CN110549083A - 工字梁拼装设备及工字梁制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种工字梁拼装设备及工字梁制造方法。该工字梁拼装设备包括：拼装台，其上设有腹板支撑面、上翼板定位槽和下翼板放置槽，用于在工字梁长度方向上分别对应地完全支撑腹板、上翼板以及下翼板；传送机构具有可相对于拼装台升降的传送辊道；定位机构，用于在沿拼装台长度方向上定位腹板、上翼板以及下翼板；上翼板压紧机构，用于将上翼板定位固定于上翼板支撑槽内；直线段压紧机构，用于推动下翼板往上翼板方向移动，以拼接形成工字梁的定截面段；变截面段压型机构，在沿下翼板长度方向的多个位置处推动下翼板向上翼板方向移动，将下翼板压弯为与腹板的边缘形状一致，以拼接形成工字梁的变截面段。
Description
技术领域
本发明涉及工字梁制造领域，特别涉及一种工字梁拼装设备及工字梁制造方法。
背景技术
半挂车纵梁是整个半挂车结构中非常重要的受力承载部件，需要承载车身自身和装载货物的重量，其焊接质量直接决定了整个半挂车的质量。受与牵引车配合使用的结构要求，半挂车纵梁一般为变截面工字梁结构，即其腹板的形状并非规则的矩形，而是具有一段宽度变化的变截面段，相应地，为了贴合腹板，下翼板将具有折弯段。
现有技术中，对于这种变截面工字梁的成型大致有以下几种方式：
一、采用自动化的焊接成型设备一次性焊接成型，具体地，将上翼板、腹板和下翼板同步移动穿过焊接成型设备，利用焊接成型设备上的压弯装置在线对下翼板压型使下翼板贴合腹板，并同时完成焊接而形成工字梁。这种方式自动化程度较高，但工字梁在该焊接成型过程中处于移动状态，需要对工字梁进行辊道支撑并导向，且保持较大的压型力(根据车架的结构需要，压型力起码有10吨)，对于设备的长期使用非常不利。同时，在需保持足够压型力的前提下，工件纵向移动所需的驱动力大，将导致设备的整体能耗大，且传动构件的磨损也大。另外，由于半挂车车架长度较大，工字梁边拼装边成型焊接的过程中容易出现挠性变形以及精度偏差，且这种方式只能先焊接工字梁一面的焊缝，工字梁另一面的焊缝需要后续补焊，仍然容易出现焊接变形，影响产品质量。
二、将上翼板、腹板、下翼板在拼装台上拼装成工字梁并点焊固定，然后再进入焊接台位焊接成型。这种成型方式于保持生产节拍上更有优势，且工字梁先拼装固定再焊接，可以更好地保证工字梁的拼装尺寸精度以及控制焊接变形。但是对于变截面工字梁而言，在拼装前需要将下翼板预先折弯成型，在拼装台上难以实现自动化上料拼装，需要依赖人工搬运零件并拼装定位，对人员素质依赖大，产品质量受人工影响大，产品一致性差，且耗费工时，影响生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工字梁拼装设备及工字梁制造方法，特别适用于变截面工字梁的拼接，提高变截面工字梁的生产效率和拼装精度。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种工字梁拼装设备，用于将上翼板、腹板和下翼板拼装为工字梁，其中，所述工字梁具有定截面段和变截面段；所述工字梁拼装设备包括：拼装台，其上设有腹板支撑面以及分列于腹板支撑面两侧的上翼板定位槽和下翼板放置槽，用于在所述工字梁长度方向上分别对应地完全支撑腹板、上翼板以及下翼板；传送机构，具有可相对于所述拼装台升降的传送辊道，用于使腹板、上翼板以及下翼板在由所述传送辊道支撑或由所述拼装台支撑之间相互转换；定位机构，设置于所述拼装台长度方向的端部，用于在沿拼装台长度方向上定位腹板、上翼板以及下翼板；上翼板压紧机构，对应于所述上翼板支撑槽设置，用于将上翼板定位固定于所述上翼板支撑槽内；直线段压紧机构，位于所述下翼板放置槽的外侧，用于推动下翼板往上翼板方向移动，而使下翼板、腹板及上翼板拼接形成工字梁的定截面段；变截面段压型机构，位于所述下翼板放置槽的外侧，与所述直线段压紧机构在沿拼装台长度方向上间隔排布；所述变截面段压型机构能够在沿下翼板长度方向的多个位置处推动下翼板向上翼板方向移动，将下翼板压弯为与腹板的边缘形状一致，以使下翼板、腹板及上翼板拼接形成工字梁的变截面段。
较优地，所述拼装台上设有沿其长度方向间隔的多个支撑板、设置于支撑板上并靠近支撑板一端端部的支撑座，以及设置于支撑座外侧与支撑座间隔相对的挡块；各支撑座的上表面形成所述腹板支撑面，所述挡块、支撑座与支撑板之间所围合形成的空间构成所述上翼板定位槽，所述支撑座另一侧与支撑板之间的开放空间构成所述下翼板放置槽。
较优地，所述挡块可拆卸地安装。
较优地，所述传送辊道包括间隔的多个传送辊轮；在沿所述拼装台长度方向上，该多个传送辊轮与所述多个支撑板交错布置。
较优地，所述传送辊道还包括多个辅助辊轮，各辅助辊轮能够相对于所述传送辊轮升降；在沿所述拼装台宽度方向上，各辅助辊轮对应于所述支撑座设置。
较优地，所述定位机构包括上翼板定位块、腹板定位块和下翼板定位块，用于分别对应地挡止上翼板、腹板和下翼板的一端端部；所述上翼板定位块、腹板定位块和下翼板定位块在沿所述拼装台长度由内而外的方向上依次间隔排布。
较优地，所述上翼板压紧机构包括：上翼板Y向压紧件，包括上翼板Y向压块和驱动所述上翼板Y向压块沿所述拼装台宽度方向移动的上翼板Y向压块驱动件；所述上翼板Y向压块与所述上翼板定位槽的一侧壁相对，而能够将上翼板压紧于所述上翼板Y向压块和所述上翼板定位槽的该侧壁之间；上翼板Z向压紧件，包括上翼板Z向压块和驱动所述上翼板Z向压块升降的上翼板Z向压块驱动件；所述上翼板Z向压块位于所述上翼板定位槽的上方，而能够在高度方向上压紧上翼板。
较优地，所述上翼板Y向压紧件和所述上翼板Z向压紧件均设有多组，分别沿所述拼装台长度方向间隔布置。
较优地，所述直线段压紧机构包括：直线段Y向压紧件，包括直线段压块座、间隔地布置于直线段压块座上的多个直线段Y向压块，以及驱动直线段压块座沿所述拼装台宽度方向移动的直线段Y向驱动件；所述直线段压块座沿所述拼装台长度方向延伸，所述直线段Y向压块面向所述下翼板放置槽。
较优地，所述直线段压紧机构还包括：直线段Z向压紧件，安装于所述直线段压块座上，并能够从所述下翼板放置槽的上方抵接下翼板而在高度方向上压紧下翼板。
较优地，所述直线段Z向压紧件包括：直线段Z向安装座，固定安装于所述直线段压块座上；直线段Z向压块，可转动地安装于所述直线段Z向安装座，而能够靠近或远离所述下翼板放置槽；直线段Z向压块驱动件，安装于所述直线段Z向安装座上，连接并驱动所述直线段Z向压块转动。
较优地，所述变截面段压型机构包括：滚压件，包括滚轮座和绕竖直轴线可转动地安装于滚轮座上的滚轮，所述滚轮面向所述下翼板放置槽；滚压件Y向驱动件，连接并驱动所述滚压件沿所述拼装台宽度方向移动，以使所述滚轮贴合并施压于下翼板；滚压件X向驱动件，连接并驱动所述滚压件Y向驱动件，用以调整所述滚压件在沿所述拼装长度方向上的位置。
较优地，所述滚轮数量为两个，间隔布置于所述滚轮座上；所述滚轮座可转动地安装于所述滚压件Y向驱动件的输出末端；所述滚轮座的转动轴线与所述滚轮的转动轴线平行。
较优地，所述滚轮座的转动轴线与两所述滚轮的转动轴线呈等腰三角形排布，其中，两所述滚轮的转动轴线对应等腰三角形底边的两顶点。
较优地，所述变截面段压型结构还包括：变截面段Z向压紧件，安装于所述滚轮座上，并能够从所述下翼板放置槽的上方抵接下翼板而在高度方向上压紧下翼板。
较优地，所述工字梁拼装设备还包括：腹板压紧机构，沿所述拼装台长度方向间隔布置有多组，对应于所述腹板支撑面设置，并能够在高度方向上压紧腹板。
较优地，所述腹板压紧机构包括：固定座，安装于所述拼装台上，并位于所述上翼板定位槽的外侧；连杆，可转动地安装于所述固定座上；连杆驱动件，安装于所述固定座上，连接并驱动所述连杆转动；腹板压块，可转动地安装于所述连杆上并位于所述腹板支撑面的上方，随着连杆的转动而能够向下移动至压紧腹板。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种工字梁制造方法，一种工字梁制造方法，其中，所述工字梁具有定截面段和变截面段，所述工字梁制造方法包括步骤：
将成型状态的上翼板和平板状态的下翼板叠放于水平放置的腹板上一同传送至拼装台；
调整上翼板位置使其呈竖直状态位于腹板的一侧，并将上翼板在拼装台上定位固定；
调整下翼板位置使其呈竖直状态位于腹板的另一侧，从下翼板对应于所述变截面段的一端端部起，依次在沿下翼板长度方向的多个位置处，推动下翼板向上翼板方向移动，将下翼板压弯为与腹板的边缘形状一致，使下翼板、腹板与上翼板相拼接形成工字梁的变截面段，并对下翼板与腹板的接缝以及腹板与上翼板的接缝进行点焊；
推动下翼板对应于所述定截面段的部分往上翼板方向移动，使下翼板、腹板及上翼板拼接形成工字梁的定截面段，并对下翼板与腹板的接缝以及腹板与上翼板的接缝进行点焊；
将拼装完成的工字梁从拼装台向外传送至焊接工位进行焊接。
较优地，在将拼装完成的工字梁向外传送时，对工字梁的上翼板、腹板及下翼板均进行支撑并传送。
较优地，在对下翼板与腹板的接缝以及腹板与上翼板的接缝进行点焊前，在沿拼装台宽度方向及高度方向上同时压紧下翼板。
较优地，在形成工字梁的变截面段的步骤中，利用沿下翼板长度方向间隔布置的两滚轮贴合并施压于下翼板表面，将下翼板压弯为与腹板的边缘形状一致。
由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：本发明的工字梁拼装设备中，对上翼板、腹板和下翼板在长度方向上完全进行支撑，利用定位机构和压紧机构进行定位和压紧，保证上翼板、腹板和下翼板拼装的精度，确保后续焊接质量；传送机构与拼装台相配合，实现自动上料和下料，利用直线段压紧机构和变截面段压型机构，自动化完成工字梁定截面段和变截面段的拼装，降低工人劳动强度，减少对人的依赖程度，提高生产效率。
本发明的工字梁制造方法中，先利用拼装台将上翼板、腹板和下翼板拼装成型点焊固定，再传送至焊接工位完成焊接，且在拼装时，将平板状态的下翼板随腹板叠放传送至拼装台，然后在拼装时在线完成下翼板的压型，可更好地控制生产节拍提高生产效率，并保证工字梁的拼装尺寸精度以及便于控制焊接变形。在拼装时，先对变截面段进行拼装，再完成直线段的拼装，有利于更好地控制工字梁的整体拼装精度。
附图说明
图1是本发明拼装设备优选实施例的立体结构示意图。
图2是本发明拼装设备优选实施例的俯视结构示意图。
图3是本发明图2中A处局部放大示意图。
图4是本发明拼装设备优选实施例中传送机构的结构示意图。
图5是本发明图4中B处局部放大示意图。
图6是本发明拼装设备优选实施例中定位机构的结构示意图。
图7是本发明拼装设备优选实施例中上翼板Y向压紧件的结构示意图。
图8是本发明拼装设备优选实施例中上翼板Z向压紧件压紧上翼板时的状态示意图。
图9是本发明拼装设备优选实施例中上翼板Z向压紧件的结构示意图。
图10是本发明拼装设备优选实施例中直线段压紧机构的结构示意图。
图11是本发明图10中C处局部放大示意图。
图12是本发明拼装设备优选实施例中变截面段压型机构的结构示意图。
图13是本发明拼装设备优选实施例中滚压件处的结构示意图。
图14是本发明拼装设备优选实施例中腹板压紧机构的结构示意图。
图15是本发明工字梁制造方法优选实施例的流程示意图。
附图标记说明如下：
1、拼装台；11、支撑板；12、支撑座；13、挡块；
2、传送机构；21、辊道座；22、传送辊道；221、传送辊轮；222、辅助辊轮；223、辊轮驱动件；23、动力驱动件；
3、定位机构；31、上翼板定位块；32、腹板定位块；33、下翼板定位块；
4、上翼板压紧机构；41、上翼板Y向压紧件；411、上翼板Y向压块；412、上翼板Y向压块驱动件；42、上翼板Z向压紧件；421、上翼板Z向压块；422、上翼板Z向压块驱动件；
5、直线段压紧机构；51、直线段Y向压紧件；511、直线段压块座；512、直线段Y向压块；513、直线段Y向驱动件；52、直线段Z向压紧件；521、直线段Z向压块；522、直线段Z向压块驱动件；523、直线段Z向安装座；
6、变截面段压型机构；61、滚压件；611、滚轮座；612、滚轮；613、变截面段Z向安装座；62、滚压件Y向驱动件；63、滚压件X向驱动件；64、变截面段Z向压紧件；
7、腹板压紧机构；71、固定座；72、连杆；73、腹板压块；74、连杆驱动件；
901、上翼板；902、腹板；903、下翼板。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
本发明涉及一种工字梁拼装设备(以下简称拼装设备)，用于将钢板状态的上翼板、腹板、下翼板拼装为变截面工字梁。该变截面工字梁具有定截面段和变截面段，特别适用于作为直背骨架车、小鹅颈骨架车、直背平栏仓和鹅颈平栏仓等类型半挂车车架的纵梁。
参阅图1和图2，在一较优实施例中，拼装设备主要包括拼装台1、传送机构2、定位机构3、上翼板压紧机构4、直线段压紧机构5、变截面段压型机构6以及腹板压紧机构7。
参阅图2，为便于表述，本文将竖直方向设定为Z向，将水平面内与工字梁长度方向(亦为拼装台1的长度方向)平行的方向设定为X向，水平面内与X向垂直的方向设定为Y向。
拼装台1提供支撑面，并能够在X向上完全支撑上翼板901、腹板902、下翼板903，以便于三者的拼装。其中，在拼装时，腹板902呈水平状态被支撑于拼装台1上，上翼板901和下翼板903则呈竖直状态被支撑于拼装台1上。
具体地，参阅图2和图3，拼装台1的基座(图中未标号)可由型材组装而成，拼装台1上具有沿X向间隔布置的多个支撑板11、设置于支撑板11上并靠近支撑板11一端端部的支撑座12、设置于支撑座12外侧与支撑座12间隔相对的挡块13。
支撑板11及支撑座12均沿Y向延伸，支撑座12的长度小于支撑板11的长度，各支撑座12的上表面形成用于支撑腹板902的腹板支撑面，各支撑座12的长度适配于腹板902的宽度，即：对应于腹板902的定截面段(如图图2中左半部分)，各支撑座12的长度基本相同；对应于腹板902的变截面段(如图2中右半部分)，各支撑座12相应具有不同的长度。
挡块13、支撑座12与支撑板11之间所围合形成的空间构成用于支撑上翼板901的上翼板定位槽，挡块13与支撑座12之间的间隔大于上翼板901的厚度。支撑座12另一端外侧与支撑板11之间的开放空间形成用于放置下翼板903的下翼板放置槽。上翼板901和下翼板903的下端均被支撑板11所支撑，保证上翼板901、下翼板903与腹板902拼装时Z向位置的一致性。
各挡块13构成为工字梁拼装时的Y向定位基准，较优地，各挡块13在拼装台1上为可拆卸式安装形式，例如，挡块13通过螺栓安装于拼装台1的基座上。对于上翼板901为直板时(即工字梁适用于直背半挂车车架时)，各挡块13呈直线布置。对于上翼板901端部具有弯折段时(即工字梁适用于鹅颈半挂车车架时)，可调节对应于该弯折段的挡块13的位置，以适应于上翼板901的形状。
参阅图4和图5，传送机构2包括辊道座21和安装于辊道座21上的传送辊道22。辊道座21通过气缸等动力驱动件23驱动而能够升降，传送辊道22包括沿X向间隔布置的多个传送辊轮221和多个辅助辊轮222。
传送辊轮221的长度大致与辊道座21的宽度相当，传送辊轮221相对于辊道座21的高度不可调。辅助辊轮222为单个小轮的结构，辅助辊轮222通过辊轮驱动件223驱动而可相对于辊道座21升降，各辅助辊轮222在辊道座21上的安装位置靠近辊道座21的一侧。
一并参阅图1至图5，传送机构2和拼装台1对应布置，传送机构2大致位于拼装台1的范围内，辊道座21位于拼装台1的支撑板11下方，在X向上，传送辊轮221与支撑板11交错布置，每一传送辊轮221均位于两支撑板11之间的间隔内。辊道座21在动力驱动件23的驱动下升降，传送辊轮221随之可上升至超过支撑座12的高度，或者降下至低于支撑板11，使得腹板902、上翼板901以及下翼板903可在由传送辊轮221支撑或由拼装台1支撑之间进行转换。在沿Y向上，辅助辊轮222的位置对应于支撑座12，在工字梁拼装完成后，由传送辊轮221支撑上翼板901和下翼板903，辅助辊轮222则相对于传送辊轮221上升一段距离用于支撑腹板902，使得传送更平稳。
参阅图1和图6，定位机构3对上翼板901、腹板902以及下翼板903在X向上进行定位，在X向的两端分别设置定位块将上翼板901、腹板902以及下翼板903定位固定。其中，在对应于工字梁变截面段的一端，定位机构3包括上翼板定位块31、腹板定位块32和下翼板定位块33，以分别对应地挡止上翼板901、腹板902和下翼板903的该端端部；上翼板定位块31、腹板定位块32和下翼板定位块33在沿X向由内而外的方向上依次间隔排布，使得拼接后的工字梁在该端呈Z字型断口形状，可以便于工字梁与另外的工字梁分段拼接时的定位，且拼接处不会出现应力集中现象，提高拼接处强度。
参阅图3、图7至图9，上翼板压紧机构4对应于上翼板支撑槽设置，用于将上翼板901定位固定于上翼板支撑槽内，在工字梁拼装时上翼板901构成Y向的定位基准。上翼板压紧机构4包括上翼板Y向压紧件41和上翼板Z向压紧件42，分别对应地在Y向和Z向上将上翼板901压紧。
上翼板Y向压紧件41包括上翼板Y向压块411和驱动上翼板Y向压块411沿Y向移动的上翼板Y向压块驱动件412。上翼板Y向压紧件41具有多组，沿X向间隔分布，并位于拼装台1的相邻两支撑板11之间。在Z向上，上翼板Y向压块411向上超出支撑板11，但低于支撑座12。当上翼板901放入上翼板定位槽后，上翼板Y向压块411沿Y向往挡块13方向移动，而能够将上翼板901压紧于该上翼板Y向压块411的端面和挡块13的表面之间。
上翼板Z向压紧件42包括上翼板Z向压块421和驱动上翼板Z向压块421升降的上翼板Z向压块驱动件422。上翼板Z向压紧件42同样具有多组，沿X向间隔分布，位于上翼板定位槽的外侧，大致地可安装于拼装台1上相邻两挡块13之间。上翼板Z向压块421在Y向上凸伸至上翼板定位槽的上方，在上翼板Z向压块驱动件422的驱动下，可由上而下运动至抵接上翼板901的上边缘，并将上翼板901在Z向上压紧。
一并参阅图2、图10和图11，直线段压紧机构5位于拼装台1的下翼板放置槽的外侧，对应于工字梁的定截面段设置，用以推动下翼板903往上翼板901方向移动，使得下翼板903、腹板902及上翼板901拼接形成工字梁的定截面段。
直线段压紧机构5包括一直线段Y向压紧件51，用以推动下翼板903的定截面段整体沿Y向移动。进一步地，直线段压紧机构5还包括设置在直线段Y向压紧件51上的多个直线段Z向压紧件52，以同时实现对下翼板903在Z向上的压紧。
直线段Y向压紧件51包括直线段压块座511、间隔地布置于直线段压块座511上的多个直线段Y向压块512，以及驱动直线段压块座511沿Y向移动的直线段Y向驱动件513。直线段压块座511具有一定长度，沿X向延伸，图示结构中，直线段压块座511由两个直线段Y向驱动件513驱动而可沿Y向移动。直线段Y向压块512面向下翼板放置槽，该多个直线段Y向压块512随着直线段压块座511同步移动，而推动下翼板903的直线段整体向上翼板901方向移动完成拼接，保证工字梁直线段的平直度。
直线段Z向压紧件52包括直线段Z向安装座523、可转动地安装于直线段Z向安装座523上的直线段Z向压块521，以及连接并驱动直线段Z向压块521转动的直线段Z向压块驱动件522。直线段Z向压块驱动件522安装于直线段Z向安装座523上，直线段Z向安装座523安装于直线段压块座511上，直线段Z向压块521在Y向上超出直线段压块座511而位于下翼板放置槽的上方。以图11的视图方向为参照，直线段Z向压块521逆时针转动时靠近下翼板放置槽，而能够从下翼板放置槽的上方抵接下翼板903，在Z向上压紧下翼板903。直线段Z向压块521顺时针转动时远离下翼板放置槽，而解除对下翼板903的压紧。
参阅图2、图12和图13，变截面段压型机构6亦位于拼装台1的下翼板放置槽的外侧，其与直线段压紧机构5在沿X向上间隔排布；变截面段压型机构6能够在沿下翼板903长度方向的多个位置处推动下翼板903向上翼板901方向移动，将下翼板903压弯为与腹板902的边缘形状一致，以使下翼板903、腹板902及上翼板901拼接形成工字梁的变截面段。
变截面段压型机构6包括滚压件61、连接并驱动滚压件61沿Y向移动的滚压件Y向驱动件62，以及连接并驱动滚压件Y向驱动件62沿X向移动的滚压件X向驱动件63。
滚压件X向驱动件63沿X向布置，驱动滚压件Y向驱动件62而带动滚压件61沿X向移动，调整滚压件61在X向上的位置。
滚压件Y向驱动件62沿Y向布置，驱动滚压件61沿Y向移动，而使滚压件61贴合并施压于下翼板903。
滚压件61包括滚轮座611和可转动地安装于滚轮座611上并间隔布置的两滚轮612。滚轮座611可转动地安装于滚压件Y向驱动件62的输出末端，滚轮座611的转动轴线L1和滚轮612的转动轴线L2平行，均沿Z向延伸。两滚轮612的转动轴线L2加上滚轮座611的转动轴线L1呈等腰三角形排布，其中，两滚轮612的转动轴线L2对应等腰三角形底边的两顶点。
两滚轮612面向下翼板放置槽，同时接触下翼板903并向下翼板903施压，两滚轮612接触下翼板903的面积较大，使下翼板903受力均匀而被压型为更好地贴合腹板902的形状，并可以改善滚压件Y向驱动件62的受力工况。同时，由于滚轮座611可转动，滚轮座611可以适应于下翼板903的形状发生转动，使两滚轮612始终贴合于下翼板903上，始终保持优异的压型效果。
变截面段压型机构6还进一步地包括变截面段Z向压紧件64，以从Z向压紧下翼板903。变截面段Z向压紧件64安装于滚轮座611上，并在Y向上超出滚轮612，能够从下翼板放置槽的上方抵接并压紧下翼板903。本实施例中，变截面段Z向压紧件64为一气缸推杆，推杆端部下移时可抵顶并压紧下翼板903。滚轮座611的上表面设有供该变截面段Z向压紧件64安装的变截面段Z向安装座613。
上述上翼板Y向压块驱动件412、上翼板Z向压块驱动件422、直线段Y向驱动件513、直线段Z向压块驱动件522、滚压件X向驱动件63和滚压件Y向驱动件62均提供直线运动的驱动力，可分别由气缸、液压缸等结构件构成。
上翼板Y向压块411、直线段压块座511、滚压件Y向驱动件62的移动均为直线运动，可分别由相应的导轨对各自的移动进行导向，以使运动更为平稳。
参阅图1和图14，腹板压紧机构7用于在Z向上压紧腹板902，在X向上，腹板压紧机构7间隔布置有多组。
各腹板压紧机构7包括固定座71、可转动地安装于固定座71上的连杆72、可转动地连接于连杆72上的腹板压块73，以及连接并驱动连杆72转动的连杆驱动件74。固定座71安装于拼装台1上，在Y向上位于挡块13的外侧。连杆72倾斜布置，而使腹板压块73凸伸至支撑座12的上方(即对应腹板支撑面)。连杆驱动件74驱动连杆72转动时，可使得腹板压块73向下靠近腹板902，并在Z向上压紧腹板902。由于腹板压块73相对于连杆72可转动，可使得腹板压块73保持水平状态贴合腹板902进行压紧，保持腹板902的水平度。
基于上述结构，该工字梁拼装设备的工作流程大致如下：
上翼板901和下翼板903水平叠放于腹板902上，由传送机构2的传送辊道22接收至该拼装设备上，而后传送辊道22下降，使三个零件转由拼装台1支撑。
通过人工调整上翼板901和下翼板903的位置，使两者呈竖立状态分别进入上翼板定位槽和下翼板放置槽，大概放到位即可，无需通过人工调整位置精度。
通过定位机构3将三个零件在X向上定位顶紧。
上翼板压紧机构4动作，将上翼板901在Y向及Z向上定位固定于上翼板支撑槽内。
变截面段压型机构6动作，从端部起，推动下翼板903向上翼板901方向移动，使下翼板903贴紧腹板902，并带动腹板902贴紧上翼板901，通过焊机对贴紧的部分进行点焊固定；而后沿X向每隔一段距离，即再次推动下翼板903向上翼板901方向移动，将下翼板903压型为与腹板902的边缘形状一致，点焊固定后再换下一个位置，直至完成整个变截面段的拼接。
直线段压紧机构5动作，整体推动下翼板903向上翼板901方向移动，使下翼板903直线段与腹板902、上翼板901拼接构成工字梁的定截面段，同样点焊固定。
以上拼装完成后，松开各定位、压紧机构，传送辊道22升起支撑拼装完成的工字梁，而后向外输送进行后道工序。
基于上述结构，本实施例的工字梁拼装设备至少具有以下优点：
1、由拼装台1对上翼板901、腹板902和下翼板903在长度方向上完全进行支撑，配合定位机构和各压紧机构进行定位和压紧，保证工字梁拼装精度；同时，利用传送机构2的自动化上下料，以及采用直线段压紧机构5和变截面段压型机构6实现下翼板903的在线成型，设备的自动化程度高，提高生产效率。
2、拼装台1通过支撑板11、支撑座12及挡块13结构作为工字梁拼装的Z向定位基准及Y向定位基准，保证了重要维度上工字梁的精度，进一步保证工字梁的拼装精度。另外，挡块13采用可拆卸式的安装方式，可以适应于不同类型的工字梁的定位，提高拼装设备的适用范围。
3、传送机构2配置可独立升降的辅助辊轮222，对于拼装好的工字梁，利用辅助辊轮222对工字梁的腹板902进行支撑并传送，使传送更平稳，并有效避免拼装好的工字梁在传送过程中产生变形。
4、直线段压紧机构5和变截面段压型机构6均对下翼板903在Y向和Z向上进行同时压紧，保证下翼板903的压型形状更贴合腹板902。
5、变截面压型机构6采用具有双滚轮612的滚压件61，且滚压件61整体可相对于驱动件转动，在下翼板903压型过程中，双滚轮612可始终贴合下翼板903施压，使下翼板903受力均匀，保持优异的压型效果，提高拼装精度。
本发明还提供一种工字梁制造方法，基于该制造方法，将上翼板、腹板及下翼板在拼装台上拼接为变截面工字梁后，再传送至焊接工位焊接成型。其中，拼装的过程可通过上文所述的工字梁拼装设备来实现。
一并参阅图1至图15，以下结合工字梁拼装设备的结构对本发明的制造方法进行具体介绍。该制造方法主要包括步骤：
S10：上料；具体地，将成型状态的上翼板和平板状态的下翼板叠放于水平放置的腹板上一同传送至拼装台。
其中，成型状态的上翼板可以是整体为平板，即工字梁作为直背骨架车车架纵梁时；也可以是在端部存在一小段弯折段，即工字梁作为鹅颈半挂车车架纵梁时。
具体地，上翼板901、下翼板903与腹板902由上料工位传送至拼装设备处，由传送辊道22接收并传送至拼装台1的合适位置，而后传送辊道22下降，由拼装台1在长度方向上完全支撑上翼板901、下翼板903及腹板902。
S20：定位上翼板；具体地，调整上翼板位置使其呈竖直状态位于腹板的一侧，并将上翼板在拼装台上定位固定。
上翼板901的定位可通过定位机构3及上翼板压紧机构4在X、Y、Z向上完全定位固定，上翼板901作为工字梁拼装时的Y向基准。此外，定位机构3还对腹板902和下翼板903在X向上进行定位。
S30：拼装变截面段；具体地，调整下翼板位置使其呈竖直状态位于腹板的另一侧，从下翼板对应于变截面段的一端端部起，依次在沿下翼板长度方向的多个位置处，推动下翼板向上翼板方向移动，将下翼板压弯为与腹板的边缘形状一致，使下翼板、腹板与上翼板相拼接形成工字梁的变截面段，并对下翼板与腹板的接缝以及腹板与上翼板的接缝进行点焊。
该步骤S30中，通过具有双滚轮612的滚压件61向下翼板903表面施压，而将下翼板压弯。从下翼板903一端端部起，滚压件61施压使下翼板903与腹板902接触，并进一步地使腹板902抵顶上翼板901，点焊下翼板903与腹板902的接缝以及腹板902与上翼板901的接缝。而后，沿下翼板903长度方向，每隔一段距离，再重复一次施压并点焊的过程，直至完成变截面段的拼装。
S40：拼装定截面段；具体地，推动下翼板对应于定截面段的部分往上翼板方向移动，使下翼板、腹板及上翼板拼接形成工字梁的定截面段，并对下翼板与腹板的接缝以及腹板与上翼板的接缝进行点焊。
较优地，上述步骤S30和S40中，在点焊前，在下翼板Y向和Z向上同时压紧下翼板。另外，更优地还在Z向上压紧腹板。
S50：焊接；具体地，将拼装完成的工字梁从拼装台向外传送至焊接工位进行焊接。
工字梁的传送仍然由传送辊道22完成，较优地，传送辊道22的辅助辊轮222相对于传送辊轮221升起一段距离，使得在传送辊轮221支撑上翼板901和下翼板903的同时，辅助辊轮222正好支撑腹板902，使得传送更平稳。
最后当工字梁传送到焊接工位上后，可再通过焊接机器人对工字梁两面的接缝进行焊接成型。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (21)
1.一种工字梁拼装设备，用于将上翼板、腹板和下翼板拼装为工字梁，其中，所述工字梁具有定截面段和变截面段；其特征在于，所述工字梁拼装设备包括：
拼装台，其上设有腹板支撑面以及分列于腹板支撑面两侧的上翼板定位槽和下翼板放置槽，用于在所述工字梁长度方向上分别对应地完全支撑腹板、上翼板以及下翼板；
传送机构，具有可相对于所述拼装台升降的传送辊道，用于使腹板、上翼板以及下翼板在由所述传送辊道支撑或由所述拼装台支撑之间相互转换；
定位机构，设置于所述拼装台长度方向的端部，用于在沿拼装台长度方向上定位腹板、上翼板以及下翼板；
上翼板压紧机构，对应于所述上翼板支撑槽设置，用于将上翼板定位固定于所述上翼板支撑槽内；
直线段压紧机构，位于所述下翼板放置槽的外侧，用于推动下翼板往上翼板方向移动，而使下翼板、腹板及上翼板拼接形成工字梁的定截面段；
变截面段压型机构，位于所述下翼板放置槽的外侧，与所述直线段压紧机构在沿拼装台长度方向上间隔排布；所述变截面段压型机构能够在沿下翼板长度方向的多个位置处推动下翼板向上翼板方向移动，将下翼板压弯为与腹板的边缘形状一致，以使下翼板、腹板及上翼板拼接形成工字梁的变截面段。
2.根据权利要求1所述的工字梁拼装设备，其特征在于，所述拼装台上设有沿其长度方向间隔的多个支撑板、设置于支撑板上并靠近支撑板一端端部的支撑座，以及设置于支撑座外侧与支撑座间隔相对的挡块；
各支撑座的上表面形成所述腹板支撑面，所述挡块、支撑座与支撑板之间所围合形成的空间构成所述上翼板定位槽，所述支撑座另一侧与支撑板之间的开放空间构成所述下翼板放置槽。
3.根据权利要求2所述的工字梁拼装设备，其特征在于，所述挡块可拆卸地安装。
4.根据权利要求2所述的工字梁拼装设备，其特征在于，所述传送辊道包括间隔的多个传送辊轮；在沿所述拼装台长度方向上，该多个传送辊轮与所述多个支撑板交错布置。
5.根据权利要求4所述的工字梁拼装设备，其特征在于，所述传送辊道还包括多个辅助辊轮，各辅助辊轮能够相对于所述传送辊轮升降；在沿所述拼装台宽度方向上，各辅助辊轮对应于所述支撑座设置。
6.根据权利要求1所述的工字梁拼装设备，其特征在于，所述定位机构包括上翼板定位块、腹板定位块和下翼板定位块，用于分别对应地挡止上翼板、腹板和下翼板的一端端部；所述上翼板定位块、腹板定位块和下翼板定位块在沿所述拼装台长度由内而外的方向上依次间隔排布。
7.根据权利要求1所述的工字梁拼装设备，其特征在于，所述上翼板压紧机构包括：
上翼板Y向压紧件，包括上翼板Y向压块和驱动所述上翼板Y向压块沿所述拼装台宽度方向移动的上翼板Y向压块驱动件；所述上翼板Y向压块与所述上翼板定位槽的一侧壁相对，而能够将上翼板压紧于所述上翼板Y向压块和所述上翼板定位槽的该侧壁之间；
上翼板Z向压紧件，包括上翼板Z向压块和驱动所述上翼板Z向压块升降的上翼板Z向压块驱动件；所述上翼板Z向压块位于所述上翼板定位槽的上方，而能够在高度方向上压紧上翼板。
8.根据权利要求7所述的工字梁拼装设备，其特征在于，所述上翼板Y向压紧件和所述上翼板Z向压紧件均设有多组，分别沿所述拼装台长度方向间隔布置。
9.根据权利要求1所述的工字梁拼装设备，其特征在于，所述直线段压紧机构包括：
直线段Y向压紧件，包括直线段压块座、间隔地布置于直线段压块座上的多个直线段Y向压块，以及驱动直线段压块座沿所述拼装台宽度方向移动的直线段Y向驱动件；所述直线段压块座沿所述拼装台长度方向延伸，所述直线段Y向压块面向所述下翼板放置槽。
10.根据权利要求9所述的工字梁拼装设备，其特征在于，所述直线段压紧机构还包括：
直线段Z向压紧件，安装于所述直线段压块座上，并能够从所述下翼板放置槽的上方抵接下翼板而在高度方向上压紧下翼板。
11.根据权利要求10所述的工字梁拼装设备，其特征在于，所述直线段Z向压紧件包括：
直线段Z向安装座，固定安装于所述直线段压块座上；
直线段Z向压块，可转动地安装于所述直线段Z向安装座，而能够靠近或远离所述下翼板放置槽；
直线段Z向压块驱动件，安装于所述直线段Z向安装座上，连接并驱动所述直线段Z向压块转动。
12.根据权利要求1所述的工字梁拼装设备，其特征在于，所述变截面段压型机构包括：
滚压件，包括滚轮座和绕竖直轴线可转动地安装于滚轮座上的滚轮，所述滚轮面向所述下翼板放置槽；
滚压件Y向驱动件，连接并驱动所述滚压件沿所述拼装台宽度方向移动，以使所述滚轮贴合并施压于下翼板；
滚压件X向驱动件，连接并驱动所述滚压件Y向驱动件，用以调整所述滚压件在沿所述拼装长度方向上的位置。
13.根据权利要求12所述的工字梁拼装设备，其特征在于，所述滚轮数量为两个，间隔布置于所述滚轮座上；所述滚轮座可转动地安装于所述滚压件Y向驱动件的输出末端；所述滚轮座的转动轴线与所述滚轮的转动轴线平行。
14.根据权利要求13所述的工字梁拼装设备，其特征在于，所述滚轮座的转动轴线与两所述滚轮的转动轴线呈等腰三角形排布，其中，两所述滚轮的转动轴线对应等腰三角形底边的两顶点。
15.根据权利要求12所述的工字梁拼装设备，其特征在于，所述变截面段压型结构还包括：
变截面段Z向压紧件，安装于所述滚轮座上，并能够从所述下翼板放置槽的上方抵接下翼板而在高度方向上压紧下翼板。
16.根据权利要求1所述的工字梁拼装设备，其特征在于，所述工字梁拼装设备还包括：
腹板压紧机构，沿所述拼装台长度方向间隔布置有多组，对应于所述腹板支撑面设置，并能够在高度方向上压紧腹板。
17.根据权利要求16所述的工字梁拼装设备，其特征在于，所述腹板压紧机构包括：
固定座，安装于所述拼装台上，并位于所述上翼板定位槽的外侧；
连杆，可转动地安装于所述固定座上；
连杆驱动件，安装于所述固定座上，连接并驱动所述连杆转动；
腹板压块，可转动地安装于所述连杆上并位于所述腹板支撑面的上方，随着连杆的转动而能够向下移动至压紧腹板。
18.一种工字梁制造方法，其中，所述工字梁具有定截面段和变截面段，其特征在于，所述工字梁制造方法包括步骤：
将成型状态的上翼板和平板状态的下翼板叠放于水平放置的腹板上一同传送至拼装台；
调整上翼板位置使其呈竖直状态位于腹板的一侧，并将上翼板在拼装台上定位固定；
调整下翼板位置使其呈竖直状态位于腹板的另一侧，从下翼板对应于所述变截面段的一端端部起，依次在沿下翼板长度方向的多个位置处，推动下翼板向上翼板方向移动，将下翼板压弯为与腹板的边缘形状一致，使下翼板、腹板与上翼板相拼接形成工字梁的变截面段，并对下翼板与腹板的接缝以及腹板与上翼板的接缝进行点焊；
推动下翼板对应于所述定截面段的部分往上翼板方向移动，使下翼板、腹板及上翼板拼接形成工字梁的定截面段，并对下翼板与腹板的接缝以及腹板与上翼板的接缝进行点焊；
将拼装完成的工字梁从拼装台向外传送至焊接工位进行焊接。
19.根据权利要求18所述的工字梁制造方法，其特征在于，在将拼装完成的工字梁向外传送时，对工字梁的上翼板、腹板及下翼板均进行支撑并传送。
20.根据权利要求18所述的工字梁制造方法，其特征在于，在对下翼板与腹板的接缝以及腹板与上翼板的接缝进行点焊前，在沿拼装台宽度方向及高度方向上同时压紧下翼板。
21.根据权利要求18所述的工字梁制造方法，其特征在于，在形成工字梁的变截面段的步骤中，利用沿下翼板长度方向间隔布置的两滚轮贴合并施压于下翼板表面，将下翼板压弯为与腹板的边缘形状一致。
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