CN108262550B - 起重机主梁腹板加强钢自动焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起重机主梁腹板加强钢自动焊接装置，包括行走式的门架，所述门架由行走机构驱动可沿X方向行走，所述门架包括两个立柱和固定于两个所述立柱上端的横梁；所述横梁上设有至少一辆可沿Y方向移动的焊接小车，所述焊接小车由小车驱动装置驱动；所述焊接小车上设置有焊枪，所述焊枪可沿Z向移动。门架驱动焊枪沿腹板的长度方向运动，将角钢和扁钢焊接于腹板上，同时，焊接小车驱动焊枪沿腹板的宽度方向移动，本申请的焊接设备自动化程度高，大大提高了焊接效率和焊接质量。

Description

起重机主梁腹板加强钢自动焊接装置

技术领域

本发明涉及起重机生产用设备技术领域，具体的说，涉及一种起重机主梁腹板加强钢自动焊接装置。

背景技术

如图1和图2共同所示，起重机主梁1(如桥式起重机、门式起重机)包括两个间隔设置的腹板13，腹板13的上下两端分别固定连接有上翼缘板11和下翼缘板12，两个腹板13的内表面分别焊接固定连接有沿腹板13的长度方向设置的加强角钢14或者加强扁钢15。

目前，传统的焊接方式为先将上翼缘板11与两个腹板13焊接连接在一起，形成Π型梁，再由人工将加强角钢14或者加强扁钢15焊接于两个腹板13的内表面。但是由于空间狭窄，焊接产生的烟尘不易扩散，对焊工的身体健康造成严重的伤害，且人工焊接工艺质量一致性差，生产效率低，提高了成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种自动化程度高的起重机主梁腹板加强钢自动焊接装置，以提高焊接效率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

起重机主梁腹板加强钢自动焊接装置包括行走式的门架，所述门架由行走机构驱动可沿X方向行走，所述门架包括两个立柱和固定于两个所述立柱上端的横梁；所述横梁上设有至少一辆可沿Y方向移动的焊接小车，所述焊接小车由小车驱动装置驱动；所述焊接小车上设置有焊枪，所述焊枪可沿Z向移动。

优选的，所述焊接小车包括设置于所述横梁前侧的前安装板和设置于所述横梁后侧的后安装板，所述前安装板和所述后安装板固定连接在一起；所述前安装板上设置有定位矫整压臂机构，所述定位矫整压臂机构包括固定设置于所述前安装板上的竖向的前伸缩缸，所述前伸缩缸的活塞杆下端固定连接有压臂，所述压臂的下端连接有平衡压紧轮组；所述平衡压紧轮组包括与所述压臂固定连接的轮组架，所述轮组架的两侧分别转动设有两个水平的前导向轮，所述轮组架上还转动设有竖向的前压轮。

优选的，所述后安装板上设置有焊枪位置调整机构，所述焊枪位置调整机构包括粗调机构，所述粗调机构包括固定设置于所述后安装板上竖向的后伸缩缸，所述后伸缩杆缸的下端固定连接有安装支架，所述安装支架连接有焊枪安装板，所述焊枪安装板上固定有焊枪。

优选的，所述焊枪位置调整机构还包括焊枪位置微调机构，所述焊枪位置微调机构包括焊枪位置自动微调机构，所述焊枪位置自动微调机构包括竖向自调整机构和水平自调整机构；所述竖向自调整机构包括两条竖向固定安装于所述安装支架上的竖向自调整导轨，两条所述竖向自调整导轨滑动连接有竖向自调整滑块；所述水平自调整机构包括水平自调整安装板，所述水平自调整安装板与所述竖向自调整滑块固定连接；所述水平自调整安装板固定连接有两个水平自调整导轨，两个所述水平自调整导轨滑动连接有水平自调整滑块，两个所述水平自调整导轨上分别套设有水平自调整弹簧，所述水平自调整弹簧支撑于所述水平自调整滑块与所述水平自调整安装板之间，所述水平自调整安装板的一端固定连接有气缸，所述气缸的伸缩端与所述水平自调整滑块固定连接；所述水平自调整安装板上固定设有第一竖向支撑杆，所述第一竖向支撑杆的下端转动连接有竖向的后压轮。

优选的，所述焊枪位置微调机构还包括安装于所述水平自调整滑块上的焊枪位置手动微调整机构，所述焊枪位置手动微调整机构包括竖向手动调整机构和水平手动调整机构；所述竖向手动调整机构包括竖向手动调整安装板，所述竖向手动调整安装板与所述水平自调整滑块固定连接，所述竖向手动调整安装板上固定有两条竖向手动导轨，两条所述竖向手动导轨滑动套设有竖向手动调整滑块，所述竖向手动调整安装板上转动设有竖向丝杠，所述竖向丝杠与所述竖向手动调整滑块螺纹连接，所述竖向丝杠上固定有竖向调整手柄；所述水平手动调整机构包括水平手动调整安装板，所述水平手动调整安装板与所述竖向手动调整滑块固定连接，所述水平手动调整安装板上固定设有两条水平手动调整导轨，两条所述水平手动调整导轨滑动连接有水平手动调整滑块，所述水平手动调整安装板上转动连接有水平丝杠，所述水平丝杠与所述水平手动调整滑块螺纹连接，所述水平丝杠固定连接有水平调整手柄；所述竖向手动调整安装板上固定有第二竖向支撑杆，所述第二竖向支撑杆的下端转动连接有后导向轮；所述焊枪安装板与所述水平手动调整滑块固定连接。

优选的，所述后安装板上设有用于锁紧所述焊接小车的锁紧机构，所述锁紧机构包括螺纹套筒，所述螺纹套筒内螺纹连接有锁紧杆，所述锁紧杆的端部设有锁紧手柄，所述后安装板上设有安装通孔，所述螺纹套筒固定于所述安装通孔内。

优选的，所述小车驱动装置包括固定安装于所述前安装板上的小车电机，所述小车电机的输出端固定连接有小车减速机，所述小车减速机的输出端固定连接有齿轮，所述齿轮啮合有水平的齿条，所述齿条位于所述横梁的前侧。

优选的，所述行走机构包括箱体，所述立柱固定于所述箱体上，所述箱体上固定有门架电机和门架减速机，所述门架电机的输出端与所述门架减速机固定连接，所述门架减速机的输出端固定连接有行走滚轮。

优选的，所述箱体的两端下部分别转动连接有两个防倾滚轮。

优选的，所述横梁上设置有小车导轨，所述小车导轨包括两条水平的前导轨和两条水平的后导轨，所述前导轨位于所述横梁的前侧，所述前安装板滑动连接于两条所述前导轨上，所述后导轨位于所述横梁的后侧，所述后安装板滑动连接于两条所述后导轨上。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于门架由行走机构驱动可沿X方向行走，门架连接有焊枪，焊接时，门架带动焊枪沿腹板的长度方向运动，将加强钢与腹板快速焊接在一起。由于横梁上设有至少一辆可沿Y方向移动的焊接小车，焊接小车沿Y方向移动，带动焊枪沿Y方向运动；焊枪可沿Z向移动，调整焊枪的高低。具有自动化程度高，焊接快速的好处。

由于焊枪位置自调整机构包括竖向自调整机构和水平自调整机构，水平自调整机构安装于竖向自调整滑块上，焊枪位置手动微调整机构安装于水平自调整滑块上，水平自调整安装板通过第一竖向支撑杆转动连接有竖向的后压轮，则后压轮支撑整个焊枪位置手动微调整机构的重量，后压轮支撑于腹板上，防止焊接时腹板变形。

由于水平自调整机构包括水平自调整安装板，水平自调整安装板设有水平自调整导轨，水平自调整导轨滑动连接有水平自调整滑块，水平自调整导轨上套设有水平自调整弹簧，水平自调整弹簧支撑于水平自调整滑块与水平自调整安装板之间，水平自调整安装板的一端固定连接有气缸，气缸的伸缩端与水平自调整滑块固定连接，焊接时，后导向轮抵靠在加强钢上，如果焊枪位置太靠近腹板与加强钢的焊接处，则水平自调整弹簧与气缸的合力推动水平自调整滑块向远离焊接处方向运动，进而推动焊枪向远离焊接处运动，如果焊枪位置距离腹板与加强钢的焊接处过远，则水平自调整弹簧与气缸的合力推动水平自调整滑块向靠近焊接处方向运动，进而推动焊枪向靠近焊接处运动，使得在水平方向上，焊枪与焊接处的距离适中，保证焊接质量。

附图说明

图1是起重机主梁的结构示意图；

图2是图1中A-A向的剖视图；

图3是本发明的起重机主梁腹板加强钢自动焊接装置的主视结构示意图；

图4是图3的后视结构示意图；

图5是图3的俯视结构示意图；

图6是图5中D部的放大结构示意图；

图7是图4中竖向自调整机构的放大结构示意图；

图8是图4中水平自调整机构的放大结构示意图；

图9是图4中竖向手动调整机构的放大结构示意图；

图10是图4中水平手动调整机构的放大结构示意图；

图11是图3中平衡压紧轮组的放大结构示意图；

图12是图11的右视结构示意图；

图13是图3中B部的放大结构示意图；

图14是图4中C部的放大结构示意图；

图中：1-主梁；11-上翼缘板；12-下翼缘板；13-腹板；14-加强角钢；15-加强扁钢；2-门架；21-立柱；22-横梁；23-箱体；24-防倾滚轮；25-前导轨；26-齿条；27-后导轨；3-行走导轨；40-焊枪位置自调整机构；401-竖向自调整机构；4011-竖向自调整导轨；4012-竖向自调整滑块；402-水平自调整机构；4021-水平自调整安装板；4022-水平自调整导轨；4023-水平自调整滑块；4024-水平自调整弹簧；4025-气缸；4026-第一竖向支撑杆；4027-后压轮；41-前安装板；42-后安装板；43-小车电机；44-前伸缩缸；45-压臂；46-平衡压紧轮组；461-轮组架；462-前导向轮；463-前压轮；47-后伸缩缸；48-安装支架；49-焊枪位置手动微调整机构；491-竖向手动调整机构；4911-竖向手动调整安装板；4912-竖向手动导轨；4913-竖向手动调整滑块；4914-竖向丝杠；4915-竖向调整手柄；4916-第二竖向支撑杆；4917-后导向轮；492-水平手动调整机构；4921-水平手动调整安装板；4922-水平手动调整导轨；4923-水平手动调整滑块；4924-水平丝杠；4925-水平调整手柄；4926-焊枪安装板；5-焊枪；6-平台；7-锁紧机构；71-螺纹套筒；72-锁紧杆；73-锁紧手柄。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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，且不用于限定本发明。

定义XYZ坐标系如图3所示。

如图3、图4和图5共同所示，一种起重机主梁腹板加强钢自动焊接装置，Π型的门架2，门架2包括两个立柱21和固定于两个立柱21上端的横梁22，两个立柱21的下端分别固定于箱体23上，箱体23固定设有门架电机和由门架电机驱动的门架减速机，门架减速机的输出端固定连接有行走滚轮，行走滚轮支撑于行走导轨3上，行走滚轮滚动时，带动整个门架2沿Y向即腹板13的长度方向运动。

如图13所示，在两个箱体23的两端下部分别转动设有两个防倾滚轮24，两个防倾滚轮24分别位于行走导轨3的两侧，且抵靠在行走导轨3上，用于防止门架2侧倾。在行走导轨3的两端设有固定块等保护装置，以防止门架2出轨。

如图3所示，横梁22上通过两条沿X方向设置的前导轨25、两条后导轨27滑动连接有三辆焊接小车，前导轨25、后导轨27分别位于横梁22的前后侧，焊接小车包括与两条前导轨25滑动连接的前安装板41，与两条后导轨27滑动连接的后安装板42，前安装板41、后安装板42固定连接在一起。前安装板41上固定安装有小车电机43，小车电机43的输出端连接有小车减速机，小车减速机的输出端固定有齿轮，齿轮与齿条26啮合，齿条26水平固定于横梁22的前侧。

如图3和图5共同所示，前安装板41上固定有竖向即Z向的前伸缩缸44，前伸缩缸44的活塞杆的下端固定有压臂45，压臂45与前安装板41之间设有竖向的导向机构，如滑槽导轨导向机构或者圆柱直线轴承导向机构，压臂45的下端连接有平衡压紧轮组46。

如图11和图12共同所示，平衡压紧轮组46包括固定于压臂45下端的轮组架461，轮组架461的两侧分别转动设有两个水平的前导向轮462，轮组架461上还转动设有竖向的前压轮463。

如图4、图5和图6共同所示，后安装板42连接有焊枪位置调整机构，焊枪位置调整机构包括粗调机构和焊枪位置微调机构。粗调机构包括固定于后安装板42上的后伸缩缸47，后伸缩缸47的活塞杆的下端固定连接有安装支架48，安装支架48与后安装板42之间设有竖向的导向机构，如滑槽导轨导向机构或者圆柱直线轴承导向机构，安装支架48通过焊枪位置微调机构连接有焊枪5。焊枪位置微调机构包括焊枪位置自调整机构40、焊枪位置手动微调整机构49。

如图4、图5和图6共同所示，焊枪位置自调整机构40包括竖向自调整机构401和水平自调整机构402。

如图4、图5、图6和图7共同所示，竖向自调整机构401包括两条固定安装于安装支架48上的竖向自调整导轨4011，两条竖向自调整导轨4011上滑动连接有竖向自调整滑块4012；

如图4、图5、图6和图8共同所示，水平自调整机构402包括水平自调整安装板4021，水平自调整安装板4021固定连接有两个水平自调整导轨4022，两个水平自调整导轨4022滑动连接有水平自调整滑块4023，两个水平自调整导轨4022上分别套设有水平自调整弹簧4024，水平自调整弹簧4024支撑于水平自调整滑块4023与水平自调整安装板4021之间，水平自调整安装板4021的一端固定连接有气缸4025，气缸4025的伸缩端与水平自调整滑块4023固定连接；水平自调整安装板4021与竖向自调整滑块4012固定连接；

水平自调整安装板4021上固定设有第一竖向支撑杆4026，第一竖向支撑杆4026的下端转动连接有竖向的后压轮4027。

如图4、图5和图6共同所示，焊枪位置手动微调整机构49包括竖向手动调整机构491和水平手动调整机构492；

如图4、图5、图6和图9共同所示，竖向手动调整机构491包括竖向手动调整安装板4911，竖向手动调整安装板4911与水平自调整滑块4023固定连接，竖向手动调整安装板4911上固定有两条竖向手动导轨4912，两条竖向手动导轨4912滑动套设有竖向手动调整滑块4913，竖向手动调整安装板4911上转动设有竖向丝杠4914，竖向丝杠4914与竖向手动调整滑块4913螺纹连接，竖向丝杠4914上固定有竖向调整手柄4915；

竖向手动调整安装板4911上固定有第二竖向支撑杆4916，第二竖向支撑杆4916的下端转动连接有后导向轮4917；

如图4、图5、图6和图10共同所示，水平手动调整机构492包括水平手动调整安装板4921，水平手动调整安装板4921与竖向手动调整滑块4913固定连接，水平手动调整安装板4921上固定设有两条水平手动调整导轨4922，两条水平手动调整导轨4922滑动连接有水平手动调整滑块4923，水平手动调整安装板4921上转动连接有水平丝杠4924，水平丝杠4924与水平手动调整滑块4923螺纹连接，水平丝杠4924固定连接有水平调整手柄4925；

焊枪安装板4926与水平手动调整滑块4923固定连接。

如图4、图5和图6共同所示，后安装板42上设有锁紧机构7，锁紧机构7包括螺纹套筒71，螺纹套筒71内螺纹连接有锁紧杆72，锁紧杆72的端部设有锁紧手柄73，后安装板42上设有安装通孔，螺纹套筒71固定于安装通孔内。

如图3、图4所示，将腹板13与加强角钢14或者加强扁钢15焊接在一起时，将腹板13平铺于平台6上，腹板13位置找正并固定，然后再将加强角钢14、加强扁钢15放置于腹板13上；

通过门架电机和门架减速机驱动门架2运动到焊接初始位置，通过小车电机、小车减速机驱动焊接小车至焊接初始位置的上方，调整压臂45的位置，将压臂45降至工作位置，如图11所示，前压轮463抵靠在加强角钢14或者加强扁钢15的上方，前导向轮462抵靠在加强角钢14或者加强扁钢15的两侧，定位固定加强角钢14或者加强扁钢15的位置，防止焊接时加强角钢14或者加强扁钢15偏离焊接位置；

后伸缩缸47下降，带动焊枪位置自调整机构40、焊枪位置手动微调整机构49整体下降，焊枪5靠近加强角钢14或者加强扁钢15与腹板13的焊接处，此时，后压轮4027抵靠在腹板13上，则后压轮4027支撑整个焊枪位置手动微调整机构49的重量，防止焊接时腹板13产生波浪变形；

气缸4025动作，带动焊枪5快速靠近加强角钢14或者加强扁钢15与腹板13的焊接处，手动调节竖向调整手柄4915、水平调整手柄4925，使得焊枪5正对加强角钢14或者加强扁钢15与腹板13的焊接处，且让后导向轮4917抵靠在加强角钢14或者加强扁钢15上以使焊枪5能够沿加强角钢14或者加强扁钢15的长度方向移动；

焊枪5的位置调整好后，旋转锁紧手柄73，让锁紧杆72顶靠在横梁22上，则焊接小车位置锁死，以防止焊枪5晃动，保证焊接的直线度；

焊接启动钮—焊枪5送丝—引弧—焊接开始同时门架2沿行走导轨3运动—焊到终点，门架2停止行走—收弧—前伸缩缸44带动压臂45、平衡压紧轮组46收回，后伸缩缸47带动焊枪位置自调整机构40、焊枪位置手动微调整机构49整体整体收回，则焊枪5退回—门架2快动返回至起始位置—手动调整各组焊枪5使其分别对准另一焊接位置……直至完成全部工作，完成腹板13与加强角钢14或者加强扁钢15的焊接。

另外，焊接时，气缸4025、水平自调整弹簧4024自动调节对水平自调整滑块4023的力，如果焊枪5距离焊接位置的距离过大，则气缸4025、水平自调整弹簧4024的合力推动水平自调整滑块4023靠近加强角钢14或者加强扁钢15；如果焊枪5距离焊接位置的距离过远，则气缸4025、水平自调整弹簧4024的合力推动水平自调整滑块4023远离加强角钢14或者加强扁钢15，以使焊枪5与加强角钢14或者加强扁钢15始终处于合适的位置，保证焊接质量。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.起重机主梁腹板加强钢自动焊接装置，其特征在于，包括：行走式的门架，所述门架由行走机构驱动可沿X方向行走，所述门架包括两个立柱和固定于两个所述立柱上端的横梁；所述横梁上设有至少一辆可沿Y方向移动的焊接小车，所述焊接小车由小车驱动装置驱动；所述焊接小车上设置有焊枪，所述焊枪可沿Z向移动；

所述焊接小车包括设置于所述横梁前侧的前安装板和设置于所述横梁后侧的后安装板，所述前安装板和所述后安装板固定连接在一起；所述前安装板上设置有定位矫整压臂机构，所述定位矫整压臂机构包括固定设置于所述前安装板上的竖向的前伸缩缸，所述前伸缩缸的活塞杆下端固定连接有压臂，所述压臂的下端连接有平衡压紧轮组；所述平衡压紧轮组包括与所述压臂固定连接的轮组架，所述轮组架的两侧分别转动设有两个水平的前导向轮，所述轮组架上还转动设有竖向的前压轮；

所述后安装板上设置有焊枪位置调整机构，所述焊枪位置调整机构包括粗调机构，所述粗调机构包括固定设置于所述后安装板上竖向的后伸缩缸，所述后伸缩缸的下端固定连接有安装支架，所述安装支架连接有焊枪安装板，所述焊枪安装板上固定有焊枪；

所述焊枪位置调整机构还包括焊枪位置微调机构，所述焊枪位置微调机构包括焊枪位置自动微调机构，所述焊枪位置自动微调机构包括竖向自调整机构和水平自调整机构；

所述竖向自调整机构包括两条竖向固定安装于所述安装支架上的竖向自调整导轨，两条所述竖向自调整导轨滑动连接有竖向自调整滑块；

所述水平自调整机构包括水平自调整安装板，所述水平自调整安装板与所述竖向自调整滑块固定连接；所述水平自调整安装板固定连接有两个水平自调整导轨，两个所述水平自调整导轨滑动连接有水平自调整滑块，两个所述水平自调整导轨上分别套设有水平自调整弹簧，所述水平自调整弹簧支撑于所述水平自调整滑块与所述水平自调整安装板之间，所述水平自调整安装板的一端固定连接有气缸，所述气缸的伸缩端与所述水平自调整滑块固定连接；

所述水平自调整安装板上固定设有第一竖向支撑杆，所述第一竖向支撑杆的下端转动连接有竖向的后压轮；

所述后安装板上设有用于锁紧所述焊接小车的锁紧机构，所述锁紧机构包括螺纹套筒，所述螺纹套筒内螺纹连接有锁紧杆，所述锁紧杆的端部设有锁紧手柄，所述后安装板上设有安装通孔，所述螺纹套筒固定于所述安装通孔内。

2.如权利要求1所述的起重机主梁腹板加强钢自动焊接装置，其特征在于，所述焊枪位置微调机构还包括安装于所述水平自调整滑块上的焊枪位置手动微调整机构，所述焊枪位置手动微调整机构包括竖向手动调整机构和水平手动调整机构；

所述竖向手动调整机构包括竖向手动调整安装板，所述竖向手动调整安装板与所述水平自调整滑块固定连接，所述竖向手动调整安装板上固定有两条竖向手动导轨，两条所述竖向手动导轨滑动套设有竖向手动调整滑块，所述竖向手动调整安装板上转动设有竖向丝杠，所述竖向丝杠与所述竖向手动调整滑块螺纹连接，所述竖向丝杠上固定有竖向调整手柄；

所述水平手动调整机构包括水平手动调整安装板，所述水平手动调整安装板与所述竖向手动调整滑块固定连接，所述水平手动调整安装板上固定设有两条水平手动调整导轨，两条所述水平手动调整导轨滑动连接有水平手动调整滑块，所述水平手动调整安装板上转动连接有水平丝杠，所述水平丝杠与所述水平手动调整滑块螺纹连接，所述水平丝杠固定连接有水平调整手柄；

所述竖向手动调整安装板上固定有第二竖向支撑杆，所述第二竖向支撑杆的下端转动连接有后导向轮；

所述焊枪安装板与所述水平手动调整滑块固定连接。

3.如权利要求1所述的起重机主梁腹板加强钢自动焊接装置，其特征在于，所述小车驱动装置包括固定安装于所述前安装板上的小车电机，所述小车电机的输出端固定连接有小车减速机，所述小车减速机的输出端固定连接有齿轮，所述齿轮啮合有水平的齿条，所述齿条位于所述横梁的前侧。

4.如权利要求1所述的起重机主梁腹板加强钢自动焊接装置，其特征在于，所述行走机构包括箱体，所述立柱固定于所述箱体上，所述箱体上固定有门架电机和门架减速机，所述门架电机的输出端与所述门架减速机固定连接，所述门架减速机的输出端固定连接有行走滚轮。

5.如权利要求4所述的起重机主梁腹板加强钢自动焊接装置，其特征在于，所述箱体的两端下部分别转动连接有两个防倾滚轮。

6.如权利要求1-5任一项所述的起重机主梁腹板加强钢自动焊接装置，其特征在于，所述横梁上设置有小车导轨，所述小车导轨包括两条水平的前导轨和两条水平的后导轨，所述前导轨位于所述横梁的前侧，所述前安装板滑动连接于两条所述前导轨上，所述后导轨位于所述横梁的后侧，所述后安装板滑动连接于两条所述后导轨上。