CN116532893B - 一种便于准确换位的钢结构焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于准确换位的钢结构焊接装置，主要涉及钢结构焊接领域。包括用于放置H型钢的底座，底座上设有多个固定架和换位翻板，底座的上方滑动连接有龙门架，龙门架上设有焊机及电机，焊机上沿竖向滑动连接有焊枪，换位翻板的中部转动连接在底座上，底座上设有驱动换位翻板转动的伸缩杆，换位翻板上设有固定板，龙门架上沿横向滑动连接有定位杆，定位杆上沿竖向滑动连接有定位锤，焊机上设有定位传感器，定位传感器与电机电连接。本发明的有益效果在于：它能够解决龙门型焊接装置因多次翻转和掉头影响焊接效率和便利性的问题，大大减少H型钢焊接过程中的吊运次数，降低焊接的难度和工作强度。

Description

一种便于准确换位的钢结构焊接装置

技术领域

本发明涉及钢结构焊接领域，具体是一种便于准确换位的钢结构焊接装置。

背景技术

在钢结构尤其是H型钢的焊接加工中，由于H型钢通常长度较长、重量较重，因此H型钢的腹板和翼板连接处的焊缝较长，传统人工焊接的难度较大、焊接质量难以保证，因此出现了用于对H型钢进行自动焊接的装置，这些装置中有较为常见的龙门型焊接装置，先将H型钢的腹板和翼板进行多处点焊实现初步固定后，将H型钢放置在支架上，利用龙门架沿着腹板和翼板连接处的滑动实现自动焊接操作，焊接的效率较高，焊接质量能够满足大多数H型钢的使用需求，但是在焊接过程中，需要多次利用行吊等装置对H型钢进行翻转和掉头，从而对H型钢上的四个连接处进行焊接操作，由于H型钢的重量较大，长度较长，多次的翻转和掉头操作增加了焊接的难度和工作强度，影响了龙门型焊接装置焊接的效率和便利性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于准确换位的钢结构焊接装置，它能够解决龙门型焊接装置因多次翻转和掉头影响焊接效率和便利性的问题，大大减少H型钢焊接过程中的吊运次数，降低焊接的难度和工作强度，大大提高自动焊接的效率和便利性。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种便于准确换位的钢结构焊接装置，包括用于放置H型钢的底座，所述底座上设有多个固定架和换位翻板，所述H型钢包括腹板和对称设置在腹板两端的翼板，所述H型钢倾斜放置在换位翻板上，其中一个翼板与固定架上倾斜的侧面相接触，所述底座的上方滑动连接有龙门架，所述龙门架上设有焊机及驱动焊机沿横向滑动的电机，所述焊机上沿竖向滑动连接有配合翼板和腹板连接处使用的焊枪，所述固定架对称的设置在换位翻板的两侧，所述换位翻板的中部转动连接在底座上，所述底座上设有驱动换位翻板转动的伸缩杆，所述换位翻板的一端与底座接触时换位翻板与对应一侧的固定架垂直，所述换位翻板上设有用于在换位翻板转动时固定H型钢的固定板，所述龙门架上沿横向滑动连接有定位杆，所述定位杆上沿竖向滑动连接有定位锤，所述定位锤底部的形状与腹板和翼板连接处的形状相适应，所述焊机上位于焊枪正上方的位置设有配合定位锤使用的定位传感器，所述定位传感器与电机电连接。

进一步的，所述底座上设有支杆，所述支杆的顶部与换位翻板的中部转动连接，所述伸缩杆与换位翻板上中部之外的位置连接。

进一步的，所述伸缩杆为油缸，所述油缸转动连接在底座上，所述油缸的活动端与换位翻板端部与中部之间的位置转动连接。

进一步的，所述换位翻板的宽度大于两个翼板之间的距离。

进一步的，所述固定板与换位翻板滑动连接，所述换位翻板上设有驱动固定板与H型钢相接触的气缸。

进一步的，所述固定板上设有电磁铁，所述电磁铁与H型钢的腹板磁吸接触。

进一步的，所述龙门架上设有横向的滑杆，所述定位杆沿横向滑动套设在滑杆的外部，所述定位锤的顶部设有固定杆，所述固定杆沿竖向贯穿定位杆并与其滑动连接。

进一步的，所述定位杆的纵截面为L型，所述固定杆贯穿L型的横向部分，所述固定杆的顶部设有凸块。

进一步的，所述底座和焊机均为对称设置的两个，两个所述底座之间设有凸起的行人通道。

进一步的，所述龙门架上转动连接有双向螺杆，所述双向螺杆的一端与电机的输出轴连接，所述双向螺杆上两个旋向相反的螺纹区域分别贯穿两个焊机并与其螺纹连接。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明在换位翻板的两侧对称的设置固定架，利用伸缩杆驱动换位翻板转动，使得换位翻板上的H型钢对应的进行转动，从而使得H型钢一侧的两个连接处分别位于换位翻板和两侧的固定架之间，使得整个H型钢焊接过程中只需要进行一次吊运翻转即可，大大降低了对H型钢的吊运次数，降低了操作的难度和工作强度，大大提高了H型钢焊接加工的效率和便利性；

2、在换位翻板上设置固定板，用于在换位翻板转动时对H型钢进行固定，保证H型钢换位过程中的稳固性，使得换位翻板转动到另一端与底座接触的状态时，H型钢能够准确的与换位翻板和另一侧固定架垂直的夹角相适应，从而使得H型钢换位前后均能够在重力的作用下固定在换位翻板和对应的固定架之间，使得腹板和翼板的连接处朝向上方设置，便于上方龙门架上的焊机对两个连接处均进行准确的焊接操作，保证了换位焊接的准确性；

3、在龙门架上沿横向滑动设置有定位杆，定位杆上沿竖向滑动设置有定位锤，定位锤的底部形状与腹板和翼板连接处的形状相适应，这样的设置在H型钢进行换位操作后，首先移动定位杆带动定位锤移动，使得定位锤下落滑动后准确的卡在H型钢的腹板和翼板的连接处，然后利用电机驱动焊机移动，直至焊机上的定位传感器感应到定位锤后驱动电连接的电机停止运动，从而使得定位传感器下方的焊枪与定位锤的位置对齐，即焊枪位于腹板与翼板连接处的正上方，从而使得焊枪的位置快捷的实现调整，便于快速准确的对换位后H型钢的连接处进行焊接操作，结构简单，对焊枪与换位后H型钢连接处的位置对应调整更加快速和准确，节省了换位调整的时间，提高了换位后焊接的效率和准确性。

附图说明

附图1是本发明的立体结构示意图。

附图2是本发明的前视图。

附图3是本发明的附图2中A-A方向的剖视图。

附图4是本发明的附图2中B-B方向的剖视图。

附图5是本发明的附图4中C-C方向的剖视图。

附图中所示标号：

1、H型钢；2、底座；3、固定架；4、换位翻板；5、腹板；6、翼板；7、龙门架；8、焊机；9、电机；10、焊枪；11、伸缩杆；12、固定板；13、定位杆；14、定位锤；15、定位传感器；16、支杆；17、气缸；18、滑杆；19、固定杆；20、凸块；21、行人通道；22、双向螺杆。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

参照附图1-5，本发明所述是一种便于准确换位的钢结构焊接装置，主体结构包括用于放置H型钢1的底座2，底座2使用金属材质制作，利用锚栓直接固定在地面上或者利用底部的支腿固定在地面上，所述底座2上焊接或者螺栓固定有多个固定架3和换位翻板4，用于对H型钢1进行支撑，所述H型钢1包括腹板5和对称设置在腹板5两端的翼板6，两个翼板6成近似平行的状态设置在腹板5的两端，在腹板5和两个翼板6的连接处存在四个需要焊接的位置，腹板5的每个侧面上均为两个，所述H型钢1倾斜放置在换位翻板4上，使得腹板5与翼板6的连接处朝向上方设置，便于上方的焊接装置对其进行焊接操作，其中一个翼板6与固定架3上倾斜的侧面相接触，这样的结构使得H型钢1的整体设置在换位翻板4和固定架3之间，在自身重力的作用下卡在换位翻板4和固定架3的夹角之间，所述底座2的上方滑动连接有龙门架7，龙门架7在现有任意动力结构的驱动下沿着H型钢1的长度方向滑动，所述龙门架7上设有焊机8及驱动焊机8沿横向滑动的电机9，电机9驱动焊机8沿着横向在龙门架7上滑动，实现焊机8位置的调整，所述焊机8上沿竖向滑动连接有配合翼板6和腹板5连接处使用的焊枪10，焊枪10可以沿着竖向进行滑动，实现焊接时下降到需要焊接的连接处，保证焊接的准确性，而焊接完毕需要对H型钢1的位置进行换位时，焊枪10上升避免与H型钢1的换位产生运动干涉，所述固定架3对称的设置在换位翻板4的两侧，这样的设置使得换位翻板4上的H型钢1换位前后，换位翻板4分别与两侧的固定架3配合对H型钢1进行支撑，保证H型钢1换位前后结构的稳固性，所述换位翻板4的中部通过销轴或者铰链转动连接在底座2上，所述底座2上设有驱动换位翻板4转动的伸缩杆11，利用伸缩杆11的伸缩运动驱动换位翻板4的转动，进而实现H型钢1的换位驱动，多个伸缩杆11的配合使得重量较大长度较长的H型钢1的换位更加便利和准确，所述换位翻板4的一端与底座2接触时换位翻板4与对应一侧的固定架3垂直，这样的设置使得换位翻板4换位前后其端部均与底座2相接触，利用底座2对换位翻板4进行支撑，保证其支撑结构的牢固性，换位翻板4与固定架3的垂直夹角能够与H型钢1的直角拐角处相适应，使得H型钢1在重力作用下更准确的卡在换位翻板4和固定架3之间，使得换位前后H型钢1一侧的两个连接处分别朝向上方设置，从而可以利用龙门架7上的焊枪10对下方的连接处进行准确焊接，保证焊接时的稳固性和准确性，使得对H型钢1一侧两个连接处进行焊接的过程中不需要进行吊运，降低了吊运的频次和工作量，提高焊接的便利性；

所述换位翻板4上设有用于在换位翻板4转动时固定H型钢1的固定板12，换位翻板4转动带动H型钢1换位时，固定板12与H型钢1接触后对H型钢1进行固定，保证H型钢1能够随着换位翻板4进行同步转动，从而使得H型钢1的换位翻转更加准确和稳固，保证换位操作的准确性，所述龙门架7上沿横向滑动连接有定位杆13，定位杆13可以人工进行滑动移动，结构简单，操作便捷，所述定位杆13上沿竖向滑动连接有定位锤14，定位锤14一般采用金属材质，具备一定的重量，定位锤14可以在重力的作用下自动向下滑动，需要向上滑动时人工向上提起即可，所述定位锤14底部的形状与腹板5和翼板6连接处的形状相适应，这样的设置在H型钢1进行换位后，可以横向滑动定位杆13，使得定位杆13上的定位锤14移动至腹板5和翼板6连接处的上方，然后松开定位锤14使其在重力作用下自动向下滑动，定位锤14在腹板5和翼板6的倾斜结构作用下自动滑落至两者最底端的连接处，此过程中定位杆13自动进行横向滑动实现位置补正也可人为干预进行定位杆13更加快速的位置调整，从而使得定位锤14准确的卡在腹板5和翼板6的连接处，实现需要焊接的连接处的快速定位，所述焊机8上位于焊枪10正上方的位置设有配合定位锤14使用的定位传感器15，所述定位传感器15与电机9电连接，定位传感器15使用现有市场上常见的红外传感器即可，具体的包括信号发射器和信号接收器，信号发射器设置在定位锤14的正上方，信号接收器设置在焊枪10的正上方，当定位锤14与需要焊接的连接处准确定位后，在电机9的驱动下焊机8带动焊枪10移动，直至焊枪10正上方的信号接收器移动至与定位锤14正上方的信号发射器对齐，此时信号接收器接收到信号并控制电机9停止运转，实现焊枪10快速准确的与换位后H型钢1的连接处进行对齐，从而可以实现H型钢1换位后快速准确的进行后续的焊接，结构简单，焊枪10的位置调整更加快速和准确，减少了位置调整的时间，提高了焊接的效率和便利性。

优选的，所述底座2上焊接或者螺栓固定有支杆16，所述支杆16的顶部与换位翻板4的中部通过销轴或者铰链转动连接，所述伸缩杆11与换位翻板4上中部之外的位置连接，这样的设置可以利用伸缩杆11的伸缩运动，对换位翻板4产生驱动力，使其绕着支杆16的顶部转动，多个伸缩杆11的配合实现对重量较大长度较长的H型钢1的换位驱动，保证了H型钢1进行换位焊接的便利性。

优选的，所述伸缩杆11为油缸，油缸具备较大的驱动力度，所述油缸通过销轴或者铰链转动连接在底座2上，所述油缸的活动端与换位翻板4端部与中部之间的位置通过销轴或者铰链转动连接，这样的设置能够利用多个油缸对H型钢1产生足够的驱动力，结构更加稳固，驱动换位翻板4及H型钢1的转动更加准确和牢固。

优选的，所述换位翻板4的宽度大于两个翼板6之间的距离，这样的设置在换位翻板4转动至另一端与底座2接触时，H型钢1能够沿着倾斜的换位翻板4自动滑动至与另一侧的固定架3接触，实现H型钢1一侧两个连接处的便捷焊接，同时在一侧焊接完毕后，还能够在行吊的作用下使得H型钢1在换位翻板4上进行顺利的翻转，使得H型钢1另一侧翻转到上方后进行另外两个连接处的焊接操作，为H型钢1的翻转留出足够的空间，保证其整个焊接过程的流畅性。

优选的，所述固定板12与换位翻板4滑动连接，所述换位翻板4上设有驱动固定板12与H型钢1相接触的气缸17，这样的结构在需要对H型钢1进行换位时，利用气缸17驱动固定板12滑动后与H型钢1接触对其进行固定，从而使得H型钢1保持与换位翻板4的固定连接，使得两者保持转动的同步性，使得H型钢1能够顺利换位后其上另一个连接处朝向上方，此时气缸17驱动固定板12脱离H型钢1，H型钢1沿着转动后换位翻板4的倾斜方向自动滑动至与另一侧的固定架3接触，实现H型钢1更加便利和准确的换位操作，避免H型钢1换位过程中的倾斜或者滑落，保证换位的准确性。

优选的，所述固定板12上焊接或者螺栓固定有电磁铁，其在通电时具备足够的吸力，所述电磁铁与H型钢1的腹板5磁吸接触，这样的结构在气缸17驱动固定板12与H型钢1接触时，电磁铁通电后通过磁力实现对H型钢1上腹板5的吸合固定，实现对H型钢1相对换位翻板4的固定，换位后电磁铁断电，失去磁性后气缸17驱动固定板12复位滑动，恢复H型钢1与换位翻板4的相对滑动状态，H型钢1滑动至与另一侧的固定架3接触完成整个换位过程，此过程中固定板12与H型钢1的固定和分离更加快速，固定效果更加稳固，进一步提高了固定和分离的便利性。

优选的，所述龙门架7上焊接或者螺栓固定有横向的滑杆18，所述定位杆13沿横向滑动套设在滑杆18的外部，保证定位杆13滑动结构的稳固性，所述定位锤14的顶部焊接或者一体成型的固定有固定杆19，所述固定杆19沿竖向贯穿定位杆13并与其滑动连接，这样的结构使得定位锤14相对定位杆13的滑动结构更加简单，其能够在重力的作用下更加顺畅的向下滑动直至与腹板5和翼板6的连接处更好的契合，进一步提高了定位锤14进行定位的效率和准确性。

优选的，所述定位杆13的纵截面为L型，所述固定杆19贯穿L型的横向部分，横向部分上设置贯穿的穿孔，固定杆19沿竖向滑动连接在穿孔内，所述固定杆19的顶部焊接或者一体成型的固定有凸块20，凸块20的横截面积大于穿孔，这样的结构使得定位杆13的横向滑动和固定杆19相对定位杆13的竖向滑动互不干涉，在凸块20的作用下限制固定杆19向下滑动的最大距离，避免固定杆19与定位杆13的脱离，保证定位锤14相对定位杆13结构的牢固性。

优选的，所述底座2和焊机8均为对称设置的两个，两个所述底座2之间焊接或者螺栓固定有凸起的行人通道21，这样的设置使得龙门架7上的两个焊机8能够同时对两个H型钢1进行焊接，提高焊接的效率，行人通道21的设置方便操作人员对H型钢1的埋弧焊完成后在行人通道21上行走对焊接的焊缝质量进行观察，及时清除焊渣，便于对焊接的后续处理和质量把控。

优选的，所述龙门架7上通过轴承转动连接有双向螺杆22，所述双向螺杆22的一端与电机9的输出轴焊接或者螺栓连接，利用电机9驱动双向螺杆22转动，所述双向螺杆22上两个旋向相反的螺纹区域分别贯穿两个焊机8并与其螺纹连接，在电机9驱动双向螺杆22转动时，使得两个焊机8能够相对或者相背滑动，实现两个焊机8位置的同步调整，从而与两侧的H型钢1的焊接位置进行准确同步的配合，进一步提高焊机8上焊枪10位置调整的便利性和准确性。

工作原理：本发明在换位翻板4的两侧对称的设置固定架3，利用伸缩杆11驱动换位翻板4转动，使得换位翻板4上的H型钢1对应的进行转动，从而使得H型钢1一侧的两个连接处分别位于换位翻板4和两侧的固定架3之间，使得整个H型钢1焊接过程中只需要进行一次吊运翻转即可，大大降低了对H型钢1的吊运次数，降低了操作的难度和工作强度，大大提高了H型钢1焊接加工的效率和便利性；在换位翻板4上设置固定板12，用于在换位翻板4转动时对H型钢1进行固定，保证H型钢1换位过程中的稳固性，使得换位翻板4转动到另一端与底座2接触的状态时，H型钢1能够准确的与换位翻板4和另一侧固定架3垂直的夹角相适应，从而使得H型钢1换位前后均能够在重力的作用下固定在换位翻板4和对应的固定架3之间，使得腹板5和翼板6的连接处朝向上方设置，便于上方龙门架7上的焊机8对两个连接处均进行准确的焊接操作，保证了换位焊接的准确性；在龙门架7上沿横向滑动设置有定位杆13，定位杆13上沿竖向滑动设置有定位锤14，定位锤14的底部形状与腹板5和翼板6连接处的形状相适应，这样的设置在H型钢1进行换位操作后，首先移动定位杆13带动定位锤14移动，使得定位锤14下落滑动后准确的卡在H型钢1的腹板5和翼板6的连接处，然后利用电机9驱动焊机8移动，直至焊机8上的定位传感器15感应到定位锤14后驱动电连接的电机9停止运动，从而使得定位传感器15下方的焊枪10与定位锤14的位置对齐，即焊枪10位于腹板5与翼板6连接处的正上方，从而使得焊枪10的位置快捷的实现调整，便于快速准确的对换位后H型钢1的连接处进行焊接操作，结构简单，对焊枪10与换位后H型钢1连接处的位置对应调整更加快速和准确，节省了换位调整的时间，提高了换位后焊接的效率和准确性。

Claims (10)

1.一种便于准确换位的钢结构焊接装置，包括用于放置H型钢（1）的底座（2），所述底座（2）上设有多个固定架（3）和换位翻板（4），所述H型钢（1）包括腹板（5）和对称设置在腹板（5）两端的翼板（6），所述H型钢（1）倾斜放置在换位翻板（4）上，其中一个翼板（6）与固定架（3）上倾斜的侧面相接触，所述底座（2）的上方滑动连接有龙门架（7），所述龙门架（7）上设有焊机（8）及驱动焊机（8）沿横向滑动的电机（9），所述焊机（8）上沿竖向滑动连接有配合翼板（6）和腹板（5）连接处使用的焊枪（10），其特征在于：所述固定架（3）对称的设置在换位翻板（4）的两侧，所述换位翻板（4）的中部转动连接在底座（2）上，所述底座（2）上设有驱动换位翻板（4）转动的伸缩杆（11），所述换位翻板（4）的一端与底座（2）接触时换位翻板（4）与对应一侧的固定架（3）垂直，所述换位翻板（4）上设有用于在换位翻板（4）转动时固定H型钢（1）的固定板（12），所述龙门架（7）上沿横向滑动连接有定位杆（13），所述定位杆（13）上沿竖向滑动连接有定位锤（14），所述定位锤（14）底部的形状与腹板（5）和翼板（6）连接处的形状相适应，所述焊机（8）上位于焊枪（10）正上方的位置设有配合定位锤（14）使用的定位传感器（15），所述定位传感器（15）与电机（9）电连接。

2.根据权利要求1所述一种便于准确换位的钢结构焊接装置，其特征在于：所述底座（2）上设有支杆（16），所述支杆（16）的顶部与换位翻板（4）的中部转动连接，所述伸缩杆（11）与换位翻板（4）上中部之外的位置连接。

3.根据权利要求2所述一种便于准确换位的钢结构焊接装置，其特征在于：所述伸缩杆（11）为油缸，所述油缸转动连接在底座（2）上，所述油缸的活动端与换位翻板（4）端部与中部之间的位置转动连接。

4.根据权利要求1所述一种便于准确换位的钢结构焊接装置，其特征在于：所述换位翻板（4）的宽度大于两个翼板（6）之间的距离。

5.根据权利要求1所述一种便于准确换位的钢结构焊接装置，其特征在于：所述固定板（12）与换位翻板（4）滑动连接，所述换位翻板（4）上设有驱动固定板（12）与H型钢（1）相接触的气缸（17）。

6.根据权利要求5所述一种便于准确换位的钢结构焊接装置，其特征在于：所述固定板（12）上设有电磁铁，所述电磁铁与H型钢（1）的腹板（5）磁吸接触。

7.根据权利要求1所述一种便于准确换位的钢结构焊接装置，其特征在于：所述龙门架（7）上设有横向的滑杆（18），所述定位杆（13）沿横向滑动套设在滑杆（18）的外部，所述定位锤（14）的顶部设有固定杆（19），所述固定杆（19）沿竖向贯穿定位杆（13）并与其滑动连接。

8.根据权利要求7所述一种便于准确换位的钢结构焊接装置，其特征在于：所述定位杆（13）的纵截面为L型，所述固定杆（19）贯穿L型的横向部分，所述固定杆（19）的顶部设有凸块（20）。

9.根据权利要求1所述一种便于准确换位的钢结构焊接装置，其特征在于：所述底座（2）和焊机（8）均为对称设置的两个，两个所述底座（2）之间设有凸起的行人通道（21）。

10.根据权利要求9所述一种便于准确换位的钢结构焊接装置，其特征在于：所述龙门架（7）上转动连接有双向螺杆（22），所述双向螺杆（22）的一端与电机（9）的输出轴连接，所述双向螺杆（22）上两个旋向相反的螺纹区域分别贯穿两个焊机（8）并与其螺纹连接。