CN112975243A - 一种钢结构焊接设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢结构焊接技术领域，且公开了一种钢结构焊接设备及方法，其中的一种钢结构焊接设备包括底座和焊枪，所述底座顶部四角均固定连接有支撑杆的一端，四个支撑杆的另一端固定安装有同一个顶板，顶板底部开设有滑槽，滑槽内滑动安装有滑板，滑板底部固定安装有箱体，箱体底部固定安装有吸风管和气缸，所述焊枪固定安装在气缸的输出端上。本发明设计合理，设计合理，通过带动焊枪自动移动对钢材不同位置进行焊接，从而提升焊接效率，并带动清扫筒和清扫刷转动对待焊接钢材表面的灰尘进行清扫，防止灰尘影响焊接质量，并通过带动扇叶转动将焊接产生的烟尘导入吸风管内然后通过过滤网进行过滤，从容降低焊接产生的污染。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构焊接技术领域，尤其涉及一种钢结构焊接设备及方法。
背景技术
钢结构焊接制造从焊接生产的准备工作开始的，它包括结构的工艺性审查、工艺方案和工艺规程设计、工艺评定、编制工艺文件(含定额编制)和质量保证文件、定购原材料和辅助材料、外购和自行设计制造装配－焊接设备和装备；然后从材料入库真正开始了焊接结构制造工艺过程，包括材料复验入库、备料加工、装配－焊接、焊后热处理、质量检验、成品验收；其中还穿插返修、涂饰和喷漆；最后合格产品入库的全过程。
目前钢结构的焊接作业主要由人工操作完成，导致工人劳动强度很大且效率较低，且在钢结构焊接过程中，会产生大量的烟尘，同时会产生一氧化碳和臭氧等气体，一氧化碳是有毒气体，现有技术中的钢结构焊接设备不能够及时对焊接产生的有害气体进行清理，导致有害气体直接排放到空气中再进行清理，不仅给空气造成污染，而且给生物带来一定的损坏，且现有的钢结构焊接设备不具备在焊接前对焊接钢材进行自动清扫的功能，导致钢材表面的灰尘杂质影响焊接的质量，因此我们提出了一种钢结构焊接设备及方法用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的钢结构焊接设备工作效率较低、不能够对焊接产生的有害气体进行清理导致污染较大、且不具备对焊接钢材进行自动清扫的功能、导致钢材表面的灰尘杂质影响焊接质量的缺点，而提出的一种钢结构焊接设备及方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种钢结构焊接设备，包括底座和焊枪，所述底座顶部四角均固定连接有支撑杆，四个支撑杆的顶端固定安装有同一个顶板，顶板底部开设有滑槽，滑槽内滑动安装有滑板，滑板底部固定安装有箱体，箱体底部固定安装有吸风管和气缸，所述焊枪固定安装在气缸的输出端上，箱体内底部固定安装有电机，电机输出轴上固定连接有蜗杆，所述箱体一侧固定安装有横板并开设有横向孔，横向孔内转动安装有丝杆，丝杆上固定安装有蜗轮，蜗轮与蜗杆相啮合，所述顶板底部一侧固定安装有固定板，固定板螺纹套接在丝杆的外侧，所述横板底部固定安装有框体，框体前后两侧内壁上转动安装有同一个转轴，转轴外侧固定套接有清扫筒，清扫筒外侧固定安装有多个清扫刷，转轴前端固定安装有从动带轮，所述箱体前后两侧内壁上转动安装有同一个连接轴，连接轴前端固定安装有从动带轮，主动带轮和从动带轮上传动安装有同一个皮带，所述箱体底部开设有竖向孔，竖向孔内转动安装有竖轴，竖轴顶端固定安装有第一锥齿轮，所述连接轴上固定安装有第二锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合，竖轴和蜗杆上分别固定安装有第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮相啮合，竖轴底端延伸至吸风管内部并固定安装有扇叶，吸风管顶部内壁上固定连接有安装杆，安装杆的底端固定安装有套筒，套筒内转动安装有横轴，横轴一端固定安装有扇叶，竖轴和横轴上分别固定安装有第三锥齿轮和第四锥齿轮，第三锥齿轮和第四锥齿轮相啮合，所述吸风管内滑动安装有过滤网，过滤网一侧固定连接有连接杆的一端，连接杆的另一端延伸至箱体内壁上并固定安装有推板，所述竖轴上固定安装有凸轮，凸轮与推板一侧滚动连接。
优选的，所述推板的另一侧固定连接有两个复位弹簧的一端，复位弹簧的另一端与箱体另一侧内壁固定连接，对推板进行复位。
优选的，所述底座顶部两侧均开设有竖向槽，两个竖向槽内转动安装有同一个螺纹杆，螺纹杆两端设置有旋向相反的外螺纹，两个竖向槽内均滑动安装有夹持板，两个夹持板相互靠近的一侧均固定安装有夹持垫，且两个夹持板均螺纹套接在螺纹杆的外侧，螺纹杆一端固定安装有把手，便于对焊接钢材进行夹持固定。
优选的，所述竖向槽两侧内壁上固定连接有限位杆，两个夹持板分别滑动套接在对应的限位杆的外侧，对夹持板进行横向运动的导向。
优选的，所述滑槽两侧内壁上固定连接有导向杆，所述滑板滑动套接在导向杆的外侧，对滑板进行横向运动的导向。
优选的，所述吸风管底部开设有清理口，并通过螺栓固定安装有挡板，便于对过滤网过滤废屑进行清理。
优选的，所述箱体顶部内壁上固定安装有定位板，定位板内转动套接有丝杆，对丝杆进行转动定位。
本发明还提供了一种钢结构焊接方法，包括以下步骤：
S1：将待焊接钢材放置在底座的顶部，然后通过控制把手带动螺纹杆的转动，螺纹杆通过两个夹持板的螺纹配合带动两个夹持板向相互靠近的一侧运动，对钢材进行夹持固定；
S2：开启焊枪和气缸，气缸输出端带动焊枪向下运动对钢材进行焊接；
S3：开启电机，电机输出轴上固定连接有蜗杆转动，蜗杆带动第二齿轮转动，第二齿轮带动第一齿轮高速转动，第一齿轮带动竖轴转动，竖轴带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮带动连接轴转动，连接轴带动主动带轮转动，主动带轮通过皮带传动带动从动带轮转动，从动带轮带动转轴转动，转轴带动清扫筒转动，通过清扫筒的转动带动清扫刷转动对待焊接钢材表面的灰尘进行清扫，以保证焊接质量，蜗杆带动蜗轮慢速转动，蜗轮带动丝杆转动，丝杆通过与固定板的螺纹配合带动箱体向靠近固定板的一侧，箱体通过气缸带动焊枪向一侧运动，从而对钢材不同位置进行焊接以提升焊接效率；
S4：竖轴转动的同时带动第三锥齿轮转动，第三锥齿轮带动第四锥齿轮转动，第四锥齿轮带动横轴转动，横轴和竖轴带动两个扇叶转动，从而将焊接产生的有害气体和颗粒物吸入吸风管内，并通过过滤网进行过滤，竖轴转动的同时带动凸轮转动，凸轮通过与推板一侧的抵接推动推板向一侧运动并对复位弹簧进行压缩，推板在复位弹簧的弹力作用下复位反向滑动，凸轮高速转动带动推板左右往复震动，推板通过连接杆带动过滤网左右往复震动，从而防止过滤网被灰尘颗粒物堵塞，使用完毕后，可打开挡板，便于对过滤网过滤废屑进行清理。
与现有技术相比，本发明中提供了一种钢结构焊接设备及方法，具备以下有益效果：
1、通过螺纹杆带动夹持板，可以将钢材稳定固定在底座上，防止焊接时钢材发生移动，影响焊接位置的准确性，在焊接时通过带动焊枪自动移动对钢材不同位置进行焊接，从而提升焊接效率；
2、在焊枪自动移动同时，清扫筒和清扫刷跟随焊枪移动，通过带动清扫筒和清扫刷转动，可以及时对未焊接的钢材表面的灰尘进行清扫，防止灰尘影响焊接质量；
3、在焊枪移动的同时，吸风管同步跟随焊枪移动，通过带动扇叶转动可以及时将焊接产生的烟尘导入吸风管内然后通过过滤网进行过滤，从而降低焊接产生的污染，避免了焊接结束再清理烟尘时清理不彻底的问题，并通过凸轮压缩推板，带动过滤网震动防止滤网堵塞，通过将焊接、清扫、吸风三个功能联动起来，在提高了工作效率的同时也提高了焊接质量和焊接环境，简化了焊接的工作流程，避免了焊接的烟尘污染对工作人员造成身体伤害。
附图说明
图1为本发明提出的一种钢结构焊接设备的结构示意图；
图2为本发明提出的一种钢结构焊接设备的剖视图；
图3为本发明提出的一种钢结构焊接设备的A部分的结构示意图；
图4为本发明提出的一种钢结构焊接设备的B部分的结构示意图；
图5为本发明提出的一种钢结构焊接设备的C部分的结构示意图。
图中：1、底座；2、焊枪；3、支撑杆；4、顶板；5、滑槽；6、滑板；7、箱体；8、气缸；9、吸风管；10、横板；11、框体；12、转轴；13、清扫筒；14、从动带轮；15、主动带轮；16、连接轴；17、电机；18、过滤网；19、连接杆；20、推板；21、第一锥齿轮；22、第二锥齿轮；23、第三锥齿轮；24、第四锥齿轮；25、凸轮；26、竖轴；27、第一齿轮；28、第二齿轮；29、丝杆；30、蜗轮；31、蜗杆；32、导向杆；33、套筒；34、横轴；35、复位弹簧；36、夹持板；37、竖向槽；38、螺纹杆；39、限位杆；40、把手；41、定位板；42、挡板；43、固定板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。
参照图1-5，一种钢结构焊接设备，包括底座1和焊枪2，底座1顶部四角均固定连接有支撑杆3，四个支撑杆3的顶端固定安装有同一个顶板4，顶板4底部开设有滑槽5，滑槽5内滑动安装有滑板6，滑板6底部固定安装有箱体7，箱体7底部固定安装有吸风管9和气缸8，焊枪2固定安装在气缸8的输出端上，箱体7内底部固定安装有电机17，电机17输出轴上固定连接有蜗杆31，箱体7一侧固定安装有横板10并开设有横向孔，横向孔内转动安装有丝杆29，丝杆29上固定安装有蜗轮30，蜗轮30与蜗杆31相啮合，顶板4底部一侧固定安装有固定板43，固定板43螺纹套接在丝杆29的外侧，横板10底部固定安装有框体11，框体11前后两侧内壁上转动安装有同一个转轴12，转轴12外侧固定套接有清扫筒13，清扫筒13外侧固定安装有多个清扫刷，转轴12前端固定安装有从动带轮14，箱体7前后两侧内壁上转动安装有同一个连接轴16，连接轴16前端固定安装有从动带轮14，主动带轮15和从动带轮14上传动安装有同一个皮带，箱体7底部开设有竖向孔，竖向孔内转动安装有竖轴26，竖轴26顶端固定安装有第一锥齿轮21，连接轴16上固定安装有第二锥齿轮22，第一锥齿轮21与第二锥齿轮22相啮合，竖轴26和蜗杆31上分别固定安装有第一齿轮27和第二齿轮28，第一齿轮27和第二齿轮28相啮合，竖轴26底端延伸至吸风管9内部并固定安装有扇叶，吸风管9顶部内壁上固定连接有安装杆，安装杆的底端固定安装有套筒33，套筒33内转动安装有横轴34，横轴34一端固定安装有扇叶，竖轴26和横轴34上分别固定安装有第三锥齿轮23和第四锥齿轮24，第三锥齿轮23和第四锥齿轮24相啮合，吸风管9内滑动安装有过滤网18，过滤网18一侧固定连接有连接杆19的一端，连接杆19的另一端延伸至箱体7内壁上并固定安装有推板20，竖轴26上固定安装有凸轮25，凸轮25与推板20一侧滚动连接。
本实施例中，推板20的另一侧固定连接有两个复位弹簧35的一端，复位弹簧35的另一端与箱体7另一侧内壁固定连接，对推板20进行复位。
本实施例中，底座1顶部两侧均开设有竖向槽37，两个竖向槽37内转动安装有同一个螺纹杆38，螺纹杆38两端设置有旋向相反的外螺纹，两个竖向槽37内均滑动安装有夹持板36，两个夹持板36相互靠近的一侧均固定安装有夹持垫36，且两个夹持板36均螺纹套接在螺纹杆38的外侧，螺纹杆38一端固定安装有把手40，便于对焊接钢材进行夹持固定。
本实施例中，竖向槽37两侧内壁上固定连接有限位杆39，两个夹持板36分别滑动套接在对应的限位杆39的外侧，对夹持板36进行横向运动的导向。
本实施例中，滑槽5两侧内壁上固定连接有导向杆32，滑板6滑动套接在导向杆32的外侧，对滑板6进行横向运动的导向。
本实施例中，吸风管9底部开设有清理口，并通过螺栓固定安装有挡板42，便于对过滤网18过滤废屑进行清理。
本实施例中，箱体7顶部内壁上固定安装有定位板41，定位板41内转动套接有丝杆29，对丝杆29进行转动定位。
本实施例还提供了一种钢结构焊接方法，包括以下步骤：
S1：将待焊接钢材放置在底座1的顶部，然后通过控制把手40带动螺纹杆38的转动，螺纹杆38通过两个夹持板36的螺纹配合带动两个夹持板36向相互靠近的一侧运动，对钢材进行夹持固定；
S2：开启焊枪2和气缸8，气缸8输出端带动焊枪2向下运动对钢材进行焊接；
S3：开启电机17，电机17输出轴上固定连接有蜗杆31转动，蜗杆31带动第二齿轮28转动，第二齿轮28带动第一齿轮27高速转动，第一齿轮27带动竖轴26转动，竖轴26带动第一锥齿轮21转动，第一锥齿轮21带动第二锥齿轮22转动，第二锥齿轮22带动连接轴16转动，连接轴16带动主动带轮15转动，主动带轮15通过皮带传动带动从动带轮14转动，从动带轮14带动转轴12转动，转轴12带动清扫筒13转动，通过清扫筒13的转动带动清扫刷转动对待焊接钢材表面的灰尘进行清扫，以保证焊接质量，蜗杆31带动蜗轮30慢速转动，蜗轮30带动丝杆29转动，丝杆29通过与固定板43的螺纹配合带动箱体7向靠近固定板43的一侧，箱体7通过气缸8带动焊枪2向一侧运动，从而对钢材不同位置进行焊接以提升焊接效率；
S4：竖轴26转动的同时带动第三锥齿轮23转动，第三锥齿轮23带动第四锥齿轮24转动，第四锥齿轮24带动横轴34转动，横轴34和竖轴26带动两个扇叶转动，从而将焊接产生的有害气体和颗粒物吸入吸风管9内，并通过过滤网18进行过滤，竖轴26转动的同时带动凸轮25转动，凸轮25通过与推板20一侧的抵接推动推板20向一侧运动并对复位弹簧35进行压缩，推板20在复位弹簧35的弹力作用下复位反向滑动，凸轮25高速转动带动推板20左右往复震动，推板20通过连接杆19带动过滤网18左右往复震动，从而防止过滤网18被灰尘颗粒物堵塞，使用完毕后，可打开挡板42，便于对过滤网18过滤废屑进行清理。。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
Claims (8)
1.一种钢结构焊接设备，包括底座(1)和焊枪(2)，其特征在于，所述底座(1)顶部四角均固定连接有支撑杆(3)，四个支撑杆(3)的顶端固定安装有同一个顶板(4)，顶板(4)底部开设有滑槽(5)，滑槽(5)内滑动安装有滑板(6)，滑板(6)底部固定安装有箱体(7)，箱体(7)底部固定安装有吸风管(9)和气缸(8)，所述焊枪(2)固定安装在气缸(8)的输出端上，箱体(7)内底部固定安装有电机(17)，电机(17)输出轴上固定连接有蜗杆(31)的，所述箱体(7)一侧固定安装有横板(10)并开设有横向孔，横向孔内转动安装有丝杆(29)，丝杆(29)上固定安装有蜗轮(30)，蜗轮(30)与蜗杆(31)相啮合，所述顶板(4)底部一侧固定安装有固定板(43)，固定板(43)螺纹套接在丝杆(29)的外侧，所述横板(10)底部固定安装有框体(11)，框体(11)前后两侧内壁上转动安装有同一个转轴(12)，转轴(12)外侧固定套接有清扫筒(13)，清扫筒(13)外侧固定安装有多个清扫刷，转轴(12)前端固定安装有从动带轮(14)，所述箱体(7)前后两侧内壁上转动安装有同一个连接轴(16)，连接轴(16)前端固定安装有从动带轮(14)，主动带轮(15)和从动带轮(14)上传动安装有同一个皮带，所述箱体(7)底部开设有竖向孔，竖向孔内转动安装有竖轴(26)，竖轴(26)顶端固定安装有第一锥齿轮(21)，所述连接轴(16)上固定安装有第二锥齿轮(22)，第一锥齿轮(21)与第二锥齿轮(22)相啮合，竖轴(26)和蜗杆(31)上分别固定安装有第一齿轮(27)和第二齿轮(28)，第一齿轮(27)和第二齿轮(28)相啮合，竖轴(26)底端延伸至吸风管(9)内部并固定安装有扇叶，吸风管(9)顶部内壁上固定连接有安装杆，安装杆的底端固定安装有套筒(33)，套筒(33)内转动安装有横轴(34)，横轴(34)一端固定安装有扇叶，竖轴(26)和横轴(34)上分别固定安装有第三锥齿轮(23)和第四锥齿轮(24)，第三锥齿轮(23)和第四锥齿轮(24)相啮合，所述吸风管(9)内滑动安装有过滤网(18)，过滤网(18)一侧固定连接有连接杆(19)的一端，连接杆(19)的另一端延伸至箱体(7)内壁上并固定安装有推板(20)，所述竖轴(26)上固定安装有凸轮(25)，凸轮(25)与推板(20)一侧滚动连接。
2.根据权利要求1所述的一种钢结构焊接设备，其特征在于，所述推板(20)的另一侧固定连接有两个复位弹簧(35)的一端，复位弹簧(35)的另一端与箱体(7)另一侧内壁固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种钢结构焊接设备，其特征在于，所述底座(1)顶部两侧均开设有竖向槽(37)，两个竖向槽(37)内转动安装有同一个螺纹杆(38)，螺纹杆(38)两端设置有旋向相反的外螺纹，两个竖向槽(37)内均滑动安装有夹持板(36)，两个夹持板(36)相互靠近的一侧均固定安装有夹持垫(36)，且两个夹持板(36)均螺纹套接在螺纹杆(38)的外侧，螺纹杆(38)一端固定安装有把手(40)。
4.根据权利要求3所述的一种钢结构焊接设备，其特征在于，所述竖向槽(37)两侧内壁上固定连接有限位杆(39)，两个夹持板(36)分别滑动套接在对应的限位杆(39)的外侧。
5.根据权利要求1所述的一种钢结构焊接设备，其特征在于，所述滑槽(5)两侧内壁上固定连接有导向杆(32)，所述滑板(6)滑动套接在导向杆(32)的外侧。
6.根据权利要求1所述的一种钢结构焊接设备，其特征在于，所述吸风管(9)底部开设有清理口，并通过螺栓固定安装有挡板(42)。
7.根据权利要求1所述的一种钢结构焊接设备，其特征在于，所述箱体(7)顶部内壁上固定安装有定位板(41)，定位板(41)内转动套接有丝杆(29)。
8.一种钢结构焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将待焊接钢材放置在底座(1)的顶部，然后通过控制把手(40)带动螺纹杆(38)的转动，螺纹杆(38)通过两个夹持板(36)的螺纹配合带动两个夹持板(36)向相互靠近的一侧运动，对钢材进行夹持固定；
S2：开启焊枪(2)和气缸(8)，气缸(8)输出端带动焊枪(2)向下运动对钢材进行焊接；
S3：开启电机(17)，电机(17)输出轴上固定连接有蜗杆(31)转动，蜗杆(31)带动第二齿轮(28)转动，第二齿轮(28)带动第一齿轮(27)高速转动，第一齿轮(27)带动竖轴(26)转动，竖轴(26)带动第一锥齿轮(21)转动，第一锥齿轮(21)带动第二锥齿轮(22)转动，第二锥齿轮(22)带动连接轴(16)转动，连接轴(16)带动主动带轮(15)转动，主动带轮(15)通过皮带传动带动从动带轮(14)转动，从动带轮(14)带动转轴(12)转动，转轴(12)带动清扫筒(13)转动，通过清扫筒(13)的转动带动清扫刷转动对待焊接钢材表面的灰尘进行清扫，以保证焊接质量，蜗杆(31)带动蜗轮(30)慢速转动，蜗轮(30)带动丝杆(29)转动，丝杆(29)通过与固定板(43)的螺纹配合带动箱体(7)向靠近固定板(43)的一侧，箱体(7)通过气缸(8)带动焊枪(2)向一侧运动，从而对钢材不同位置进行焊接以提升焊接效率；
S4：竖轴(26)转动的同时带动第三锥齿轮(23)转动，第三锥齿轮(23)带动第四锥齿轮(24)转动，第四锥齿轮(24)带动横轴(34)转动，横轴(34)和竖轴(26)带动两个扇叶转动，从而将焊接产生的有害气体和颗粒物吸入吸风管(9)内，并通过过滤网(18)进行过滤，竖轴(26)转动的同时带动凸轮(25)转动，凸轮(25)通过与推板(20)一侧的抵接推动推板(20)向一侧运动并对复位弹簧(35)进行压缩，推板(20)在复位弹簧(35)的弹力作用下复位反向滑动，凸轮(25)高速转动带动推板(20)左右往复震动，推板(20)通过连接杆(19)带动过滤网(18)左右往复震动，从而防止过滤网(18)被灰尘颗粒物堵塞，使用完毕后，可打开挡板(42)，便于对过滤网(18)过滤废屑进行清理。
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