CN113664401A - 一种钢拱架生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种钢拱架生产线，涉及钢拱架生产设备技术领域，该钢拱架生产线包括：机架、输送线、夹紧转换组件、焊接机械手；其中，输送线包括输入线和输出线；输入线用于输送弯曲成型后待焊接的工字钢型材；所述输出线用于输送焊接加工后的工字钢型材；夹紧转换组件设置在输送线两侧，其用于夹紧输入线送入的工字钢型材，并将所述工字钢型材从第一角度位置翻转至第二角度位置，并能够在第二角度位置将工字钢型材释放至输出线上；焊接机械手设置在输送线两侧，其用于在第一角度位置和第二角度位置对夹紧转换组件夹紧的工字钢型材进行焊接加工。本申请的技术方案减少了设备的占地面积及人力和能源浪费，提高了生产效率，减少了工人劳动强度。

Description

一种钢拱架生产线

技术领域

本申请涉及钢拱架生产设备技术领域，尤其涉及一种钢拱架生产线。

背景技术

钢拱架支护是采用型钢成形后加固地下工程的支护措施。在隧道工程项目中，钢拱架的生产是一个重要环节。目前，钢拱架的生产都采用的人工焊接，钢拱架的转运次数多，以及各个环节时间配合不一致，导致钢拱架的生产效率低下，另外由于需要来来回回转运，导致需求的占地面积大。

发明内容

本申请所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种钢拱架生产线。

该钢拱架生产线包括：

机架；

输送线，其包括输入线和输出线；所述输入线用于输送弯曲成型后待焊接的工字钢型材；所述输出线用于输送焊接加工后的工字钢型材；

设置在输送线两侧的夹紧转换组件，其用于夹紧输入线送入的工字钢型材，并将所述工字钢型材从第一角度位置翻转至第二角度位置，并能够在第二角度位置将工字钢型材释放至输出线上；

设置在输送线两侧的焊接机械手，其用于在第一角度位置和第二角度位置对夹紧转换组件夹紧的工字钢型材进行焊接加工。

在一些改进方案中，还包括：

定位组件，其用于挡住输入线上输送的工字钢型材以对所述工字钢型材进行定位；

托举组件，其用于托起被所述定位组件挡住的工字钢型材以便将端板点焊至工字钢型材上；

工字钢型材点焊端板之后，所述托举组件将工字钢型材下放至输入线上，定位组件撤去阻挡使工字钢型材继续沿输入线前进。

在一些改进方案中，定位组件包括：

铰接在机架上的转动构件，其上设置有阻挡部；

第一驱动元件，其能够驱动所述转动构件转动使阻挡部在预定位置挡住输入线上输送的工字钢型材或撤去对所述工字钢型材的阻挡。

在一些改进方案中，托举组件包括：

与所述机架转动连接的托举支架；

第二驱动元件，其能够驱动所述托举支架转动以向上托起工字钢型材或者将工字钢型材下放至输入线上。

在一些改进方案中，焊接机械手还配置有用于识别焊接位置的视觉相机，所述焊接机械手能够根据视觉相机所识别的焊接位置进行焊接。

在一些改进方案中，夹紧转换组件包括：

基座，其上设置有动力源；

设置在所述基座上的转盘，所述转盘上设置有能够容纳工字钢型材的夹料槽，以及能够感应工字钢型材的第一感应器；所述夹料槽内嵌有用于夹紧工字钢型材的夹料机构；所述转盘能够在动力源的驱动下转动使所述夹料槽朝向输入线一侧或朝向输出线一侧。

在一些改进方案中，基座上还设置有用于感应转盘位置的第二感应器，以使所述动力源能够控制转盘转动至夹料槽朝向输入线一侧或朝向输出线一侧。

在一些改进方案中，沿所述转盘转动周向布置有链条；受所述动力源驱动转动的链轮；所述链轮与所述链条配合传动以驱动转盘转动；

所述基座上还安装有若干转动支撑结构，其包括：安装在所述基座上的轴承座、与所述轴承座适配的转轴、安装在所述转轴上的滚轮；所述滚轮抵靠所述转盘外周边缘上以支撑引导所述转盘转动。

在一些改进方案中，夹料机构包括：设置在夹料槽顶部的上夹料板、用于驱动所述上夹料板上下运动的第一气缸、设置在夹料槽底部的下夹料板、用于驱动所述下夹料板上下运动的第二气缸；在第一气缸和第二气缸的驱动下，上夹料板和下夹料板能够夹紧工字钢型材。

在一些改进方案中，输入线两侧设置有点焊工位；所述点焊工位的位置与所述托举组件位置对应。

在本申请中，钢拱架生产线包括：机架、输送线、夹紧转换组件、焊接机械手。本申请提供了一种钢拱架生产线，采用输送线输送待焊接的工字钢型材，通过夹紧转换组件夹紧翻转，焊接机械手能够在不同角度对工字钢型材进行焊接。工字钢型材能够快速位置转换，从输入线转换到输出线上，在位置转换的同时，焊接机械手在第一角度位置和第二角度位置上进行焊接。以上过程能够实现对工字钢型材位置进行快速转换，并配合焊接机械手进行实现快速焊接，效率高。本申请的技术方案减少了设备的占地面积及人力和能源浪费，提高了生产效率，减少了工人劳动强度。由于采用焊接机械手焊接，焊缝更均匀一致，也大大提高了钢拱架的焊接质量，为施工单位创造良好的经济效益。

附图说明

图1是本申请实施例中一种钢拱架生产线的结构示意图。

图2是本申请实施例中定位组件和托举组件位置的结构示意图。

图3是本申请实施例中输送线的结构示意图。

图4是本申请实施例中夹紧转换组件的结构示意图。

图5是本申请实施例中夹紧转换组件的另一结构示意图。

图6是本申请实施例中夹紧转换组件的另一结构示意图。

具体实施方式

以下是本申请的具体实施例并结合附图，对本申请的技术方案作进一步的描述，但本申请并不限于这些实施例。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

参考图1至图6，本申请实施例提出了一种钢拱架生产线，包括：机架600、输送线100、夹紧转换组件400、焊接机械手500。

本申请实施例中提出的钢拱架生产线用于在工字钢型材上焊接端板，待焊接的工字钢型材为钢拱架半成品，即通过弯曲成型的工字钢型材。

参考图1至图3，输送线100包括输入线110和输出线120；所述输入线110用于输送弯曲成型后待焊接的工字钢型材；所述输出线120用于输送焊接加工后的工字钢型材。如图1所示，工字钢型材的运动方向为S1。在输入线110一侧可布置有半成品储料架800，在输出线120一侧可布置有钢拱架成品储料架900。钢拱架生产线在加工时，半成品储料架800上的钢拱架半成品被移送到输入线110上，输入线110上的钢拱架半成品在焊接完成之后被移送到输出线120上，输出线120将钢拱架成品输送至钢拱架成品储料架900。在一些实施方式中，输送线100为链条输送线，在电机的驱动下链条带动工字钢型材前进。在一些实施方式中，半成品储料架800可设置自动上料机构。

参考图1至图3,，夹紧转换组件400设置在输送线100两侧，其用于夹紧输入线110送入的工字钢型材，并将所述工字钢型材从第一角度位置翻转至第二角度位置，并能够在第二角度位置将工字钢型材释放至输出线120上。焊接机械手500设置在输送线100两侧，其用于在第一角度位置和第二角度位置对夹紧转换组件400夹紧的工字钢型材进行焊接加工。在本申请实施例中，夹紧转换组件400设置在输入线110过渡到输出线120的位置。输入线110上待焊接的工字钢型材随着输入线110运动至夹紧转换组件400内，被夹紧转换组件400夹紧，此时，待焊接的工字钢型材处于第一角度位置，焊接机械手500对工字钢型材进行第一次焊接。焊接完成之后，夹紧转换组件400将所述工字钢型材从第一角度位置翻转至第二角度位置，焊接机械手500对工字钢型材进行第二次焊接。第二次焊接完成之后的工字钢型材为钢拱架成品，此时，夹紧转换组件400松开工字钢型材，工字钢型材可进入输出线120上。随着输出线120的运行，钢拱架成品输送至钢拱架成品储料架900上。

钢拱架生产线还包括：定位组件200、托举组件300。定位组件200用于挡住输入线110上输送的工字钢型材以对所述工字钢型材进行定位。托举组件300用于托起被所述定位组件200挡住的工字钢型材以便将端板点焊至工字钢型材上；工字钢型材点焊端板之后，所述托举组件300将工字钢型材下放至输入线110上，定位组件200撤去阻挡使工字钢型材继续沿输入线110前进。所述输入线110两侧设置有点焊工位700；所述点焊工位700的位置与所述托举组件300位置对应。图1中示出了定位组件200和托举组件300的位置，定位组件200和托举组件300设置在输入线110下方。当工字钢型材在输入线110运动时，定位组件200在固定位置挡住输入线110上输送的工字钢型材以实现工字钢型材的定位。定位完成之后，托举组件300将工字钢型材托起以脱离输入线110。此时，人工调节工字钢型材的左右位置后，点焊端板。点焊之后，托举组件300将工字钢型材下放至输入线110上，定位组件200撤去阻挡，工字钢型材继续沿输入线110前进。在本申请实施例中，点焊工位700可以采用自动化机构进行点焊或者人工点焊。

参考图2和图3，定位组件200包括：转动构件210、第一驱动元件220。其中，转动构件210铰接在机架600上，其上设置有阻挡部211；第一驱动元件220能够驱动所述转动构件210转动使阻挡部211在预定位置挡住输入线110上输送的工字钢型材或撤去对所述工字钢型材的阻挡。定位组件200位于输入线110下方，第一驱动元件220可以为气缸，在第一驱动元件220的驱动下，转动构件210能够绕铰接位置转动。当转动构件210向上转动时，阻挡部211能够在固定位置对输入线110上的工字钢型材形成阻挡，被阻挡的工字钢型材抵在阻挡部211上停止前进，从而实现停留在输入线110上的固定位置。当转动构件210向下转动时，阻挡部211撤去对所述工字钢型材的阻挡，从而便于输入线110上的工字钢型材继续前进。在本申请实施例中，沿输入线110横向可设置多个定位组件200，多个定位组件200能够同时动作来共同挡住同一工字钢型材。

参考图2和图3，托举组件300包括：托举支架310、第二驱动元件320。托举支架310与所述机架600转动连接。第二驱动元件320能够驱动所述托举支架310转动以向上托起工字钢型材或者将工字钢型材下放至输入线110上。托举组件300位于输入线110下方。当定位组件200将输入线110上输送的工字钢型材挡在预定位置时，第二驱动元件320驱动托举支架310向上转动托起工字钢型材，使工字钢型材向上脱离输入线110。此时，工字钢型材两端刚好位于两侧的点焊工位700上，人工调节工字钢型材的左右位置后，点焊端板。当第二驱动元件320驱动托举支架310向下运动时，将工字钢型材下放至输入线110上。在本申请实施例中，第二驱动元件320为气缸。沿输入线110横向可设置多个托举组件300，多个托举组件300能够同时动作来共同托举同一工字钢型材。

进一步地，在工字钢型材点焊完成之后，第二驱动元件320驱动托举支架310向下运动，第一驱动元件220驱动转动构件210向下转动，阻挡部211撤去对所述工字钢型材的阻挡。此时，工字钢型材能够继续前进，以便在焊接机械手500位置进行满焊。定位组件200和托举组件300配合能够实现在输送过程中快速对工字钢型材点焊钢板，装置结构，以及动作过程简单而可靠。

在本申请实施例中，焊接机械手500还配置有用于识别焊接位置的视觉相机510，所述焊接机械手500能够根据视觉相机510所识别的焊接位置进行焊接。在焊接时，视觉相机510安装在焊接机械手500上，能够随着焊接机械手500一起运动，从而可动态调节相机的视野范围。首先，通过调节焊接机械手500的形态，调节视觉相机510的视野使焊接位置包含在视觉相机510的视野内，然后通过对视觉相机510拍摄图像的识别确定工字钢型材上的焊接位置，焊接机械手500根据视觉相机510图像确定的焊接位置进行焊接。

参考图4至图6，夹紧转换组件400包括：基座410、设置在所述基座410上的转盘420。其中，基座410上设置有动力源411；所述转盘420上设置有能够容纳工字钢型材的夹料槽421，以及能够感应工字钢型材的第一感应器423；所述夹料槽421内嵌有用于夹紧工字钢型材的夹料机构422；所述转盘420能够在动力源411的驱动下转动使所述夹料槽421朝向输入线110一侧或朝向输出线120一侧。在初始状态下，夹料槽421朝向输入线110一侧，输入线110能够将工字钢型材送入转盘420的夹料槽421中。当第一感应器423感应到工字钢型材时，夹料机构422夹紧工字钢型材，工字钢型材位于第一角度位置，焊接机械手500对工字钢型材进行第一次焊接。第一次焊接完成之后，动力源411驱动转盘420转动180°使夹料槽421朝向输出线120一侧，工字钢型材从第一角度位置翻转至第二角度位置，在第二角度位置下，焊接机械手500对工字钢型材进行第二次焊接。第二次焊接完成之后的工字钢型材为钢拱架成品，夹料机构422放开工字钢型材，使得工字钢型材成品随着输出线120输送至钢拱架成品储料架900上。在一根工字钢型材焊接完成之后，动力源411驱动转盘420回转180°使夹料槽421再次朝向输入线110一侧，以便进行下一次动作，如此往复动作，使工字钢型材能够快速位置转换，从输入线110转换到输出线120上，在位置转换的同时，焊接机械手500在第一角度位置和第二角度位置上进行焊接。以上过程能够实现对工字钢型材位置进行快速转换，并配合焊接机械手500进行实现快速焊接。在本申请实施例中，动力源411为电机，电机的输出轴上安装有减速器。

在本申请实施例中，基座410上还设置有用于感应转盘420位置的第二感应器412，以使所述动力源411能够控制转盘420转动至夹料槽421朝向输入线110一侧或朝向输出线120一侧。动力源411能够与第二感应器412联动。在钢拱架生产线工作过程中，转盘420能够在两个预定角度位置之间来回往复运动，使夹料槽421朝向输入线110一侧或朝向输出线120一侧。如图4所示，转盘420的转动方向为S2。第二感应器412能够在转盘420转动到两个预定角度位置时产生感应信号，以便与其他执行机构联动。

在本申请实施例中，第一感应器423和第二感应器412可以为接触式传感器或非接触式传感器，例如，可以为行程开关、红外线感应器、超声波传感器、光电传感器。本申请技术方案不限定于以上传感器类型，具体可根据实际需要设定。

参考图4至图6，沿所述转盘420转动周向布置有链条424；受所述动力源411驱动转动的链轮413；所述链轮413与所述链条424配合传动以驱动转盘420转动；所述基座410上还安装有若干转动支撑结构414，其包括：安装在所述基座410上的轴承座415、与所述轴承座415适配的转轴416、安装在所述转轴416上的滚轮417；所述滚轮417抵靠所述转盘420外周边缘上以支撑引导所述转盘420转动。在本申请实施例中，动力源411的输出轴首先连接到减速机，链轮413安装在减速机的输出轴上。在动力源411的驱动下，链轮413通过链条424带动转盘420绕基座410转动。在转盘420的转动过程中，滚轮417对转盘420形成滚动支撑，转盘420转动的阻力较小，使得转盘420能够顺畅的转动。

夹料机构422包括：设置在夹料槽421顶部的上夹料板4221、用于驱动所述上夹料板4221上下运动的第一气缸4222、设置在夹料槽421底部的下夹料板4223、用于驱动所述下夹料板4223上下运动的第二气缸4224；在第一气缸4222和第二气缸4224的驱动下，上夹料板4221和下夹料板4223能够夹紧工字钢型材。当第一感应器423感应到工字钢型材时，第一气缸4222驱动上夹料板4221向下运动，第二气缸4224驱动下夹料板4223向上运动，上夹料板4221与下夹料板4223之间的间隙变小从而实现将位于中间的工字钢型材夹紧。当需要放开工字钢型材时，第一气缸4222驱动上夹料板4221向上运动，第二气缸4224驱动下夹料板4223向下运动，上夹料板4221与下夹料板4223之间的间隙变大。

本申请实施例中，，钢拱架生产线首先对工字钢型材进行点焊，然后采用焊接机械手500进行满焊，工序衔接流畅，效率高。点焊工位700可采用人工进行焊接，与焊接机械手500配合，通过人工和自动化设备融合的方式，可取得较高的生产效率。此外，本申请实施例中，钢拱架生产线采用焊接机械手满焊，比人工焊接质量更好。

在本申请中，钢拱架生产线包括：机架600、输送线100、夹紧转换组件400、焊接机械手500。本申请提供了一种钢拱架生产线，采用输送线输送待焊接的工字钢型材，通过夹紧转换组件夹紧翻转，焊接机械手能够在不同角度对工字钢型材进行焊接。工字钢型材能够快速位置转换，从输入线110转换到输出线120上，在位置转换的同时，焊接机械手500在第一角度位置和第二角度位置上进行焊接。以上过程能够实现对工字钢型材位置进行快速转换，并配合焊接机械手500进行实现快速焊接，效率高。本申请的技术方案减少了设备的占地面积及人力和能源浪费，提高了生产效率，减少了工人劳动强度。由于采用焊接机械手焊接，焊缝更均匀一致，也大大提高了钢拱架的焊接质量，为施工单位创造良好的经济效益。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本申请精神作举例说明。本申请所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本申请的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种钢拱架生产线，其特征在于，包括：

机架(600)；

输送线(100)，其包括输入线(110)和输出线(120)；所述输入线(110)用于输送弯曲成型后待焊接的工字钢型材；所述输出线(120)用于输送焊接加工后的工字钢型材；

设置在输送线(100)两侧的夹紧转换组件(400)，其用于夹紧输入线(110)送入的工字钢型材，并将所述工字钢型材从第一角度位置翻转至第二角度位置，并能够在第二角度位置将工字钢型材释放至输出线(120)上；

设置在输送线(100)两侧的焊接机械手(500)，其用于在第一角度位置和第二角度位置对夹紧转换组件(400)夹紧的工字钢型材进行焊接加工。

2.根据权利要求1所述的钢拱架生产线，其特征在于，还包括：

定位组件(200)，其用于挡住输入线(110)上输送的工字钢型材以对所述工字钢型材进行定位；

托举组件(300)，其用于托起被所述定位组件(200)挡住的工字钢型材以便将端板点焊至工字钢型材上；

工字钢型材点焊端板之后，所述托举组件(300)将工字钢型材下放至输入线(110)上，定位组件(200)撤去阻挡使工字钢型材继续沿输入线(110)前进。

3.根据权利要求2所述的钢拱架生产线，其特征在于，所述定位组件(200)包括：

铰接在机架(600)上的转动构件(210)，其上设置有阻挡部(211)；

第一驱动元件(220)，其能够驱动所述转动构件(210)转动使阻挡部(211)在预定位置挡住输入线(110)上输送的工字钢型材或撤去对所述工字钢型材的阻挡。

4.根据权利要求2所述的钢拱架生产线，其特征在于，托举组件(300)包括：

与所述机架(600)转动连接的托举支架(310)；

第二驱动元件(320)，其能够驱动所述托举支架(310)转动以向上托起工字钢型材或者将工字钢型材下放至输入线(110)上。

5.根据权利要求1所述的钢拱架生产线，其特征在于，所述焊接机械手(500)还配置有用于识别焊接位置的视觉相机(510)，所述焊接机械手(500)能够根据视觉相机(510)所识别的焊接位置进行焊接。

6.根据权利要求1所述的钢拱架生产线，其特征在于，所述夹紧转换组件(400)包括：

基座(410)，其上设置有动力源(411)；

设置在所述基座(410)上的转盘(420)，所述转盘(420)上设置有能够容纳工字钢型材的夹料槽(421)，以及能够感应工字钢型材的第一感应器(423)；所述夹料槽(421)内嵌有用于夹紧工字钢型材的夹料机构(422)；所述转盘(420)能够在动力源(411)的驱动下转动使所述夹料槽(421)朝向输入线(110)一侧或朝向输出线(120)一侧。

7.根据权利要求6所述的钢拱架生产线，其特征在于，所述基座(410)上还设置有用于感应转盘(420)位置的第二感应器(412)，以使所述动力源(411)能够控制转盘(420)转动至夹料槽(421)朝向输入线(110)一侧或朝向输出线(120)一侧。

8.根据权利要求6所述的钢拱架生产线，其特征在于，沿所述转盘(420)转动周向布置有链条(424)；受所述动力源(411)驱动转动的链轮(413)；所述链轮(413)与所述链条(424)配合传动以驱动转盘(420)转动；

所述基座(410)上还安装有若干转动支撑结构(414)，其包括：安装在所述基座(410)上的轴承座(415)、与所述轴承座(415)适配的转轴(416)、安装在所述转轴(416)上的滚轮(417)；所述滚轮(417)抵靠所述转盘(420)外周边缘上以支撑引导所述转盘(420)转动。

9.根据权利要求6所述的钢拱架生产线，其特征在于，所述夹料机构(422)包括：设置在夹料槽(421)顶部的上夹料板(4221)、用于驱动所述上夹料板(4221)上下运动的第一气缸(4222)、设置在夹料槽(421)底部的下夹料板(4223)、用于驱动所述下夹料板(4223)上下运动的第二气缸(4224)；在第一气缸(4222)和第二气缸(4224)的驱动下，上夹料板(4221)和下夹料板(4223)能够夹紧工字钢型材。

10.根据权利要求2所述的钢拱架生产线，其特征在于，所述输入线(110)两侧设置有点焊工位(700)；所述点焊工位(700)的位置与所述托举组件(300)位置对应。

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