CN116511655A - U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备，包括：底座和工作台，所述底座上端安装有导轨，所述底座上端还安装有齿条；所述导轨上端还滑动安装有外焊接架，所述外焊接架上还安装有外焊接驱动电机，所述外焊接驱动电机的输出端驱动连接有外驱动齿轮，所述外驱动齿轮与齿条啮合连接，所述导轨上滑动安装有辅助架，所述导轨上还滑动安装有内焊接定位组件；辅助限位机构，安装在辅助架上，用于对U形肋进行定位；外校形组件，安装在外焊接架上，用于对U形肋外部进行校形；本发明结构合理，焊接前可以对U形肋进行校正，从而保证焊接完成后产品的质量，同时，可以进行调节，方便对不同尺寸的U形肋进行加工。

Description

U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，具体为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备。

背景技术

正交异性钢桥面板主要由U形肋和桥面板构成，两者之间采用角焊缝连接，通常为坡口部分熔透角焊缝，采用CO₂气体保护焊外侧单面焊接，熔透深度要求达到U形肋厚度的80%。由于角焊缝焊根的应力集中、焊接缺陷等因素影响，导致U形肋角焊缝的抗疲劳性较差，因此，角焊缝处也是钢箱梁产生疲劳裂纹最多的部位。

现在U肋与面板之间多采用内焊的形式进行焊接，这种情况下，焊接后容易产生变形；如果是焊接完毕后再次进行外部焊接，通常情况下，需要转换工位，由于对此类工件的焊接工装设备比较大，所以造成成本居高不下，并且操作繁琐。

为了解决上述问题，中国发明专利申请（申请公布号：CN109128825A；申请公布日：2019.01.04）公开了U形肋角焊缝组焊校形一体化设备及其焊接方法，该申请中U形肋外表面上设置有外压装置，外压装置装在门形架上，门型架装在U形肋外侧角焊缝焊接系统上。将U形肋组立系统、U形肋内侧角焊缝焊接系统和U形肋外侧角焊缝焊接系统移动至桥面板单元端部，然后利用U形肋组立系统，将U形肋定位、压紧至桥面板上，接着调整内侧焊枪与外侧焊枪的角度；对U形肋内、外侧角焊缝同时或分开连续定位施焊。改善了U形肋内部的焊缝形状，避免应力集中，提高了角焊缝的强度，增加刚度。

然而，该设备在具体使用时，不能够对已经变形的U形肋进行校正，从而影响加工后产品的质量，另外，该装置也不方便进行调节，只能对一种型号的U形肋进行加工，降低了装置的适用范围，不能很好的满足使用需求。

发明内容

本发明的目的在于提供U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备，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：

U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备，包括：底座和工作台，所述底座上端安装有导轨，所述底座上端还安装有齿条；所述导轨上端还滑动安装有外焊接架，所述外焊接架上还安装有外焊接驱动电机，所述外焊接驱动电机的输出端驱动连接有外驱动齿轮，所述外驱动齿轮与齿条啮合连接，所述导轨上滑动安装有辅助架，所述导轨上还滑动安装有内焊接定位组件；辅助限位机构，安装在辅助架上，用于对U形肋进行定位；外校形组件，安装在外焊接架上，用于对U形肋外部进行校形；内校形组件，安装在内焊接定位组件上，用于对U形肋内部进行校形；牵引机构，安装在外焊接架和辅助架之间，用于牵引辅助架移动。

优选的，所述牵引机构包括外焊接架靠近辅助架一侧固定的一对牵引柱，所述牵引柱上开设有牵引槽，所述辅助架对应位置安装有牵引座，所述牵引座内转动铰接有牵引板。

优选的，所述内焊接定位组件包括滑动安装在导轨上的内焊接架和牵引梁，所述内焊接架上还安装有内焊接驱动电机，所述内焊接驱动电机的输出端驱动连接有内驱动齿轮，内驱动齿轮与齿条啮合连接，所述内焊接架上还滑动安装有牵引梁滑座，所述牵引梁滑座上设置有牵引插槽，所述牵引梁上还安装有牵引背板，所述牵引背板插装在牵引插槽上，所述牵引梁上还安装有内定位轮座，所述内定位轮座两侧均插装有内定位轮，所述牵引梁上还安装有内移动轮。

优选的，所述辅助限位机构包括滑动安装在辅助架上的辅助限位轮滑座和辅助限位轮架，所述辅助限位轮滑座上端转动安装有蜗轮，所述辅助限位轮滑座上还转动安装有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮啮合连接，所述蜗杆端部还固定有调节手轮，所述蜗轮下端固定有转动轴，所述转动轴贯穿辅助限位轮滑座并固定有凸轮，所述凸轮上铰接有一对连杆，所述辅助限位轮滑座下端还滑动安装有一对调节滑块，所述连杆与对应的调节滑块铰接；

每一所述调节滑块上均设置有倾斜的滑槽，所述调节滑块通过滑槽滑动安装在辅助限位轮架上端安装的调节滑座上，所述辅助限位轮架上端开设有多组条形槽，每一所述条形槽内均穿设有调节固定螺栓，所述调节固定螺栓下端安装有限位轮座，所述限位轮座内部侧壁转动安装有侧限位轮，所述限位轮座内部顶壁转动安装有上限位轮。通过设置辅助限位机构，方便对U形肋进行定位，方便U形肋的焊接加工。

优选的，所述内焊接组件包括安装在牵引梁上的内校形机构、安装在内校形机构上的内校形复位机构和安装在牵引梁端部的内焊接机构；

所述内校形机构包括安装在牵引梁上的内校形底座，所述内校形底座上滑动安装有一对内校形座，所述内校形座两端安装有内校形顶杆，所述内校形顶杆伸缩端固定有内校形爪，其中任一所述内校形座上端安装有内校形液压缸，所述内校形液压缸的伸缩端与另一内校形座上端固定连接。通过设置内校形机构，方便对U形肋进行校形。

所述内校形复位机构包括安装在内校形底座上端的内复位座板，所述内复位座板上端安装有内复位安装座，所述内复位安装座上通过支架固定有内复位导向杆，所述内复位导向杆中间位置滑动安装有内复位拨杆，所述内复位导向杆上还套装有一对内复位弹簧，所述内复位弹簧的两端分别与内复位拨杆、支架对应一侧固定连接，所述内校形座相对侧还安装有内校形拨叉。通过设置内校形复位机构，方便内校形机构的复位。

优选的，所述内焊接机构包括安装在牵引梁端部的内焊接座，所述内焊接座上通过内焊接固定螺栓安装有一对内焊接调节架，所述内焊接调节架上对应内焊接固定螺栓的位置设置有条形槽，每一所述内焊接调节架端部转动插装有内气保焊枪，所述内焊接调节架上还安装有用于锁紧内气保焊枪的内焊接锁紧螺栓。通过设置内焊接机构，方便对U形肋和桥面板内侧的缝隙进行焊接。

优选的，所述外校形组件包括安装在外焊接架上的升降机构，所述升降机构包括滑动安装在外焊接架上的升降架，所述升降架内滑动安装有升降座，所述升降座上端安装有升降丝母，所述升降架上端还安装有升降电机，所述升降电机的输出端驱动连接有升降丝杆，所述升降丝母螺纹套装在升降丝杆上；通过设置升降机构，方便调整外校形机构的高度，方便对不同型号的U形肋进行校形加工。

所述升降架上还安装有多组锁紧机构，所述锁紧机构包括安装在升降架上端的锁紧液压缸，所述锁紧液压缸的伸缩端固定有锁紧拨叉，所述锁紧拨叉下端固定有锁紧楔块，所述锁紧楔块端部伸入升降架和外焊接架之间的间隙。通过设置锁紧机构，方便将外校形组件锁紧，防止其在外焊接架上移动。

优选的，还包括外校形机构，所述外校形机构包括安装在升降座下端的外校形底座，所述外校形底座下端安装有外校形滑轮座，所述外校形底座内滑动安装有一对外校形座，所述外校形座两侧安装有外校形臂顶杆，所述外校形臂顶杆上还通过同步板铰接有外校形滑轮座，所述外校形滑轮座端部还通过转轴转动安装有外校形臂，所述外校形滑轮座滑动套装在外校形滑座上，所述外校形臂下端还通过外校形压板固定有外校形爪柱，所述外校形爪柱端部通过螺栓固定有外校形爪，所述外校形爪柱和外校形臂之间还插装有外校形限位键，其中任一所述外校形座上还安装有外校形液压杆，所述外校形液压缸的伸缩端与另一外校形座固定连接。通过设置外校形机构，便于对U形肋进行校形。

优选的，还包括外校形复位机构，所述外校形复位机构包括安装在外校形滑座上的外弹性复位座，所述外弹性复位座上通过支架安装有外复位导向杆，所述外复位导向杆中间位置滑动套装有外复位拨杆，所述外复位导向杆两侧还套装有外复位弹簧，所述外复位弹簧的两端分别与外复位拨杆、支架对应一侧固定连接，所述外校形座相对侧还安装有用于夹持外复位拨杆的外复位拨叉。通过设置外校形复位机构，方便为校形机构的复位。

优选的，还包括外焊接机构，所述外焊接机构包括安装在升降座下端外固定臂座，所述外固定臂座下端滑动安装有一对外定位臂座，每一所述外定位臂座上均转动安装有外气保焊枪，所述外定位臂座相对侧还转动安装有焊接限位轮一，所述外固定臂座上还固定有安装座，所述安装座上固定有限位轮液压缸，所述限位轮液压缸的伸缩端固定有上限位座，所述上限位座下端转动安装有焊接限位轮二。通过设置外焊接机构，方便将U形肋和桥面板外侧的缝隙焊接起来。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过调节手轮可以带动调节滑块移动，从而实现调节滑座高度的调节；通过松开调节高度螺栓，可以实现侧限位轮之间距离的调节，从而方便该装置对不同型号的U形肋进行辅助定位，同时滚动设置的侧限位轮和上限位轮，方便辅助限位机构的移动，能够有效避免焊接过程中辅助限位机构的移动导致U形肋上翘或者摆动，提高U形肋的焊接质量；

通过内校形顶杆将内校形爪顶出，外校形臂顶杆推动外校形臂转动，从而给使内校形爪配合外形爪将U形肋夹住，对应进行定位校形，提高后续焊接的质量，能够更好的满足使用需求；

通过外复位弹簧带动外复位拨杆移动至初始位置，使外校形座随之回到中间的初始位置；通过内复位弹簧带动内复位拨杆移动至初始位置，从而使内校形座复位，消除校形复位时产生的误差，能够提高焊接加工的精度；

通过外焊接架带动外焊接机构和外校形机构同步运动、通过内焊接架带动内焊接机构和内校形机构同步运动，可以在焊接作业的同时，自动完成U形肋的开口尺寸校形工作，提高U形肋的焊接精度的同时，提高了加工效率。本发明结构合理，焊接前可以对U形肋进行校正，从而保证焊接完成后产品的质量，同时，可以进行调节，方便对不同尺寸的U形肋进行加工。

附图说明

图1为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的整体第一视角立体结构示意图；

图2为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的整体第二视角立体结构示意图；

图3为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的辅助架位置立体结构示意图；

图4为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的图3A处放大结构示意图；

图5为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的外焊接架位置立体结构示意图；

图6为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的内焊接定位组件位置立体结构示意图；

图7为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的内焊接架位置立体结构示意图；

图8为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的牵引梁位置立体结构示意图；

图9为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的图8B处放大结构示意图；

图10为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的辅助限位机构第一视角立体结构示意图；

图11为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的辅助限位机构第二视角立体结构示意图；

图12为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的辅助限位轮滑座位置立体结构示意图；

图13为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的辅助限位轮架位置立体结构示意图；

图14为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的内校形组件第一视角立体结构示意图；

图15为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的内校形组件第二视角立体结构示意图；

图16为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备内校形组件隐藏复位机构后的结构示意图；

图17为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的内校形组件剖视结构示意图；

图18为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的外校形组件第一视角立体结构示意图；

图19为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的外校形组件第二视角立体结构示意图；

图20为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的外焊接机构立体结构示意图；

图21为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的图19隐藏升降机构以及外焊接机构后的第一视角立体结构示意图；

图22为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的图19隐藏升降机构以及外焊接机构后的第二视角立体结构示意图；

图23为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的图22剖视结构示意图；

图24为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的外校形机构立体结构示意图；

图25为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的外校形臂位置第一视角立体结构示意图；

图26为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的外校形臂位置第二视角立体结构示意图；

图27为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的升降滑座位置立体结构示意图；

图28为U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备的图5C处放大结构示意图。

图中：1-工作台，11-底座，12-齿条，13-导轨，14-外焊接驱动电机，15-外焊接架，16-辅助架，17-内焊接架，171-内焊接驱动电机，172-牵引梁滑座，173-牵引梁，174-牵引插槽，175-牵引背板，176-内定位轮座，177-内定位轮，178-内移动轮；

2-辅助限位机构，201-调节手轮，202-辅助限位轮滑座，203-蜗杆，204-蜗轮，205-辅助限位轮架，206-凸轮，207-调节滑块，208-限位轮座，209-侧限位轮，210-上限位轮，211-调节滑座，212-连杆，213-调节固定螺栓；

3-外校形组件，31-升降机构，311-升降电机，312-升降丝杆，313-升降丝母，314-升降架，315-升降座；

32-锁紧机构，321-锁紧液压缸，322-锁紧拨叉，323-锁紧楔块；

33-外校形机构，331-外校形臂，332-外校形座，333-外校形臂顶杆，334-同步板，335-外校形滑轮座，3351-限位滚针，3352-外校形臂滑轮，336-外校形限位键，337-外校形压板，338-外校形爪柱，339-外校形爪；

34-外焊接机构，341-外固定臂座，342-限位轮液压缸，343-上限位座，344-外气保焊枪，345-外定位臂座，346-焊接限位轮一，347-焊接限位轮二，348-安装座；

35-外校形复位机构，351-外校形底座，352-外校形滑座，353-外复位导向杆，354-外复位弹簧，355-外复位拨杆，356-外弹性复位座，357-外校形液压缸，358-外复位拨叉；

4-内校形组件，41-内校形机构，411-内校形底座，412-内校形爪，413-内校形座，414-内校形拨叉，415-内校形顶杆；

42-内校形复位机构，421-内复位座板，422-内复位导向杆，423-内复位弹簧，424-内复位拨杆，425-内复位安装座，426-内校形液压缸；

5-牵引机构，51-牵引座，52-牵引板，53-牵引柱，54-牵引槽；

6-内焊接机构，61-内焊接座，62-内焊接调节架，63-内焊接固定螺栓，64-内焊接锁紧螺栓，65-内气保焊枪。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：请参阅图1～8，U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备，包括：底座11和工作台1，所述底座11上端安装有导轨13，所述底座11上端还安装有齿条12；所述导轨13上端还滑动安装有外焊接架15，所述外焊接架15上还安装有外焊接驱动电机14，所述外焊接驱动电机14的输出端驱动连接有外驱动齿轮，所述外驱动齿轮与齿条12啮合连接，所述导轨13上滑动安装有辅助架16，所述导轨13上还滑动安装有内焊接定位组件；辅助限位机构2，安装在辅助架16上，用于对U形肋进行定位；外校形组件3，安装在外焊接架15上，用于对U形肋外部进行校形；内校形组件4，安装在内焊接定位组件上，用于对U形肋内部进行校形；牵引机构5，安装在外焊接架15和辅助架16之间，用于牵引辅助架16移动。在本实施例中，工作台1设置在底座11之间，用于放置U形肋及桥面板。

本发明的工作原理是：具体使用时，首先将U形肋以及桥面板放置在工作台1上端的合适位置，随后通过牵引机构5将辅助架16与外焊接架15固定，随后，通过启动外焊接电机14，使外焊接电机14带动外焊接架15沿着导轨13方向进行移动；待辅助架16移动至U形肋一端合适位置后，通过牵引机构5将辅助架16与外焊接架15分离，随后将外焊接架15移动至U形肋另一端合适位置，在外焊接架15移动的同时，内焊接定位组件也向U形肋方向移动。

作为本发明的进一步方案，所述牵引机构5包括外焊接架15靠近辅助架16一侧固定的一对牵引柱53，所述牵引柱53上开设有牵引槽54，所述辅助架16对应位置安装有牵引座51，所述牵引座51内转动铰接有牵引板52。

牵引机构5的工作原理是：牵引前，将外焊接架15端部的牵引柱53插入辅助架16对应位置的牵引座51位置，随后，转动牵引板52，将牵引板52插入牵引柱53上端开设的牵引槽54内，即可完成固定，随后即可通过外焊接架15的移动带动辅助架16同步运动，解除牵引时，只需转动牵引板52，使其与牵引柱53分离，随后即可将牵引柱53抽出，即可实现外焊接架15的单独运动。

作为本发明的进一步方案，请参阅图7-9，所述内焊接定位组件包括滑动安装在导轨13上的内焊接架17和牵引梁173，所述内焊接架17上还安装有内焊接驱动电机171，所述内焊接驱动电机171的输出端驱动连接有内驱动齿轮，内驱动齿轮与齿条12啮合连接，所述内焊接架17上还滑动安装有牵引梁滑座172，所述牵引梁滑座172上设置有牵引插槽174，所述牵引梁173上还安装有牵引背板175，所述牵引背板175插装在牵引插槽174上，所述牵引梁173上还安装有内定位轮座176，所述内定位轮座176两侧均插装有内定位轮177，所述牵引梁173上还安装有内移动轮178。在本实施例中，内焊接架17上可滑动安装有多个牵引梁滑座172，从而可实现多组牵引梁173的安装，方便同时对多组U形肋进行焊接。设置的内移动轮178方便牵引梁173的移动。

具体使用时，首先将内定位轮177从内定位轮座176取出，随后启动内焊接驱动电机171带动内焊接架17移动，使牵引梁173穿过U形肋内部，从而方便后续的校形焊接工作。

作为本发明的进一步方案，请参阅图10-13，所述辅助限位机构2包括滑动安装在辅助架16上的辅助限位轮滑座202和辅助限位轮架205，所述辅助限位轮滑座202上端转动安装有蜗轮204，所述辅助限位轮滑座202上还转动安装有蜗杆203，所述蜗杆203与蜗轮204啮合连接，所述蜗杆203端部还固定有调节手轮201，所述蜗轮204下端固定有转动轴，所述转动轴贯穿辅助限位轮滑座202并固定有凸轮206，所述凸轮206上铰接有一对连杆212，所述辅助限位轮滑座202下端还滑动安装有一对调节滑块207，所述连杆212与对应的调节滑块207铰接；

每一所述调节滑块207上均设置有倾斜的滑槽，所述调节滑块207通过滑槽滑动安装在辅助限位轮架205上端安装的调节滑座211上，所述辅助限位轮架205上端开设有多组条形槽，每一所述条形槽内均穿设有调节固定螺栓213，所述调节固定螺栓213下端安装有限位轮座208，所述限位轮座208内部侧壁转动安装有侧限位轮209，所述限位轮座208内部顶壁转动安装有上限位轮210。在本实施例中，辅助架16下端可安装有多组辅助限位机构2，从而方便对多组U形肋同时进行加工，提高U形肋的加工效率，辅助限位轮滑座202通过导轨滑动安装在辅助架16上。

辅助限位机构2的工作原理是：具体使用时，通过调节手轮201带动蜗杆203转动，从而使蜗杆203带动蜗轮204转动，蜗轮204再带动凸轮206转动，通过凸轮206上安装的连杆212带动两侧的调节滑块207靠近（或分离），从而调节滑座211在调节滑块207内开设的倾斜滑槽中移动，进而实现调节滑座211高度的调节，方便对不同高度的U形肋进行加工，另外，松开调节固定螺栓213，即可使限位轮座208沿着条形槽方向进行移动，从而实现侧限位轮209之间距离的调节，方便对不同宽度的U形肋进行加工，提高装置的适用范围，更好的满足使用需求。

作为本发明的进一步方案，请参阅图14-17，所述内焊接组件包括安装在牵引梁173上的内校形机构41、安装在内校形机构41上的内校形复位机构42和安装在牵引梁173端部的内焊接机构6；

所述内校形机构41包括安装在牵引梁173上的内校形底座411，所述内校形底座411上滑动安装有一对内校形座413，所述内校形座413两端安装有内校形顶杆415，所述内校形顶杆415伸缩端固定有内校形爪412，其中任一所述内校形座413上端安装有内校形液压缸426，所述内校形液压缸426的伸缩端与另一内校形座413上端固定连接。在本实施例中，内校形顶杆415为液压油缸。

内校形机构41的工作原理是：准备过程中，左右两侧的内校形座413处于中间位置，分布在内校形复位机构42两侧；

开始工作时，先利用5秒的时间，给左侧的内校形座413上的内校形顶杆415加油，使其推动两侧的内校形爪412向外伸出，从而将U形肋的内壁顶住，配合外校形组件3，使U形肋处于规定的外形尺寸，从而提高U形肋的焊接质量；

待左侧的内校形座413上设置的内校形爪412撑住U形肋的内壁后，内校形液压缸426伸长，带动右侧的内校形座向牵引梁173运动方向移动200毫米（此过程通过控制液压油流量的方式，将移动时间控制在22秒）；

待右侧的内校形座413定位后，先利用5秒的时间给该内校形座413上的内校形顶杆415加油，使其推动两侧的内校形爪412向外伸出，从而使内校形爪412顶住U形肋内壁，随后，在利用3秒的时间将左侧内校形座413上的内校形顶杆415泄压，使对应的内校形爪412放松；

待左侧的内校形座413上的内校形爪放松后，利用22秒的时间，完成内校形液压缸426的回收动作，从而使左右两侧的内校形座413相互靠拢，夹在内校形复位机构42上，随后，利用3秒时间将右侧的内校形座413上的内校形爪412放松，此时，内校形座412均处于自由状态，便于后续的内校形复位机构42将其复位。

所述内校形复位机构42包括安装在内校形底座411上端的内复位座板421，所述内复位座板421上端安装有内复位安装座425，所述内复位安装座425上通过支架固定有内复位导向杆422，所述内复位导向杆422中间位置滑动安装有内复位拨杆424，所述内复位导向杆422上还套装有一对内复位弹簧423，所述内复位弹簧423的两端分别与内复位拨杆424、支架对应一侧固定连接，所述内校形座413相对侧还安装有内校形拨叉414。

内校形复位机构42的工作原理是：复位时，由于左右两侧的内校形座413处于松弛状态，并且，此时左右两侧的内校形座413上的内校形拨叉414将内复位拨杆424夹住，随后在内复位弹簧423的作用下，带动内校形拨叉414移动至初始位置，此时两侧的内校形座413也随之回到中间的初始位置，从而消除内校形机构41与牵引梁173的运动误差，此时完成内校形机构41的一个工作循环，可以开始下一个循环。

作为本发明的进一步方案，请参阅图8-9，所述内焊接机构6包括安装在牵引梁173端部的内焊接座61，所述内焊接座61上通过内焊接固定螺栓63安装有一对内焊接调节架62，所述内焊接调节架62上对应内焊接固定螺栓63的位置设置有条形槽，每一所述内焊接调节架62端部转动插装有内气保焊枪65，所述内焊接调节架62上还安装有用于锁紧内气保焊枪65的内焊接锁紧螺栓64。

内焊接机构6的工作原理是：具体使用时，首先松开内焊接固定螺栓63，从而可以实现内焊接调节架62的位置的移动，方便对不同规格的U形肋进行焊接；通过松开内焊接锁紧螺栓64，可以实现内气保焊枪65角度的调整，便于更好的进行焊接；将内定位轮177安装到内定位轮座176内，使其与U形肋的内壁抵触，方便配合外校形机构对U形肋的位置进行精确限制，并且内定位轮177端部的插柱上增加垫片，可以实现内定位轮177之间距离的调整，从而更好的适应不同规格U形肋的焊接。

作为本发明的进一步方案，请参阅图18-27，所述外校形组件3包括安装在外焊接架15上的升降机构31，所述升降机构31包括滑动安装在外焊接架15上的升降架314，所述升降架314内滑动安装有升降座315，所述升降座315上端安装有升降丝母313，所述升降架314上端还安装有升降电机311，所述升降电机311的输出端驱动连接有升降丝杆312，所述升降丝母313螺纹套装在升降丝杆312上；在本实施例中，外焊接架15上可安装有多组升降机构31，方便对多组U形肋同时进行加工，提高U形肋的加工效率。

升降机构31的工作原理是：升降时，启动升降电机311，通过升降电机311带动升降丝杆312转动，从而使螺纹套装在升降丝杆312上的升降丝母313带动升降座315移动，通过控制升降电机311正反转，即可实现升降座315的升降，从而方便升降座315下方的装置对不同型号的U形肋进行加工，更好的满足使用需求。

所述升降架314上还安装有多组锁紧机构32，所述锁紧机构32包括安装在升降架314上端的锁紧液压缸321，所述锁紧液压缸321的伸缩端固定有锁紧拨叉322，所述锁紧拨叉322下端固定有锁紧楔块323，在本实例中中，锁紧楔块323呈锥形角度，所述锁紧楔块323端部伸入升降架314和外焊接架15之间的间隙。

锁紧机构32的工作原理是：待升降架314移动到指定位置时，锁紧液压缸321收缩，从而拉动锁紧拨叉322靠近升降架314，从而使锁紧拨叉322下端的锁紧楔块323插入升降架314和外焊接架15之间的间隙，随着锁紧楔块323的插入导轨缝隙，进而限制升降架314的滑动，从而完成升降机构31位置的固定。

作为本发明的进一步方案，还包括外校形机构33，所述外校形机构33包括安装在升降座315下端的外校形底座351，所述外校形底座351下端安装有外校形滑轮座335，所述外校形底座351内滑动安装有一对外校形座332，所述外校形座332两侧安装有外校形臂顶杆333，所述外校形臂顶杆333上还通过同步板334铰接有外校形滑轮座335，所述外校形滑轮座335端部还通过转轴转动安装有外校形臂331，所述外校形滑轮座335滑动套装在外校形滑座352上，所述外校形臂331下端还通过外校形压板337固定有外校形爪柱338，所述外校形爪柱338端部通过螺栓固定有外校形爪339，所述外校形爪柱338和外校形臂331之间还插装有外校形限位键336，其中任一所述外校形座332上还安装有外校形液压杆357，所述外校形液压缸357的伸缩端与另一外校形座332固定连接。在本实施例中，外校形滑轮座335内转动安装有一对限位滚针3351，外校形滑轮座335端部还转动安装有外校形臂滑轮，从而方便外校形滑轮座335在外校形滑轮座352上移动。

作为本发明的进一步方案，还包括外校形复位机构35，所述外校形复位机构35包括安装在外校形滑座352上的外弹性复位座356，所述外弹性复位座356上通过支架安装有外复位导向杆353，所述外复位导向杆353中间位置滑动套装有外复位拨杆355，所述外复位导向杆353两侧还套装有外复位弹簧354（设置的外复位弹簧354保证复位拨杆在不施加外力的情况下处于中间位置），所述外复位弹簧354的两端分别与外复位拨杆355、支架对应一侧固定连接，所述外校形座332相对侧还安装有用于夹持外复位拨杆355的外复位拨叉358。

外校形机构33的工作原理是：准备过程中，左右两侧的外校形座332处于中间位置，分布在外校形复位机构35两侧；

开始工作时，先利用5秒的时间，给左侧的外校形座332上的的外校形臂顶杆333加油，使其推动两侧的外校形臂331转动，从而使外校形臂331下端的外校形爪339将U形肋的外壁压住，配合内校形爪412，使U形肋处于规定的外形尺寸，从而提高U形肋的焊接质量；

待左侧的外校形座332上设置的外校形爪339压住U形肋的外壁后，外校形液压缸357伸长，带动右侧的外校形座332向牵引梁173运动方向移动200毫米（此过程通过控制液压油流量的方式，将移动时间控制在22秒）；

待右侧的外校形座332定位后，先利用5秒的时间给该外校形座332上的外校形顶杆333加油，使其推动两侧的外校形臂331转动，从而使外校形臂331下端的外校形爪339压住U形肋外壁，随后，在利用3秒的时间将左侧外校形座332上的内校形顶杆415泄压，使对应的外校形爪339放松；

待左侧的外校形座332上的外校形爪339放松后，利用22秒的时间，完成外校形液压缸357的回收动作，从而使左右两侧的外校形座332相互靠拢，夹在外校形复位机构35上，随后，利用3秒时间将右侧的外校形座332上的外校形爪339放松，此时，外校形座332均处于自由状态，便于后续的外校形复位机构35将其复位；

外校形复位机构35的工作原理是：复位时，由于左右两侧的外校形座332处于松弛状态，并且，此时左右两侧的外校形座332上的外复位拨叉358将外复位拨杆355夹住，随后在外复位弹簧354的作用下，带动外复位拨杆355移动至初始位置，此时两侧的外校形座332也随之回到中间的初始位置，消除校形复位时产生的误差，此时完成外校形机构33的一个工作循环，可以开始下一个循环。

作为本发明的进一步方案，还包括外焊接机构34，所述外焊接机构34包括安装在升降座315下端外固定臂座341，所述外固定臂座341下端滑动安装有一对外定位臂座345，每一所述外定位臂座345上均转动安装有外气保焊枪344，所述外定位臂座345相对侧还转动安装有焊接限位轮一346，所述外固定臂座345上还固定有安装座348，所述安装座348上固定有限位轮液压缸342，所述限位轮液压缸342的伸缩端固定有上限位座343，所述上限位座343下端转动安装有焊接限位轮二347。

在本实施例中，外定位臂座345上转动安装有用于固定外气保焊枪344的安装座，外定位臂座345另一侧对应位置还安装有用于锁紧安装座的螺栓，从而方便实现外气保焊枪344角度的调节，以适应不同型号U形肋的加工，另外，外气保焊枪344滑动插装在安装座上，安装座上还设置有对应的固定螺栓以方便锁紧外气保焊枪344，通过设置滑动插装的外气保焊枪344，从而方便实现外气保焊枪344高度的调节，更好的满足焊接需求。

外焊接机构34的工作原理是：使用前，首先转动安装座完成外气保焊枪344角度的调节，随后通过螺栓将安装座锁紧，防止安装座的转动，紧接着，松开固定螺栓，将外气保焊枪344调整到合适的高度，最后在通过固定螺栓将外气保焊枪344锁紧，即可完成外气保焊枪344的调节工作，从而方便对不同型号的U形肋进行焊接。

本发明的工作原理是：准备使用时，辅助限位机构2、外焊接机构34、外校形组件3、内焊接机构6、内校形组件4均处于初始位置，此时，将内定位轮177从内定位轮座176取出，然后，将U形肋以及桥面板放置在工作台1上端的合适位置。

具体使用时，通过牵引机构5将辅助架16与外焊接架15固定，随后，通过启动外焊接电机14，使外焊接电机14带动外焊接架15沿着导轨13方向进行移动；待辅助架16移动至U形肋一端合适位置后，通过牵引机构5将辅助架16与外焊接架15分离，随后将外焊接架15移动至U形肋另一端合适位置，随后启动内焊接驱动电机171带动内焊接架17移动，使牵引梁173穿过U形肋，在另一端漏出合适距离后，再将内定位轮177插入内定位丛176内，方便后续的定位校形，调整内气保焊枪65和外气保焊枪344的位置，使其位于U形肋的焊接起始位置；

紧接着，通过升降机构31将外校形机构33调整到合适的高度，并将外固定臂345调整到合适的位置并锁紧，使两侧的焊接限位轮一346与U形肋接触，紧接着，通过限位轮液压缸342带动焊接限位轮二347将U形肋压紧，随后利用锁紧液压缸321将锁紧楔块323插入升降架314和外焊接架15之间，将外校形组件3锁紧，防止其在外焊接架15上移动。

随后，通过松开调节高度螺栓213，调整好侧限位轮209之间的距离，然后转动调节手轮201，使其带动限位轮座208移动，使上限位轮210压在U形肋上；

紧接着，驱动外焊接架15移动，从而使外气保焊枪344以每分钟400毫米的速度对U形肋与桥面板之间的缝隙进行焊接，待外侧焊缝焊接50-100毫米的距离后，使内校形爪412、外校形爪339对正将U形肋夹住，随后驱动外焊接架15和内焊接架17移动，开始U形肋内外焊缝的同步焊接与校形定位；

在U形肋内外焊缝的同步焊接与校形定位的过程中，牵引梁173始终以每分钟400毫米的速度带动内校形组件4和外校形组件3同步移动，与此同时，外气保焊枪344对U形肋与桥面板之间的外侧缝隙进行焊接，而内气保焊枪65对U形肋与桥面板之间的内侧缝隙进行焊接。

在U形肋内外焊缝的同步焊接与校形定位的过程中，外校形机构33的循环工作步骤是：先利用5秒的时间，给左侧的外校形座332上的的外校形臂顶杆333加油，使其推动两侧的外校形臂331转动，从而使外校形臂331下端的外校形爪339将U形肋的外壁压住，配合内校形爪412，使U形肋处于规定的外形尺寸，从而提高U形肋的焊接质量；

待左侧的外校形座332上设置的外校形爪339压住U形肋的外壁后，外校形液压缸357伸长，带动右侧的外校形座332向牵引梁173运动方向移动200毫米（此过程通过控制液压油流量的方式，将移动时间控制在22秒）；

待右侧的外校形座332定位后，先利用5秒的时间给该外校形座332上的外校形顶杆333加油，使其推动两侧的外校形臂331转动，从而使外校形臂331下端的外校形爪339压住U形肋外壁，随后，在利用3秒的时间将左侧外校形座332上的内校形顶杆415泄压，使对应的外校形爪339放松；

待左侧的外校形座332上的外校形爪339放松后，利用22秒的时间，完成外校形液压缸357的回收动作，从而使左右两侧的外校形座332相互靠拢，夹在外校形复位机构35上，随后，利用3秒时间将右侧的外校形座332上的外校形爪339放松，此时，外校形座332均处于自由状态，便于后续的外校形复位机构35将其复位；此时，完成外校形机构33的一个工作循环，然后，继续外校形机构33的下一个工作循环，直至焊接工作全部完成，外校形机构33的工作循环停止。

在U形肋内外焊缝的同步焊接与校形定位的过程中，内校形机构41的循环工作步骤是：先利用5秒的时间，给左侧的内校形座413上的内校形顶杆415加油，使其推动两侧的内校形爪412向外伸出，从而将U形肋的内壁顶住，配合外校形组件3，使U形肋处于规定的外形尺寸，从而提高U形肋的焊接质量；

待左侧的内校形座413上设置的内校形爪412撑住U形肋的内壁后，内校形液压缸426伸长，带动右侧的内校形座向牵引梁173运动方向移动200毫米（此过程通过控制液压油流量的方式，将移动时间控制在22秒）；

待右侧的内校形座413定位后，先利用5秒的时间给该内校形座413上的内校形顶杆415加油，使其推动两侧的内校形爪412向外伸出，从而使内校形爪412顶住U形肋内壁，随后，在利用3秒的时间将左侧内校形座413上的内校形顶杆415泄压，使对应的内校形爪412放松；

待左侧的内校形座413上的内校形爪放松后，利用22秒的时间，完成内校形液压缸426的回收动作，从而使左右两侧的内校形座413相互靠拢，夹在内校形复位机构42上，随后，利用3秒时间将右侧的内校形座413上的内校形爪412放松，此时，内校形座412均处于自由状态，便于后续的内校形复位机构42将其复位；

复位时，由于左右两侧的内校形座413处于松弛状态，并且，此时左右两侧的内校形座413上的内校形拨叉414将内复位拨杆424夹住，随后在内复位弹簧423的作用下，带动内校形拨叉414移动至初始位置，此时两侧的内校形座413也随之回到中间的初始位置，从而消除内校形机构41与牵引梁173的运动误差，此时完成内校形机构41的一个工作循环，然后，继续内校形机构41的下一个工作循环，直至焊接工作全部完成，内校形机构41的工作循环停止；

最后，当外焊接架15上的牵引柱53插入辅助架16上的牵引座51内，即可带动辅助架16同步移动，从而实现外校形组件3、内校形组件4、外焊接机构34、内焊接机构6以及辅助限位机构2同步运动，待其运动至初始位置，即可完成U形肋与桥面板的整体定位焊接工序，方可转入下一道工序进行加工。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备，其特征在于,包括：

底座（11）和工作台（1），所述底座（11）上端安装有导轨（13），所述底座（11）上端还安装有齿条（12）；

所述导轨（13）上端还滑动安装有外焊接架（15），所述外焊接架（15）上还安装有外焊接驱动电机（14），所述外焊接驱动电机（14）的输出端驱动连接有外驱动齿轮，所述外驱动齿轮与齿条（12）啮合连接，所述导轨（13）上滑动安装有辅助架（16），所述导轨（13）上还滑动安装有内焊接定位组件；

辅助限位机构（2），安装在辅助架（16）上，用于对U形肋进行定位；

外校形组件（3），安装在外焊接架（15）上，用于对U形肋外部进行校形；

内校形组件（4），安装在内焊接定位组件上，用于对U形肋内部进行校形；

牵引机构（5），安装在外焊接架（15）和辅助架（16）之间上，用于牵引辅助架（16）移动。

2.根据权利要求1所述的U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备，其特征在于：所述牵引机构（5）包括外焊接架（15）靠近辅助架（16）一侧固定的一对牵引柱（53），所述牵引柱（53）上开设有牵引槽（54），所述辅助架（16）对应位置安装有牵引座（51），所述牵引座（51）内转动铰接有牵引板（52）。

3.根据权利要求2所述的U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备，其特征在于：所述内焊接定位组件包括滑动安装在导轨（13）上的内焊接架（17）和牵引梁（173），所述内焊接架（17）上还安装有内焊接驱动电机（171），所述内焊接驱动电机（171）的输出端驱动连接有内驱动齿轮，内驱动齿轮与齿条（12）啮合连接，所述内焊接架（17）上还滑动安装有牵引梁滑座（172），所述牵引梁滑座（172）上设置有牵引插槽（174），所述牵引梁（173）上还安装有牵引背板（175），所述牵引背板（175）插装在牵引插槽（174）上，所述牵引梁（173）上还安装有内定位轮座（176），所述内定位轮座（176）两侧均插装有内定位轮（177），所述牵引梁（173）上还安装有内移动轮（178）。

4.根据权利要求1所述的U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备，其特征在于：所述辅助限位机构（2）包括滑动安装在辅助架（16）上的辅助限位轮滑座（202）和辅助限位轮架（205），所述辅助限位轮滑座（202）上端转动安装有蜗轮（204），所述辅助限位轮滑座（202）上还转动安装有蜗杆（203），所述蜗杆（203）与蜗轮（204）啮合连接，所述蜗杆（203）端部还固定有调节手轮（201），所述蜗轮（204）下端固定有转动轴，所述转动轴贯穿辅助限位轮滑座（202）并固定有凸轮（206），所述凸轮（206）上铰接有一对连杆（212），所述辅助限位轮滑座（202）下端还滑动安装有一对调节滑块（207），所述连杆（212）与对应的调节滑块（207）铰接；

每一所述调节滑块（207）上均设置有倾斜的滑槽，所述调节滑块（207）通过滑槽滑动安装在辅助限位轮架（205）上端安装的调节滑座（211）上，所述辅助限位轮架（205）上端开设有多组条形槽，每一所述条形槽内均穿设有调节固定螺栓（213），所述调节固定螺栓（213）下端安装有限位轮座（208），所述限位轮座（208）内部侧壁转动安装有侧限位轮（209），所述限位轮座（208）内部顶壁转动安装有上限位轮（210）。

5.根据权利要求4所述的U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备，其特征在于：所述内焊接组件包括安装在牵引梁（173）上的内校形机构（41）、安装在内校形机构（41）上的内校形复位机构（42）和安装在牵引梁（173）端部的内焊接机构（6）；

所述内校形机构（41）包括安装在牵引梁（173）上的内校形底座（411），所述内校形底座（411）上滑动安装有一对内校形座（413），所述内校形座（413）两端安装有内校形顶杆（415），所述内校形顶杆（415）伸缩端固定有内校形爪（412），其中任一所述内校形座（413）上端安装有内校形液压缸（426），所述内校形液压缸（426）的伸缩端与另一内校形座（413）上端固定连接；

所述内校形复位机构（42）包括安装在内校形底座（411）上端的内复位座板（421），所述内复位座板（421）上端安装有内复位安装座（425），所述内复位安装座（425）上通过支架固定有内复位导向杆（422），所述内复位导向杆（422）中间位置滑动安装有内复位拨杆（424），所述内复位导向杆（422）上还套装有一对内复位弹簧（423），所述内复位弹簧（423）的两端分别与内复位拨杆（424）、支架对应一侧固定连接，所述内校形座（413）相对侧还安装有内校形拨叉（414）。

6.根据权利要求5所述的U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备，其特征在于：所述内焊接机构（6）包括安装在牵引梁（173）端部的内焊接座（61），所述内焊接座（61）上通过内焊接固定螺栓（63）安装有一对内焊接调节架（62），所述内焊接调节架（62）上对应内焊接固定螺栓（63）的位置设置有条形槽，每一所述内焊接调节架（62）端部转动插装有内气保焊枪（65），所述内焊接调节架（62）上还安装有用于锁紧内气保焊枪（65）的内焊接锁紧螺栓（64）。

7.根据权利要求6所述的U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备，其特征在于：所述外校形组件（3）包括安装在外焊接架（15）上的升降机构（31），所述升降机构（31）包括滑动安装在外焊接架（15）上的升降架（314），所述升降架（314）内滑动安装有升降座（315），所述升降座（315）上端安装有升降丝母（313），所述升降架（314）上端还安装有升降电机（311），所述升降电机（311）的输出端驱动连接有升降丝杆（312），所述升降丝母（313）螺纹套装在升降丝杆（312）上；

所述升降架（314）上还安装有多组锁紧机构（32），所述锁紧机构（32）包括安装在升降架（314）上端的锁紧液压缸（321），所述锁紧液压缸（321）的伸缩端固定有锁紧拨叉（322），所述锁紧拨叉（322）下端固定有锁紧楔块（323），所述锁紧楔块（323）端部伸入升降架（314）和外焊接架（15）之间的间隙。

8.根据权利要求7所述的U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备，其特征在于：还包括外校形机构（33），所述外校形机构（33）包括安装在升降座（315）下端的外校形底座（351），所述外校形底座（351）下端安装有外校形滑轮座（335），所述外校形底座（351）内滑动安装有一对外校形座（332），所述外校形座（332）两侧安装有外校形臂顶杆（333），所述外校形臂顶杆（333）上还通过同步板（334）铰接有外校形滑轮座（335），所述外校形滑轮座（335）端部还通过转轴转动安装有外校形臂（331），所述外校形滑轮座（335）滑动套装在外校形滑座（352）上，所述外校形臂（331）下端还通过外校形压板（337）固定有外校形爪柱（338），所述外校形爪柱（338）端部通过螺栓固定有外校形爪（339），所述外校形爪柱（338）和外校形臂（331）之间还插装有外校形限位键（336），其中任一所述外校形座（332）上还安装有外校形液压杆（357），所述外校形液压缸（357）的伸缩端与另一外校形座（332）固定连接。

9.根据权利要求6所述的U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备，其特征在于：还包括外校形复位机构（35），所述外校形复位机构（35）包括安装在外校形滑座（352）上的外弹性复位座（356），所述外弹性复位座（356）上通过支架安装有外复位导向杆（353），所述外复位导向杆（353）中间位置滑动套装有外复位拨杆（355），所述外复位导向杆（353）两侧还套装有外复位弹簧（354），所述外复位弹簧（354）的两端分别与外复位拨杆（355）、支架对应一侧固定连接，所述外校形座（332）相对侧还安装有用于夹持外复位拨杆（355）的外复位拨叉（358）。

10.根据权利要求9所述的U形肋角焊缝组焊校形一体化焊接设备，其特征在于：还包括外焊接机构（34），所述外焊接机构（34）包括安装在升降座（315）下端外固定臂座（341），所述外固定臂座（341）下端滑动安装有一对外定位臂座（345），每一所述外定位臂座（345）上均转动安装有外气保焊枪（344），所述外定位臂座（345）相对侧还转动安装有焊接限位轮一（346），所述外固定臂座（345）上还固定有安装座（348），所述安装座（348）上固定有限位轮液压缸（342），所述限位轮液压缸（342）的伸缩端固定有上限位座（343），所述上限位座（343）下端转动安装有焊接限位轮二（347）。