CN116871641A - 一种建筑施工钢结构焊接装置及焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于焊接装置技术领域，尤其是涉及一种建筑施工钢结构焊接装置及焊接方法，包括底座，所述底座的上端一侧固定安设有装夹旋转机构，所述装夹旋转机构内固定夹持有两段焊接钢管，所述底座的上端还固定安设有托接在焊接钢管下端的中间承托机构，所述中间承托机构上还固定安设有钢管外壁清理机构。本发明能够对焊接钢管的焊接头部位进行有效的清理，确保焊接区域的钢结构材料表面干净，并清除可能存在的锈蚀、氧化物等杂质，保证后续的焊接质量，使得后续的缺陷检测和焊接工作能够随着焊缝的位置变化随之变化，保证了检测和焊接的质量，无需复杂的精密编程焊接设备，适用性更广。
Description
技术领域
本发明属于焊接装置技术领域，尤其是涉及一种建筑施工钢结构焊接装置及焊接方法。
背景技术
在建筑施工中，经常需要根据现场的施工需求进行钢管的焊接操作，以满足不同的施工使用需求。
目前的对钢管的试剂焊接中，会遇到以下一些问题：
1、为了保证钢管的焊接质量，钢管的焊接端头往往会做成花边形结构，花边形结构可以增加焊缝的面积，增强了焊缝的强度和刚性，焊缝受到的应力和负荷会分散到更大的面积上，减少了焊缝的集中应力，提高了焊缝的承载能力，但这样的设置方式也就造成了焊接工作中需要不断的改变焊接头的位置来满足焊接需求，但能够编程操作的焊接设备价格高昂，并不是所有的施工方都能适用的，大多还是通过人工手动焊接的方式进行，不仅焊接效率低，且人工容易出现误差，造成焊接质量不满足实际需求的问题；
2、焊接温度和速度对焊接接头的强度有直接影响，特别是在钢管的焊接头处有缺陷和孔洞的问题时，需要增加焊接温度和降低焊接速度，增加焊接温度可以提高焊缝的流动性和润湿性，有助于填充缺陷和孔洞，减慢焊接速度可以提供更多的时间来填充缺陷和孔洞，并确保焊接实体充分熔融，而目前对于钢管的焊接不能根据这个特性进行自适应的调整，还需根据有经验的师傅进行目测检测调整，不能费时费力，且对于大批量的钢管焊接工作来说显然跟不上加工进程，不能很好的满足实际焊接需求。
为此，我们提出一种建筑施工钢结构焊接装置及焊接方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种建筑施工钢结构焊接装置及焊接方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种建筑施工钢结构焊接装置，包括底座，所述底座的上端一侧固定安设有装夹旋转机构，所述装夹旋转机构内固定夹持有两段焊接钢管，所述底座的上端还固定安设有托接在焊接钢管下端的中间承托机构，所述中间承托机构上还固定安设有钢管外壁清理机构，所述底座的上端另一侧固定安设有焊缝线路记忆机构，所述底座的上端后侧还固定安设有L形立板，所述L形立板的水平部下端滑动连接有联动杆，所述联动杆的一端下侧固定连接有识别检测焊接机构，所述联动杆的另一端下侧与焊缝线路记忆机构连接，所述L形立板的上端固定安设有PLC控制器和焊接温度速度调控机构，所述装夹旋转机构、钢管外壁清理机构、焊缝线路记忆机构、识别检测焊接机构和焊接温度速度调控机构均与PLC控制器电连接。
在上述的一种建筑施工钢结构焊接装置中，所述装夹旋转机构包括两个对称固定连接在底座上端的侧板，所述底座的上端还固定安设有位于两个侧板之间的夹持双轴电机，所述夹持双轴电机的两端输出端均固定连接有调节螺杆，所述调节螺杆的一端通过轴承与侧板的侧壁转动连接，所述调节螺杆的杆壁还螺纹套接有支撑板，两个所述侧板之间还固定连接有多根导向杆，所述支撑板的侧壁开设有与导向杆滑动套接的导向孔，所述支撑板的上端侧壁开设有通孔，且对应通孔内通过轴承转动套接有转轴，所述转轴的一端伸入焊接钢管内，且固定连接有支撑块，所述支撑块的外壁固定连接有多根微型电动推杆，位于同侧多根所述微型电动推杆的输出端固定连接有同一个橡胶抵撑板，其中一个所述支撑板的外壁固定安设有旋转电机，所述旋转电机的输出端与转轴的一端固定连接。
在上述的一种建筑施工钢结构焊接装置中，所述中间承托机构包括两个对称托接在焊接钢管下端外侧的弧形托板，所述弧形托板的下端与底座的上端之间固定连接有多根支撑柱，所述弧形托板的内壁均匀开设有多个滚珠槽，且对应滚珠槽内通过滚珠安装机构固定安设有万向滚珠。
在上述的一种建筑施工钢结构焊接装置中，所述钢管外壁清理机构包括固定连接在两个弧形托板之间的U形定位板，所述U形定位板的水平部开设有多个通孔，且对应通孔内活动插套有顶推杆，多根所述顶推杆的上端固定连接有同一个升降板，所述升降板的表面均匀开设有多个通孔，且对应通孔内通过轴承转动套接有传动轴，所述传动轴的上端固定连接有清理刷盘，所述升降板的下端对称固定连接有两个轴承座，两个所述轴承座内通过轴承转动连接有同一根轮轴，所述轮轴的两端均固定连接有驱动滚轮，所述轮轴和传动轴之间通过锥齿轮组件传动连接，多根所述顶推杆的下端固定连接有同一个顶推板，所述U形定位板的下端固定连接有吸力电磁板，所述顶推板的上端固定连接有吸力永磁板，所述U形定位板的下端和顶推板的上端固定连接有多个套设在顶推杆外的下压弹簧。
在上述的一种建筑施工钢结构焊接装置中，所述焊缝线路记忆机构包括固定连接在底座上端的安装支架，所述安装支架的上端内侧转动连接有同步滚筒，所述底座的上端固定安设有位于安装支架内的直流双轴电机，所述直流双轴电机的两端输出端与同步滚筒的两端通过皮带轮驱动组件传动连接，所述同步滚筒的外壁对称滑动连接有多根受力杆，所述同步滚筒的内壁滑动连接有多根与受力杆位置对应的连接杆，所述受力杆和连接杆相对一侧杆壁均固定嵌设有同步齿条，所述同步滚筒的外壁开设有多个位于受力杆和连接杆之间的矩形通口，且对应矩形通口内转动连接有与同步齿条啮合的同步齿轮，所述同步滚筒的内壁和外壁均固定连接有多个滑动套设在受力杆和连接杆外的导向筒，所述导向筒内固定嵌设有固定电磁块，所述受力杆和连接杆的杆壁固定嵌设有固定永磁块，位于同侧多根所述受力杆的一端固定连接有同一个柔性边条，所述联动杆的一端下侧固定连接有立杆，所述立杆的下端固定连接有位于两个柔性边条之间的推拉球。
在上述的一种建筑施工钢结构焊接装置中，所述识别检测焊接机构包括固定连接在联动杆一端下侧的固定板，所述固定板的下端侧壁固定安设有转向电机，所述转向电机的输出端贯穿伸出固定板，且固定连接有安装块，所述安装块的下端固定安设有焊缝随走杆，所述安装块的上端还固定安设有电机旋转组件，所述电机旋转组件的上端输出端固定连接有横板，所述横板的两端分别固定连接有超声波检测探头和电弧焊头。
在上述的一种建筑施工钢结构焊接装置中，所述焊接温度速度调控机构包括绝缘壳，所述绝缘壳的上下相对一侧内壁分别固定连接有电弧焊电阻棒和电机电阻棒，所述绝缘壳的一侧侧壁固定插套有调节电动推杆，所述调节电动推杆的输出端固定连接有绝缘块，所述绝缘块的上下两端分别固定连接有电弧焊导电接片和电机导电接片，所述电弧焊电阻棒和电弧焊导电接片电连在电弧焊头后端焊接机构的供电电路上，所述电机导电接片和电机电阻棒电连在直流双轴电机的供电电路上。
一种建筑施工钢结构焊接装置的焊接方法，包括如下步骤：
S1.先将两段焊接钢管分别放置在多个橡胶抵撑板的外侧，通过PLC控制器控制微型电动推杆动作，微型电动推杆推动橡胶抵撑板移动，对焊接钢管进行快速稳定的固定，再启动夹持双轴电机，夹持双轴电机带动调节螺杆转动，通过调节螺杆和支撑板的螺纹套接作用使得两段焊接钢管相互靠近，使得两段焊接钢管稳定准确的接触在一起；
S2.转向电机带动安装块转动，使得焊缝随走杆转动至下侧，并伸入两段焊接钢管之间的焊缝内，启动旋转电机，旋转电机驱动两段焊接钢管转动，且通过PLC控制器的同步操控直流双轴电机同步动作，随着两段焊接钢管的转动，焊缝随走杆在焊缝内移动，进而驱动焊缝随走杆在横向位置不断的移动，识别焊缝的具体位置，焊缝随走杆通过安装块、固定板、联动杆驱动立杆和推拉球也在横向位置随着焊缝不断的移动，直流双轴电机通过皮带轮驱动组件驱动同步滚筒转动，推拉球的横向位移配合同步滚筒的转动，使得推拉球挤推在柔性边条上，进而推动不同位置的受力杆随着焊缝位置的变化左右移动变化，一侧的受力杆的移动通过同步齿条和同步齿轮驱动连接杆带动另一侧的受力杆移动，使得相对两根受力杆之间的间距保持恒定，进而在两个柔性边条之间模拟处两段焊接钢管之间焊缝的位置变化，这里的焊接钢管外径和同步滚筒的外径相同，因此能够将焊接钢管的焊缝变化完全呈现在同步滚筒的外侧，旋转完一圈后旋转电机和直流双轴电机同步停止动作，完成焊缝路线的记忆固定，且此时PLC控制器向固定电磁块供电，固定电磁块与固定永磁块配合使得导向筒对受力杆和连接杆进行固定，实现对焊缝线路的记忆固定；
S3.记忆焊缝的路线时，同步向吸力电磁板供电，吸力电磁板通电产生磁性配合吸力永磁板带动顶推板克服下压弹簧的弹力上移，进而使得驱动滚轮和清理刷盘抵触在两段焊接钢管的下端，随着焊接钢管的转动，清理刷盘与焊接钢管相对动作实现对焊接钢管外壁的快速清理，且驱动滚轮随之转动带动轮轴转动，轮轴通过锥齿轮组件驱动多根传动轴同步转动，传动轴带动清理刷盘进一步的旋转动作，实现对焊接钢管焊缝处的外壁进一步的打磨清理；
S4.再通过转向电机带动安装块旋转180度，且通过电机旋转组件驱动横板转动，使得超声波检测探头移动至焊接钢管的上端，PLC控制器启动旋转电机和直流双轴电机，由于同步滚筒外表面利用两个柔性边条固定了焊缝的路线，推拉球受到两个柔性边条和受力杆的挤推作用带动联动杆横向移动，进而将焊缝的位置变换反馈驱动至超声波检测探头处，使得超声波检测探头始终与焊接钢管焊缝位置的变换保持同步位置变化，当超声波传播到材料中的缺陷或孔洞等不连续性时，部分声能将由于介质的不连续性而发生反射，反射的幅度和波形取决于缺陷或孔洞的形状、大小、位置以及材料的性质等因素，使得超声波检测探头能够对焊缝处的缺陷和孔洞进行准确检测，并将检测到的缺陷反馈至PLC控制器内，PLC控制器根据缺陷和孔洞的数量进行调节电动推杆的动作调整，具体为缺陷和孔洞数量越多，调节电动推杆输出端的移动距离越长；
S5.再通过电机旋转组件驱动横板转动180度，使得电弧焊头移动至焊缝上端，启动旋转电机和直流双轴电机，使得电弧焊头随着焊缝的位置变化同步变化，进行稳定的焊接操作，焊接时，由于调节电动推杆通过绝缘块带动电弧焊导电接片和电机导电接片分别在电弧焊电阻棒和电机电阻棒上移动，使得电弧焊电阻棒接入电弧焊头后端焊接机构的供电电路的阻值减小，进而使得供电电流增大，进而控制焊接弧的能量和热输入量，从而提高焊接温度，电机电阻棒接入直流双轴电机的供电电路的阻值增大，进而使得供电电流减小，使得直流双轴电机的功率转速减小，减缓焊接速度，实现基于焊接钢管焊接端头处的缺陷和孔洞形成进行焊接温度和速度的自适应调节。
与现有的技术相比，本发明的有益效果在于：
1、通过设置的底座、装夹旋转机构、中间承托机构、焊接钢管，能够实现对两段焊接钢管的快速准确装夹固定，且使得两段焊接钢管的焊接端头保持在中间位置，方便后续的焊接操作。
2、通过设置的钢管外壁清理机构，能够对焊接钢管的焊接头部位进行有效的清理，确保焊接区域的钢结构材料表面干净，并清除可能存在的锈蚀、氧化物等杂质，保证后续的焊接质量。
3、通过设置的焊缝线路记忆机构、识别检测焊接机构，能够自动检测焊接钢管焊接端头处的焊缝曲线变化，并将焊缝的曲线变化记忆固定，进而使得后续的缺陷检测和焊接工作能够随着焊缝的位置变化随之变化，保证了检测和焊接的质量，无需复杂的精密编程焊接设备，适用性更广，使用成本更低。
4、通过设置的识别检测焊接机构、焊接温度速度调控机构、PLC控制器，能够根据焊接钢管焊接端头处的缺陷进行焊接温度和速度的自适应调节，有效克服了缺陷位置影响焊接质量的问题，提高了焊接质量。
综上所述：本发明能够对焊接钢管的焊接头部位进行有效的清理，确保焊接区域的钢结构材料表面干净，并清除可能存在的锈蚀、氧化物等杂质，保证后续的焊接质量，使得后续的缺陷检测和焊接工作能够随着焊缝的位置变化随之变化，保证了检测和焊接的质量，无需复杂的精密编程焊接设备，适用性更广，使用成本更低，有效克服了缺陷位置影响焊接质量的问题，提高了焊接质量。
附图说明
图1是本发明提供的一种建筑施工钢结构焊接装置的结构示意图；
图2是本发明提供的一种建筑施工钢结构焊接装置的装夹旋转机构的剖视结构示意图；
图3是本发明提供的一种建筑施工钢结构焊接装置的中间承托机构的结构示意图；
图4是本发明提供的一种建筑施工钢结构焊接装置的钢管外壁清理机构的结构示意图；
图5是本发明提供的一种建筑施工钢结构焊接装置的焊缝线路记忆机构的部分放大结构示意图；
图6是本发明提供的一种建筑施工钢结构焊接装置的识别检测焊接机构的结构示意图；
图7是本发明提供的一种建筑施工钢结构焊接装置的焊接温度速度调控机构的剖视结构示意图。
图中：1底座、2装夹旋转机构、21侧板、22夹持双轴电机、23调节螺杆、24支撑板、25导向杆、26转轴、27支撑块、28微型电动推杆、29橡胶抵撑板、210旋转电机、3中间承托机构、31弧形托板、32支撑柱、33万向滚珠、4钢管外壁清理机构、41U形定位板、42顶推杆、43升降板、44传动轴、45清理刷盘、46轴承座、47轮轴、48驱动滚轮、49锥齿轮组件、410顶推板、411吸力电磁板、412吸力永磁板、413下压弹簧、5焊缝线路记忆机构、51安装支架、52同步滚筒、53直流双轴电机、54皮带轮驱动组件、55受力杆、56连接杆、57同步齿条、58同步齿轮、59导向筒、510固定电磁块、511固定永磁块、512柔性边条、513立杆、514推拉球、6识别检测焊接机构、61固定板、62转向电机、63安装块、64焊缝随走杆、65电机旋转组件、66横板、67超声波检测探头、68电弧焊头、7焊接温度速度调控机构、71绝缘壳、72电弧焊电阻棒、73电机电阻棒、74调节电动推杆、75绝缘块、76电弧焊导电接片、77电机导电接片、8焊接钢管、9L形立板、10联动杆、11PLC控制器。
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。
如图1-图7所示，一种建筑施工钢结构焊接装置，包括底座1，底座1的上端一侧固定安设有装夹旋转机构2，装夹旋转机构2包括两个对称固定连接在底座1上端的侧板21，底座1的上端还固定安设有位于两个侧板21之间的夹持双轴电机22，夹持双轴电机22的两端输出端均固定连接有调节螺杆23，调节螺杆23的一端通过轴承与侧板21的侧壁转动连接，调节螺杆23的杆壁还螺纹套接有支撑板24，两个侧板21之间还固定连接有多根导向杆25，支撑板24的侧壁开设有与导向杆25滑动套接的导向孔，支撑板24的上端侧壁开设有通孔，且对应通孔内通过轴承转动套接有转轴26，转轴26的一端伸入焊接钢管8内，且固定连接有支撑块27，支撑块27的外壁固定连接有多根微型电动推杆28，位于同侧多根微型电动推杆28的输出端固定连接有同一个橡胶抵撑板29，其中一个支撑板24的外壁固定安设有旋转电机210，旋转电机210的输出端与转轴26的一端固定连接。
装夹旋转机构2内固定夹持有两段焊接钢管8，底座1的上端还固定安设有托接在焊接钢管8下端的中间承托机构3，中间承托机构3包括两个对称托接在焊接钢管8下端外侧的弧形托板31，弧形托板31的下端与底座1的上端之间固定连接有多根支撑柱32，弧形托板31的内壁均匀开设有多个滚珠槽，且对应滚珠槽内通过滚珠安装机构固定安设有万向滚珠33。
中间承托机构3上还固定安设有钢管外壁清理机构4，钢管外壁清理机构4包括固定连接在两个弧形托板31之间的U形定位板41，U形定位板41的水平部开设有多个通孔，且对应通孔内活动插套有顶推杆42，多根顶推杆42的上端固定连接有同一个升降板43，升降板43的表面均匀开设有多个通孔，且对应通孔内通过轴承转动套接有传动轴44，传动轴44的上端固定连接有清理刷盘45，升降板43的下端对称固定连接有两个轴承座46，两个轴承座46内通过轴承转动连接有同一根轮轴47，轮轴47的两端均固定连接有驱动滚轮48，轮轴47和传动轴44之间通过锥齿轮组件49传动连接，多根顶推杆42的下端固定连接有同一个顶推板410，U形定位板41的下端固定连接有吸力电磁板411，顶推板410的上端固定连接有吸力永磁板412，U形定位板41的下端和顶推板410的上端固定连接有多个套设在顶推杆42外的下压弹簧413。
底座1的上端另一侧固定安设有焊缝线路记忆机构5，焊缝线路记忆机构5包括固定连接在底座1上端的安装支架51，安装支架51的上端内侧转动连接有同步滚筒52，底座1的上端固定安设有位于安装支架51内的直流双轴电机53，直流双轴电机53的两端输出端与同步滚筒52的两端通过皮带轮驱动组件54传动连接，同步滚筒52的外壁对称滑动连接有多根受力杆55，同步滚筒52的内壁滑动连接有多根与受力杆55位置对应的连接杆56，受力杆55和连接杆56相对一侧杆壁均固定嵌设有同步齿条57，同步滚筒52的外壁开设有多个位于受力杆55和连接杆56之间的矩形通口，且对应矩形通口内转动连接有与同步齿条57啮合的同步齿轮58，同步滚筒52的内壁和外壁均固定连接有多个滑动套设在受力杆55和连接杆56外的导向筒59，导向筒59内固定嵌设有固定电磁块510，受力杆55和连接杆56的杆壁固定嵌设有固定永磁块511，位于同侧多根受力杆55的一端固定连接有同一个柔性边条512，联动杆10的一端下侧固定连接有立杆513，立杆513的下端固定连接有位于两个柔性边条512之间的推拉球514。
底座1的上端后侧还固定安设有L形立板9，L形立板9的水平部下端滑动连接有联动杆10，联动杆10的一端下侧固定连接有识别检测焊接机构6，识别检测焊接机构6包括固定连接在联动杆10一端下侧的固定板61，固定板61的下端侧壁固定安设有转向电机62，转向电机62的输出端贯穿伸出固定板61，且固定连接有安装块63，安装块63的下端固定安设有焊缝随走杆64，安装块63的上端还固定安设有电机旋转组件65，电机旋转组件65的上端输出端固定连接有横板66，横板66的两端分别固定连接有超声波检测探头67和电弧焊头68。
联动杆10的另一端下侧与焊缝线路记忆机构5连接，L形立板9的上端固定安设有PLC控制器11和焊接温度速度调控机构7，焊接温度速度调控机构7包括绝缘壳71，绝缘壳71的上下相对一侧内壁分别固定连接有电弧焊电阻棒72和电机电阻棒73，绝缘壳71的一侧侧壁固定插套有调节电动推杆74，调节电动推杆74的输出端固定连接有绝缘块75，绝缘块75的上下两端分别固定连接有电弧焊导电接片76和电机导电接片77，电弧焊电阻棒72和电弧焊导电接片76电连在电弧焊头68后端焊接机构的供电电路上，电机导电接片77和电机电阻棒73电连在直流双轴电机53的供电电路上。
装夹旋转机构2、钢管外壁清理机构4、焊缝线路记忆机构5、识别检测焊接机构6和焊接温度速度调控机构7均与PLC控制器11电连接。
现对本发明的操作原理做如下描述：先将两段焊接钢管8分别放置在多个橡胶抵撑板29的外侧，通过PLC控制器11控制微型电动推杆28动作，微型电动推杆28推动橡胶抵撑板29移动，对焊接钢管8进行快速稳定的固定，再启动夹持双轴电机22，夹持双轴电机22带动调节螺杆23转动，通过调节螺杆23和支撑板24的螺纹套接作用使得两段焊接钢管8相互靠近，使得两段焊接钢管8稳定准确的接触在一起；
转向电机62带动安装块63转动，使得焊缝随走杆64转动至下侧，并伸入两段焊接钢管8之间的焊缝内，启动旋转电机210，旋转电机210驱动两段焊接钢管8转动，且通过PLC控制器11的同步操控直流双轴电机53同步动作，随着两段焊接钢管8的转动，焊缝随走杆64在焊缝内移动，进而驱动焊缝随走杆64在横向位置不断的移动，识别焊缝的具体位置，焊缝随走杆64通过安装块63、固定板61、联动杆10驱动立杆513和推拉球514也在横向位置随着焊缝不断的移动，直流双轴电机53通过皮带轮驱动组件54驱动同步滚筒52转动，推拉球514的横向位移配合同步滚筒52的转动，使得推拉球514挤推在柔性边条512上，进而推动不同位置的受力杆55随着焊缝位置的变化左右移动变化，一侧的受力杆55的移动通过同步齿条57和同步齿轮58驱动连接杆56带动另一侧的受力杆55移动，使得相对两根受力杆55之间的间距保持恒定，进而在两个柔性边条512之间模拟处两段焊接钢管8之间焊缝的位置变化，这里的焊接钢管8外径和同步滚筒52的外径相同，因此能够将焊接钢管8的焊缝变化完全呈现在同步滚筒52的外侧，旋转完一圈后旋转电机210和直流双轴电机53同步停止动作，完成焊缝路线的记忆固定，且此时PLC控制器11向固定电磁块510供电，固定电磁块510与固定永磁块511配合使得导向筒59对受力杆55和连接杆56进行固定，实现对焊缝线路的记忆固定；
记忆焊缝的路线时，同步向吸力电磁板411供电，吸力电磁板411通电产生磁性配合吸力永磁板412带动顶推板410克服下压弹簧413的弹力上移，进而使得驱动滚轮48和清理刷盘45抵触在两段焊接钢管8的下端，随着焊接钢管8的转动，清理刷盘45与焊接钢管8相对动作实现对焊接钢管8外壁的快速清理，且驱动滚轮48随之转动带动轮轴47转动，轮轴47通过锥齿轮组件49驱动多根传动轴44同步转动，传动轴44带动清理刷盘45进一步的旋转动作，实现对焊接钢管8焊缝处的外壁进一步的打磨清理；
再通过转向电机62带动安装块63旋转180度，且通过电机旋转组件65驱动横板66转动，使得超声波检测探头67移动至焊接钢管8的上端，PLC控制器11启动旋转电机210和直流双轴电机53，由于同步滚筒52外表面利用两个柔性边条512固定了焊缝的路线，推拉球514受到两个柔性边条512和受力杆55的挤推作用带动联动杆10横向移动，进而将焊缝的位置变换反馈驱动至超声波检测探头67处，使得超声波检测探头67始终与焊接钢管8焊缝位置的变换保持同步位置变化，当超声波传播到材料中的缺陷或孔洞等不连续性时，部分声能将由于介质的不连续性而发生反射，反射的幅度和波形取决于缺陷或孔洞的形状、大小、位置以及材料的性质等因素，使得超声波检测探头67能够对焊缝处的缺陷和孔洞进行准确检测，并将检测到的缺陷反馈至PLC控制器11内，PLC控制器11根据缺陷和孔洞的数量进行调节电动推杆74的动作调整，具体为缺陷和孔洞数量越多，调节电动推杆74输出端的移动距离越长；
再通过电机旋转组件65驱动横板66转动180度，使得电弧焊头68移动至焊缝上端，启动旋转电机210和直流双轴电机53，使得电弧焊头68随着焊缝的位置变化同步变化，进行稳定的焊接操作，焊接时，由于调节电动推杆74通过绝缘块75带动电弧焊导电接片76和电机导电接片77分别在电弧焊电阻棒72和电机电阻棒73上移动，使得电弧焊电阻棒72接入电弧焊头68后端焊接机构的供电电路的阻值减小，进而使得供电电流增大，进而控制焊接弧的能量和热输入量，从而提高焊接温度，电机电阻棒73接入直流双轴电机53的供电电路的阻值增大，进而使得供电电流减小，使得直流双轴电机53的功率转速减小，减缓焊接速度，实现基于焊接钢管8焊接端头处的缺陷和孔洞形成进行焊接温度和速度的自适应调节。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种建筑施工钢结构焊接装置，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的上端一侧固定安设有装夹旋转机构(2)，所述装夹旋转机构(2)内固定夹持有两段焊接钢管(8)，所述底座(1)的上端还固定安设有托接在焊接钢管(8)下端的中间承托机构(3)，所述中间承托机构(3)上还固定安设有钢管外壁清理机构(4)，所述底座(1)的上端另一侧固定安设有焊缝线路记忆机构(5)，所述底座(1)的上端后侧还固定安设有L形立板(9)，所述L形立板(9)的水平部下端滑动连接有联动杆(10)，所述联动杆(10)的一端下侧固定连接有识别检测焊接机构(6)，所述联动杆(10)的另一端下侧与焊缝线路记忆机构(5)连接，所述L形立板(9)的上端固定安设有PLC控制器(11)和焊接温度速度调控机构(7)，所述装夹旋转机构(2)、钢管外壁清理机构(4)、焊缝线路记忆机构(5)、识别检测焊接机构(6)和焊接温度速度调控机构(7)均与PLC控制器(11)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种建筑施工钢结构焊接装置，其特征在于，所述装夹旋转机构(2)包括两个对称固定连接在底座(1)上端的侧板(21)，所述底座(1)的上端还固定安设有位于两个侧板(21)之间的夹持双轴电机(22)，所述夹持双轴电机(22)的两端输出端均固定连接有调节螺杆(23)，所述调节螺杆(23)的一端通过轴承与侧板(21)的侧壁转动连接，所述调节螺杆(23)的杆壁还螺纹套接有支撑板(24)，两个所述侧板(21)之间还固定连接有多根导向杆(25)，所述支撑板(24)的侧壁开设有与导向杆(25)滑动套接的导向孔，所述支撑板(24)的上端侧壁开设有通孔，且对应通孔内通过轴承转动套接有转轴(26)，所述转轴(26)的一端伸入焊接钢管(8)内，且固定连接有支撑块(27)，所述支撑块(27)的外壁固定连接有多根微型电动推杆(28)，位于同侧多根所述微型电动推杆(28)的输出端固定连接有同一个橡胶抵撑板(29)，其中一个所述支撑板(24)的外壁固定安设有旋转电机(210)，所述旋转电机(210)的输出端与转轴(26)的一端固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种建筑施工钢结构焊接装置，其特征在于，所述中间承托机构(3)包括两个对称托接在焊接钢管(8)下端外侧的弧形托板(31)，所述弧形托板(31)的下端与底座(1)的上端之间固定连接有多根支撑柱(32)，所述弧形托板(31)的内壁均匀开设有多个滚珠槽，且对应滚珠槽内通过滚珠安装机构固定安设有万向滚珠(33)。
4.根据权利要求3所述的一种建筑施工钢结构焊接装置，其特征在于，所述钢管外壁清理机构(4)包括固定连接在两个弧形托板(31)之间的U形定位板(41)，所述U形定位板(41)的水平部开设有多个通孔，且对应通孔内活动插套有顶推杆(42)，多根所述顶推杆(42)的上端固定连接有同一个升降板(43)，所述升降板(43)的表面均匀开设有多个通孔，且对应通孔内通过轴承转动套接有传动轴(44)，所述传动轴(44)的上端固定连接有清理刷盘(45)，所述升降板(43)的下端对称固定连接有两个轴承座(46)，两个所述轴承座(46)内通过轴承转动连接有同一根轮轴(47)，所述轮轴(47)的两端均固定连接有驱动滚轮(48)，所述轮轴(47)和传动轴(44)之间通过锥齿轮组件(49)传动连接，多根所述顶推杆(42)的下端固定连接有同一个顶推板(410)，所述U形定位板(41)的下端固定连接有吸力电磁板(411)，所述顶推板(410)的上端固定连接有吸力永磁板(412)，所述U形定位板(41)的下端和顶推板(410)的上端固定连接有多个套设在顶推杆(42)外的下压弹簧(413)。
5.根据权利要求1所述的一种建筑施工钢结构焊接装置，其特征在于，所述焊缝线路记忆机构(5)包括固定连接在底座(1)上端的安装支架(51)，所述安装支架(51)的上端内侧转动连接有同步滚筒(52)，所述底座(1)的上端固定安设有位于安装支架(51)内的直流双轴电机(53)，所述直流双轴电机(53)的两端输出端与同步滚筒(52)的两端通过皮带轮驱动组件(54)传动连接，所述同步滚筒(52)的外壁对称滑动连接有多根受力杆(55)，所述同步滚筒(52)的内壁滑动连接有多根与受力杆(55)位置对应的连接杆(56)，所述受力杆(55)和连接杆(56)相对一侧杆壁均固定嵌设有同步齿条(57)，所述同步滚筒(52)的外壁开设有多个位于受力杆(55)和连接杆(56)之间的矩形通口，且对应矩形通口内转动连接有与同步齿条(57)啮合的同步齿轮(58)，所述同步滚筒(52)的内壁和外壁均固定连接有多个滑动套设在受力杆(55)和连接杆(56)外的导向筒(59)，所述导向筒(59)内固定嵌设有固定电磁块(510)，所述受力杆(55)和连接杆(56)的杆壁固定嵌设有固定永磁块(511)，位于同侧多根所述受力杆(55)的一端固定连接有同一个柔性边条(512)，所述联动杆(10)的一端下侧固定连接有立杆(513)，所述立杆(513)的下端固定连接有位于两个柔性边条(512)之间的推拉球(514)。
6.根据权利要求1所述的一种建筑施工钢结构焊接装置，其特征在于，所述识别检测焊接机构(6)包括固定连接在联动杆(10)一端下侧的固定板(61)，所述固定板(61)的下端侧壁固定安设有转向电机(62)，所述转向电机(62)的输出端贯穿伸出固定板(61)，且固定连接有安装块(63)，所述安装块(63)的下端固定安设有焊缝随走杆(64)，所述安装块(63)的上端还固定安设有电机旋转组件(65)，所述电机旋转组件(65)的上端输出端固定连接有横板(66)，所述横板(66)的两端分别固定连接有超声波检测探头(67)和电弧焊头(68)。
7.根据权利要求5所述的一种建筑施工钢结构焊接装置，其特征在于，所述焊接温度速度调控机构(7)包括绝缘壳(71)，所述绝缘壳(71)的上下相对一侧内壁分别固定连接有电弧焊电阻棒(72)和电机电阻棒(73)，所述绝缘壳(71)的一侧侧壁固定插套有调节电动推杆(74)，所述调节电动推杆(74)的输出端固定连接有绝缘块(75)，所述绝缘块(75)的上下两端分别固定连接有电弧焊导电接片(76)和电机导电接片(77)，所述电弧焊电阻棒(72)和电弧焊导电接片(76)电连在电弧焊头(68)后端焊接机构的供电电路上，所述电机导电接片(77)和电机电阻棒(73)电连在直流双轴电机(53)的供电电路上。
8.一种基于权利要求1-7任意一项所述的建筑施工钢结构焊接装置的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.先将两段焊接钢管(8)分别放置在多个橡胶抵撑板(29)的外侧，通过PLC控制器(11)控制微型电动推杆(28)动作，微型电动推杆(28)推动橡胶抵撑板(29)移动，对焊接钢管(8)进行快速稳定的固定，再启动夹持双轴电机(22)，夹持双轴电机(22)带动调节螺杆(23)转动，通过调节螺杆(23)和支撑板(24)的螺纹套接作用使得两段焊接钢管(8)相互靠近，使得两段焊接钢管(8)稳定准确的接触在一起；
S2.转向电机(62)带动安装块(63)转动，使得焊缝随走杆(64)转动至下侧，并伸入两段焊接钢管(8)之间的焊缝内，启动旋转电机(210)，旋转电机(210)驱动两段焊接钢管(8)转动，且通过PLC控制器(11)的同步操控直流双轴电机(53)同步动作，随着两段焊接钢管(8)的转动，焊缝随走杆(64)在焊缝内移动，进而驱动焊缝随走杆(64)在横向位置不断的移动，识别焊缝的具体位置，焊缝随走杆(64)通过安装块(63)、固定板(61)、联动杆(10)驱动立杆(513)和推拉球(514)也在横向位置随着焊缝不断的移动，直流双轴电机(53)通过皮带轮驱动组件(54)驱动同步滚筒(52)转动，推拉球(514)的横向位移配合同步滚筒(52)的转动，使得推拉球(514)挤推在柔性边条(512)上，进而推动不同位置的受力杆(55)随着焊缝位置的变化左右移动变化，一侧的受力杆(55)的移动通过同步齿条(57)和同步齿轮(58)驱动连接杆(56)带动另一侧的受力杆(55)移动，使得相对两根受力杆(55)之间的间距保持恒定，进而在两个柔性边条(512)之间模拟处两段焊接钢管(8)之间焊缝的位置变化，这里的焊接钢管(8)外径和同步滚筒(52)的外径相同，因此能够将焊接钢管(8)的焊缝变化完全呈现在同步滚筒(52)的外侧，旋转完一圈后旋转电机(210)和直流双轴电机(53)同步停止动作，完成焊缝路线的记忆固定，且此时PLC控制器(11)向固定电磁块(510)供电，固定电磁块(510)与固定永磁块(511)配合使得导向筒(59)对受力杆(55)和连接杆(56)进行固定，实现对焊缝线路的记忆固定；
S3.记忆焊缝的路线时，同步向吸力电磁板(411)供电，吸力电磁板(411)通电产生磁性配合吸力永磁板(412)带动顶推板(410)克服下压弹簧(413)的弹力上移，进而使得驱动滚轮(48)和清理刷盘(45)抵触在两段焊接钢管(8)的下端，随着焊接钢管(8)的转动，清理刷盘(45)与焊接钢管(8)相对动作实现对焊接钢管(8)外壁的快速清理，且驱动滚轮(48)随之转动带动轮轴(47)转动，轮轴(47)通过锥齿轮组件(49)驱动多根传动轴(44)同步转动，传动轴(44)带动清理刷盘(45)进一步的旋转动作，实现对焊接钢管(8)焊缝处的外壁进一步的打磨清理；
S4.再通过转向电机(62)带动安装块(63)旋转180度，且通过电机旋转组件(65)驱动横板(66)转动，使得超声波检测探头(67)移动至焊接钢管(8)的上端，PLC控制器(11)启动旋转电机(210)和直流双轴电机(53)，由于同步滚筒(52)外表面利用两个柔性边条(512)固定了焊缝的路线，推拉球(514)受到两个柔性边条(512)和受力杆(55)的挤推作用带动联动杆(10)横向移动，进而将焊缝的位置变换反馈驱动至超声波检测探头(67)处，使得超声波检测探头(67)始终与焊接钢管(8)焊缝位置的变换保持同步位置变化，当超声波传播到材料中的缺陷或孔洞等不连续性时，部分声能将由于介质的不连续性而发生反射，反射的幅度和波形取决于缺陷或孔洞的形状、大小、位置以及材料的性质等因素，使得超声波检测探头(67)能够对焊缝处的缺陷和孔洞进行准确检测，并将检测到的缺陷反馈至PLC控制器(11)内，PLC控制器(11)根据缺陷和孔洞的数量进行调节电动推杆(74)的动作调整，具体为缺陷和孔洞数量越多，调节电动推杆(74)输出端的移动距离越长；
S5.再通过电机旋转组件(65)驱动横板(66)转动180度，使得电弧焊头(68)移动至焊缝上端，启动旋转电机(210)和直流双轴电机(53)，使得电弧焊头(68)随着焊缝的位置变化同步变化，进行稳定的焊接操作，焊接时，由于调节电动推杆(74)通过绝缘块(75)带动电弧焊导电接片(76)和电机导电接片(77)分别在电弧焊电阻棒(72)和电机电阻棒(73)上移动，使得电弧焊电阻棒(72)接入电弧焊头(68)后端焊接机构的供电电路的阻值减小，进而使得供电电流增大，进而控制焊接弧的能量和热输入量，从而提高焊接温度，电机电阻棒(73)接入直流双轴电机(53)的供电电路的阻值增大，进而使得供电电流减小，使得直流双轴电机(53)的功率转速减小，减缓焊接速度，实现基于焊接钢管(8)焊接端头处的缺陷和孔洞形成进行焊接温度和速度的自适应调节。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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