作便捷性的有益效果。

作为优选，两个支撑台之间设置有整平部，所述整平部包括下压板、上压板、固定台和液压缸，所述固定台安装于水平放置的下压板下方，所述液压缸驱动上压板垂直滑移，所述支撑台上延伸有与液压缸固定连接的支撑杆。

通过采用上述技术方案，工字钢焊接完成后，推开两个支撑台，将工字钢放置在下压板上，液压缸驱动上压板向下运动，上压板紧贴工字钢上方的横板，在液压缸的作用下，工字钢的两块横板会分别紧密贴合上压板和下压板，达到将横板压平的目的，避免后期再将工字钢运到其他地方进行整平，取得了提高工作效率的有益效果。

作为优选，所述固定台内设置有用于抬升下压板的升降装置，所述固定盘外套设有转动环，所述夹紧气缸与转动环固定连接。

通过采用上述技术方案，工字钢加工好后，夹紧板远离工字钢，带动转动环转动，使夹紧板转动到限位板的左右两侧，升降装置和液压缸分别推动上压板和下压板紧贴工字钢，将工字钢压平后，上压板复位，同时限位板松开，拉开两个支撑台，此时便可以取走下压板上的工字钢，取得了提高自动化的有益效果。

作为优选，所述转动环的外周圆凹陷有均匀分布的卡槽，所述固定台外设置有与卡槽啮合的卡齿，所述支撑台上设置有驱动卡齿自转的驱动电机。

通过采用上述技术方案，驱动电机带动卡齿转动，与卡齿啮合的转动环便会跟随转动，达到带动夹紧板转动的目的，取得了提高自动化的有益效果。

本发明的另一个目的在于提供权利要求1至7中任一所述的自动化电焊装置的施工工艺：

步骤一：推动两个支撑台水平滑移，两个支撑台之间距离大于支撑梁的长度，将支撑梁两端分别放置在两个平行的限位板之间，启动限位气缸，限位板紧密贴合支撑梁，使支撑梁和固定盘相对固定，再将一块横板放在下方的夹紧板上，另一块横板搭在支撑梁上方，启动夹紧气缸，两块夹紧板紧密贴合上下的横板；

步骤二：伺服电机将固定盘转动一定角度，驱动机构带动电焊头靠近待电焊处，控制电源启动电焊头，驱动机构同时带动电焊头滑移，电焊完成后，固定盘再次转动，使另一处待电焊处位于工作位置，驱动机构再带动电焊头进行电焊；

步骤三：工字钢电焊完成后，固定盘带动工字钢回复水平位置，夹紧气缸复位，驱动电机带动转动环转动，升降装置将下压板抬升并紧贴横板，液压缸驱动上压板紧贴上方的横板，升降装置和液压缸不断加压，压平两块横板；

步骤四：压平工字钢后，复位限位板，再推开两个支撑台，取走加工好的工字钢。

综上所述，本发明借助两个支撑台来固定和转动工字钢，同时驱动机构控制电焊头三维移动，整平部将焊接好的工字钢压平，达到了自动化焊接工字钢的目的。

附图说明

图1为本实施例中用于表现整体结构的侧视图；

图2为图1中用于表现驱动机构具体结构的A处放大图；

图3为本实施例中用于表现支撑台与固定盘连接关系的局部剖视图；

图4为图3中用于表现固定部具体结构的B处放大图；

图5为本实施例中用于表现整平部具体结构的主视图。

图中，1、电焊部；11、电焊头；12、驱动机构；13、第一机械臂；14、第二机械臂；15、第三机械臂；16、第一固定架；17、第二固定架；18、支架；19、第一电机；20、第二电机；2、固定部；21、支撑台；22、固定盘；23、固定杆；24、限位气缸；25、限位板；26、夹紧板；27、夹紧气缸；28、伺服电机；29、滑槽；30、轨道；31、滚珠；4、整平部；41、下压板；42、上压板；43、固定台；44、液压缸；45、支撑杆；46、转动环；47、卡槽；48、卡齿；49、驱动电机；5、工字钢；51、支撑梁；52、横板；6、控制电源。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例：如图1所示，一种用于工字钢的自动化电焊装置，包括电焊部1、固定部2和控制电源，电焊部1设置有电焊头11和驱动电焊头11三维移动的驱动机构12。借助固定部2将工字钢5的各组件相对固定，同时驱动机构12带动电焊头11相对工字钢5滑移，达到自动化焊接的目的。

如图2所示，驱动机构12包括第一机械臂13、第二机械臂14、第三机械臂15、第一固定架16、第二固定架17和支架18，电焊头11固定在第一机械臂13末端，第二机械臂14末端设置有驱动第一机械臂13沿自身长度方向转动的第一电机19，第一电机19带动第一机械臂13转动，可以带动电焊头11竖向转动。第二机械臂14和第三机械臂15通过第二电机20转动连接，第二电机20带动第二机械臂14横向转动，从而控制电焊头11靠近和远离工字钢5（参照图1）。第三机械臂15与第一固定架16转动连接，第一固定架16可沿第二固定架17长度方向滑移，第二固定架17与支架18垂直，第二固定架17沿支架18长度方向滑移，第一固定架16和第二固定架17控制电焊头11在水平方向移动。

如图3所示，固定部2设置有两个支撑台21，支撑台21外设置有圆形的固定盘22，支撑台21内设置有用于驱动固定盘22沿自身轴线自转的伺服电机28。

如图4所示，固定盘22上垂直延伸有分别位于支撑梁51两侧的固定杆23，固定杆23上固定设置有限位气缸24，限位气缸24顶端固定有贴合支撑梁51的限位板25，限位气缸24驱动两个限位板25紧贴支撑梁51，便能夹紧支撑梁51。

如图4所示，固定盘22外套设有转动环46，固定盘22外设置有分别位于限位板25上下两侧的夹紧板26，固定部2设置有用于驱动夹紧板26紧贴横板52的夹紧气缸27，夹紧气缸27与转动环46固定连接，将转动环46转动，即可改变夹紧板26的位置。

如图4所示，转动环46的外周圆凹陷有均匀分布的卡槽47，支撑台21外设置有与卡槽47啮合的卡齿48，支撑台21上设置有驱动卡齿48自转的驱动电机49，卡齿48转动会带动啮合的转动环46转动。

如图3所示，支撑台21沿自身长度方向凹陷的滑槽29，支撑台21下方设置有贴合滑槽29滑移的轨道30，借助轨道30和滑槽29的配合，使两个支撑台21可以相对滑移，支撑台21之间的距离可以根据工字钢5的长度来调整，使设备适用多种型号的工字钢5。轨道30沿自身长度方向设置有均匀分布并可自转的滚珠31，滚珠31代替轨道30接触滑槽29，减小了滑槽29和轨道30之间的摩擦力。

如图5所示，两个支撑台21之间设置有整平部4，整平部4包括下压板41、上压板42、固定台43和液压缸44，固定台43安装于水平放置的下压板41下方，固定台43内设置有用于抬升下压板41的升降装置。液压缸44驱动上压板42垂直滑移，支撑台21上延伸有与液压缸44固定连接的支撑杆45。借助上压板42和下压板41将工字钢5压紧，消除焊接对横板52的影响。

施工工艺：步骤一：推动两个支撑台21水平滑移，两个支撑台21之间距离大于支撑梁51的长度，将支撑梁51两端分别放置在两个平行的限位板25之间，启动限位气缸24，限位板25紧密贴合支撑梁51，使支撑梁51和固定盘22相对固定，再将一块横板52放在下方的夹紧板26上，另一块横板52搭在支撑梁51上方，启动夹紧气缸27，两块夹紧板26紧密贴合上下的横板52。

步骤二：伺服电机28将固定盘22转动一定角度，工字钢5的待电焊处位于工作位置后，控制电源驱动第一固定架16沿第二固定架17滑移来靠近工字钢5，第一电机19和第二电机20转动来控制电焊头11到达工作地点，电焊头11工作后，第二固定架17便会沿支架18长度方向滑移，将横板52和支撑梁51的交接处焊接完成；第二电机20再控制电焊头11远离工字钢5，工字钢5转动一定角度后，第二电机20复位，第二固定架17复位，带动电焊头11再次焊接，重复上述操作直到工字钢5焊接完成，通过固定盘22自动调节工字钢5角度。

步骤三：工字钢5电焊完成后，固定盘22带动工字钢5回复水平位置，夹紧气缸27复位，夹紧板26远离工字钢5，驱动电机49带动转动环46转动，使夹紧板26转动到限位板25的左右两侧，升降装置和液压缸44分别推动上压板42和下压板41紧贴工字钢5。

步骤四：压平工字钢5后，复位限位板25，再推开两个支撑台21，取走加工好的工字钢5。

Claims (8)

1.一种用于工字钢的自动化电焊装置，包括电焊部(1)、固定部(2)和控制电源(6)，所述电焊部(1)设置有电焊头(11)和驱动电焊头(11)三维移动的驱动机构(12)，其特征在于：所述固定部(2)设置有两个支撑台(21)，所述支撑台(21)上设置有用于固定工字钢(5)的固定盘(22)，所述固定盘(22)上延伸有分别位于支撑梁(51)两侧的固定杆(23)，所述固定杆(23)上固定设置有限位气缸(24)，所述限位气缸(24)顶端固定有贴合支撑梁(51)的限位板(25)，所述固定盘(22)外设置有分别位于限位板(25)上下两侧的夹紧板(26)，所述固定部(2)设置有用于驱动夹紧板(26)紧贴横板(52)的夹紧气缸(27)，所述支撑台(21)上设置有用于驱动固定盘(22)沿自身轴线自转的伺服电机(28)。

2.根据权利要求1所述的用于工字钢的自动化电焊装置，其特征在于：所述驱动机构(12)包括第一机械臂(13)、第二机械臂(14)、第三机械臂(15)、第一固定架(16)、第二固定架(17)和支架(18)，所述电焊头(11)固定在第一机械臂(13)末端，所述第二机械臂(14)末端设置有驱动第一机械臂(13)沿自身长度方向转动的第一电机(19)，所述第二机械臂(14)和第三机械臂(15)通过第二电机(20)转动连接，所述第三机械臂(15)与第一固定架(16)转动连接，所述第二固定架(17)与支撑台(21)水平垂直并位于支撑台(21)上方，所述第一固定架(16)可沿第二固定架(17)长度方向滑移，所述第二固定架(17)沿支架(18)长度方向滑移。

3.根据权利要求2所述的用于工字钢的自动化电焊装置，其特征在于：所述支撑台(21)沿自身长度方向凹陷的滑槽(29)，所述支撑台(21)下方设置有贴合滑槽(29)滑移的轨道(30)。

4.根据权利要求1所述的用于工字钢的自动化电焊装置，其特征在于：所述轨道(30)沿自身长度方向设置有均匀分布并可自转的滚珠(31)。

5.根据权利要求4所述的用于工字钢的自动化电焊装置，其特征在于：两个支撑台(21)之间设置有整平部(4)，所述整平部(4)包括下压板(41)、上压板(42)、固定台(43)和液压缸(44)，所述固定台(43)安装于水平放置的下压板(41)下方，所述液压缸(44)驱动上压板(42)垂直滑移，所述支撑台(21)上延伸有与液压缸(44)固定连接的支撑杆(45)。

6.根据权利要求1所述的用于工字钢的自动化电焊装置，其特征在于：所述固定台(43)内设置有用于抬升下压板(41)的升降装置，所述固定盘(22)外套设有转动环(46)，所述夹紧气缸(27)与转动环(46)固定连接。

7.根据权利要求6所述的用于工字钢的自动化电焊装置，其特征在于：所述转动环(46)的外周圆凹陷有均匀分布的卡槽(47)，所述支撑台(21)外设置有与卡槽(47)啮合的卡齿(48)，所述支撑台(21)上设置有驱动卡齿(48)自转的驱动电机(49)。

8.本发明的另一个目的在于提供权利要求1至7中任一所述的自动化电焊装置的施工工艺：

步骤一：推动两个支撑台(21)水平滑移，两个支撑台(21)之间距离大于支撑梁(51)的长度，将支撑梁(51)两端分别放置在两个平行的限位板(25)之间，启动限位气缸(24)，限位板(25)紧密贴合支撑梁(51)，使支撑梁(51)和固定盘(22)相对固定，再将一块横板(52)放在下方的夹紧板(26)上，另一块横板(52)搭在支撑梁(51)上方，启动夹紧气缸(27)，两块夹紧板(26)紧密贴合上下的横板(52)；

步骤二：伺服电机(28)将固定盘(22)转动一定角度，驱动机构(12)带动电焊头(11)靠近待电焊处，控制电源(6)启动电焊头(11)，驱动机构(12)同时带动电焊头(11)滑移，电焊完成后，固定盘(22)再次转动，使另一处待电焊处位于工作位置，驱动机构(12)再带动电焊头(11)进行电焊；

步骤三：工字钢(5)电焊完成后，固定盘(22)带动工字钢(5)回复水平位置，夹紧气缸(27)复位，驱动电机(49)带动转动环(46)转动，升降装置将下压板(41)抬升并紧贴横板(52)，液压缸(44)驱动上压板(42)紧贴上方的横板(52)，升降装置和液压缸(44)不断加压，压平两块横板(52)；

步骤四：压平工字钢(5)后，复位限位板(25)，再推开两个支撑台(21)，取走加工好的工字钢(5)。