CN112846613A - 一种剪力钉自动装焊设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种剪力钉自动装焊设备，涉及机械设备技术领域，其包括支架、焊机、第一储存箱、第一传输机构、第二储存箱、第二传输机构和控制器，焊机组设于支架上，并可沿支架上下移动；且焊机与待焊接的构件之间形成有收容空间；第一储存箱用于储存剪力钉；第一传输机构与第一储存箱相连通，并用于将剪力钉输送至收容空间内，以使剪力钉与焊机同轴设置；第二储存箱用于储存磁环；第二传输机构与第二储存箱相连通，并用于输送磁环至剪力钉的下方，以使磁环与剪力钉同轴设置；控制器与焊机、第一传输机构和第二传输机构均相连，并用于控制第一传输机构和第二传输机构的工作；还用于控制焊机向下运动，以驱动剪力钉和磁环垂直焊接于构件上。

Description

一种剪力钉自动装焊设备

技术领域

本申请涉及机械设备技术领域，特别涉及一种剪力钉自动装焊设备。

背景技术

目前核电站结构模块上存在着许多剪力钉，其主要作用是将钢板和混凝土结合为一个整体，使二者共同抵抗外力作用。结构模块上的剪力钉在焊接的过程中，需用瓷环进行焊接保护。

相关技术中，剪力钉焊接方式为工人在构件表面测量划线确定剪力钉位置，逐一装配瓷环和剪力钉，采用手持式剪力钉焊机并依靠视觉和经验人工调整剪力钉垂直度并焊接。对操作人员的技术水平有一定要求且存在质量不稳定、效率低下等问题。

发明内容

本申请实施例提供一种剪力钉自动装焊设备，以解决相关技术中采用手持式剪力钉焊接进行装焊时，由于无法确保剪力钉与构件表面的垂直度，导致焊接质量不稳定、效率低下的问题。

第一方面，提供了一种剪力钉自动装焊设备，其包括：

支架；

焊机，其组设于所述支架上，并可沿所述支架上下移动；且所述焊机与待焊接的构件之间形成有收容空间；

第一储存箱，其用于储存剪力钉；

第一传输机构，其与所述第一储存箱相连通，并用于将所述剪力钉输送至所述收容空间内，以使所述剪力钉与所述焊机同轴设置；

第二储存箱，其用于储存磁环；

第二传输机构，其与所述第二储存箱相连通，并用于输送所述磁环至所述剪力钉的下方，以使所述磁环与所述剪力钉同轴设置；

控制器，其与所述焊机、所述第一传输机构和所述第二传输机构均相连，并用于控制所述第一传输机构和所述第二传输机构的工作；还用于控制所述焊机向下运动，以驱动所述剪力钉和所述磁环垂直焊接于构件上。

一些实施例中，所述第二传输机构包括转运盘，所述转运盘可转动地连接于所述支架上，且所述转运盘上设有至少一个卡槽，以及至少一个贯穿该转运盘的通道，所有的所述卡槽和所述通道沿所述转运盘的圆周方向间隔设置；所述卡槽用于卡持从所述第二储存箱内输出的磁环，并将所述磁环转运至所述剪力钉的下方；所述通道被配置成：所述通道转动至位于所述收容空间内，且在所述磁环正下方时，供所述剪力钉和所述磁环通过。

一些实施例中，该剪力钉自动装焊设备还包括第二夹持机构，所述第二夹持机构组设于所述支架上，且所述第二夹持机构用于当所述磁环通过所述转运盘转运至所述剪力钉的下方时，夹持所述磁环。

一些实施例中，所述第二传输机构还包括导轨，所述导轨呈弧形，且所述导轨的一端与所述第二储存箱相连通，另一端延伸至所述转运盘上，并用于将所述第二储存箱内磁环传输至所述转运盘上。

一些实施例中，所述转运盘包括底盘，以及与所述底盘同轴设置的卡盘，所述卡盘的直径小于所述底盘的直径，且所述卡盘的外圆周面朝内凹陷形成所述卡槽。

一些实施例中，相邻的两个所述卡槽之间设有一个所述通道，或，所有的卡槽和所有的通道沿所述转运盘的轴线对称分布。

一些实施例中，所述第一传输机构包括：

两个第一滑轨，两个所述第一滑轨并排设置，且所述第一滑轨的一端与所述第一储存箱相连通，另一端用于延伸至所述收容空间内；

用于夹持所述剪力钉的夹持件，所述夹持件组设于两个所述第一滑轨之间；

驱动器，其与所述夹持件连接，并用于驱动所述夹持件在所述第一滑轨上往复运动。

一些实施例中，所述夹持件为弹性卡片，所述弹性卡片用于卡持于所述剪力钉的头部底端。

一些实施例中，该剪力钉自动装焊设备还包括第一夹持机构，所述第一夹持机构组设于所述支架上，并可朝靠近和远离所述收容空间的方向运动，以夹持或释放所述剪力钉。

一些实施例中，该剪力钉自动装焊设备还包括：

两个间隔设置的第二滑轨，两个所述第二滑轨之间形成有用于收容所述构件的焊接空间；所述支架的两端分别滑设于两个所述第二滑轨上；

驱动机构，其与所述支架连接，并用于驱动所述支架沿所述第二滑轨的长度方向运动。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：在焊接构件的过程中，本申请的剪力钉自动装焊设备通过控制器自动实现焊机、剪力钉和磁环从上自下的同轴设置，以达到剪力钉和磁环垂直焊接在构件上的目的，确保剪力钉与构件表面的垂直度，焊接质量稳定；而且本申请采用数控全自动焊接，实现全自动对构件上的所有的焊接区域的逐一焊接，大大提高了焊接效率。

本申请实施例提供了一种剪力钉自动装焊设备，由于本申请实施例的第一储存箱储存焊接构件所需的剪力钉，第二储存箱储存与剪力钉相适配的磁环，焊接构件时，控制器控制焊机运动至构件的正上方，并与构件垂直设置，然后控制第一传输机构将第一储存箱内的剪力钉传输至焊机的正下方，并与焊机同轴设置；再控制第二传输机构将第二储存箱内的磁环传输至剪力钉的正下方，并与剪力钉同轴设置，以实现焊机、剪力钉和磁环三者同轴设置，且垂直于构件；最后控制器控制焊接竖直向下运动，压持剪力钉和磁环垂直焊接于构件上，因此，在焊接构件的过程中，本申请实施例的剪力钉自动装焊设备通过控制器自动实现焊机、剪力钉和磁环从上自下的同轴设置，以达到剪力钉和磁环垂直焊接在构件上的目的，确保剪力钉与构件表面的垂直度，焊接质量稳定；而且本申请实施例采用数控全自动焊接，大大提高了焊接效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的剪力钉自动装焊设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的剪力钉自动装焊设备的主视图；

图3为图2的A-A方向视图；

图4为图2的B-B方向视图；

图5为本申请实施例提供的转运盘的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的剪力钉自动装焊设备处于步骤S1的左视图；

图7为本申请实施例提供的剪力钉自动装焊设备处于步骤S1的俯视图；

图8为本申请实施例提供的剪力钉自动装焊设备处于步骤S2的左视图；

图9为本申请实施例提供的剪力钉自动装焊设备处于步骤S2的俯视图；

图10为本申请实施例提供的剪力钉自动装焊设备处于步骤S3的左视图；

图11为本申请实施例提供的剪力钉自动装焊设备处于步骤S3的俯视图；

图12为本申请实施例提供的剪力钉自动装焊设备处于步骤S4的左视图；

图13为本申请实施例提供的剪力钉自动装焊设备处于步骤S4的俯视图；

图14为本申请实施例提供的剪力钉自动装焊设备处于步骤S5的左视图；

图15为本申请实施例提供的剪力钉自动装焊设备处于步骤S5的俯视图。

图中：1、支架；2、焊机；20、收容空间；3、构件；4、第一储存箱；5、剪力钉；6、第一传输机构；60、第一滑轨；61、夹持件；7、第二储存箱；8、磁环；9、第二传输机构；90、转运盘；900、卡槽；901、通道；902、底盘；903、卡盘；91、导轨；10、第二夹持机构；11、第一夹持机构；12、第二滑轨；13、驱动机构。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1和图2所示，本申请实施例提供了一种剪力钉自动装焊设备，其包括支架1、焊机2、第一储存箱4、第一传输机构6、第二储存箱7、第二传输机构9和控制器，焊机2组设于支架1上，并可沿支架1上下移动；且焊机2与待焊接的构件3之间形成有收容空间20；第一储存箱4用于储存剪力钉5；第一传输机构6与第一储存箱4相连通，并用于将剪力钉5输送至收容空间20内，以使剪力钉5与焊机2同轴设置；第二储存箱7用于储存磁环8；第二传输机构9与第二储存箱7相连通，并用于输送磁环8至剪力钉5的下方，以使磁环8与剪力钉5同轴设置；控制器与焊机2、第一传输机构6和第二传输机构9均相连，并用于控制第一传输机构6和第二传输机构9的工作；还用于控制焊机2向下运动，以驱动剪力钉5和磁环8垂直焊接于构件3上。

本申请实施例的第一储存箱4储存焊接构件3所需的剪力钉5，第二储存箱7储存与剪力钉5相适配的磁环8，焊接构件3时，控制器控制焊机2运动至构件3的正上方，并与构件3垂直设置，然后控制第一传输机构6将第一储存箱4内的剪力钉5传输至焊机2的正下方，并与焊机2同轴设置；再控制第二传输机构9将第二储存箱7内的磁环8传输至剪力钉5的正下方，并与剪力钉5同轴设置，以实现焊机2、剪力钉5和磁环三者同轴设置，且垂直于构件3；最后控制器控制焊机2竖直向下运动，压持剪力钉和磁环8垂直焊接于构件3上。

因此，在焊接构件3的过程中，本申请实施例的剪力钉自动装焊设备通过控制器自动实现焊机2、剪力钉5和磁环8从上自下的同轴设置，以达到剪力钉5和磁环8垂直焊接在构件3上的目的，确保剪力钉5与构件3表面的垂直度，焊接质量稳定；而且本申请采用数控全自动焊接，实现全自动对构件3上的所有的焊接区域的逐一焊接，大大提高了焊接效率。

可选的，参见图2-4所示，第二传输机构9包括转运盘90，转运盘90可转动地连接于支架1上，且转运盘90上设有至少一个卡槽900，以及至少一个贯穿该转运盘90的通道901，所有的卡槽900和通道901沿转运盘90的圆周方向间隔设置；卡槽900用于卡持从第二储存箱7内输出的磁环8，并将磁环8转运至剪力钉5的下方；通道901被配置成：通道901转动至位于收容空间20内，且在磁环8正下方时，供剪力钉5和磁环8通过。

本申请实施例的转运盘90的转轴设置在其中心，使其可绕自身轴线转动，转运盘90的使用原理如下：

首先，转运盘90转动至其上的卡槽900对着第二储存箱7，并接住从第二储存箱7内输出的磁环8，磁环8落入卡槽900内，并被卡槽900卡持住不再运动；然后，转运盘90继续转动至该卡槽900位于收容空间20内，并使该卡槽900上的磁环8位于剪力钉5的正下方；再将磁环8固定在剪力钉5的正下方，并与卡槽900脱离；之后，转运盘90继续转动，直至通道901转动至位于收容空间20内，此时通道901与收容空间20在竖直方向上连通，对剪力钉5和磁环8的下降无阻挡，最后，剪力钉5和磁环8在焊机2的驱动作用下，通过通道901，向下运动至垂直焊接于构件3上。

优选的，参见图4所示，该剪力钉自动装焊设备还包括第二夹持机构10，第二夹持机构10组设于支架1上，且第二夹持机构10用于当磁环8通过转运盘90转运至剪力钉5的下方时，夹持磁环8。

由于采用转运盘90转动至卡槽900位于收容空间20内，并使该卡槽900上的磁环8位于剪力钉5的正下方时，转运盘90需要继续转动至通道901位于收容空间20内，因此此时需要通过第二夹持机构10将磁环8夹持，并固定在剪力钉5的正下方，以使磁环8与卡槽900相分离，不阻碍转运盘90继续转动。因此本申请实施例的第二夹持机构10可沿支架1上下移动，以夹起磁环8，使磁环8与卡槽900相分离。

优选的，参见图2所示，第二传输机构9还包括导轨91，导轨91呈弧形，且导轨91的一端与第二储存箱7相连通，另一端延伸至转运盘90上，并用于将第二储存箱7内磁环8传输至转运盘90上。

由于需要将磁环8输送至剪力钉5的正下方，那么磁环8和剪力钉5在高程上具有高差，为了减小第二储存箱7的尺寸大小，因此设计导轨91将第二储存箱7内的磁环8导入到转运盘90上。

优选的，参见图5所示，转运盘90包括底盘902，以及与底盘902同轴设置的卡盘903，卡盘903的直径小于底盘902的直径，且卡盘903的外圆周面朝内凹陷形成卡槽900。

当磁环8从导轨91上运动至转运盘90上时，先运动至底盘902上，然后会由于卡盘903的抵挡作用，卡持在卡槽900内，以限制磁环8的运动。

更进一步的，参见图5所示，相邻的两个卡槽900之间设有一个通道901，或，所有的卡槽900和所有的通道901沿转运盘90的轴线对称分布。

本申请实施例的卡槽900和通道901的数量相等，当卡槽900和通道901交替间隔设置，相邻的两个卡槽900之间设有一个通道901时，采用卡槽900卡持一个磁环8，将磁环8输送至剪力钉5的正下方，然后再将通道901转动至位于收容空间20内，下压剪力钉5的方式进行剪力钉5的装焊；当所有的卡槽900和所有的通道901沿转运盘90的轴线对称分布，采用卡槽900卡持一个磁环8，将磁环8输送至剪力钉5的正下方，然后再将通道901转动至位于收容空间20内，下压剪力钉5的同时，可以卡持下一个磁环8。

可选的，第一传输机构6包括两个第一滑轨60、用于夹持剪力钉5的夹持件61和驱动器，两个第一滑轨60并排设置，且第一滑轨60的一端与第一储存箱4相连通，另一端用于延伸至收容空间20内；两个第一滑轨60之间形成有用于输送剪力钉5的输送通道；夹持件61组设于两个第一滑轨60之间；驱动器与夹持件61连接，并用于驱动夹持件61在第一滑轨60上往复运动。

夹持件61夹持从第一储存箱4内输送出来的剪力钉5，并在驱动器的作用下，带动剪力钉5在第一滑轨60上滑动至收容空间20内，并使剪力钉5与焊机2同轴设置；然后驱动器驱动夹持件61返回至初始位置，去夹持下一个从第一储存箱4内输送出来的剪力钉5；通过剪力钉5的往复运动，以实现剪力钉5的逐个输送。

更进一步的，夹持件61为弹性卡片，弹性卡片用于卡持于剪力钉5的头部底端。

两个弹性卡片卡持在剪力钉5的头部底端，当剪力钉5位于焊机2的正下方，通过焊机2向下压剪力钉5，带动弹性卡片向下弯曲，并与剪力钉5分离，分离后，弹性卡片会恢复原状，并在驱动器的驱动下返回至初始位置，并去卡持下一个剪力钉5。

优选的，该剪力钉自动装焊设备还包括第一夹持机构11，第一夹持机构11组设于支架1上，并可朝靠近和远离收容空间20的方向运动，以夹持或释放剪力钉5。

挡夹持件61不为弹性卡片时，夹持件61将剪力钉5输送至收容孔内，通过第一夹持机构11夹持剪力钉5，夹持件61在驱动器的驱动下返回至初始位置，并去卡持下一个剪力钉5。

进一步的，参见图1所示，该剪力钉自动装焊设备还包括两个间隔设置的第二滑轨12和驱动机构13，两个第二滑轨12之间形成有用于收容构件3的焊接空间；支架1的两端分别滑设于两个第二滑轨12上；驱动机构13与支架1连接，并用于驱动支架1沿第二滑轨12的长度方向运动。

本申请实施例的支架1包括门架，门架的两端滑设于第二滑轨12上，以沿构件3的长度方向运动；门架之间连接有横梁，横梁可沿门架上下移动，焊机2、第一储存箱4、第一传输机构6、第二储存箱7和第二传输机构9均设置在横梁上，横梁的上下移动带动设于横梁上的机构一起上下移动，以调节剪力钉5与构件3的焊接区域之间的高度；且设于横梁上的机构可在横梁上左右移动，以沿构件3的宽度方向运动，从而使剪力钉5对准构件的焊接区域，以完成构件3上所有焊接区域的焊接。

本申请实施例的剪力钉自动装焊设备的装焊步骤如下：

S1：参见图6和图7所示，控制器控制第一传输机构6将第一储存箱4内的剪力钉5传输至焊机2的正下方，并与焊机2同轴设置，且控制第一夹持机构11夹持剪力钉5；以及，控制器控制转运盘90转动，以使卡槽900卡持从第二储存箱7内输出的磁环8；

S2：参见图8和图9所示，控制器控制转运盘90转动，直至卡槽900位于收容空间20内，并控制第二夹持机构10夹起磁环8；

S3：参见图10和图11所示，控制器控制转运盘90继续转动，直至通道901转动至位于收容空间20内；

S4：参见图12和图13所示，控制器控制焊机2向下运动，以驱动剪力钉5和磁环8通过通道901并垂直焊接与构件3上；

S5：参见图14和图15所示，完成焊接后，控制器控制第一夹持机构11松开剪力钉5，第二夹持机构10松开磁环8，且控制焊机2向上运动，以准备焊接构件3的下一焊接区域。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种剪力钉自动装焊设备，其特征在于，其包括：

支架(1)；

焊机(2)，其组设于所述支架(1)上，并可沿所述支架(1)上下移动；且所述焊机(2)与待焊接的构件(3)之间形成有收容空间(20)；

第一储存箱(4)，其用于储存剪力钉(5)；

第一传输机构(6)，其与所述第一储存箱(4)相连通，并用于将所述剪力钉(5)输送至所述收容空间(20)内，以使所述剪力钉(5)与所述焊机(2)同轴设置；

第二储存箱(7)，其用于储存磁环(8)；

第二传输机构(9)，其与所述第二储存箱(7)相连通，并用于输送所述磁环(8)至所述剪力钉(5)的下方，以使所述磁环(8)与所述剪力钉(5)同轴设置；

控制器，其与所述焊机(2)、所述第一传输机构(6)和所述第二传输机构(9)均相连，并用于控制所述第一传输机构(6)和所述第二传输机构(9)的工作；还用于控制所述焊机(2)向下运动，以驱动所述剪力钉(5)和所述磁环(8)垂直焊接于构件(3)上。

2.如权利要求1所述的剪力钉自动装焊设备，其特征在于，所述第二传输机构(9)包括转运盘(90)，所述转运盘(90)可转动地连接于所述支架(1)上，且所述转运盘(90)上设有至少一个卡槽(900)，以及至少一个贯穿该转运盘(90)的通道(901)，所有的所述卡槽(900)和所述通道(901)沿所述转运盘(90)的圆周方向间隔设置；所述卡槽(900)用于卡持从所述第二储存箱(7)内输出的磁环(8)，并将所述磁环(8)转运至所述剪力钉(5)的下方；所述通道(901)被配置成：所述通道(901)转动至位于所述收容空间(20)内，且在所述磁环(8)正下方时，供所述剪力钉(5)和所述磁环(8)通过。

3.如权利要求2所述的剪力钉自动装焊设备，其特征在于，该剪力钉自动装焊设备还包括第二夹持机构(10)，所述第二夹持机构(10)组设于所述支架(1)上，且所述第二夹持机构(10)用于当所述磁环(8)通过所述转运盘(90)转运至所述剪力钉(5)的下方时，夹持所述磁环(8)。

4.如权利要求2所述的剪力钉自动装焊设备，其特征在于，所述第二传输机构(9)还包括导轨(91)，所述导轨(91)呈弧形，且所述导轨(91)的一端与所述第二储存箱(7)相连通，另一端延伸至所述转运盘(90)上，并用于将所述第二储存箱(7)内磁环(8)传输至所述转运盘(90)上。

5.如权利要求2所述的剪力钉自动装焊设备，其特征在于，所述转运盘(90)包括底盘(902)，以及与所述底盘(902)同轴设置的卡盘(903)，所述卡盘(903)的直径小于所述底盘(902)的直径，且所述卡盘(903)的外圆周面朝内凹陷形成所述卡槽(900)。

6.如权利要求2所述的剪力钉自动装焊设备，其特征在于，相邻的两个所述卡槽(900)之间设有一个所述通道(901)，或，所有的卡槽(900)和所有的通道(901)沿所述转运盘(90)的轴线对称分布。

7.如权利要求1所述的剪力钉自动装焊设备，其特征在于，所述第一传输机构(6)包括：

两个第一滑轨(60)，两个所述第一滑轨(60)并排设置，且所述第一滑轨(60)的一端与所述第一储存箱(4)相连通，另一端用于延伸至所述收容空间(20)内；

用于夹持所述剪力钉(5)的夹持件(61)，所述夹持件(61)组设于两个所述第一滑轨(60)之间；

驱动器，其与所述夹持件(61)连接，并用于驱动所述夹持件(61)在所述第一滑轨(60)上往复运动。

8.如权利要求7所述的剪力钉自动装焊设备，其特征在于，所述夹持件(61)为弹性卡片，所述弹性卡片用于卡持于所述剪力钉(5)的头部底端。

9.如权利要求1所述的剪力钉自动装焊设备，其特征在于，该剪力钉自动装焊设备还包括第一夹持机构(11)，所述第一夹持机构(11)组设于所述支架(1)上，并可朝靠近和远离所述收容空间(20)的方向运动，以夹持或释放所述剪力钉(5)。

10.如权利要求1所述的剪力钉自动装焊设备，其特征在于，该剪力钉自动装焊设备还包括：

两个间隔设置的第二滑轨(12)，两个所述第二滑轨(12)之间形成有用于收容所述构件(3)的焊接空间；所述支架(1)的两端分别滑设于两个所述第二滑轨(12)上；

驱动机构(13)，其与所述支架(1)连接，并用于驱动所述支架(1)沿所述第二滑轨(12)的长度方向运动。

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