CN112872665A

CN112872665A - 一种钢材焊接的多自由度调节装置

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Publication number: CN112872665A
Application number: CN202110251750.6A
Authority: CN
Inventors: 李海涛
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-03-08
Filing date: 2021-03-08
Publication date: 2021-06-01

Abstract

本发明公开了一种钢材焊接的多自由度调节装置，包括输送平台、一对镜像结构的焊接臂、门型架、顶压机构以及一对镜像结构的侧向固定机构，所述门型架安装于输送平台上，一对所述侧向固定机构分列于输送平台内部两侧，所述顶压机构安装于门型架上，一对所述焊接臂安装于输送平台内部两侧的端部，一对所述焊接臂上镜像安装有一对自动多自由度调节夹持机构；本发明的有益效果是，该钢材焊接的多自由度调节装置，能够在焊接型钢的过程中自动调节焊接的角度，采用自动控制调节的方式，不仅操作方便省力，也更加精确，提高了加工效率的同时，同步提高加工精度，使得型钢焊接的操作更加方便，并且提高了加工的工序准确性，提高了成品质量。

Description

一种钢材焊接的多自由度调节装置

技术领域

本发明涉及钢材焊接技术领域，特别是一种钢材焊接的多自由度调节装置。

背景技术

钢材是在建筑以及机械加工等领域经常使用的材料，而各种钢材中又以型钢的应用较多，例如H型钢，而在型钢的焊接过程中，不仅要保证基材与焊件的连接紧密，而且型钢的连接多种多样，因而需要对焊接的角度进行严格控制，而现阶段的校准工作多通过人工调节校准，调节校准等过程都更加考验工人的技术水平，不仅增加了工人的作用负担，而且焊接精度过分依靠人工的经验以及技术水平，容易产生不合格品，造成二次返工甚至材料的报废。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种钢材焊接的多自由度调节装置，解决了现有的背景技术问题。

实现上述目的本发明的技术方案为：一种钢材焊接的多自由度调节装置，包括输送平台、一对镜像结构的焊接臂、门型架、顶压机构以及一对镜像结构的侧向固定机构，所述门型架安装于输送平台上，一对所述侧向固定机构分列于输送平台内部两侧，所述顶压机构安装于门型架上，一对所述焊接臂安装于输送平台内部两侧的端部，一对所述焊接臂上镜像安装有一对自动多自由度调节夹持机构；

所述自动多自由度调节夹持机构包括：通腔、推动气缸、伸缩臂、固定板、一对滑动块、固定轴、转动轴、夹持板、一对夹持套、焊枪、调节电机、主动伞齿轮以及从动伞齿轮；

所述焊接臂内开设有柱形结构的通腔，所述推动气缸装配于通腔内，所述伸缩臂插装于通腔端部且与推动气缸的伸缩端连接，所述伸缩臂端部设有固定板，所述固定板上开设有长圆孔，一对所述滑动块通过固定轴连接分别安装于长圆孔两侧，所述固定轴内开设有转动槽，所述转动轴嵌装于转动槽内，所述转动轴端部连接有夹持板，所述夹持板上设有一对夹持套，一对所述夹持套内安装有焊枪，所述滑动块与固定板间设有滑动驱动组件，所述调节电机安装于滑动块上，所述调节电机的驱动端上套设有主动伞齿轮，所述转动轴端部套设有从动伞齿轮与主动伞齿轮啮合。

侧向固定机构包括：输送槽、若干固定套管、若干固定插杆、若干伸缩气缸以及若干挤压辊轮；

所述输送平台中心开设有输送槽，若干所述固定套管呈线性阵列安装于输送槽内一侧壁面上，若干所述固定插杆插装于若干所述固定套管内，若干所述固定套管内嵌装有若干伸缩气缸，若干所述伸缩气缸的伸缩端与若干所述固定插杆连接，若干所述固定插杆的端部设有若干挤压辊轮。

顶压机构包括：一对滑槽、一对滑块、下压块、压杆以及下压气缸；

所述门型架的立柱相对壁面开设有一对对称的滑槽，一对所述滑块装配于一对所述滑槽内，一对所述滑块相对开设有一对固定槽，所述下压块两端安装于一对所述固定槽内，所述下压块底面安装有压杆，所述压杆端部设有下压滚轮，所述门型架顶端横梁上安装有下压气缸，所述下压气缸的伸缩端与下压块连接。

所述滑动驱动组件包括：一对安装座、丝杆、驱动电机以及螺纹套；

所述固定板上且位于从动齿轮相同一侧壁面上设有一对安装座，一对所述安装座之间活动连接有丝杆，一对其中一个所述安装座上设有驱动电机与丝杆端部连接，一对其中位于从动齿轮同侧的所述滑动块上设有螺纹套，所述螺纹套套设于丝杆上。

所述输送平台中心沿轴线方向开设有输送槽，所述输送槽内嵌装有若干输送辊。

若干所述固定套管内两侧壁面均开设有一对限位槽，与之匹配的若干所述固定插杆的两侧分别设有一对限位块。

一对所述滑块的相对壁面开设有矩形结构的凹槽。

所述固定板上且位于长圆孔外侧开设有与滑动块匹配的滑动槽。

一对所述夹持套上分别设有一对紧固螺栓。

所述从动伞齿轮的齿数大于主动伞齿轮的齿数。

利用本发明的技术方案制作的该钢材焊接的多自由度调节装置，能够在焊接型钢的过程中自动调节焊接的角度，采用自动控制调节的方式，不仅操作方便省力，也更加精确，提高了加工效率的同时，同步提高加工精度，使得型钢焊接的操作更加方便，并且提高了加工的工序准确性，提高了成品质量。

附图说明

图1为本发明所述一种钢材焊接的多自由度调节装置的主视结构示意图。

图2为本发明所述一种钢材焊接的多自由度调节装置的局部侧视结构示意图。

图3为本发明所述一种钢材焊接的多自由度调节装置的局部剖视结构示意图。

图4为本发明所述一种钢材焊接的多自由度调节装置的主视剖视结构示意图。

图5为本发明所述一种钢材焊接的多自由度调节装置的局部放大结构示意图。

图中：1、输送平台；2、焊接臂；3、门型架；4、转动轴；5、推动气缸；6、伸缩臂；7、固定板；8、滑动块；9、固定轴；10、夹持板；11、夹持套；12、焊枪；13、调节电机；14、主动伞齿轮；15、从动伞齿轮；16、输送槽；17、固定套管；18、固定插杆；19、伸缩气缸；20、挤压辊轮；21、滑槽；22、滑块；23、下压块；24、压杆；25、下压气缸；26、安装座；27、丝杆；28、驱动电机；29、螺纹套；30、输送辊；31、限位块；32、紧固螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-5所示，本实施方案的特点为，包括输送平台1、一对镜像结构的焊接臂2、门型架3、顶压机构以及一对镜像结构的侧向固定机构，门型架3安装于输送平台1上，一对侧向固定机构分列于输送平台1内部两侧，顶压机构安装于门型架3上，一对焊接臂2安装于输送平台1内部两侧的端部，一对焊接臂2上镜像安装有一对自动多自由度调节夹持机构；自动多自由度调节夹持机构包括：通腔、推动气缸5、伸缩臂6、固定板7、一对滑动块8、固定轴9、转动轴4、夹持板10、一对夹持套11、焊枪12、调节电机13、主动伞齿轮14以及从动伞齿轮15；焊接臂2内开设有柱形结构的通腔，推动气缸5装配于通腔内，伸缩臂6插装于通腔端部且与推动气缸5的伸缩端连接，伸缩臂6端部设有固定板7，固定板7上开设有长圆孔，一对滑动块8通过固定轴9连接分别安装于长圆孔两侧，固定轴9内开设有转动槽，转动轴4嵌装于转动槽内，转动轴4端部连接有夹持板10，夹持板10上设有一对夹持套11，一对夹持套11内安装有焊枪12，滑动块8与固定板7间设有滑动驱动组件，调节电机13安装于滑动块8上，调节电机13的驱动端上套设有主动伞齿轮14，转动轴4端部套设有从动伞齿轮15与主动伞齿轮14啮合；该钢材焊接的多自由度调节装置，能够在焊接型钢的过程中自动调节焊接的角度，采用自动控制调节的方式，不仅操作方便省力，也更加精确，提高了加工效率的同时，同步提高加工精度，使得型钢焊接的操作更加方便，并且提高了加工的工序准确性，提高了成品质量。

通过本领域人员，将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不在对电气控制做说明。

实施例：根据说明书附图1-5可知，本案为一种钢材焊接的多自由度调节装置，包括输送平台1、一对镜像结构的焊接臂2、门型架3、顶压机构以及一对镜像结构的侧向固定机构，门型架3安装于输送平台1上，一对侧向固定机构分列于输送平台1内部两侧，顶压机构安装于门型架3上，一对焊接臂2安装于输送平台1内部两侧的端部，一对焊接臂2上镜像安装有一对自动多自由度调节夹持机构，在具体实施过程中，输送平台1将支撑物料的同时向前方输送经过一对焊接臂2的位置，一对镜像的侧向固定机构加持固定住中心的焊接钢材的同时，驱动其与基材同步前进，在焊接过程中，通过一对焊接臂2上的自动多自由度调节夹持机构对基材和焊件接触位置进行焊接；

根据说明书附图1-5可知，上述自动多自由度调节夹持机构包括：通腔、推动气缸5、伸缩臂6、固定板7、一对滑动块8、固定轴9、转动轴4、夹持板10、一对夹持套11、焊枪12、调节电机13、主动伞齿轮14以及从动伞齿轮15，其连接关系以及位置关系如下；

焊接臂2内开设有柱形结构的通腔，推动气缸5装配于通腔内，伸缩臂6插装于通腔端部且与推动气缸5的伸缩端连接，伸缩臂6端部设有固定板7，固定板7上开设有长圆孔，一对滑动块8通过固定轴9连接分别安装于长圆孔两侧，固定轴9内开设有转动槽，转动轴4嵌装于转动槽内，转动轴4端部连接有夹持板10，夹持板10上设有一对夹持套11，一对夹持套11内安装有焊枪12，滑动块8与固定板7间设有滑动驱动组件，调节电机13安装于滑动块8上，调节电机13的驱动端上套设有主动伞齿轮14，转动轴4端部套设有从动伞齿轮15与主动伞齿轮14啮合；

在具体实施过程中，通过通腔作为推动气缸5的安装空间，利用推动气缸5推动伸缩臂6在通腔内滑动，带动焊枪12进行移动抵近焊接位置进行焊接，焊枪12通过一对夹持套11安装在夹持板10上，当需要调节焊枪12的角度时，通过控制调节电机13的驱动端带动主动伞齿轮14旋转，进而与从动伞齿轮15啮合，使得转动轴4在转动槽内转动，进而使转动轴4带动夹持板10转动，进而带动焊枪12调节角度，通过控制箱输送数据，自动控制调节电机13的旋转速度和旋转圈数，进而控制夹持板10的转动方向，一对夹持套11上分别设有一对紧固螺栓32，可以调节滑动块8在固定板7上的初始位置，固定板7上且位于长圆孔外侧开设有与滑动块8匹配的滑动槽，从动伞齿轮15的齿数大于主动伞齿轮14的齿数。

根据说明书附图1-5可知，上述侧向固定机构包括：输送槽16、若干固定套管17、若干固定插杆18、若干伸缩气缸19以及若干挤压辊轮20，其连接关系以及位置关系如下；

输送平台1中心开设有输送槽16，若干固定套管17呈线性阵列安装于输送槽16内一侧壁面上，若干固定插杆18插装于若干固定套管17内，若干固定套管17内嵌装有若干伸缩气缸19，若干伸缩气缸19的伸缩端与若干固定插杆18连接，若干固定插杆18的端部设有若干挤压辊轮20。

在具体实施过程中，输送平台1中心沿轴线方向开设有输送槽16，输送槽16内嵌装有若干输送辊30，若干固定套管17内两侧壁面均开设有一对限位槽，与之匹配的若干固定插杆18的两侧分别设有一对限位块31，若干固定插杆18的两侧的限位块31用于限制固定插杆18在固定套管17内的滑动，避免固定插杆18滑脱或者滑动过程不稳定，将焊件放在基材上，利用同步运动的伸缩气缸19推动固定插杆18相对运动，利用对称布置的挤压滚轮挤压焊件的两侧壁面，并且由挤压辊轮20同步驱动焊件与基材同步运动。

根据说明书附图1-5可知，上述顶压机构包括：一对滑槽21、一对滑块22、下压块23、压杆24以及下压气缸25，其连接关系以及位置关系如下；

门型架3的立柱相对壁面开设有一对对称的滑槽21，一对滑块22装配于一对滑槽21内，一对滑块22相对开设有一对固定槽，下压块23两端安装于一对固定槽内，下压块23底面安装有压杆24，压杆24端部设有下压滚轮，门型架3顶端横梁上安装有下压气缸25，下压气缸25的伸缩端与下压块23连接。

在具体实施过程中，一对滑块22的相对壁面开设有矩形结构的凹槽，用于固定下压块23，下压块23与滑块22之间通过螺钉固定，当物料通过门型架3下方时，通过下压气缸25的伸缩端向下运动带动下压块23下压，利用压杆24端部的下压滚轮顶住焊件的顶部，确保焊件与基材的充分接触。

根据说明书附图1-5可知，上述滑动驱动组件包括：一对安装座26、丝杆27、驱动电机28以及螺纹套29，其连接关系以及位置关系如下；

固定板7上且位于从动齿轮相同一侧壁面上设有一对安装座26，一对安装座26之间活动连接有丝杆27，一对其中一个安装座26上设有驱动电机28与丝杆27端部连接，一对其中位于从动齿轮同侧的滑动块8上设有螺纹套29，螺纹套29套设于丝杆27上。

通过驱动电机28驱动丝杆27滑动，从而使丝杆27与螺纹套29啮合旋转，进而驱动螺纹套29带动滑动块8作直线运动，自动微调焊接的位置。

综上所述总体可知，该钢材焊接的多自由度调节装置，能够在焊接型钢的过程中自动调节焊接的角度，采用自动控制调节的方式，不仅操作方便省力，也更加精确，提高了加工效率的同时，同步提高加工精度，使得型钢焊接的操作更加方便，并且提高了加工的工序准确性，提高了成品质量。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种钢材焊接的多自由度调节装置，包括输送平台（1）、一对镜像结构的焊接臂（2）、门型架（3）、顶压机构以及一对镜像结构的侧向固定机构，所述门型架（3）安装于输送平台（1）上，一对所述侧向固定机构分列于输送平台（1）内部两侧，所述顶压机构安装于门型架（3）上，一对所述焊接臂（2）安装于输送平台（1）内部两侧的端部，其特征在于，一对所述焊接臂（2）上镜像安装有一对自动多自由度调节夹持机构；

所述自动多自由度调节夹持机构包括：通腔、推动气缸（5）、伸缩臂（6）、固定板（7）、一对滑动块（8）、固定轴（9）、转动轴（4）、夹持板（10）、一对夹持套（11）、焊枪（12）、调节电机（13）、主动伞齿轮（14）以及从动伞齿轮（15）；

所述焊接臂（2）内开设有柱形结构的通腔，所述推动气缸（5）装配于通腔内，所述伸缩臂（6）插装于通腔端部且与推动气缸（5）的伸缩端连接，所述伸缩臂（6）端部设有固定板（7），所述固定板（7）上开设有长圆孔，一对所述滑动块（8）通过固定轴（9）连接分别安装于长圆孔两侧，所述固定轴（9）内开设有转动槽，所述转动轴（4）嵌装于转动槽内，所述转动轴（4）端部连接有夹持板（10），所述夹持板（10）上设有一对夹持套（11），一对所述夹持套（11）内安装有焊枪（12），所述滑动块（8）与固定板（7）间设有滑动驱动组件，所述调节电机（13）安装于滑动块（8）上，所述调节电机（13）的驱动端上套设有主动伞齿轮（14），所述转动轴（4）端部套设有从动伞齿轮（15）与主动伞齿轮（14）啮合。

2.根据权利要求1所述的一种钢材焊接的多自由度调节装置，其特征在于，侧向固定机构包括：输送槽（16）、若干固定套管（17）、若干固定插杆（18）、若干伸缩气缸（19）以及若干挤压辊轮（20）；

所述输送平台（1）中心开设有输送槽（16），若干所述固定套管（17）呈线性阵列安装于输送槽（16）内一侧壁面上，若干所述固定插杆（18）插装于若干所述固定套管（17）内，若干所述固定套管（17）内嵌装有若干伸缩气缸（19），若干所述伸缩气缸（19）的伸缩端与若干所述固定插杆（18）连接，若干所述固定插杆（18）的端部设有若干挤压辊轮（20）。

3.根据权利要求1所述的一种钢材焊接的多自由度调节装置，其特征在于，顶压机构包括：一对滑槽（21）、一对滑块（22）、下压块（23）、压杆（24）以及下压气缸（25）；

所述门型架（3）的立柱相对壁面开设有一对对称的滑槽（21），一对所述滑块（22）装配于一对所述滑槽（21）内，一对所述滑块（22）相对开设有一对固定槽，所述下压块（23）两端安装于一对所述固定槽内，所述下压块（23）底面安装有压杆（24），所述压杆（24）端部设有下压滚轮，所述门型架（3）顶端横梁上安装有下压气缸（25），所述下压气缸（25）的伸缩端与下压块（23）连接。

4.根据权利要求1所述的一种钢材焊接的多自由度调节装置，其特征在于，所述滑动驱动组件包括：一对安装座（26）、丝杆（27）、驱动电机（28）以及螺纹套（29）；

所述固定板（7）上且位于从动齿轮相同一侧壁面上设有一对安装座（26），一对所述安装座（26）之间活动连接有丝杆（27），一对其中一个所述安装座（26）上设有驱动电机（28）与丝杆（27）端部连接，一对其中位于从动齿轮同侧的所述滑动块（8）上设有螺纹套（29），所述螺纹套（29）套设于丝杆（27）上。

5.根据权利要求1所述的一种钢材焊接的多自由度调节装置，其特征在于，所述输送平台（1）中心沿轴线方向开设有输送槽（16），所述输送槽（16）内嵌装有若干输送辊（30）。

6.根据权利要求2所述的一种钢材焊接的多自由度调节装置，其特征在于，若干所述固定套管（17）内两侧壁面均开设有一对限位槽，与之匹配的若干所述固定插杆（18）的两侧分别设有一对限位块（31）。

7.根据权利要求3所述的一种钢材焊接的多自由度调节装置，其特征在于，一对所述滑块（22）的相对壁面开设有矩形结构的凹槽。

8.根据权利要求4所述的一种钢材焊接的多自由度调节装置，其特征在于，所述固定板（7）上且位于长圆孔外侧开设有与滑动块（8）匹配的滑动槽。

9.根据权利要求1所述的一种钢材焊接的多自由度调节装置，其特征在于，一对所述夹持套（11）上分别设有一对紧固螺栓（32）。

10.根据权利要求1所述的一种钢材焊接的多自由度调节装置，其特征在于，所述从动伞齿轮（15）的齿数大于主动伞齿轮（14）的齿数。