CN109500495B - 一种边框与芯板的焊接设备及其方法 - Google Patents

Abstract

一种边框与芯板的焊接设备及其方法，该方法包括：S1：将带夹芯层的第二面板吊运至托架上；S2：将芯板的第一面板和位于该面板两侧的边框水平起吊至一定高度；S3：翻转位于芯板两侧的边框，使边框与第一面板垂直；S4：将边框和第一面板压在夹芯层上，并将边框与第一面板和第二面板对齐；S5：将边框的一边沿与第一面板焊接，将边框的另一边沿与第二面板焊接，形成带边框的芯板。本发明还包括一种边框与芯板的焊接设备。本发明能够大大简化设备结构，减少设备数量，降低成本，减小占地面积，提高工作效率。

Description

一种边框与芯板的焊接设备及其方法

技术领域

本发明涉及焊接设备，特别是一种边框与芯板的焊接设备及其方法。

背景技术

我厂所设计的芯板包括第一面板、第二面板和设于第一面板、第二面板之间的若干个芯管，芯管与两个面板之间通过钎焊连接。所制作出的芯板可用于建筑结构、车辆、船舶、飞机、航天设备、集装箱、桥梁、道路、隧道、轨基、家具、涵管、真空管或箱包等各个领域。芯板的至少两个相对的侧面设置边框，以便于连接和保护芯管等。

当需要将边框与芯板焊接时，如果先将芯板焊接于第二面板上，再将第一面板焊接在芯管上，再焊接边框，会不便于边框与两个面板之间的对准，而且这种焊接方式，需要先对第一面板进行焊接，再对边框焊接，即要进行两次焊接，大大增加焊接时间，降低工作效率。

另外，现有的整体设备通常包括多个吊装机构、夹持机构、焊接机构以及焊接平台，如果应用在本申请的芯板上，由于芯板的板体和边框重量大小都不同，就需要不同的吊装机构，例如，通过第一吊装机构将带芯管的第二面板吊装到焊接平台上，再通过第二吊装机构将第一面板吊装到芯管上，通过夹持机构夹持压紧，再通过焊接机构进行焊接，焊接后，还需要冷却一定时间，再通过第三吊装机构将边框吊至芯板处，进行对准并焊接。操作十分繁琐，且设备数量多，占用场地大。由于边框和面板的长度可达十几米，那么各个吊装机构的位置相隔的就远一些，大大提高场地占用面积。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种设备简化，设备数量减少，成本降低，占地面积小，工作效率高的边框与芯板的焊接设备及其方法。

本发明的技术方案是：

本发明之一种边框与芯板的焊接方法，包括以下步骤：

S1：将带夹芯层的第二面板吊运至托架上；

S2：将芯板的第一面板和位于该面板两侧的边框水平起吊至一定高度；

S3：翻转位于芯板两侧的边框，使边框与第一面板垂直；

S4：将边框和第一面板压在夹芯层上，并将边框与第一面板和第二面板对齐；

S5：将边框的一边沿与第一面板焊接，将边框的另一边沿与第二面板焊接，形成带边框

的芯板。

上述方案具有以下优点：（1）将第一面板和带夹芯层的第二面板分开吊运，再分别连接

边框，而不是先将第一面板焊接于夹芯层上形成芯板，再对边框与整个芯板进行连接，从而大大简化设备结构，减少设备数量，降低起吊的重量，节约功耗，节约成本；（2）都集中在托架处焊接，节约和简化了焊接设备；（3）直接在托架处焊接，无需设置焊接平台，即省略了焊接平台，大大节约场地，降低成本。

进一步，S3还包括：翻转位于芯板两侧的边框，使边框与第一面板垂直，并将边框导正，使边框整体在一条直线上，并使第一面板和边框紧密接触。通过将边框导正，并与第一面板紧密接触，当将边框和第一面板压在夹芯层上时，就无需再次调整整个结构的位置关系，可直接进行焊接，大大提高工作效率。

进一步，S5中，焊接方式为连续激光扫焊。采用连续激光扫焊，相比其他焊接方式，能

够大大缩短焊接时间。

本发明之一种边框与芯板的焊接设备，包括：

机架；

面板边框吊具，包括吊具架、翻转机构、用于夹持第一面板的第一夹持机构以及设于第一夹持机构的两侧且用于夹持边框的第二夹持机构；所述翻转机构与第二夹持机构连接，带动第二夹持机构向第一夹持机构的方向翻转；

第一升降机构，与面板边框吊具连接，带动面板边框吊具上下运动；

焊接机构，用于将边框焊接于芯板的第一面板和第二面板之间。

上述方案具有以下优点：通过在同一机架上设置第一夹持机构和第二夹持机构，分别夹持第一面板和边框，并通过翻转机构调整边框的位置，使得边框与第一面板位置相对应，以便于焊接，无需另外吊运至其他设备进行对准和焊接，大大节约场地和成本。

进一步，还包括：

植芯吊具，用于夹持带夹芯层的第二面板；

第二升降机构，与植芯吊具连接，带动植芯吊具上下运动。

本发明中，如果先将第一面板焊接于夹芯层上，形成芯板，再对边框与整个芯板进行吊

装，不仅增加了升降机构的动力装置的功耗，还增加了额外的设备对第一面板与带夹芯层的第二面板进行焊接，且增加了设备的设计复杂度。本发明通过设置面板边框吊具和植芯吊具分别对第一面板和带夹芯层的第二面板进行吊装，统一与边框焊接，大大节约设备和功耗，且使设备更为简化，无需使用其他设备和生产线，节约场地，且使边框更容易焊接于第一面板和第二面板之间。

进一步，所述机架的顶部设有滑轨，所述第一升降机构和第二升降机构分别通过第一滑

台和第二滑台连接滑轨。

进一步，所述面板边框吊具和植芯吊具之间设有托架，托架的两侧均设有焊接机构。在

托架的两侧设有焊接机构，将边框与面板置于托架上进行焊接，而无需在面板边框吊具上先进行焊接，大大节省焊接设备，减小场地。且托架可便于放置芯板，进行后期的整体输送转移。

进一步，所述焊接机构包括行走架和沿行走架移动的焊接机器人。如此，能够适用于大

尺寸边框和面板之间的焊接,焊接速度快，减少焊接设备的数量。

进一步，所述第一夹持机构包括第一支撑体和设于第一支撑体上的多个第一真空吸盘；

所述第二夹持机构包括第二支撑体和设于第二支撑体上的多个第二真空吸盘，所述第一真空吸盘和第二真空吸盘均连接抽真空装置。其中，第一支撑体和第二支撑体可以是板体、框体等。

进一步，所述翻转机构包括至少一个翻转气缸，翻转气缸的活塞杆与第二夹持机构转动连接。其中，翻转气缸的活塞杆连接第一转接件，第一转接件转动连接第二转接件，第二转接件与连杆固定连接，连杆通过安装板连接于第二夹持机构上。可以理解的是，翻转气缸也可以由电缸或液压缸代替可以理解的是，翻转气缸也可以由电缸或液压缸代替；或者翻转机构包括转向电机和与转向电机轴连接的转动部。

进一步，所述第二夹持机构还连接定位机构，用于导正翻转后的边框。通过定位机构，使得边框整体在一条直线上，以便于焊接。其中，定位机构包括多个间隔布置的动力装置，动力装置的活塞杆选择性地伸出，与边框接触，对边框的位置进行调节。动力装置可以是气缸、电缸或液压缸。

进一步，所述第一真空吸盘连接调节螺栓。通过调节螺栓调节第一真空吸盘的松紧，使得第一真空吸盘能够牢牢吸住第一面板。

进一步，所述植芯吊具包括第三支撑体和设于第三支撑体上的多个第三真空吸盘，第三真空吸盘连接抽真空装置。

本发明的有益效果：

（1）将第一面板和带夹芯层的第二面板分开吊运，再分别连接边框，而不是先将第一

面板焊接于夹芯层上形成芯板，再对边框与整个芯板进行连接，从而大大简化设备结构，减少设备数量，降低起吊的重量，节约功耗，节约成本；

（2）都集中在托架处焊接，有效节省和简化了焊接设备，大大降低成本，减小占地面积，且提高了工作效率；

（3）通过在同一机架上设置第一夹持机构和第二夹持机构，分别夹持第一面板和边框，并通过翻转机构调整边框的位置，使得边框与第一面板位置相对应，以便于焊接，无需另外吊运至其他设备进行对准和焊接，大大节约场地和成本。

附图说明

图1是本发明实施例1的整体结构示意图；

图2是本发明实施例1面板边框吊具的结构示意图；

图3是本发明实施例1翻转机构未翻转的结构示意图；

图4是本发明实施例1翻转机构翻转90°的结构示意图；

图5是本发明实施例1未带边框的芯板的结构示意图；

图6是本发明实施例1带边框的芯板的结构示意图。

附图标识说明：1.机架；2.面板边框吊具；3.芯板；4.第一升降机构；5.行走架；6.植芯吊具；7.第二升降机构；8.定位机构；9.托架；

11.滑轨；21.吊具架；22.翻转机构；23.第一夹持机构；24.第二夹持机构；31.第一面

板；32.边框；33.第二面板；34.夹芯层；41.第一滑台；61.支撑架；71.第二滑台；81.定位气缸；82.定位板；

221.翻转气缸；222.第一转接件；223.第二转接件；224.连杆；225.轴座；226.加强筋；231.支撑板；232.第一真空吸盘；233.调节螺栓；241.支撑框；242.第二真空吸盘；321.边沿；341.空心管；

2321.连接件。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

如图1~图6所示：一种边框与芯板的焊接设备，包括：

机架1；

面板边框吊具2，包括吊具架21、翻转机构22、用于夹持第一面板31的第一夹持机构

23以及设于第一夹持机构的两侧且用于夹持边框32的第二夹持机构24；翻转机构22与第二夹持机构24连接，带动第二夹持机构24向第一夹持机构23的方向翻转；

第一升降机构4，与面板边框吊具2连接，带动面板边框吊具2上下运动；

焊接机构，用于将边框32焊接于芯板3的第一面板31和第二面板33之间；

植芯吊具6，用于夹持带夹芯层34的第二面板33；

第二升降机构7，与植芯吊具6连接，带动植芯吊具6上下运动。

具体地，本实施例中，第一夹持机构23和翻转机构22均连接于吊具架21上，翻转机构22与第二夹持机构24连接，形成整体式吊具。翻转机构22的翻转角度为0~90°。

第一夹持机构23包括支撑板231，支撑板231上间隔设置有多个第一真空吸盘232，第一真空吸盘232通过连接件2321固定于支撑板231上，第一真空吸盘的下端穿过支撑板，用于将第一面板吸住吊起；第一真空吸盘的上端连接通过管道连接抽真空装置。第二夹持机构24包括支撑框241，支撑框241上间隔设置有多个第二真空吸盘242；支撑框241连接翻转机构22，翻转机构与吊具架21连接。

本实施例中，第一真空吸盘232连接调节螺栓233，调节螺栓233固定于连接件2321上。一旦发现某个第一真空吸盘232的吸附力较弱，可通过调节螺栓233调紧第一真空吸盘232，大大提高真空吸附能力。

翻转机构22包括翻转气缸221，翻转气缸221倾斜放置，且固定于吊具架21上，翻转气缸221的活塞杆连接第一转接件222，第一转接件222转动连接第二转接件223，第二转接件223固定于连杆224上，连杆224通过轴座225与支撑框241固定连接。连杆224还通过加强筋226连接吊具架21，加强筋226的一端固定于机架上，另一端与连杆224非固定连接，以避免加强筋限制住连杆的自由度，不便于翻转机构翻转。通过加强筋226，能够提高翻转机构的支撑强度。当真空吸盘吊具尺寸较大时，可设置多个翻转气缸和多个加强筋。翻转机构22的工作原理为：翻转气缸221控制活塞杆动作，当活塞伸出，就会通过第一转接件222和第二转接件223之间的转动，经连杆224和轴座225带动支撑框241翻转；当活塞收回，支撑框241又会翻回至原点。

本实施例中，第二真空吸盘部还连接定位机构8。定位机构8包括多个间隔设置的定位气缸81和定位板82，定位气缸81固定于定位板82上，每个定位气缸81的活塞杆设于支撑框241与边框的间隙之间，通过活塞杆伸出，与边框接触，来将边框导正，且活塞杆的推力要小于第二真空吸盘242的吸力，防止边框脱离第二真空吸盘。第二真空吸盘242的下端穿过支撑框241，其下端用于将边框吸住吊起。第二真空吸盘242的上端穿过定位板82，其上端用于连接抽真空装置。

本实施例中，植芯吊具6包括支撑架61和设于支撑架下侧的多个第三真空吸盘，第三真空吸盘连接抽真空装置。

本实施例中，夹芯层34为焊接于第二面板33上的多个空心管341，空心管的截面形状可以是圆形、N边形（N≥3）等。多个空心管之间设有间隙。当植芯吊具夹持带夹芯层的第二面板时，是通过第三真空吸盘吸附在空心管之间的间隙上，从而实现带夹芯层的第二面板的吊运。

本实施例中，面板边框吊具2和植芯吊具6之间设有托架9，用于放置芯板3。托架9的两侧均设有焊接机构，焊接机构包括行走架5和沿行走架移动的焊接机器人，焊接机器人通过在行走架上进行行走式焊接，实现边框与第一面板、第二面板的连接。其中，焊接机器人可调节高度和角度。

本实施例中，机架1的顶部设有滑轨11，第一升降机构4和第二升降机构7分别通过第

一滑台41和第二滑台71连接滑轨11，实现面板边框吊具2和植芯吊具6的水平式移动。

本实施例边框与芯板的焊接方法，包括以下步骤：

S101：先将芯板的带夹芯层34的第二面板33吊运至托架9上。

具体地，通过第二升降机构7控制植芯吊具6动作，使得植芯吊具的第三真空吸盘吸附

在相邻两排空心管的间隙上，从而将带夹芯层的第二面板吊起，通过第二滑台沿着机架的滑轨移动，将带夹芯层的第二面板吊运至托架上。

S102：将芯板的第一面板31和位于该面板两侧的边框32水平起吊至一定高度。

具体地，通过第一升降机构控制面板边框吊具动作，使得第一夹持机构的多个第一真空

吸盘将第一面板吸住，同时两侧的第二夹持机构的多个第二真空吸盘将边框吸住，再通过第一升降机构同时将第一面板和边框吊至一定高度。且抽真空装置实时对第一真空吸盘和第二真空吸盘抽真空，以保持较大的吸力。

S103：翻转位于芯板两侧的边框32，使边框32与第一面板31垂直。

具体地，通过翻转机构带动第二夹持机构的支撑框翻转90°，通过定位机构8将边框导正，使边框整体在一条直线上，且边框垂直于第一面板，并与第一面板的下侧紧密压紧。

S104：将边框32和第一面板31压在夹芯层34上，并将边框与第一面板和第二面板对齐。

具体地，通过第一滑台沿着机架的滑轨移动，将面板边框吊具吊运至托架上，与先前的

带夹芯层的第二面板连接，使得边框设于第一面板和第二面板之间，并通过定位机构进行精调，使得边框的外侧与面板平齐。

S105：将边框32的一边沿321与第一面板焊接，将边框的另一边沿与第二面板焊接，形成带边框的芯板。

具体地，通过设于托架两侧的焊接机器人沿着行走架移动，对边框的上下边沿进行焊接，使得边框的上边沿与第一面板焊接，将边框的下边沿与第二面板焊接，形成带边框的芯板。焊接完成后，可继续吊运下一块带夹芯层的第二面板至托架上，重复上述步骤，使得焊接后的所有芯板都叠放在托架上，便于输送转移。

实施例2

与实施例1的区别在于，本实施例可以在面板边框吊具的两侧以及托架的两侧均设置焊接机构。

本实施例边框与芯板的焊接方法，包括以下步骤：

S201：先将芯板的带夹芯层的第二面板吊运至托架上；

S202：将芯板的第一面板和位于该面板两侧的边框水平起吊至一定高度；

S203：翻转位于芯板两侧的边框，使边框与第一面板垂直，并将边框导正；

S204：将边框的一边沿焊接于第一面板的下表面；

S205：将焊接边框的第一面板压在夹芯层上，并将边框与第二面板对齐；

S305：将边框的另一边沿与第二面板焊接，形成带边框的芯板。

该方法与实施例1相比，需要多一组焊接机构，成本要高很多，操作也更繁琐。

实施例3

与实施例1的区别在于，夹芯层的空心管的截面形状为异形结构，如角型、工字型、凹槽型等；或者夹芯层为波浪芯板、瓦楞芯板、筋芯板、直芯板、格栅芯、蜂窝芯中的一种或它们之间的任意组合。

其它结构同实施例1。

实施例4

与实施例1的区别在于，每个行走架上的焊接机器人设有上下两个焊接器，位于上侧的焊接器直接焊接边框的上边沿，位于下侧的焊接器直接焊接边框的下边沿，这样，焊接机器人只需行走一次就可完成焊接。

其它结构同实施例1。

以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动、变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种边框与芯板的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将带夹芯层的第二面板吊运至托架上；

S2：将芯板的第一面板和位于该面板两侧的边框水平起吊至一定高度；

S3：翻转位于芯板两侧的边框，使边框与第一面板垂直；

S4：将边框和第一面板压在夹芯层上，并将边框与第一面板和第二面板对齐；

S5：将边框的一边沿与第一面板焊接，将边框的另一边沿与第二面板焊接，形成带边框的芯板。

2.根据权利要求1所述边框与芯板的焊接方法，其特征在于，S3还包括：翻转位于芯板两侧的边框，使边框与第一面板垂直，并将边框导正，使边框整体在一条直线上，并使第一面板和边框紧密接触。

3.根据权利要求1或2所述边框与芯板的焊接方法，其特征在于，S5中，焊接方式为连续激光扫焊。

4.一种边框与芯板的焊接设备，其特征在于，包括：

机架；

面板边框吊具，包括吊具架、翻转机构、用于夹持第一面板的第一夹持机构以及设于第一夹持机构的两侧且用于夹持边框的第二夹持机构；所述翻转机构与第二夹持机构连接，带动第二夹持机构向第一夹持机构的方向翻转；

植芯吊具，用于夹持带夹芯层的第二面板；

第一升降机构，设于机架上，并与面板边框吊具连接，带动面板边框吊具上下运动；

第二升降机构，设于机架上，与植芯吊具连接，带动植芯吊具上下运动；

焊接机构，用于将边框焊接于芯板的第一面板和第二面板之间。

5.根据权利要求4所述边框与芯板的焊接设备，其特征在于，所述机架的顶部设有滑轨，所述第一升降机构和第二升降机构分别通过第一滑台和第二滑台连接滑轨。

6.根据权利要求4或5所述边框与芯板的焊接设备，其特征在于，所述面板边框吊具和植芯吊具之间设有托架，托架的两侧均设有焊接机构。

7.根据权利要求6所述边框与芯板的焊接设备，其特征在于，所述焊接机构包括行走架和沿行走架移动的焊接机器人。

8.根据权利要求4或5所述边框与芯板的焊接设备，其特征在于，所述第一夹持机构包括第一支撑体和设于第一支撑体上的多个第一真空吸盘；所述第二夹持机构包括第二支撑体和设于第二支撑体上的多个第二真空吸盘，所述第一真空吸盘和第二真空吸盘均连接抽真空装置；或者所述翻转机构包括至少一个翻转气缸，翻转气缸的活塞杆与第二夹持机构转动连接；或者所述第二夹持机构还连接定位机构，用于导正翻转后的边框；或者所述第一真空吸盘连接调节螺栓。

9.根据权利要求4或5所述边框与芯板的焊接设备，其特征在于，所述植芯吊具包括第三支撑体和设于第三支撑体上的多个第三真空吸盘，第三真空吸盘连接抽真空装置。

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