CN108145354A

CN108145354A - 一种型钢的波纹腹板自适应焊接设备

Info

Publication number: CN108145354A
Application number: CN201711455139.5A
Authority: CN
Inventors: 杨永国; 刘祚云; 金锋
Original assignee: SHAOXING TENG YANG MACHINERY CO Ltd
Current assignee: SHAOXING TENG YANG MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2018-06-12

Abstract

本发明涉及型钢波纹腹板自适应焊接设备，包括载置台和焊接机械手，载置台上设有固定型钢翼板的夹紧装置，焊接机械手包括焊接枪，用于焊接型钢的波纹腹板和侧板；纵向梁，用于带动焊接枪在上下方向上移动；横向梁，用于带动焊接枪和纵向梁在左右方向上移动，纵向梁在一定范围内可上下移动地安装在横向梁上；顶压装置，用于接触波纹腹板并受其顶压而带动纵向梁在其可移动的范围内上下移动；检测装置，用于接触波纹腹板并检测其外侧轮廓以产生轮廓信息；调整装置，用于根据检测装置检测的轮廓信息调整焊接枪的角度以使焊接枪与波纹腹板的外侧轮廓面之间始终保持适当的焊接角度。本发明具有生产效率高，焊接质量优良的优点。

Description

一种型钢的波纹腹板自适应焊接设备

技术领域

本发明涉及型钢生产制造领域，尤其是一种带波纹腹板的H型钢材的自适应焊接设备。

背景技术

H型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，由于H型钢具有良好的机械性能和物理性能，其广泛应用于厂房设备、机械设备、桥梁、建筑等方面。而波纹腹板H型钢作为钢结构行业的新型产品，腹板由平腹板改为波纹形状的腹板，突破了传统平腹板H型钢高厚比的限制，克服了平腹板容易局部失稳变形的问题，在同等强度下可以大大降低用钢量，减轻自重。波纹腹板H型钢包括上翼缘板、下翼缘板及波纹腹板，其中波纹腹板的两端分别与上翼缘板和下翼缘板固定。波纹腹板H型钢主要在波纹腹板H型钢生产线上制造。

传统的波纹腹板H型钢生产线主要包括卷板开平装置、平板剪切装置、腹板成型装置、自动组立装置、波纹腹板H型钢的焊接装置。操作人员将经过卷板开平装置后的钢板搬运至平板剪切装置进行剪切，然后经过剪切的钢板再由操作人员搬运至腹板成型装置处进行压制成型，压制成型的波纹腹板再由操作人员搬运至波纹腹板H型钢的焊接装置，操作人员人工沿波纹腹板H型钢的长度方向进行波纹腹板与上翼缘板和下翼缘板的焊接，其中波纹腹板H 型钢的长度方向即波纹腹板与上翼缘板或波纹腹板与下翼缘板焊缝的整体走向，最后焊接完成之后的波纹腹板H型钢有操作人员运送至指定位置。

通过上述描述可知，波纹腹板与上翼缘板和下翼缘板的焊接需要采用人工焊接的方法进行焊接过程，操作人员的劳动强度较大。

因此，如何降低操作人员的劳动强度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术内容

本发明解决的技术问题是为克服上述现有技术中的不足而提供一种全自动化的波纹腹板焊接设备。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案。

一种型钢的波纹腹板自动焊接设备，包括载置台和焊接机械手，所述载置台上设有固定型钢翼板的夹紧装置，所述焊接机械手包括：

—焊接枪，用于焊接型钢的波纹腹板和侧板；

—纵向梁，用于带动焊接枪在上下方向上移动；

—横向梁，用于带动焊接枪和纵向梁在左右方向上移动，纵向梁在一定范围内可上下移动地滑动式安装在横向梁上；

—顶压装置，用于接触波纹腹板并受其顶压而带动纵向梁在其可自由的范围内上下移动；

—检测装置，用于接触波纹腹板并检测其外侧轮廓以产生轮廓信息；

—调整装置，用于根据检测装置检测的轮廓信息调整焊接枪的角度以使焊接枪与波纹腹板的外侧轮廓面之间始终保持适当的焊接角度。

上述技术方案还可以通过以下技术措施进一步完善：

所述夹紧装置上设有运输齿轮，该运输齿轮与传送机构配合带动型钢完成进给动作。所述顶压装置的下方具有一滚轮，该滚轮顶压在波纹腹板的外侧轮廓面，顶压装置与纵向梁固定连接，波纹腹板移动时，顶压装置带动纵向梁在上下方向上移动。检测装置包括位移传感器和信号处理单元，所述位移传感器用于探测波纹腹板外侧轮廓面形状，信号处理单元将位移传感器检测的位移信号转变轮廓信息。所述调整装置包括伺服电机、传动机构和导向轨道，所述电机通过传动机构与焊接枪传动连接并带动焊接枪沿导向轨道行走。所述传动机构包括安装固定在导向轨道上的链条和安装在焊接枪上的链轮，伺服电机与焊接枪固定连接，链轮固定安装在伺服电机的电机轴上，所述导向轨道为弧形且固定安装在纵向梁上，所述伺服电机工作时，链轮在链轮上行走以带动焊接枪转动。所述焊接机械手为左右对置的成对设置。所述载置台的前端设置有输送型钢至焊接机械手位置的进料装置。所述载置台的后端设置有输送型钢离开焊接机械手位置的出料装置。

由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益技术效果：

检测装置实时探测波纹腹板的外侧轮廓信息，从而反馈给调整装置，后者根据设定程序给予焊接枪不同运行轨迹、速度、电流、电压等工作参数，这样保证了对波纹腹板H型钢的焊接或切割，满足了各种波型腹板H型成型焊接或腹板切割的加工需要。其中，调整装置使得割嘴或焊枪实现摆动，随时随地与被加工的波纹腹板波形保持适应状态，从而获得更加理想的加工效果。这样，本发明显著提高加工效率，降低工人劳动强度，保证焊接质量。

此外，由于本发明的焊接枪实时保持与波纹腹板的轮廓面适当角度和距离，即实时跟踪焊缝，因此本发明还可以实现埋弧焊、气保焊等高质量的焊接。当然本发明的型钢也不局限于H型钢，其它类型的型钢，例如T型钢等也可以。

附图说明

图1.是本发明一实施例的波纹腹板焊接设备的整体结构示意图。

图2.是本发明一实施例的波纹腹板焊接设备的侧向结构示意图。

图3.是本发明一实施例的波纹腹板焊接设备的俯视结构示意图。

图4.是本发明一实施例的波纹腹板焊接设备的生成线结构示意图

附图标记说明：1.进料装置；2.焊接机械手；20.横向梁；21.纵向梁；22.调整装置；23. 顶压装置；24.焊接枪；25.检测装置；26.夹紧装置；3.出料装置；4.控制装置；5.波纹腹板； 6.载置台。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2、图3、图4所示的一种型钢的波纹腹板自动焊接设备，包括载置台6和焊接机械手2，所述载置台6上设有固定型钢翼板的夹紧装置26和控制装置4，所述焊接机械手2包括：

—焊接枪24，用于焊接型钢的波纹腹板5和侧板；

—纵向梁21，用于带动焊接枪24在上下方向上移动；

—横向梁20，用于带动焊接枪24和纵向梁21在左右方向上移动，纵向梁21在一定范围内可上下自由移动地安装在横向梁20上；

—顶压装置23，用于接触波纹腹板5并受其顶压而带动纵向梁21在其可移动的范围内上

下移动；

—检测装置25，用于接触波纹腹板5并检测其外侧轮廓以产生轮廓信息；

—调整装置22，用于根据检测装置25检测的轮廓信息调整焊接枪24的角度以使焊接枪 24与波纹腹板5的外侧轮廓面之间始终保持适当的焊接角度。

所述夹紧装置26上设有运输齿轮，该运输齿轮与传送机构配合带动型钢完成进给动作。

所述顶压装置23的下方具有一滚轮，该滚轮顶压在波纹腹板5的外侧轮廓面，顶压装置 23与纵向梁21固定连接，波纹腹板5移动时，顶压装置23带动纵向梁21在上下方向上移动。

检测装置25包括位移传感器和信号处理单元，所述位移传感器用于探测波纹腹板5外侧轮廓面形状，信号处理单元将位移传感器检测的位移信号转变轮廓信息。

所述调整装置22包括伺服电机、传动机构和导向轨道，所述电机通过传动机构与焊接枪 24传动连接并带动焊接枪24沿导向轨道行走。

所述传动机构包括安装固定在导向轨道上的链条和安装在焊接枪24上的链轮，伺服电机与焊接枪24固定连接，链轮固定安装在伺服电机的电机轴上，所述导向轨道为弧形且固定安装在纵向梁21上，所述伺服电机工作时，链轮在链轮上行走以带动焊接枪24转动。

所述焊接机械手2为左右对置的成对设置。所述载置台6的前端设置有输送型钢至焊接机械手2位置的进料装置1。所述载置台6的后端设置有输送型钢离开焊接机械手2位置的出料装置3。

本实施例的横向梁20采用电机驱动，电机驱动齿轮齿条传动机构，齿条固定在横向梁20 上，从而电机旋转时，齿轮转动带动齿条产生平移，进而驱动横向梁20水平移动。横向梁 20的水平移动用于调整焊接枪24的横向位置，使得焊接枪24接近或远离焊缝。

本实施例的纵向梁21滑动式设置在横向梁20上，使得纵向梁21可以自由地上下移动，为了结构简单，在本实施例中横向梁20和纵向梁21之间采用常规的滑轨和滑槽配合，当然也可以采用其他的滑动式配合，如果不计较成本的情况下，甚至可以采用电机驱动纵向梁21 上下移动。

本实施例的顶压装置23固定安装在纵向梁21上，顶压装置23的下端部活动安装一个滚轮。在工作时，滚轮紧贴波纹腹板5的外侧轮廓面，使得在波纹腹板5前进过程中，纵向梁 21随波纹腹板5的轮廓曲面而上下运动，从而带动焊接枪24上下移动，使得焊接枪24始终距离焊缝一特定的位置。

本实施例的检测装置25包括一与焊接枪24固定架固定安装的延伸臂、安装在延伸臂端部位移传感器以及信号处理单元，位移传感器实时接触波纹腹板5的外侧轮廓面并感知外侧轮廓面的曲率变化。信号处理单元将该位移传感器感知的位移变化量转化为电压或电流等电参量变化，控制装置4根据信号处理单元产生的电参量数据控制调整装置22产生角度变化。

本实施例中的调整装置22包括安装焊接枪24的固定架、伺服电机、链轮、链条和导向轨道，伺服电机固定安装在固定架上，链轮安装在伺服电机的输出轴上，链条固定安装在导向轨道上，导向轨道固定设置在纵向梁21上。控制装置4接收到处理单元产生的轮廓面信息后，驱动电机转动，电机转动时带动链轮转动，由于导向轨道为弧形，当链轮在固定的链条上转动时，则带动焊接枪24产生角度变化。这样可以使焊接枪24始终和波纹腹板5的轮廓面之间保持恰当的焊接角度，从而提高了焊接质量。

本实施例中载置台6上还设置有运送波纹腹板5的输送装置和夹紧装置26，在焊接时，夹紧装置26夹紧H型钢的侧板，输出装置在其它位置也夹紧H型钢的侧板，输送装置为左右各一对运送齿轮，当齿轮转动时，波纹腹板5前进或者后退。

本实施例载置台6的前端设置有输送型钢至焊接机械手2位置的进料装置1。载置台6的后端设置有输送型钢离开焊接机械手2位置的出料装置3。这样H型钢从进料、焊接到出料全部自动化控制，大大降低了人工。

本实施例的焊接机械手2为左右各一个，可以同时焊接H型钢两侧的焊缝。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1.进料装置；2.焊接机械手；20.横向梁；21.纵向梁；22.调整装置；23.顶压装置；24.焊接枪；25.检测装置；26.夹紧装置；3.出料装置；4.控制装置；5.波纹腹板；6.载置台。等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims

1.一种型钢的波纹腹板自适应焊接设备，包括载置台和焊接机械手，所述载置台上设有固定型钢翼板的夹紧装置，其特征在于，所述焊接机械手包括：

—焊接枪，用于焊接型钢的波纹腹板和侧板；

—纵向梁，用于带动焊接枪在上下方向上移动；

—横向梁，用于带动焊接枪和纵向梁在左右方向上移动，纵向梁在一定范围内可上下移动地安装在横向梁上；

—顶压装置，用于接触波纹腹板并受其顶压而带动纵向梁在其可移动的范围内上下移动；

2.根据权利要求1所述的一种型钢的波纹腹板自适应焊接设备，其特征在于，所述夹紧装置上设有运输齿轮，该运输齿轮与传送机构配合带动型钢完成进给动作。

3.根据权利要求1或2所述的一种型钢的波纹腹板自适应焊接设备，其特征在于，所述顶压装置的下方具有一滚轮，该滚轮顶压在波纹腹板的外侧轮廓面，顶压装置与纵向梁固定连接，波纹腹板移动时，顶压装置带动纵向梁在上下方向上移动。

4.根据权利要求1所述的一种型钢的波纹腹板自适应焊接设备，其特征在于，所述检测装置包括位移传感器和信号处理单元，所述位移传感器用于探测波纹腹板外侧轮廓面形状，信号处理单元将位移传感器检测的位移信号转变轮廓信息。

5.根据权利要求1或4所述的一种型钢的波纹腹板自适应焊接设备，其特征在于，所述调整装置包括伺服电机、传动机构和导向轨道，所述电机通过传动机构与焊接枪传动连接并带动焊接枪沿导向轨道行走。

6.根据权利要求5所述的一种型钢的波纹腹板自适应焊接设备，其特征在于，所述传动机构包括安装固定在导向轨道上的链条和安装在焊接枪上的链轮，伺服电机与焊接枪固定连接，链轮固定安装在伺服电机的电机轴上，所述导向轨道为弧形且固定安装在纵向梁上，所述伺服电机工作时，链轮在链轮上行走以带动焊接枪转动。

7.根据权利要求1所述的一种型钢的波纹腹板自适应焊接设备，其特征在于，所述焊接机械手为左右对置的成对设置。

8.根据权利要求1所述的一种型钢的波纹腹板自适应焊接设备，其特征在于，所述载置台的前端设置有输送型钢至焊接机械手位置的进料装置。

9.根据权利要求1所述的一种型钢的波纹腹板自适应焊接设备，其特征在于，所述载置台的后端设置有输送型钢离开焊接机械手位置的出料装置。