CN115026466A - 一种钢结构壳体自动焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢结构领域，具体公开了一种钢结构壳体自动焊接装置，包括钢结构壳体固定的调节座和用于焊接的焊接机构，所述调节座水平设置，且焊接机构的底端设有多轴调节机构，所述多轴调节机构也水平设置，且多轴调节机构和调节座的朝向呈垂直关系，所述焊接机构可输入焊丝并随着焊枪实现接缝的行进移动实施焊接作业。本发明中将每个焊点位置的焊缝分为L型，将焊接结构设成多轴移动和焊枪的角度转动，使其内侧的焊点的焊缝操作被分为X、Y和Z与角度偏转方向的配合，同时利用焊丝走焊缝，焊枪沿着焊缝加热焊接，使其接缝焊接均匀，且受力均匀，焊接机构中多轴移动可满足钢结构壳体焊缝焊接需求，无需人工干预，实现壳体自动焊接作业。

Description

一种钢结构壳体自动焊接装置

技术领域

本发明涉及钢结构领域，更具体地说，它涉及一种钢结构壳体自动焊接装置。

背景技术

钢结构工程主要的建筑结构类型之一，是现代建筑工程中较普通的结构形式之一。中国是最早用铁制造承重结构的国家，钢结构工程是以钢材制作为主的结构。远在秦始皇时代(公元前246-219年)就已经用铁做简单的承重结构，而西方国家在17世纪才开始使用金属承重结构。

如图7所示的钢结构壳体，其是制作大棚或者厂房顶棚的主要部件，其焊接一般通过人工焊接每个肋板之间的焊点，然后组装至立柱上，再通过螺杆件固定在立柱上，现在人工焊接肋板的焊点不好对焊点内侧的焊缝操作，会使内部焊缝的焊接位置受力效果不佳，长期使用，焊点易脱落，造成安全隐患。

发明内容

本发明提供一种钢结构壳体自动焊接装置，解决相关技术中钢结构内侧焊点焊缝无法被焊接操作的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种钢结构壳体自动焊接装置，包括钢结构壳体固定的调节座和用于焊接的焊接机构，所述调节座水平设置，且焊接机构的底端设有多轴调节机构，所述多轴调节机构也水平设置，且多轴调节机构和调节座的朝向呈垂直关系，所述焊接机构可输入焊丝并随着焊枪实现接缝的行进移动实施焊接作业；

所述焊接机构包括转动座、焊丝输出单元和焊枪，焊枪和焊丝输出单元均设于转动座的上方，所述转动座的内壁设有转向电机，且转向电机带动焊枪和焊丝输出单元绕其连接处转动，所述焊丝输出单元包括焊丝盘和输出轮组、焊丝管，所述输出轮组为两个相切的盘体，焊丝通过两个盘体的连接处通过并延伸至焊丝管内，所述焊丝盘用于绕接焊丝，所述输出轮组中两盘体相向转动；

所述调节座的一侧设有放置台，放置台用于放置钢结构壳体，且放置台上方设有牵引绳，所述牵引绳用于拖拽钢结构壳体至放置台的上台面上，所述调节座的一侧还设有独立支架，独立支架可固定牵引绳的端部，使钢结构壳体被固定在牵引绳中部，通过调节座内的转动件带动钢结构壳体转向。

进一步地：所述焊接机构还包括A型架、横置滑座和上悬吊滑轨，所述A型座的中部设有架体滑轨，架体滑轨的内壁滑动连接有滚珠丝杠件，滚珠丝杠件与横置滑座之间传动连接，上悬吊滑轨的一端通过支架与横置滑座的一端相连接，所述转动座安装于横置滑座的上台面。

进一步地：所述上悬吊滑轨包括外轨道、内滑条、调节电机和绕卷钢索，所述内滑条的两侧滑动连接于外滑轨的滑槽内壁上，所述支架安装于内滑条的底端，且绕卷钢索固定连接于内滑条的端部外壁上，所述绕卷电机的输出轴连接有绕卷盘，绕卷盘用于收纳绕卷钢索。

进一步地：所述调节座包括下移动座、传动齿轮箱和拖拽座，所述传动齿轮箱安装于下移动座的上方，且下移动座的顶部安装有角度偏转电机，角度偏转电机的输出轴连接至传动齿轮箱的内壁上，所述传动齿轮箱的输出轴安装在拖拽座的端部，所述放置台安装于拖拽座的上方。

进一步地：所述拖拽座的端部安装有步进电机和滚珠丝杠件，所述步进电机的输出轴与滚珠丝杠件相连接，所述拖拽座安装于滚珠丝杠件的外壁上。

进一步地：所述传动齿轮箱内壁设有一个双片离合结构，双片离合结构用于切换角度偏转电机的动力连接至拖拽座或牵引绳一端。

进一步地：所述多轴调节机构包括纵向移动单元和升降单元，所述纵向移动单元用于带动焊接机构沿着放置台的宽度方向移动，所述升降单元用于沿着垂直于放置台上台面的方向移动。

进一步地：所述纵向移动单元包括地轨、滑动座机构，所述滑动座机构滑动连接在地轨上，且滑动座机构包括驱动电机、座体和传动连杆，所述传动连杆的两端连接有滚轮，滚轮滚动连接在地轨上，所述传动连杆安装在座体的底侧，且驱动电机的输出轴与传动连杆之间传动连接，所述驱动电机带动座体沿着地轨进行移动。

进一步地：所述升降单元包括交叉杆组、杆体连接底座和焊接座，交叉杆组置于杆体连接座和焊接座的相对一侧内壁之间，所述杆体连接底座和焊接座均为水平设置，且杆体连接底座安装于座体的上方，所述焊接机构安装于焊接座的上方，且交叉杆组沿着座体的长度方向移动。

进一步地：所述交叉杆组包括两个呈X型的杆体和液压缸，所述液压缸的一端固定连接在其中一个杆体的内壁之间，且液压缸的活塞杆一端安装于另一个杆体的内壁之间，两个杆体的同侧端部均安装有滚轮，滚轮滑动连接于杆体连接底座和焊接座的内边上。

进一步地：所述焊接座包括基座和翻转座，且翻转座和基座之间设有支撑液压缸，且支撑液压缸用于带动基座和翻转座之间呈0-60°夹角。

本发明的有益效果在于：

本焊接装置中将每个焊点位置的焊缝分为L型，将焊接结构设成多轴移动和焊枪的角度转动，使其内侧的焊点的焊缝操作被分为X、Y和Z与角度偏转方向的配合，同时利用焊丝走焊缝，焊枪沿着焊缝加热焊接，使其接缝焊接均匀，且受力均匀，焊接机构中多轴移动可满足钢结构壳体焊缝焊接需求，无需人工干预，实现壳体自动焊接作业。

附图说明

图1是本发明提出的一种钢结构壳体自动焊接装置的立体结构示意图；

图2是本发明提出的一种钢结构壳体自动焊接装置的侧视结构示意图；

图3是本发明提出的一种钢结构壳体自动焊接装置的主视结构示意图；

图4是本发明提出的一种钢结构壳体自动焊接装置的俯视结构示意图；

图5是本发明提出的一种钢结构壳体自动焊接装置的焊接机构结构示意图；

图6是图5的轴侧结构示意图；

图7是本发明提出的一种钢结构壳体自动焊接装置中钢结构壳体的结构示意图。

图中：100、地轨；200、滑动座机构；210、驱动电机；220、座体；230、拖链；300、升降机构；310、交叉杆组；320、液压缸；330、杆体连接底座；400、焊接座；500、焊接机构；510、A型架；520、横置滑座；530、调节电机；540、上悬吊滑轨；550、焊丝输出单元；560、焊枪；570、转动座；580、绕卷电机；590、绕卷钢索；600、调节座；610、角度偏转电机；620、下移动座；630、拖拽座；640、传动齿轮箱；700、牵引绳；800、放置台；900、钢结构壳体。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。

实施例一

参照图1-图7所示，一种钢结构壳体自动焊接装置，包括用于钢结构壳体900固定的调节座600和用于焊接的焊接机构500，调节座600水平设置，且焊接机构500的底端设有多轴调节机构，多轴调节机构也水平设置，且多轴调节机构和调节座600的朝向呈垂直关系，焊接机构500可输入焊丝并随着焊枪560实现接缝的行进移动实施焊接作业；

焊接机构500包括转动座570、焊丝输出单元550和焊枪560，焊枪560和焊丝输出单元550均设于转动座570的上方，转动座570的内壁设有转向电机，且转向电机带动焊枪560和焊丝输出单元550绕其连接处转动，焊丝输出单元550包括焊丝盘和输出轮组、焊丝管，输出轮组为两个相切的盘体，焊丝通过两个盘体的连接处通过并延伸至焊丝管内，焊丝盘用于绕接焊丝，输出轮组中两盘体相向转动；

调节座600的一侧设有放置台800，放置台800用于放置钢结构壳体，且放置台800上方设有牵引绳700，牵引绳700用于拖拽钢结构壳体至放置台800的上台面上，调节座600的一侧还设有独立支架，独立支架可固定牵引绳700的端部，使钢结构壳体被固定在牵引绳700中部，通过调节座600内的转动件带动钢结构壳体900转向。

焊接机构500还包括A型架510、横置滑座520和上悬吊滑轨540，A型座的中部设有架体滑轨，架体滑轨的内壁滑动连接有滚珠丝杠件，滚珠丝杠件与横置滑座520之间传动连接，上悬吊滑轨540的一端通过支架与横置滑座520的一端相连接，转动座570安装于横置滑座520的上台面。

上悬吊滑轨540包括外轨道、内滑条、调节电机530和绕卷钢索590，内滑条的两侧滑动连接于外滑轨的滑槽内壁上，支架安装于内滑条的底端，且绕卷钢索590固定连接于内滑条的端部外壁上，绕卷电机580的输出轴连接有绕卷盘，绕卷盘用于收纳绕卷钢索590。

调节座600包括下移动座620、传动齿轮箱640和拖拽座630，传动齿轮箱640安装于下移动座620的上方，且下移动座620的顶部安装有角度偏转电机610，角度偏转电机610的输出轴连接至传动齿轮箱640的内壁上，传动齿轮箱640的输出轴安装在拖拽座630的端部，放置台800安装于拖拽座630的上方。

拖拽座630的端部安装有步进电机和滚珠丝杠件，步进电机的输出轴与滚珠丝杠件相连接，拖拽座630安装于滚珠丝杠件的外壁上。

传动齿轮箱640内壁设有一个双片离合结构，离合器是机械传动中的常用部件，可将传动系统随时分离或接合，双片离合结构则为一个动力轴上设有两个结合齿片和动力齿片，通过动力齿片和不同的结合齿片结合将动力输出至结合齿片所连接的一侧结构上，即双片离合结构用于切换角度偏转电机610的动力连接至拖拽座630或牵引绳700一端。

多轴调节机构包括纵向移动单元和升降单元，纵向移动单元用于带动焊接机构500沿着放置台800的宽度方向移动，升降单元用于沿着垂直于放置台800上台面的方向移动。

纵向移动单元包括地轨100、滑动座机构200，滑动座机构200滑动连接在地轨100上，且滑动座机构200包括驱动电机210、座体220和传动连杆，传动连杆的两端连接有滚轮，滚轮滚动连接在地轨100上，传动连杆安装在座体220的底侧，且驱动电机210的输出轴与传动连杆之间传动连接，驱动电机210带动座体220沿着地轨100进行移动。

需要补充说明的是，其中座体220一侧设有拖链230，拖链230内可穿插设有装置所用的信号线、电源线等线路结构。

升降单元包括交叉杆组310、杆体连接底座330和焊接座400，交叉杆组310置于杆体连接座和焊接座400的相对一侧内壁之间，杆体连接底座330和焊接座400均为水平设置，且杆体连接底座330安装于座体220的上方，焊接机构500安装于焊接座400的上方，且交叉杆组310沿着座体220的长度方向移动。

交叉杆组310包括两个呈X型的杆体和液压缸320，液压缸320的一端固定连接在其中一个杆体的内壁之间，且液压缸320的活塞杆一端安装于另一个杆体的内壁之间，两个杆体的同侧端部均安装有滚轮，滚轮滑动连接于杆体连接底座330和焊接座400的内边上。

焊接座400包括基座和翻转座，且翻转座和基座之间设有支撑液压缸320，且支撑液压缸320用于带动基座和翻转座之间呈0-60°夹角。

利用本钢结构壳体自动焊接装置对拱形结构的钢结构壳体实施焊接，其中实施焊接的流程如下：

如图7所示，本钢结构壳体900整体为拱形结构，且钢结构壳体900包括两侧拱形的支架和中部肋板，以及设于两侧拱形支架之间的连接杆，在拱形支架的底侧均焊接有支撑板；

其中将钢结构壳体900通过生产线输送至放置台800上实施焊接作业，牵引绳700一端连接在钢结构壳体900的一侧拱形支架拖拽至放置台800上，将其两端均垂直焊接有连接杆和肋板，然后在连接杆的端部焊接另一侧的拱形支架，其焊接均为端部焊接；

接着通过牵引绳700和独立支架将焊接后的钢结构壳体翻转180°，将其底部暴露，再进行内部的焊点加固，再通过拖拽座630输出至生产线进行后续生产；

以上流程中，每步步骤的具体操作如下：

可在放置台800上设有夹具，夹具用于固定拱形支架的底脚，实现其拱形支架垂直设置，同时夹具可固定连接杆和肋板的位置和结构，即需要焊接的点为六点，需要焊接机构500依次焊接以上六个点；

六个点中均焊接路径均为L型，即在进行L型移动时，通过升降机构300带动焊枪560实现纵向移动，横向通过焊接机构500中横置滑座520配合滚珠丝杠件实现移动，在焊接过程中，会将焊机连接的电极夹夹持在钢结构壳体上，然后将焊丝会通过焊丝管前端输出，焊丝管会沿着焊接的位置实现铺设，在输出轮组的滚动挤压作用下，对焊丝盘上的焊丝实现校直并输出，此时焊枪560沿着焊丝位置实现加热焊接，接好焊缝位置；

通过滑动座机构200切换侧向两个焊点之间侧向位置，通过拖拽座630切换相邻焊点之间的纵向位置，实现六点的L型焊缝焊接作业；

其中翻转焊接底部，此时拱形支架的反面中部支撑在放置台800上，两个焊接机构500均作业，可实现内侧的焊点同步作业，加快焊接效率，其焊接调节通过上悬吊滑轨540对其横置滑座520实现微调，转动座570带动焊枪560和焊丝输出单元550转动，使焊枪560和焊点内侧的焊缝之间呈45°焊接，可不接触钢结构壳体同时，通过X、Y向移动即可实现内侧的L型焊缝连接，提高焊接稳定性和精度。

上面结合附图对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，在不脱离本实施例宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。

Claims (10)

1.一种钢结构壳体自动焊接装置，其特征在于，包括用于钢结构壳体(900)固定的调节座(600)和用于焊接的焊接机构(500)，所述调节座(600)水平设置，且焊接机构(500)的底端设有多轴调节机构，所述多轴调节机构也水平设置，且多轴调节机构和调节座(600)的朝向呈垂直关系，所述焊接机构(500)可输入焊丝并随着焊枪(560)实现接缝的行进移动实施焊接作业；

所述焊接机构(500)包括转动座(570)、焊丝输出单元(550)和焊枪(560)，焊枪(560)和焊丝输出单元(550)均设于转动座(570)的上方，所述转动座(570)的内壁设有转向电机，且转向电机带动焊枪(560)和焊丝输出单元(550)绕其连接处转动，所述焊丝输出单元(550)包括焊丝盘和输出轮组、焊丝管，所述输出轮组为两个相切的盘体，焊丝通过两个盘体的连接处通过并延伸至焊丝管内，所述焊丝盘用于绕接焊丝，所述输出轮组中两盘体相向转动；

所述调节座(600)的一侧设有放置台(800)，放置台(800)用于放置钢结构壳体，且放置台(800)上方设有牵引绳(700)，所述牵引绳(700)用于拖拽钢结构壳体至放置台(800)的上台面上，所述调节座(600)的一侧还设有独立支架，独立支架可固定牵引绳(700)的端部，使钢结构壳体被固定在牵引绳(700)中部，通过调节座(600)内的转动件带动钢结构壳体(900)转向。

2.根据权利要求1所述的一种钢结构壳体自动焊接装置，其特征在于，所述焊接机构(500)还包括A型架(510)、横置滑座(520)和上悬吊滑轨(540)，所述A型座的中部设有架体滑轨，架体滑轨的内壁滑动连接有滚珠丝杠件，滚珠丝杠件与横置滑座(520)之间传动连接，上悬吊滑轨(540)的一端通过支架与横置滑座(520)的一端相连接，所述转动座(570)安装于横置滑座(520)的上台面。

3.根据权利要求2所述的一种钢结构壳体自动焊接装置，其特征在于，所述上悬吊滑轨(540)包括外轨道、内滑条、调节电机(530)和绕卷钢索(590)，所述内滑条的两侧滑动连接于外滑轨的滑槽内壁上，所述支架安装于内滑条的底端，且绕卷钢索(590)固定连接于内滑条的端部外壁上，所述绕卷电机(580)的输出轴连接有绕卷盘，绕卷盘用于收纳绕卷钢索(590)。

4.根据权利要求1所述的一种钢结构壳体自动焊接装置，其特征在于，所述调节座(600)包括下移动座(620)、传动齿轮箱(640)和拖拽座(630)，所述传动齿轮箱(640)安装于下移动座(620)的上方，且下移动座(620)的顶部安装有角度偏转电机(610)，角度偏转电机(610)的输出轴连接至传动齿轮箱(640)的内壁上，所述传动齿轮箱(640)的输出轴安装在拖拽座(630)的端部，所述放置台(800)安装于拖拽座(630)的上方。

5.根据权利要求4所述的一种钢结构壳体自动焊接装置，其特征在于，所述拖拽座(630)的端部安装有步进电机和滚珠丝杠件，所述步进电机的输出轴与滚珠丝杠件相连接，所述拖拽座(630)安装于滚珠丝杠件的外壁上。

6.根据权利要求4所述的一种钢结构壳体自动焊接装置，其特征在于，所述传动齿轮箱(640)内壁设有一个双片离合结构，双片离合结构用于切换角度偏转电机(610)的动力连接至拖拽座(630)或牵引绳(700)一端。

7.根据权利要求1所述的一种钢结构壳体自动焊接装置，其特征在于，所述多轴调节机构包括纵向移动单元和升降单元，所述纵向移动单元用于带动焊接机构(500)沿着放置台(800)的宽度方向移动，所述升降单元用于沿着垂直于放置台(800)上台面的方向移动。

8.根据权利要求7所述的一种钢结构壳体自动焊接装置，其特征在于，所述纵向移动单元包括地轨(100)、滑动座机构(200)，所述滑动座机构(200)滑动连接在地轨(100)上，且滑动座机构(200)包括驱动电机(210)、座体(220)和传动连杆，所述传动连杆的两端连接有滚轮，滚轮滚动连接在地轨(100)上，所述传动连杆安装在座体(220)的底侧，且驱动电机(210)的输出轴与传动连杆之间传动连接，所述驱动电机(210)带动座体(220)沿着地轨(100)进行移动。

9.根据权利要求7所述的一种钢结构壳体自动焊接装置，其特征在于，所述升降单元包括交叉杆组(310)、杆体连接底座(330)和焊接座(400)，交叉杆组(310)置于杆体连接座和焊接座(400)的相对一侧内壁之间，所述杆体连接底座(330)和焊接座(400)均为水平设置，且杆体连接底座(330)安装于座体(220)的上方，所述焊接机构(500)安装于焊接座(400)的上方，且交叉杆组(310)沿着座体(220)的长度方向移动。

10.根据权利要求9所述的一种钢结构壳体自动焊接装置，其特征在于，所述交叉杆组(310)包括两个呈X型的杆体和液压缸(320)，所述液压缸(320)的一端固定连接在其中一个杆体的内壁之间，且液压缸(320)的活塞杆一端安装于另一个杆体的内壁之间，两个杆体的同侧端部均安装有滚轮，滚轮滑动连接于杆体连接底座(330)和焊接座(400)的内边上。

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