CN116160172A - 防火门制造用钢结构框架焊接工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了防火门制造用钢结构框架焊接工装，包括加工台，所述加工台上设置有支撑夹紧组件，所述加工台顶部开设有矩形滑槽，所述矩形滑槽内滑动连接有滑座，所述滑座上安装有安装座，所述安装座上转动连接有焊接环；所述焊接环内圈固定连接有滑套，所述滑套上滑动连接有焊接头；所述安装座上设置有用于驱动焊接环转动的第一驱动组件；所述加工台上设置有用于驱动滑座沿着矩形滑槽滑动的第二驱动组件；本发明可连续完成焊接防火门钢结构框架的四条对接缝，在焊接不同对接缝时可自动转换焊接位置，并且能实现焊接头始终对准紧贴对接缝，保障焊接位置的准确性及牢固性。

Description

防火门制造用钢结构框架焊接工装

技术领域

本发明涉及防火门焊接技术领域，具体为防火门制造用钢结构框架焊接工装。

背景技术

防火门制造时需要优先焊接制造钢结构框架；防火门的钢结构框架通常是由四根两端有切角的方管拼接成的矩形框架。钢结构框架在焊接时通常将钢结构框架拼好摆放在定位夹具上，然后人工焊接或者采用智能化焊接机械手进行自动化焊接（例如，中国专利CN211939696U一种钢质防火门的焊接工装、CN108788464A一种防火门激光焊接工装夹具），但是在对钢结构框架顶面位置焊接完毕后还需要将对钢结构框架翻面再次进行焊接，在此过程中需要对钢结构框架翻面增加了劳动量，其次在对钢结构框架顶面位置焊接完毕后不能立即对钢结构框架进行翻面，因为焊接处可能还达不到刚度要求，这就导致焊接效率变低。

基于此，本发明设计了防火门制造用钢结构框架焊接工装，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供防火门制造用钢结构框架焊接工装，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：防火门制造用钢结构框架焊接工装，包括加工台，所述加工台上设置有用于固定钢结构框架的支撑夹紧组件，所述加工台顶部开设有矩形滑槽，所述矩形滑槽内滑动连接有滑座，所述滑座上安装有安装座，所述安装座上转动连接有焊接环，所述焊接环为可拆卸结构；所述焊接环内圈固定连接有滑套，所述滑套上滑动连接有焊接头，所述焊接头上固定连接有压力弹簧，所述压力弹簧与滑套固定连接；所述安装座上设置有用于驱动焊接环转动的第一驱动组件；所述加工台上设置有用于驱动滑座沿着矩形滑槽滑动的第二驱动组件，所述加工台和安装座共同设置有第三驱动组件，所述第三驱动组件在第二驱动组件驱动滑座在矩形滑槽内滑动时驱动安装座和焊接环转动调整焊接方向。

作为本发明的进一步方案，所述支撑夹紧组件由四组支撑夹紧部组成，四组所述支撑夹紧部分别用于支撑夹紧钢结构框架的四边；所述支撑夹紧部包括滑柱；所述滑柱与加工台滑动连接，所述滑柱上固定连接有压紧弹簧，所述压紧弹簧与加工台固定连接，所述滑柱上转动连接有多个顶柱；多个所述顶柱的转动轴上均套装有用于其复位的扭簧；所述顶柱均插接有C形块，多个所述C形块共同固定连接有L形支撑板。

作为本发明的进一步方案，所述第三驱动组件包括第一齿轮和四组齿条杆；四组所述齿条杆呈矩形分布；所述第一齿轮能够与齿条杆啮合；所述齿条杆与加工台固定连接，所述齿条杆分别用于驱动第一齿轮带动安装座和焊接环转动90°，以此改变焊接方向。

作为本发明的进一步方案，四组所述齿条杆均由两根第一齿条组成，两根所述第一齿条齿数相等；所述第一齿轮与滑座转动连接，所述第一齿轮的转动轴上转动连接有转盘，所述转盘的转动轴与安装座固定连接，所述转盘的转动轴上转动连接有固定盘，所述固定盘与滑座固定连接，所述固定盘上开设有八个关于固定盘呈圆周阵列分布的第一滑槽，所述第一滑槽内弹性滑动安装有楔形卡块；所述转盘上开设有卡口，所述楔形卡块能够与卡口卡接，所述第一齿轮的转动轴上固定连接有推杆，所述推杆用于驱动楔形卡块与卡口脱离卡接，所述推杆上固定安装有拉力弹簧，所述拉力弹簧与转盘固定安装。

作为本发明的进一步方案，所述第二驱动组件四个气缸，所述气缸均与加工台固定连接，四个所述气缸的输出端均固定连接有推块，所述推块能够驱动滑座在矩形滑槽内滑动。

作为本发明的进一步方案，所述第一驱动组件包括第二齿轮，所述第二齿轮与安装座转动连接，所述第二齿轮与焊接环外圈啮合，所述第二齿轮的转动轴上传动连接有电机，所述电机与安装座固定连接。

作为本发明的进一步方案，所述焊接环由第一弧形段和第二弧形段组成，所述第一弧形段上弹性滑动安装有球形卡块，所述第二弧形段上开设有能够与球形卡块卡接的卡槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过支撑夹紧组件、安装座、焊接环、焊接头及压力弹簧的设置，同时在通过第一驱动组件的设置，第一驱动组件可以驱动焊接环带动焊接头绕着钢结构框架连接处做圆周运动，焊接头会在压力弹簧的作用下始终贴合钢结构框架的连接处，可以保证焊接工作的稳定进行，同时还可以使焊接工作一次完成；同时通过第二驱动组件和第三驱动组件的设置，可以使焊接环自动完成焊接角度和位置的变换，钢结构框架可以自动进行焊接，同时在焊接过程中不需要工作人员参与，可以更好地保证工作人员的安全，同时钢结构框架的连接处焊接为一次成型，可以大大提高焊接的效率。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2为本发明加工台、第三驱动组件及第二驱动组件结构示意图；

图3为本发明焊接环、焊接头与钢结构框架位置关系剖视示意图；

图4为本发明安装座、焊接环、滑套、焊接头、压力弹簧及第一驱动组件结构剖视示意图；

图5为图4中A处局部放大图；

图6为本发明支撑夹紧部结构示意图；

图7为本发明滑座、安装座、第一齿轮及固定盘位置关系示意图；

图8为本发明转盘及固定盘上结构仰视示意图；

图9为本发明滑座、安装座、第一齿轮、转盘及固定盘位置关系剖视示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

加工台1、钢结构框架2、支撑夹紧组件3、矩形滑槽4、滑座5、安装座6、焊接环7、滑套8、焊接头9、压力弹簧10、滑柱11、压紧弹簧12、顶柱13、扭簧14、C形块15、L形支撑板16、第一齿轮17、齿条杆18、第一齿条19、卡槽20、转盘21、固定盘22、第一滑槽23、楔形卡块24、卡口25、推杆26、拉力弹簧27、气缸28、推块29、第二齿轮30、电机31、第一弧形段32、第二弧形段33、球形卡块34。

实施方式

请参阅图1-图9，本发明提供一种技术方案：防火门制造用钢结构框架焊接工装，包括加工台1，所述加工台1上设置有用于固定钢结构框架2的支撑夹紧组件3，所述加工台1顶部开设有矩形滑槽4，所述矩形滑槽4内滑动连接有滑座5，所述滑座5上安装有安装座6，所述安装座6上转动连接有焊接环7，所述焊接环7为可拆卸结构；所述焊接环7内圈固定连接有滑套8，所述滑套8上滑动连接有焊接头9，所述焊接头9上固定连接有压力弹簧10，所述压力弹簧10与滑套8固定连接；所述安装座6上设置有用于驱动焊接环7转动的第一驱动组件；所述加工台1上设置有用于驱动滑座5沿着矩形滑槽4滑动的第二驱动组件，所述加工台1和安装座6共同设置有第三驱动组件，所述第三驱动组件在第二驱动组件驱动滑座5在矩形滑槽4内滑动时驱动安装座6和焊接环7转动调整焊接方向，使焊接头9运动至焊接位置时能与钢结构框架2对接缝齐平。

具体工作时，需要说明的是，为方便叙述以下定义以图1中焊接环相对于钢结构框架2所在位置为右后侧（即焊接环套在钢结构框架2右后侧夹角外侧），如图1所示，将由四根方管拼接成的钢结构框架2放置到支撑夹紧组件3上，支撑夹紧组件3会对钢结构框架2起到支撑的作用，同时支撑夹紧组件3会分别对四根方管施加一个向内侧挤压的力，可以使钢结构框架2在后续焊接时能够稳定；如图3所示，启动第一驱动组件，使第一驱动组件驱动焊接环7在安装座6上转动，此时位于加工台1顶部中心处的焊接装置启动，焊接装置会通过焊接头9对钢结构框架的连接处进行焊接加工，焊接粉料会通过与送料管输送到焊接头9内；焊接环7在转动的过程中会带动焊接头9同步转动；如图4所示，在压力弹簧10的弹力作用下，焊接头9会始终与钢结构框架2的焊缝贴合，当焊接环7带动焊接头9转动一圈后，钢结构框架2的一个角焊接完成，焊接装置暂停工作，然后第二驱动组件开始工作，如图2所示，第二驱动组件会先驱动滑座5在矩形滑槽4的后侧长滑槽内向左移动，滑座5会带动安装座6、焊接环7、滑套8、焊接头9和压力弹簧10同步移动，安装座6在向左移动的过程中第三驱动组件会驱动安装座6带动焊接环7逆时针转动90°，使焊接环7转动到与钢结构框架2左后侧的连接面平行的状态，当滑座5移动到矩形滑槽4的右后侧夹角处后，第二驱动组件停止工作；此时焊接头8移动到与钢结构框架2左后侧连接面的内侧竖直边接触的位置，然后再启动焊接装置和第一驱动组件，焊接装置使焊接头9开始焊接工作，第一驱动组件驱动焊接环7和焊接头9转动对钢结构框架的连接处进行全面焊接；待焊接完毕后第二驱动组件在驱动滑座5带动安装座6和焊接环7移动到矩形滑槽4的左前侧，安装座6在移动的过程中第三主动组件会再次驱动安装座6带动焊接环7逆时针转动90°；然后焊接头9再依次对钢结构框架2的左前侧和右前侧连接处进行焊接加工，待钢结构框架2焊接完毕后，将焊接环7打开，然后再从焊接环7中将钢结构框架2取出，自此完成整个钢结构框架的焊接工作；需要说明的是，为了避免送料管的缠绕，第一驱动组件驱动焊接环7转动的方向应为相邻两次转动焊接方向相反（即假设焊接右后侧时焊接环7顺时针转动，那么焊接左后侧时焊接环7必须顺时针转动）；本发明通过支撑夹紧组件3、安装座6、焊接环7、焊接头9及压力弹簧10的设置，同时在通过第一驱动组件的设置，第一驱动组件可以驱动焊接环7带动焊接头9绕着钢结构框架2连接处做圆周运动，焊接头9会在压力弹簧10的作用下始终贴合钢结构框架2的连接处，可以保证焊接工作的稳定进行，同时还可以使焊接工作一次完成；同时通过第二驱动组件和第三驱动组件的设置，可以使焊接环7自动完成焊接角度和位置的变换，钢结构框架可以自动进行焊接，同时在焊接过程中不需要工作人员参与，可以更好地保证工作人员的安全，同时钢结构框架2的连接处焊接为一次成型，可以大大提高焊接的效率。

作为本发明的进一步方案，所述支撑夹紧组件3由四组支撑夹紧部组成，四组所述支撑夹紧部分别用于支撑夹紧钢结构框架2的四边；所述支撑夹紧部包括滑柱11；所述滑柱11与加工台1滑动连接，所述滑柱11上固定连接有压紧弹簧12，所述压紧弹簧12与加工台1固定连接，所述滑柱11上转动连接有多个顶柱13；多个所述顶柱13的转动轴上均套装有用于其复位的扭簧14；所述顶柱13均插接有C形块15，多个所述C形块15共同固定连接有L形支撑板16。

具体工作时，如图1和图6所示，钢结构框架2在放置到支撑夹紧组件3上时，L形支撑板16的水平段可以对钢结构框架2起到支撑作用，同时，在压紧弹簧12的作用下，滑柱11会有向加工台1中心移动的趋势，滑柱11会通过顶柱13驱动L形支撑板16抵紧钢结构框架，四组支撑夹紧部会分别将钢结构框架2的四边向内侧挤压，钢结构框架的切角会相互紧密贴合，可以保证焊接工作更好地进行；当第二驱动组件驱动焊接环7在矩形滑槽4内向左滑动时，焊接环7在移动到与顶柱13接触后，焊接环7会驱动向左翻转，需要说明的是，每个支撑夹紧组件部中顶柱13的个数至少为两个，三个最佳、最稳定，当焊接环7驱动其中一个顶柱13转动时，另外一个或两个顶柱13会依旧对L形支撑板16施加推力，在焊接环7移动到与顶柱13错开后，顶柱13会在扭簧14的作用下转动会初始位置再通过C形块15对L形支撑板16起到支撑作用。

作为本发明的进一步方案，所述第三驱动组件包括第一齿轮17和四组齿条杆18；四组所述齿条杆18呈矩形分布；所述第一齿轮17能够与齿条杆18啮合；所述齿条杆18与加工台1固定连接，所述齿条杆18分别用于驱动第一齿轮17带动安装座6和焊接环7转动90°，以此改变焊接方向。

具体工作时，如图2所示，第二驱动组件驱动安装座6在矩形滑槽4内滑动时，安装座6会带动第一齿轮17同步移动，第一齿轮17在移动到与齿条杆18接触后，齿条杆18会驱动第一齿轮17带动安装座6转动90°，以此来改变焊接方向。

作为本发明的进一步方案，四组所述齿条杆18均由两根第一齿条19组成，两根所述第一齿条19齿数相等；所述第一齿轮17与滑座5转动连接，所述第一齿轮17的转动轴上转动连接有转盘21，所述转盘21的转动轴与安装座6固定连接，所述转盘21的转动轴上转动连接有固定盘22，所述固定盘22与滑座5固定连接，所述固定盘22上开设有八个关于固定盘22呈圆周阵列分布的第一滑槽23，所述第一滑槽23内弹性滑动安装有楔形卡块24；所述转盘21上开设有卡口25，所述楔形卡块24能够与卡口25卡接，所述第一齿轮17的转动轴上固定连接有推杆26，所述推杆26用于驱动楔形卡块24与卡口25脱离卡接，所述推杆26上固定安装有拉力弹簧27，所述拉力弹簧27与转盘21固定安装。

具体工作时，参考图2、图7-图9，在本方案中齿条杆18被拆成两根第一齿条19，每根第一齿条19能够驱动第一齿轮17转动45°，如图2所示，两根第一齿条19分别靠近矩形滑槽4的拐角处最佳；滑座5在带动第一齿轮17向左移动时，第一齿轮17会被靠近其的第一齿条19驱动转动45°，如图8所示，第一齿轮17转动45°会带动推杆26同步转动45°，需要说明是，由于此时转盘21被楔形卡块24和卡口25的配合卡住不能转动，推杆26转动会使拉力弹簧27拉伸，推杆26在转动45°的过程中转动到与楔形卡块24（与卡口25卡接的楔形卡块24）接触后，推杆26继续转动会推动楔形卡块24向第一滑槽23内部滑动，使楔形卡块24慢慢与卡口25脱离，此时转盘21的限位取消，拉力弹簧27会回缩，拉力弹簧27会带动转盘21转动，直到拉力弹簧27恢复到初始位置，此时转盘21在转动45°后会再次被下一个楔形卡块24卡住，转盘21在转动时会带动安装座6和焊接环7同步转动45°，焊接环7会转动到与钢结构框架2垂直的位置，此时焊接头9与钢结构框架2之间距离最远，焊接头9在移动时可以不与钢结构框架2接触，在滑座5即将移动到矩形滑槽4的左后侧时，第一齿条19会再次驱动第一齿轮17转动45°，第一齿轮17会通过上述同样的方式驱动转盘21、安装座6和焊接环7再转动45°，此时焊接环7转动到与钢结构框架2连接面平行的位置，且在楔形卡块24与卡口25的配合下，焊接环7不会出现晃动，可以保证焊接环始终保持能够沿着钢结构框架2连接面焊接的状态，可以更好地保证焊接的质量。

作为本发明的进一步方案，所述第二驱动组件四个气缸28，所述气缸28均与加工台1固定连接，四个所述气缸28的输出端均固定连接有推块29，所述推块29能够驱动滑座5在矩形滑槽4内滑动。

具体工作时，如图2所示，右侧的气缸28配合推块29用于驱动滑座5从右后侧向左后侧移动，后侧的气缸28配合推块29用于驱动滑座5从左后侧向左前侧移动，左侧的气缸28配合推块29用于驱动滑座5从左前侧向右前侧移动，前侧的气缸28配合推块29用于驱动滑座5从右前侧向右后侧移动；

作为本发明的进一步方案，所述第一驱动组件包括第二齿轮30，所述第二齿轮30与安装座6转动连接，所述第二齿轮30与焊接环7外圈啮合，所述第二齿轮30的转动轴上传动连接有电机31，所述电机31与安装座6固定连接。

具体工作时，如图3所示，通过电机31带动第二齿轮30转动，第二齿轮30可以带动焊接环7转动。

作为本发明的进一步方案，所述焊接环7由第一弧形段32和第二弧形段33组成，所述第一弧形段32上弹性滑动安装有球形卡块34，所述第二弧形段33上开设有能够与球形卡块34卡接的卡槽20。

具体工作时，如图4和图5所示，当焊接完成需要从焊接环7内取出钢结构框架2时，工作人员只需向上拉拽第一弧形段32即可使球形卡块34脱离卡槽20，然后工作人员即可将第一弧形段32拿走，再从焊接环7中取出焊接完成的钢结构框架2，然后再进行下一次焊接前再将第一弧形段32安装到第二弧形段33上形成完整的焊接环7。

Claims (7)

1.防火门制造用钢结构框架焊接工装，包括加工台（1），其特征在于：所述加工台（1）上设置有用于固定钢结构框架（2）的支撑夹紧组件（3），所述加工台（1）顶部开设有矩形滑槽（4），所述矩形滑槽（4）内滑动连接有滑座（5），所述滑座（5）上安装有安装座（6），所述安装座（6）上转动连接有焊接环（7），所述焊接环（7）为可拆卸结构；所述焊接环（7）内圈固定连接有滑套（8），所述滑套（8）上滑动连接有焊接头（9），所述焊接头（9）上固定连接有压力弹簧（10），所述压力弹簧（10）与滑套（8）固定连接；所述安装座（6）上设置有用于驱动焊接环（7）转动的第一驱动组件；所述加工台（1）上设置有用于驱动滑座（5）沿着矩形滑槽（4）滑动的第二驱动组件，所述加工台（1）和安装座（6）共同设置有第三驱动组件，所述第三驱动组件在第二驱动组件驱动滑座（5）在矩形滑槽（4）内滑动时驱动安装座（6）和焊接环（7）转动调整焊接方向，使焊接头（9）运动至焊接位置时能与钢结构框架（2）对接缝齐平。

2.根据权利要求1所述的防火门制造用钢结构框架焊接工装，其特征在于：所述支撑夹紧组件（3）由四组支撑夹紧部组成，四组所述支撑夹紧部分别用于支撑夹紧钢结构框架（2）的四边；所述支撑夹紧部包括滑柱（11）；所述滑柱（11）与加工台（1）滑动连接，所述滑柱（11）上固定连接有压紧弹簧（12），所述压紧弹簧（12）与加工台（1）固定连接，所述滑柱（11）上转动连接有多个顶柱（13）；多个所述顶柱（13）的转动轴上均套装有用于其复位的扭簧（14）；所述顶柱（13）均插接有C形块（15），多个所述C形块（15）共同固定连接有L形支撑板（16）。

3.根据权利要求1所述的防火门制造用钢结构框架焊接工装，其特征在于：所述第三驱动组件包括第一齿轮（17）和四组齿条杆（18）；四组所述齿条杆（18）呈矩形分布；所述第一齿轮（17）能够与齿条杆（18）啮合；所述齿条杆（18）与加工台（1）固定连接，所述齿条杆（18）分别用于驱动第一齿轮（17）带动安装座（6）和焊接环（7）转动90°，以此改变焊接方向。

4.根据权利要求3所述的防火门制造用钢结构框架焊接工装，其特征在于：四组所述齿条杆（18）均由两根第一齿条（19）组成，两根所述第一齿条（19）齿数相等；所述第一齿轮（17）与滑座（5）转动连接，所述第一齿轮（17）的转动轴上转动连接有转盘（21），所述转盘（21）的转动轴与安装座（6）固定连接，所述转盘（21）的转动轴上转动连接有固定盘（22），所述固定盘（22）与滑座（5）固定连接，所述固定盘（22）上开设有八个关于固定盘（22）呈圆周阵列分布的第一滑槽（23），所述第一滑槽（23）内弹性滑动安装有楔形卡块（24）；所述转盘（21）上开设有卡口（25），所述楔形卡块（24）能够与卡口（25）卡接，所述第一齿轮（17）的转动轴上固定连接有推杆（26），所述推杆（26）用于驱动楔形卡块（24）与卡口（25）脱离卡接，所述推杆（26）上固定安装有拉力弹簧（27），所述拉力弹簧（27）与转盘（21）固定安装。

5.根据权利要求1所述的防火门制造用钢结构框架焊接工装，其特征在于：所述第二驱动组件四个气缸（28），所述气缸（28）均与加工台（1）固定连接，四个所述气缸（28）的输出端均固定连接有推块（29），所述推块（29）能够驱动滑座（5）在矩形滑槽（4）内滑动。

6.根据权利要求1所述的防火门制造用钢结构框架焊接工装，其特征在于：所述第一驱动组件包括第二齿轮（30），所述第二齿轮（30）与安装座（6）转动连接，所述第二齿轮（30）与焊接环（7）外圈啮合，所述第二齿轮（30）的转动轴上传动连接有电机（31），所述电机（31）与安装座（6）固定连接。

7.根据权利要求1所述的防火门制造用钢结构框架焊接工装，其特征在于：所述焊接环（7）由第一弧形段（32）和第二弧形段（33）组成，所述第一弧形段（32）上弹性滑动安装有球形卡块（34），所述第二弧形段（33）上开设有能够与球形卡块（34）卡接的卡槽（20）。

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