CN113070627A - 一种角钢法兰自动拼接焊接装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种角钢法兰自动拼接焊接装置及其使用方法，包括拼装焊接座，其上设置有多组顶升机构，顶升机构的数量与构成法兰的角钢的数量一致，单组顶升机构支承单根角钢；拼装焊接座侧面外部安装有焊枪组件，多根角钢在拼装焊接座上拼装为首尾相接的框型结构，由焊枪组件对相邻角钢相接处实施焊接；对应于各个顶升机构设置有相应的动力输送机构，还包括叠放角钢的料仓机构，动力输送机构和料仓机构上方设置有移载上料机构，通过移载上料机构上的抓取组件将角钢从料仓机构移载至动力输送机构，角钢随动力输送机构移动至对应的顶升机构上；从而实现了角钢法兰的自动拼接、焊装，大大提升了法兰成型效率，降低了劳动强度，并保证了成型质量。

Description

一种角钢法兰自动拼接焊接装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及角钢法兰焊装设备技术领域，尤其是一种角钢法兰自动拼接焊接装置及其使用方法。

背景技术

通风管道是楼宇和工厂等建筑的必需组成部分，其制造和安装一般与建筑同时进行。在安装通风管道的过程中，需用使用通风管管道法兰将相邻通风管支承连接起来。

通风管管道法兰一般是利用型材拼装焊接而成，现有技术中，角钢法兰的加工方式为：先由截断机将角钢截断，然后人工将截断后的角钢拼接成想要的形状，大部分情况下是由四根角钢首尾相接拼接成矩形，然后在拼接处进行焊接。现有在人工拼接法兰时，没有成熟的定位或辅助夹紧装置，为保证拼接的法兰构成合格的矩形，工人往往需要花费大量的时间进行拼装，并在焊接时保持拼接的状态，人工强度较大，焊装效率低。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的角钢法兰自动拼接焊接装置及其使用方法，从而实现了角钢法兰的自动拼接、焊装，大大提升了法兰成型效率，降低了劳动强度，并保证了成型质量。

本发明所采用的技术方案如下：

一种角钢法兰自动拼接焊接装置，包括拼装焊接座，其上设置有多组顶升机构，顶升机构的数量与构成法兰的角钢的数量一致，单组顶升机构支承单根角钢；所述拼装焊接座侧面外部安装有焊枪组件，多根角钢在拼装焊接座上拼装为首尾相接的框型结构，由焊枪组件对相邻角钢相接处实施焊接；对应于各个顶升机构设置有相应的动力输送机构，还包括叠放角钢的料仓机构，动力输送机构和料仓机构上方设置有移载上料机构，通过移载上料机构上的抓取组件将角钢从料仓机构移载至动力输送机构，角钢随动力输送机构移动至对应的顶升机构上。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述法兰为矩形框架结构，其由呈矩形布置的四根角钢首尾相接构成，所述顶升机构、动力输送机构的数量均为四组，相对的顶升机构外侧还安装有定位组件。

所述动力输送机构包括有纵向输送机构和横向输送机构，分别布置于拼装焊接座的顶升机构端头外部；两组横向输送机构平行布置于纵向布置的顶升机构外侧面两端，两组纵向输送机构平行布置于横向布置的顶升机构外侧面两端。

所述纵向输送机构和横向输送机构的结构相同，其具体结构为：包括输送架，输送架上沿着输送方向间隔转动安装有多个动力辊，通过动力辊支承并传送角钢；所述输送架上安装有导向片，导向片沿着动力辊的传动方向布置，导向片间隔布置于动力辊上方；所述导向片朝向顶升机构的端部呈直线状，导向片另一端则呈弧形外张状。

所述拼装焊接座的结构为：包括支撑台，支撑台上安装有四组顶升机构，四组顶升机构分列于同一矩形结构四条边的中部；

单组顶升机构的结构为：包括固装于支撑台底部的顶升气缸，顶升气缸输出端朝上穿过支撑台，顶升气缸输出端端部固装有升降架，位于顶升气缸两侧的升降架与支撑台之间对称安装有导向杆；所述升降架上沿着对应角钢的长度方向间隔安装有传送辊，通过传送辊支承角钢。

单组定位组件的结构为：包括支撑架，支撑架上间隔安装有定位气缸，定位气缸沿着顶升机构上角钢的长度方向布置，定位气缸的输出端均朝向角钢，定位气缸的输出端均安装有推块。

所述移载上料机构的结构为：包括框架体，框架体将动力输送机构、拼装焊接座和料仓机构包容于内部下方；框架体顶部安装有相互独立的横向模组和纵向模组，横向模组和纵向模组上均安装有抓取组件；所述横向模组两端与框架体之间安装有相对滑动的纵向导轨，横向模组在移动动力机构一的带动下以纵向导轨为导向纵向移动，纵向模组两端与框架体之间安装有相对滑动的横向导轨，纵向模组在移动动力机构二的带动下以横向导轨为导向横向移动；所述移动动力机构一和移动动力机构二均为由电机带动的同步带传动机构。

所述抓取组件的结构为：包括升降气缸，升降气缸输出端安装有支座，支座底部安装有旋转气缸，旋转气缸底部安装有夹指气缸，夹指气缸上安装有相向或相背运动的两个气爪，两个气爪外侧面的下部均设置为斜面结构，斜面结构上均设置有与外部气源相通的气孔，两个斜面结构呈直角布置，夹指气缸带动两个气爪相背张开使得两个斜面结构与角钢的两侧内侧面贴合，并通过真空将角钢吸附抓取。

所述料仓机构的结构为：包括料仓架，料仓架内安装有隔板分隔为内外两个存储空间；还包括升降板，升降板上放置有V型座，V型座内堆叠有开口朝上的角钢；上下贯穿升降板螺旋配装有丝杆，丝杆由转动动力组件带动转动。

一种所述的角钢法兰自动拼接焊接装置的使用方法，包括如下步骤：

在料仓机构中上下堆叠角钢；

移载上料机构移动至料仓机构处，由抓取组件抓取顶部的角钢，而后移载上料机构移动至动力输送机构上方，由抓取组件松开角钢，角钢被放置于动力输送机构上，角钢随动力输送机构移动至拼装焊接座上；

远离纵向输送机构的横向输送机构先将第一个角钢输送至拼装焊接座对应的顶升机构上，两个纵向输送机构同步将第二、第三个角钢输送至拼装焊接座上对应的顶升机构上，第二、第三个角钢在移动方向上向前推动第一个角钢两端，第一个角钢外侧面由定位组件施力支承；另一个横向输送机构将第四个角钢输送至拼装焊接座对应的顶升机构上，第四个角钢外侧面由定位组件施力推动，第四个角钢将第二、第三个角钢向着第一个角钢的方向压紧，拼接成首尾相接的框型结构；

焊枪组件工作，将相邻角钢相接处依次焊接，成型为一体式结构的法兰；

顶升机构同步下行，带动法兰下行。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过料仓机构堆叠角钢，由移载上料机构将料仓机构中的角钢逐次上料至动力输送机构上，动力输送机构将角钢依次输送至拼装焊接座上对应的顶升机构上，多个角钢在拼装焊接座上首尾相接构成框型结构，再由焊枪组件将相邻角钢相接处焊接，从而构成一体式结构的角钢法兰，实现了角钢法兰的自动化拼接和焊装，大大提升了法兰成型效率和成型质量，降低了人工劳动强度，实用性好；

本发明还包括如下优点：

焊装成型后的法兰随顶升机构下行至支撑台上，便于人工侧向施力下料；

动力输送机构上的导向片使得角钢在输送过程中能够朝着顶升机构可靠移动，导向片的存在使得角钢呈直线状态运行至顶升机构的预设位置处，助力于法兰的拼接成型；

角钢在V型座中呈开口朝上的状态堆叠于料仓机构中，移载上料机构中的抓取组件通过气爪相背的外侧斜面与角钢内侧面贴合吸附抓取，在将角钢放置于动力输送机构上后，通过气爪沿着移载上料机构的移动对角钢施加侧向的力，从而助力于实现角钢在动力输送机构上的左倾或是右倾，实现法兰的可靠拼接，构思巧妙，使用方便稳定，实用性好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明动力输送机构和拼装焊接座的结构示意图。

图3为本发明纵向输送机构的结构示意图。

图4为本发明拼装焊接座的结构示意图。

图5为本发明移载上料机构的结构示意图。

图6为本发明抓取组件的结构示意图。

图7为本发明料仓机构的结构示意图。

其中：1、框架体；2、移载上料机构；3、纵向输送机构；4、料仓机构；5、横向输送机构；6、焊枪组件；7、拼装焊接座；8、定位组件；9、抓取组件；10、角钢；11、V型座；

21、横向模组；22、纵向模组；23、移动动力机构一；24、纵向导轨；25、移动动力机构二；26、横向导轨；

31、输送架；32、动力辊；33、导向片；

41、料仓架；42、隔板；43、升降板；44、丝杆；45、转动动力组件；

71、支撑台；72、升降架；73、传送辊；74、导向杆；75、顶升气缸；

81、支撑架；82、定位气缸；83、推块；

91、升降气缸；92、支座；93、旋转气缸；94、夹指气缸；95、气爪。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实施例的一种角钢法兰自动拼接焊接装置，包括拼装焊接座7，其上设置有多组顶升机构，顶升机构的数量与构成法兰的角钢10的数量一致，单组顶升机构支承单根角钢10；拼装焊接座7侧面外部安装有焊枪组件6，多根角钢10在拼装焊接座7上拼装为首尾相接的框型结构，由焊枪组件6对相邻角钢10相接处实施焊接；对应于各个顶升机构设置有相应的动力输送机构，还包括叠放角钢10的料仓机构4，动力输送机构和料仓机构4上方设置有移载上料机构2，通过移载上料机构2上的抓取组件9将角钢10从料仓机构4移载至动力输送机构，角钢10随动力输送机构移动至对应的顶升机构上。

通过料仓机构4堆叠角钢10，由移载上料机构2将料仓机构4中的角钢10逐次上料至动力输送机构上，动力输送机构将角钢10依次输送至拼装焊接座7上对应的顶升机构上，多个角钢10在拼装焊接座7上首尾相接构成框型结构，再由焊枪组件6将相邻角钢10相接处焊接，从而构成一体式结构的角钢法兰，实现了角钢法兰的自动化拼接和焊装。

法兰为矩形框架结构，其由呈矩形布置的四根角钢10首尾相接构成，顶升机构、动力输送机构的数量均为四组，相对的顶升机构外侧还安装有定位组件8。

动力输送机构包括有纵向输送机构3和横向输送机构5，分别布置于拼装焊接座7的顶升机构端头外部；两组横向输送机构5平行布置于纵向布置的顶升机构外侧面两端，两组纵向输送机构3平行布置于横向布置的顶升机构外侧面两端。

如图3所示，纵向输送机构3和横向输送机构5的结构相同，其具体结构为：包括输送架31，输送架31上沿着输送方向间隔转动安装有多个动力辊32，通过动力辊32支承并传送角钢10；输送架31上安装有导向片33，导向片33沿着动力辊32的传动方向布置，导向片33间隔布置于动力辊32上方；导向片33朝向顶升机构的端部呈直线状，导向片33另一端则呈弧形外张状。

动力输送机构上的导向片33使得角钢10在输送过程中能够朝着顶升机构可靠移动，导向片33的存在使得角钢10呈直线状态运行至顶升机构的预设位置处，助力于法兰的拼接成型。

如图4所示，拼装焊接座7的结构为：包括支撑台71，支撑台71上安装有四组顶升机构，四组顶升机构分列于同一矩形结构四条边的中部；焊装成型后的法兰随顶升机构下行至支撑台71上，便于人工侧向施力下料。

单组顶升机构的结构为：包括固装于支撑台71底部的顶升气缸75，顶升气缸75输出端朝上穿过支撑台71，顶升气缸75输出端端部固装有升降架72，位于顶升气缸75两侧的升降架72与支撑台71之间对称安装有导向杆74；升降架72上沿着对应角钢10的长度方向间隔安装有传送辊73，通过传送辊73支承角钢10。

单组定位组件8的结构为：包括支撑架81，支撑架81上间隔安装有定位气缸82，定位气缸82沿着顶升机构上角钢10的长度方向布置，定位气缸82的输出端均朝向角钢10，定位气缸82的输出端均安装有推块83。

如图5所示，移载上料机构2的结构为：包括框架体1，框架体1将动力输送机构、拼装焊接座7和料仓机构4包容于内部下方；框架体1顶部安装有相互独立的横向模组21和纵向模组22，横向模组21和纵向模组22上均安装有抓取组件9；横向模组21两端与框架体1之间安装有相对滑动的纵向导轨24，横向模组21在移动动力机构一23的带动下以纵向导轨24为导向纵向移动，纵向模组22两端与框架体1之间安装有相对滑动的横向导轨26，纵向模组22在移动动力机构二25的带动下以横向导轨26为导向横向移动；移动动力机构一23和移动动力机构二25均为由电机带动的同步带传动机构，由传动的同步带拉动对应的横向模组21或纵向模组22移动。

通过横向模组21以及其上的抓取组件9，向纵向输送机构3上移载角钢10，通过纵向模组22以及其上的抓取组件9，向横向输送机构5上移载角钢10，对应于横向模组21和纵向模组22，分别设置有两个料仓机构4；单个抓取组件9抓取单个角钢10，抓取组件9从料仓机构4中抓取角钢10后，在水平面内带动角钢10转动90°，使得角钢10长度方向与动力输送机构的长度方向一致，便于其输送。

如图6所示，抓取组件9的结构为：包括升降气缸91，升降气缸91输出端安装有支座92，支座92底部安装有旋转气缸93，旋转气缸93底部安装有夹指气缸94，夹指气缸94上安装有相向或相背运动的两个气爪95，两个气爪95外侧面的下部均设置为斜面结构，斜面结构上均设置有与外部气源相通的气孔，两个斜面结构呈直角布置，夹指气缸94带动两个气爪95相背张开使得两个斜面结构与角钢10的两侧内侧面贴合，并通过真空将角钢10吸附抓取。

如图7所示，料仓机构4的结构为：包括料仓架41，料仓架41内安装有隔板42分隔为内外两个存储空间；还包括升降板43，升降板43上放置有V型座11，V型座11内堆叠有开口朝上的角钢10；上下贯穿升降板43螺旋配装有丝杆44，丝杆44由转动动力组件45带动转动，转动动力组件45为由电机带动的皮带传动机构。

角钢10在V型座11中呈开口朝上的状态堆叠于料仓机构4中，移载上料机构2中的抓取组件9通过气爪95相背的外侧斜面与角钢10内侧面贴合吸附抓取，在将角钢10放置于动力输送机构上后，通过气爪95沿着移载上料机构2的移动对角钢10施加侧向的力，从而助力于实现角钢10在动力输送机构上的左倾或是右倾，从而实现法兰的可靠拼接，构思巧妙，使用方便稳定，实用性好。

本实施例中，焊枪组件6包括有六轴机器人，在六轴机器人的执行端安装焊枪，通过六轴机器人的动作助力于焊枪的焊接位姿改变。

本实施例的角钢法兰自动拼接焊接装置的使用方法，包括如下步骤：

第一步：在料仓机构4中的V型座11中上下堆叠角钢10；

第二步：移载上料机构2移动至料仓机构4处，由抓取组件9抓取顶部的角钢10，而后移载上料机构2移动至动力输送机构上方，由抓取组件9松开角钢10，角钢10被放置于动力输送机构上，角钢10随动力输送机构移动至拼装焊接座7上；

具体为：横向模组21在移动动力机构一23带动下沿着纵向导轨24移动，同时抓取组件9沿着横向模组21移动，使得抓取组件9移动至对应料仓机构4中V型座11的正上方；升降气缸91工作使得气爪95下行至顶部角钢10内侧，夹指气缸94工作使得两个气爪95相背移动，两个气爪95外侧面的斜面结构分别与角钢10内侧面贴紧张紧，同时外部气源工作真空吸附，使得两个气爪95将角钢10吸附抓取；升降气缸91反向工作，气爪95带动角钢10上行；横向模组21、抓取组件9同步分别沿着纵向导轨24、横向模组21移动，使得角钢10被气爪95抓取至对应的纵向输送机构3上，旋转气缸93工作，使得角钢10转动90°后与纵向输送机构3平行；升降气缸91和夹指气缸94工作，将气爪95抓取的角钢10下放至纵向输送机构3上；角钢10随纵向输送机构3前移至拼装焊接座7对应的顶升机构上；

同步通过横向模组21向另一个纵向输送机构3移载角钢10；同样的方式通过纵向模组22向两个横向输送机构5移载角钢10；

第三步：远离纵向输送机构3的横向输送机构5先将第一个角钢10输送至拼装焊接座7对应的顶升机构上，两个纵向输送机构3同步将第二、第三个角钢10输送至拼装焊接座7上对应的顶升机构上，第二、第三个角钢10在移动方向上向前推动第一个角钢10两端，第一个角钢10外侧面由定位组件8施力支承；另一个横向输送机构5将第四个角钢10输送至拼装焊接座7对应的顶升机构上，第四个角钢10外侧面由定位组件8施力推动，第四个角钢10将第二、第三个角钢10向着第一个角钢10的方向压紧，拼接成首尾相接的框型结构；

第四步：焊枪组件6工作，将相邻角钢10相接处依次焊接，成型为一体式结构的法兰；

第五步：顶升机构同步下行，带动法兰下行至支撑台71后，由人工将法兰向侧向下料取出。

本发明实现了角钢法兰的自动拼接、焊装，大大提升了法兰成型效率，降低了劳动强度，并保证了成型质量。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种角钢法兰自动拼接焊接装置，其特征在于：包括拼装焊接座(7)，其上设置有多组顶升机构，顶升机构的数量与构成法兰的角钢(10)的数量一致，单组顶升机构支承单根角钢(10)；所述拼装焊接座(7)侧面外部安装有焊枪组件(6)，多根角钢(10)在拼装焊接座(7)上拼装为首尾相接的框型结构，由焊枪组件(6)对相邻角钢(10)相接处实施焊接；对应于各个顶升机构设置有相应的动力输送机构，还包括叠放角钢(10)的料仓机构(4)，动力输送机构和料仓机构(4)上方设置有移载上料机构(2)，通过移载上料机构(2)上的抓取组件(9)将角钢(10)从料仓机构(4)移载至动力输送机构，角钢(10)随动力输送机构移动至对应的顶升机构上。

2.如权利要求1所述的一种角钢法兰自动拼接焊接装置，其特征在于：所述法兰为矩形框架结构，其由呈矩形布置的四根角钢(10)首尾相接构成，所述顶升机构、动力输送机构的数量均为四组，相对的顶升机构外侧还安装有定位组件(8)。

3.如权利要求2所述的一种角钢法兰自动拼接焊接装置，其特征在于：所述动力输送机构包括有纵向输送机构(3)和横向输送机构(5)，分别布置于拼装焊接座(7)的顶升机构端头外部；两组横向输送机构(5)平行布置于纵向布置的顶升机构外侧面两端，两组纵向输送机构(3)平行布置于横向布置的顶升机构外侧面两端。

4.如权利要求3所述的一种角钢法兰自动拼接焊接装置，其特征在于：所述纵向输送机构(3)和横向输送机构(5)的结构相同，其具体结构为：包括输送架(31)，输送架(31)上沿着输送方向间隔转动安装有多个动力辊(32)，通过动力辊(32)支承并传送角钢(10)；所述输送架(31)上安装有导向片(33)，导向片(33)沿着动力辊(32)的传动方向布置，导向片(33)间隔布置于动力辊(32)上方；所述导向片(33)朝向顶升机构的端部呈直线状，导向片(33)另一端则呈弧形外张状。

5.如权利要求3所述的一种角钢法兰自动拼接焊接装置，其特征在于：所述拼装焊接座(7)的结构为：包括支撑台(71)，支撑台(71)上安装有四组顶升机构，四组顶升机构分列于同一矩形结构四条边的中部；

单组顶升机构的结构为：包括固装于支撑台(71)底部的顶升气缸(75)，顶升气缸(75)输出端朝上穿过支撑台(71)，顶升气缸(75)输出端端部固装有升降架(72)，位于顶升气缸(75)两侧的升降架(72)与支撑台(71)之间对称安装有导向杆(74)；所述升降架(72)上沿着对应角钢(10)的长度方向间隔安装有传送辊(73)，通过传送辊(73)支承角钢(10)。

6.如权利要求2所述的一种角钢法兰自动拼接焊接装置，其特征在于：单组定位组件(8)的结构为：包括支撑架(81)，支撑架(81)上间隔安装有定位气缸(82)，定位气缸(82)沿着顶升机构上角钢(10)的长度方向布置，定位气缸(82)的输出端均朝向角钢(10)，定位气缸(82)的输出端均安装有推块(83)。

7.如权利要求1所述的一种角钢法兰自动拼接焊接装置，其特征在于：所述移载上料机构(2)的结构为：包括框架体(1)，框架体(1)将动力输送机构、拼装焊接座(7)和料仓机构(4)包容于内部下方；框架体(1)顶部安装有相互独立的横向模组(21)和纵向模组(22)，横向模组(21)和纵向模组(22)上均安装有抓取组件(9)；所述横向模组(21)两端与框架体(1)之间安装有相对滑动的纵向导轨(24)，横向模组(21)在移动动力机构一(23)的带动下以纵向导轨(24)为导向纵向移动，纵向模组(22)两端与框架体(1)之间安装有相对滑动的横向导轨(26)，纵向模组(22)在移动动力机构二(25)的带动下以横向导轨(26)为导向横向移动；所述移动动力机构一(23)和移动动力机构二(25)均为由电机带动的同步带传动机构。

8.如权利要求1或7所述的一种角钢法兰自动拼接焊接装置，其特征在于：所述抓取组件(9)的结构为：包括升降气缸(91)，升降气缸(91)输出端安装有支座(92)，支座(92)底部安装有旋转气缸(93)，旋转气缸(93)底部安装有夹指气缸(94)，夹指气缸(94)上安装有相向或相背运动的两个气爪(95)，两个气爪(95)外侧面的下部均设置为斜面结构，斜面结构上均设置有与外部气源相通的气孔，两个斜面结构呈直角布置，夹指气缸(94)带动两个气爪(95)相背张开使得两个斜面结构与角钢(10)的两侧内侧面贴合，并通过真空将角钢(10)吸附抓取。

9.如权利要求1所述的一种角钢法兰自动拼接焊接装置，其特征在于：所述料仓机构(4)的结构为：包括料仓架(41)，料仓架(41)内安装有隔板(42)分隔为内外两个存储空间；还包括升降板(43)，升降板(43)上放置有V型座(11)，V型座(11)内堆叠有开口朝上的角钢(10)；上下贯穿升降板(43)螺旋配装有丝杆(44)，丝杆(44)由转动动力组件(45)带动转动。

10.一种权利要求3所述的角钢法兰自动拼接焊接装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

在料仓机构(4)中上下堆叠角钢(10)；

移载上料机构(2)移动至料仓机构(4)处，由抓取组件(9)抓取顶部的角钢(10)，而后移载上料机构(2)移动至动力输送机构上方，由抓取组件(9)松开角钢(10)，角钢(10)被放置于动力输送机构上，角钢(10)随动力输送机构移动至拼装焊接座(7)上；

远离纵向输送机构(3)的横向输送机构(5)先将第一个角钢(10)输送至拼装焊接座(7)对应的顶升机构上，两个纵向输送机构(3)同步将第二、第三个角钢(10)输送至拼装焊接座(7)上对应的顶升机构上，第二、第三个角钢(10)在移动方向上向前推动第一个角钢(10)两端，第一个角钢(10)外侧面由定位组件(8)施力支承；另一个横向输送机构(5)将第四个角钢(10)输送至拼装焊接座(7)对应的顶升机构上，第四个角钢(10)外侧面由定位组件(8)施力推动，第四个角钢(10)将第二、第三个角钢(10)向着第一个角钢(10)的方向压紧，拼接成首尾相接的框型结构；

焊枪组件(6)工作，将相邻角钢(10)相接处依次焊接，成型为一体式结构的法兰；

顶升机构同步下行，带动法兰下行。

Images