CN112975224B - 一种钢模板自动化焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢模板自动化焊接系统，该系统包括焊接平台、立板压紧组件、升降组件；立板压紧组件包括框架，框架上设置有若干根纵杆，相邻的两根纵杆上设置有若干根横杆；纵杆和(或)横杆顶部设置有压紧组件，压紧组件包括相对设置的第一压紧板和第二压紧板；框架两端分别设置有连接杆；升降组件包括设置于焊接平台两端外侧的安装板，连接杆设置于安装板顶部；安装板两侧设置有立柱；安装板下方设置有固定板，固定板底部设置有抬升装置，抬升装置上设置有抬升杆，抬升杆向上穿过固定板与安装板底部相连。本发明的升降组件能对立板压紧组件进行升降等操作，便于立板装料；立板压紧组件能将立板压紧固定，从而保证钢模板的焊接质量。

Description

一种钢模板自动化焊接系统

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种钢模板自动化焊接系统。

背景技术

钢模板用于建筑物的混凝土浇筑成型，具有强度大、能重复使用、抗震性强等特点，在建筑行业应用广泛。钢模板主要由底板和角钢（或立板）经焊接制成，目前的钢模板仍以使用角钢的为多数。现有的钢模板在加工生产时主要以人工焊接为主，机械化程度低、人员劳动强度大、加工效率低等缺点。为了实现钢模板的自动化焊接生产，本发明人研制了一种自动化的焊接系统，使用立板来代替角钢进行钢模板的加工生产，极大地提高了生产效率。

发明内容

本发明提供了一种钢模板自动化焊接系统，以解决上述技术问题。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种钢模板自动化焊接系统，包括焊接平台、立板压紧组件、升降组件；

所述立板压紧组件包括框架，所述框架上设置有若干根纵杆，相邻的两根所述纵杆上设置有若干根横杆；所述纵杆和/或横杆顶部设置有压紧组件，所述压紧组件包括相对设置的第一压紧板和第二压紧板；所述框架两端分别设置有连接杆；由于钢模板上设置有若干根立板，为保证焊接质量，在焊接的时候，需要对立板进行固定夹紧；设置的第一压紧板和第二压紧板之间的距离与立板的距离相同，便于卡住立板；

所述升降组件包括设置于所述焊接平台两端外侧的安装板，所述连接杆设置于所述安装板顶部；所述安装板两侧设置有立柱；所述安装板下方设置有固定板，所述固定板底部设置有抬升装置，所述抬升装置上设置有抬升杆，所述抬升杆向上穿过固定板与所述安装板底部相连；所述抬升装置运行时通过抬升杆使安装板沿着立柱侧面上下移动。通过启动抬升装置可以控制抬升杆进行上下移动；立板安装于立板压紧组件后，启动抬升装置，使抬升杆向下移动，抬升杆进而带动立板压紧组件向下移动，直至使立板的顶部紧贴在钢板上，便于焊接机器人进行焊接作业；同一块安装板两侧的立柱顶部可以通过加强杆相连，从而提高立柱的强度。

进一步地，所述升降组件还包括转动装置，所述转动装置设置于其中一端的所述安装板上，其中另一端的所述安装板上设置有轴承；所述转动装置、所述轴承分别与相对于的所述连接杆相连；通过所述转动装置的驱动能使所述立板压紧组件绕着所述连接杆翻转。通过在安装板上设置转动装置及相应的轴承，并于连接杆相连，在转动装置启动时，转动装置的转动会带动连接杆的转动，从而使立板压紧组件翻转；因此，在进行立板装料前，先通过转动装置控制立板压紧组件翻转，使立板压紧组件朝上，便于将立板插入到第一压紧板和第二压紧板之间的距离内，提高安装效率；当立板安装完成后，通过转动装置翻转从而使立板的顶部朝下与放置在焊接平台上的钢板紧贴，从而方便焊接。

进一步地，所述第一压紧板远离第二压紧板的一端上设置有压紧杆，所述压紧杆的末端设置有气动装置；所述气动装置底部设置有固定座。由于在将立板与钢板焊接之前需要确保立板稳固，因此，通过气动装置的运行可以控制压紧杆的伸出或缩回；压紧杆伸出时会使第一压紧板紧压在立板上，从而固定立板，保证焊接作业的顺利进行；气动装置可以使用气缸。

进一步地，所述第二压紧板底部设置有调节板，所述调节板上设置有调节槽；所述调节板底部设置有底板；所述底板上设置有螺孔，通过连接件穿过调节槽、螺孔从而将第二压紧板固定在底板上；所述底板为L行，所述底板上设置有顶杆，所述顶杆抵住调节板的一端。由于使用的立板的厚度可能会有多种尺寸规格，因此，将第二压紧板设置在调节板上，通过调节槽可以调节第二压紧板在调节板上的位置，从而调节第二压紧板与第一压紧板的距离，满足不同规格尺寸立板的夹紧固定需求；调节板底部设置有底板，顶杆穿过底板，顶杆与底板间设置有向咬合的螺纹，顶杆可以旋进旋出，通过顶杆可以顶住调节板，以防止在立板固定时由于压紧杆给予的压力过大而错位。

进一步地，所述立板压紧组件还包括支撑杆，所述支撑杆分布设置于所述框架、所述纵杆、所述横杆顶部；所述支撑杆的形状为底部小顶部大，且所述支撑杆的高度高于所述第一压紧板所处的高度。当立板安装于立板压紧组件之后，启动转动装置使立板压紧组件翻转，此时立板的顶部朝向焊接平台，然后再通过抬升装置控制抬升杆向下移动，从而使安装在立板压紧组件上的立板紧贴在安装在焊接平台上的钢板上；为便于焊接，立板的高度需要高于立板压紧组件所处的高度，因此，为了不使立板承受过大的重量压力，设置的支撑杆能起到支撑立板压紧组件的作用，减小立板由于受到较大的压力而移动错位或变形。

进一步地，所述焊接平台上设置有限位板，所述限位板为L字形和/或一字型；所述限位板为L字形时用以卡住放置于所述焊接平台上的钢板角，所述限位板为一字型时用以卡住放置于所述焊接平台上的钢板边。由于立板压紧组件的规格是固定的，为使固定的立板与钢板相接的位置符合设计要求，需要对安装在焊接平台上的钢板的位置进行限定；限位板为L字形时，设置在焊接平台用于卡住钢板角，以将钢板的位置限制好，从而保证焊接的品质；限位板为一字行时用于限制钢板的边，以限制钢板的位置。

进一步地，所述焊接平台上还设置有推升组件，所述推升组件包括设置于所述焊接平台上的推升孔，所述推升孔底部设置有推升装置，所述推升装置上设置有推升杆。将钢板放置在焊接平台上，有时需要对钢板的位置进行微调以使立板和钢板相对，但如果钢板贴紧在焊接平台上调整就比较困难；因此，在焊接平台底部设置了推升装置，将钢板放置到焊接平台上，启动推升装置使推升杆是伸出推升孔将钢板推升起来，从而方便调整钢板位置；调整好钢板位置后，控制推升装置使推升杆下降至推升孔内，从而使钢板稳固在焊接平台上，便于焊机作业；推升装置可以使用气缸、电动推杆等。

进一步地，所述焊接平台底部设置有滑动组件，所述滑动组件包括由上至下依次设置的滑车平台、滑车轨道、轨道固定架；所述滑车平台底部设置有滑车行走腿，所述滑车行走腿通过动力驱动能负载滑车平台在所述滑车轨道上往返滑动；所述立柱设置于所述滑车平台的两端；滑车平台底部设置有驱动电机，用以驱动滑车行走腿在滑车轨道内往复滑行。将焊接平台设置在滑动组件上，能使焊接平台随着滑车平台滑动，在生产中可以设置若干个滑车平台及相应数量的焊接平台；作业时，可以在一个滑车平台上装料，另一个滑车平台进行焊接；装料完成后通过滑车平台将焊接平台送至焊接机器人位置处进行焊接，从而使得装料、焊接能同时进行，提高了生产效率；滑车行走腿的动力可以由电机提供。

进一步地，所述滑车平台上设置有框架卡紧组件，所述框架卡紧组件包括底座，所述底座上设置有卡紧装置，所述卡紧装置上设置有卡紧杆，所述卡紧杆末端转动设置有卡紧板；所述卡紧装置顶部靠近焊接平台一侧上设置有U形板，所述卡紧板与U形板转动连接且设置于所述U形板的U形内。立板全部安装于立板压紧组件上并压紧，然后通过升降组件使立板压紧组件翻转、下降，此时立板压紧组件内的立板的顶部会贴在焊接平台上的钢板上；为使立板与钢板紧贴，保证焊接质量，需要在滑车平台上设置框架卡紧组件，通过卡紧装置启动使卡紧杆上升，然后带动卡紧板卡压在框架上，从而将立板压紧组件卡紧固定；设置U形板及其位置能使卡紧板朝向焊接平台，在卡紧杆升降过程中会控制卡紧板是否卡紧立板压紧组件；卡紧装置可以使用气缸、电动推杆等。

进一步地，所述滑车平台上设置有控制器，所述控制器与所述抬升装置、转动装置、气动装置、推升装置、驱动电机、卡紧装置等电性相连，如此方便控制操作，提高作业效率。

进一步地，在立柱上设置限位开关，限位开关与控制器电性相连，当安装板上升的高度触碰到限位开关时，限位开关接收的信号发给控制器，通过控制器关闭抬升装置，防止抬升杆推动安装板上升的高度过高而可能出现的意外。

本发明配合焊机机器人使用能实现钢模板的自动化焊接。将焊接机器人设置于所述焊接平台的侧面，在进行焊接作业时，焊接顺序为先从立板压紧组件内部开始逐步向外焊接。焊接时先从内再到外地进行焊接，能降低由于焊接时的热胀冷缩对钢模板品质的影响。

本发明的优点是：1、本发明设置的升降组件能对立板压紧组件进行升降以及翻转操作，从而使得焊接前的钢模板原料中的立板能快速安装到立板压紧组件上，具有装料快速且压紧稳固的特点，提高了装料效率，保证了钢模板的焊接质量；2、设置的压紧组件在通过调节槽的调整，能调节第二压紧板与第一压紧板之间的距离，以满足现实使用中不同厚度的立板夹紧固定需求；3、设置的支撑板用于立板压紧组件翻转后，支撑起立杆压紧组件，避免立板受到过大的压力而可能出现的错位或变形；4、设置的滑动组件便于焊接平台的移动，当在滑车平台上设置有多组焊接平台时，能将装料焊接平台移动至焊接机器人处，从而使装料、焊接同时进行，提高了作业效率；5、通过设置控制器可以提高操作的便捷度，提高作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明的右视图。

图4为焊接平台俯视图。

图5为图2中A处局部放大图。

图6为压紧组件主视图。

图7为压紧组件俯视图。

图8为框架卡紧组件主视图。

图9为框架卡紧组件俯视图。

附图标记：1-焊接平台，11-限位板，12-推升组件，121-推升孔，122-推升装置，123-推升杆，2-立板压紧组件，21-框架，22-纵杆，23-横杆，24-压紧组件，240-顶杆，241-第一压紧板，242-第一压紧板，243-压紧杆，244-气动装置，245-固定座，246-调节板，247-调节槽，248-底板，249-螺孔，25-连接杆，26-支撑杆，3-升降组件，31-安装板，32-立柱，33-固定板，34-抬升装置，35-抬升杆，36-转动装置，37-轴承，38-限位开关，4-滑动组件，41-滑车平台，42-滑车轨道，43-轨道固定架，44-滑车行走腿， 45-框架卡紧组件，451-底座，452-卡紧装置，453-卡紧杆，454-卡紧板，455-U形板，46-控制器。

具体实施方式

为便于更好地理解本发明，结合附图通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。

实施例

一种钢模板自动化焊接系统，如图1-3所示，包括焊接平台1、立板压紧组件2、升降组件3；立板压紧组件2包括框架21，框架21上设置有若干根纵杆22，相邻的两根纵杆22上设置有若干根横杆23；纵杆22和/或横杆23顶部设置有压紧组件24，压紧组件24包括相对设置的第一压紧板241和第二压紧板242；框架21两端分别设置有连接杆25；升降组件3包括设置于焊接平台1两端外侧的安装板31，连接杆25设置于安装板31顶部；安装板31两侧设置有立柱32；安装板31下方设置有固定板33，固定板33底部设置有抬升装置34，抬升装置34上设置有抬升杆35，抬升杆35向上穿过固定板33与安装板31底部相连；抬升装置34运行时通过抬升杆35使安装板31沿着立柱32侧面上下移动；立柱与安装板相接的位置上设置有滑槽，便于安装板沿着立柱上下移动；立柱的外形可以设置为T形，能提高立柱的强度。

如图1-3及图5所示，升降组件3还包括转动装置36，转动装置36设置于其中一端的安装板31上，其中另一端的安装板31上设置有轴承37；转动装置36、轴承37分别与相对于的连接杆25相连；通过转动装置36的驱动能使立板压紧组件2绕着连接杆25翻转。

如图1-3及图6-7所示，第一压紧板241远离第二压紧板242的一端上设置有压紧杆243，压紧杆243的末端设置有气动装置244；气动装置244底部设置有固定座245。

如图1-3及图6-7所示，第二压紧板242底部设置有调节板246，调节板246上设置有调节槽247；调节板246底部设置有底板248；底板248上设置有螺孔249，通过连接件穿过调节槽247、螺孔249从而将第二压紧板242固定在底板248上；底板248为L行，底板248上设置有顶杆240，顶杆240抵住调节板246的一端。

如图2所示，立板压紧组件2还包括支撑杆26，支撑杆26分布设置于框架21、纵杆22、横杆23顶部；支撑杆26的形状为底部小顶部大，且支撑杆26的高度高于第一压紧板241所处的高度。

如图1及图4所示，焊接平台1上设置有限位板11，限位板11为L字形和/或一字型；限位板11为L字形时用以卡住放置于焊接平台1上的钢板角，限位板11为一字型时用以卡住放置于焊接平台1上的钢板边。

如图1所示，焊接平台1上还设置有推升组件12，推升组件12包括设置于焊接平台1上的推升孔121，推升孔121底部设置有推升装置122，推升装置122上设置有推升杆123。

如图1-3所示，焊接平台1底部设置有滑动组件4，滑动组件4包括由上至下依次设置的滑车平台41、滑车轨道42、轨道固定架43；滑车平台41底部设置有滑车行走腿44，滑车行走腿44通过动力驱动能负载滑车平台41在滑车轨道42上往返滑动；立柱32设置于滑车平台41的两端。

如图1-3及图8-9所示，滑车平台41上设置有框架卡紧组件45，框架卡紧组件45包括底座451，底座451上设置有卡紧装置452，卡紧装置452上设置有卡紧杆453，卡紧杆453末端转动设置有卡紧板454；卡紧装置452顶部靠近焊接平台1一侧上设置有U形板455，卡紧板454与U形板455转动连接且设置于U形板455的U形内。

如图1-3所示，滑车平台41上设置有控制器46，控制器与抬升装置、转动装置、气动装置、推升装置、电机、卡紧装置等电性相连。

如图2、图3和图5所示，在立柱上设置限位开关38，限位开关38与抬升装置34电性相连，当安装板31上升的高度触碰到限位开关38时，限位开关38控制器抬升装置34停止运行，防止抬升杆35推动安装板31上升的高度过高而可能出现的意外。

将焊接机器人设置于焊接平台的侧面，焊接机器人在进行焊接作业时，焊接顺序为先从立板压紧组件内部开始逐步向外焊接。

本发明的装置中，涉及的抬升装置、转动装置、气动装置、推升装置、电机、卡紧装置、控制器、焊接机器人等的具体型号非本发明的改进点，在此不做赘述。

使用方法：立板根据使用要求预先加工；控制装动装置使立板压紧组件朝上。将立板放在第一压紧板、第二压紧板之间，再通过气动装置控制压紧杆伸出将立板压紧；不同厚度的立板可以通过调节槽的移动从而调节第二压紧板与第一压紧板之间的距离，满足不同厚度立板的固定需求；重复上述操作将立板横纵朝向地安装固定在立板压紧组件上；将钢板放置在焊接平台上，控制推升装置使推升杆伸出推升孔，从而将钢板顶起，调整好钢板的位置，然后再通过推升装置使第推升杆向下移动，此时钢板下落至平台上，进一步微调使钢板侧面紧贴着限位板，从而将钢板卡住。启动卡进装置，使卡紧杆向上伸出，带动卡紧板向下压住框架，进一步将立板压紧组件压紧。

控制转动装置使立板压紧组件翻转，从而使立板的顶部朝下正对着下方的钢板；控制抬升装置使抬升杆向下移动至立板的顶部紧贴着钢板，由于支撑杆的高度与立板的高度相同，此时支撑杆会支撑起立板压紧组件，避免立板由于受到立板压紧组件的重力而错位变形。

焊接平台下方设置滑动组件，通过电机驱动滑车行走腿可以使滑车平台沿着滑车轨道往返滑动；立板与钢板装料完成后可以启动安装在滑车平台下方的电机，通过电机带动滑车行走腿移动，从而将待焊接的立板和钢板移动至焊接机器人位置处，方便焊接作业的进行；在滑车平台上设置多组焊接平台可以同时进行装料与焊接作业，提高效率。

焊接时，启动焊接机器人，对立板与钢板相接的位置进行焊接，焊接时按从内到外的顺序进行焊接，避免热胀冷缩导致钢模板变形。焊接完成后，关闭焊接机器人，控制气动装置使第一压紧板从立板上松开，控制抬升装置使抬升杆向上沿着立柱移动，从而将立板压紧组件上升，便于将焊接好的钢模板取出，然后即可再进行下一次的焊接作业。

需要说明的是，在本文中，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”。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种钢模板自动化焊接系统，其特征在于，包括焊接平台（1）、立板压紧组件（2）、升降组件（3）；

所述立板压紧组件（2）包括框架（21），所述框架（21）上设置有若干根纵杆（22），相邻的两根所述纵杆（22）上设置有若干根横杆（23）；所述纵杆（22）和/或横杆（23）顶部设置有压紧组件（24），所述压紧组件（24）包括相对设置的第一压紧板（241）和第二压紧板（242）；所述框架（21）两端分别设置有连接杆（25）；

所述升降组件（3）包括设置于所述焊接平台（1）两端外侧的安装板（31），所述连接杆（25）设置于所述安装板（31）顶部；所述安装板（31）两侧设置有立柱（32）；所述安装板（31）下方设置有固定板（33），所述固定板（33）底部设置有抬升装置（34），所述抬升装置（34）上设置有抬升杆（35），所述抬升杆（35）向上穿过固定板（33）与所述安装板（31）底部相连；所述抬升装置（34）运行时通过抬升杆（35）使安装板（31）沿着立柱（32）侧面上下移动；

所述升降组件（3）还包括转动装置（36），所述转动装置（36）设置于其中一端的所述安装板（31）上，其中另一端的所述安装板（31）上设置有轴承（37）；所述转动装置（36）、所述轴承（37）分别与相对于的所述连接杆（25）相连；通过所述转动装置（36）的驱动能使所述立板压紧组件（2）绕着所述连接杆（25）翻转；

所述第一压紧板（241）远离第二压紧板（242）的一端上设置有压紧杆（243），所述压紧杆（243）的末端设置有气动装置（244）；所述气动装置（244）底部设置有固定座（245）；

所述第二压紧板（242）底部设置有调节板（246），所述调节板（246）上设置有调节槽（247）；所述调节板（246）底部设置有底板（248）；所述底板（248）上设置有螺孔（249），通过连接件穿过调节槽（247）、螺孔（249）从而将第二压紧板（242）固定在底板（248）上；所述底板（248）为L行，所述底板（248）上设置有顶杆（240），所述顶杆（240）抵住调节板（246）的一端；

所述立板压紧组件（2）还包括支撑杆（26），所述支撑杆（26）分布设置于所述框架（21）、所述纵杆（22）、所述横杆（23）顶部；所述支撑杆（26）的形状为底部小顶部大，且所述支撑杆（26）的高度高于所述第一压紧板（241）所处的高度；

所述焊接平台（1）上设置有限位板（11），所述限位板（11）为L字形和/或一字型；所述限位板（11）为L字形时用以卡住放置于所述焊接平台（1）上的钢板角，所述限位板（11）为一字型时用以卡住放置于所述焊接平台（1）上的钢板边；

控制所述转动装置（36）使所述立板压紧组件（2）翻转，以使立板的顶部朝下正对着下方的钢板；控制所述抬升装置（34）以使所述抬升杆（35）向下移动至立板的顶部紧贴着钢板。

2.根据权利要求1所述的一种钢模板自动化焊接系统，其特征在于，所述焊接平台（1）上还设置有推升组件（12），所述推升组件（12）包括设置于所述焊接平台（1）上的推升孔（121），所述推升孔（121）底部设置有推升装置（122），所述推升装置（122）上设置有推升杆（123）。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种钢模板自动化焊接系统，其特征在于，所述焊接平台（1）底部设置有滑动组件（4），所述滑动组件（4）包括由上至下依次设置的滑车平台（41）、滑车轨道（42）、轨道固定架（43）；所述滑车平台（41）底部设置有滑车行走腿（44），所述滑车行走腿（44）通过动力驱动能负载滑车平台（41）在所述滑车轨道（42）上往返滑动；所述立柱（32）设置于所述滑车平台（41）的两端。

4.根据权利要求3所述的一种钢模板自动化焊接系统，其特征在于，所述滑车平台（41）上设置有框架卡紧组件（45），所述框架卡紧组件（45）包括底座（451），所述底座（451）上设置有卡紧装置（452），所述卡紧装置（452）上设置有卡紧杆（453），所述卡紧杆（453）末端转动设置有卡紧板（454）；所述卡紧装置（452）顶部靠近焊接平台（1）一侧上设置有U形板（455），所述卡紧板（454）与U形板（455）转动连接且设置于所述U形板（455）的U形内。

5.根据权利要求4所述的一种钢模板自动化焊接系统，其特征在于，所述滑车平台（41）上设置有控制器（46），所述控制器（46）与所述抬升装置（34）、卡紧装置（452）电性相连。

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