CN209206762U - 一种用于钢横梁的焊接机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于钢横梁的焊接机构，包括焊接机械手、限位工装和工作平台，焊接机械手固定在工作平台一侧的地面上，限位工装安装在工作平台上，钢横梁卡接在限位工装和工作平台的U型槽内，U型槽的短边侧而设置有顶紧定位用的螺栓，工作平台的两侧边中部设置有旋转轴，旋转轴的外端设置有从动齿轮，工作平台的一侧设置有电机，电机的工作端连接有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合；还包括控制中心，控制中心与焊接机械手、电机电连接。本实用新型焊接机构构思巧妙，结构紧凑合理，焊接机械手和旋转轴的设计，实现了钢横梁两面焊缝的快速焊接作业，焊接质量好，效率高，有效解决了现有技术钢横梁的焊接效率低的问题。

Description

一种用于钢横梁的焊接机构

技术领域

本实用新型涉及人行道钢横梁生产设备技术领域，尤其涉及一种用于钢横梁的焊接机构。

背景技术

钢横梁主要由5部分组成：下翼缘板、中板、上翼缘板、圆柱头栓钉、栏杆立柱基础。钢横梁主要应用于铁路简支T型桥梁上，位于桥梁双侧设置，间距2m/个，即每公里铁路需安装1000个钢横梁。钢横梁具有规格型号统一、需求数量大的特点，适宜进行机械自动化生产。根据生产经验，钢横梁生产过程中，下翼缘板、中板、上翼缘板的焊接连接是主要施工工序，目前多采用人工焊接的作业方式，存在劳动强度大、受工人技术水平局限其焊缝质量不稳定、作业环境恶劣等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于钢横梁的焊接机构，解决人工焊接作业劳动强度大，焊缝质量不稳定，效率低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型一种用于钢横梁的焊接机构，包括焊接机械手、限位工装和工作平台，所述焊接机械手固定在所述工作平台一侧的地面上，所述限位工装连接在所述工作平台上，钢横梁卡接在所述限位工装和所述工作平台的U型槽内，所述U型槽的短边侧而设置有顶紧定位用的螺栓，所述工作平台的两侧边中部设置有旋转轴，两个所述旋转轴通过轴承连接在支腿上，其中一个所述旋转轴的外端设置有从动齿轮，所述工作平台的一侧设置有电机，所述电机的工作端连接有主动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合；还包括控制中心，所述控制中心与所述焊接机械手、所述电机电连接。

进一步的，所述焊接机械手包括第一连接臂、第二连接臂和焊枪，所述第一连接臂的一端连接在焊接机的固定底座上，所述第二连接臂的一端通过万向节连接在所述第一连接臂的另一端，第二连接臂的另一端通过万向节与所述焊枪连接在一起；所述控制中心启动控制所述第一连接臂带动第二连接臂和焊枪实现焊接平移、折叠回退和打开伸出动作。

再进一步的，所述限位工装设置有六组，包括四组端部限位板和两组中间限位板，所述钢横梁包括上翼缘板、下翼缘板和中板，所述上翼缘板、下翼缘板平行布置后均通过两组所述端部限位板与所述工作平台配合形成C型卡槽进行定位，所述中板垂直位于所述上翼缘板、下翼缘板的中间通过所述中间限位板进行定位。

再进一步的，所述端部限位板的具体设置为L板，所述L板的一个短边设计为直边并通过螺栓连接在所述工作平台上，所述L板的另一个短边设计为U 型槽，且所述U型槽与所述工作平台上U型槽相对应；所述U型槽的外侧边上连接有两个锁紧用的螺栓；所述中间限位板包括相互连接在一起的底板和两个平行放置的卡板，所述底板通过螺栓连接在工作平台的连接板上，两个所述卡板与所述工作平台的大面平行设置。

再进一步的，所述工作平台的外形是一个长方形板，所述长方形板上设置有至少一个所述钢横梁固定用的通孔，所述通孔的包括一条长直边、两条与所述长直边垂直的短边和一条曲折边，所述端部限位板连接在所述长直边和曲折边上且均设置有两个，所述中间限位板连接在所述短边上，且每个短边的中间设置一组中间限位板。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：

本实用新型一种用于钢横梁的焊接机构，包括焊接机械手、限位工装和可旋转的工作平台，工作平台的一端安装有驱动用的电机，电机通过齿轮传递与工作平台上的旋转轴传动连接；工作时，首先将钢横梁通过限位工装定位连接在工作平台上，焊接机械手上的焊枪面对钢横梁的中板一个侧面，该侧面的上下边缘分别与上翼缘板、下翼缘板接触并点焊连接在一起，焊枪从上接触边缘的一端为起点向另一端平移，实现中板上边缘与上翼缘板的焊接，完成后焊枪返回原位并向下移动至中板与下翼缘板的连接处，焊枪从下接触边缘的一端为起点向另一端平移实现中板下边缘与下翼缘板的焊接；完成后，焊枪返回并退出工作平台，然后电机启动通过主动齿轮带动从动齿轮旋转，从而通过旋转轴带动工作平台旋转180°，此时中板的另一个面正对所述焊枪，按照设定的程序路线，完成中板另一侧上边缘、下边缘连接处两条焊缝的焊接，从而顺利完成中板两个面上下边缘四条焊缝的焊接作业。焊接完成后，焊枪回退到原始位置，焊接后的钢横梁从工作平台上取下。该焊接作业采用焊接机械手代替人工焊接，仅需一人即可完成先前四人的工作内容，降低了成本，提高了工作效率，机械臂焊手自动化控制，行走速度稳定精度高，焊接质量稳定可靠。本实用新型焊接机构构思巧妙，结构紧凑合理，焊接机械手和旋转轴的设计，实现了钢横梁两面焊缝的快速焊接作业，焊接质量好，效率高，有效解决了现有技术钢横梁的焊接效率低的问题。

附图说明

下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的结构主视示意图；

图2为本实用新型的左视图；

图3为本实用新型的端部限位板的结构剖视图；

图4为本实用新型的中间限位板的结构示意图；

图5为本实用新型工作平台和限位工装连接结构示意图；

附图标记说明：1、焊接机械手；101、第一连接臂；102、第二连接臂；103 焊枪；

2、限位工装；201、端部限位板；202、中间限位板；

3、工作平台；301、支腿；4、旋转轴；5、电机；6、主动齿轮；7、从动齿轮；

8、钢横梁；801、上翼缘板；802、下翼缘板；803、中板；9、控制中心。

具体实施方式

如图1-3所示，一种用于钢横梁的焊接机构，包括焊接机械手1、限位工装 2和工作平台3，所述焊接机械手1固定在所述工作平台3一侧的地面上，所述限位工装2连接在所述工作平台3上，钢横梁8卡接在所述限位工装2和所述工作平台3的U型槽内，所述U型槽的短边侧而设置有顶紧定位用的螺栓，所述工作平台3的两侧边中部设置有旋转轴4，两个所述旋转轴4通过轴承连接在支腿301上，其中一个所述旋转轴4的外端设置有从动齿轮7，所述工作平台3 的一侧设置有电机5，所述电机5的工作端连接有主动齿轮6，所述主动齿轮6 与所述从动齿轮7相啮合；还包括控制中心9，所述控制中心9与所述焊接机械手1、所述电机5电连接。此外为了保证动作的同步性，作为驱动装置的电机5、主动齿轮6和从动齿轮7也可对称设置有两组，并分别连接在对称设计的两个旋转轴4上。

具体来说，所述焊接机械手1包括第一连接臂101、第二连接臂102和焊枪 103，所述第一连接臂101的一端连接在焊接机的固定底座上，所述第二连接臂 102的一端通过万向节连接在所述第一连接臂101的另一端，第二连接臂102的另一端通过万向节与所述焊枪103连接在一起；所述控制中心启动控制所述第一连接臂101带动第二连接臂102和焊枪103实现焊接平移、折叠回退和打开伸出动作。具体来说，焊接机可采用全数字IGBT逆变CO2/MAG/MMA多功能焊接机。

如图3所示，所述限位工装2设置有六组，包括四组端部限位板201和两组中间限位板202，所述钢横梁8包括上翼缘板801、下翼缘板802和中板803，所述上翼缘板801、下翼缘板802平行布置后均通过两组所述端部限位板201与所述工作平台3配合形成C型卡槽进行定位，所述中板803垂直位于所述上翼缘板801、下翼缘板802的中间通过所述中间限位板202进行定位。具体的，所述端部限位板201的具体设置为L板，所述L板的一个短边设计为直边并通过螺栓连接在所述工作平台3上，所述L板的另一个短边设计为U型槽，且所述U 型槽与所述工作平台3上U型槽相对应；所述U型槽的外侧边上连接有两个锁紧用的螺栓，旋转该螺栓可以将上翼缘板801、下翼缘板802顶紧在所述C型卡槽的内侧面上。

如图4所示，所述中间限位板202包括相互连接在一起的底板和两个平行放置的卡板，所述底板通过螺栓连接在工作平台3的连接板上，该连接板与工作平台垂直布置且为一体式结构，连接板的上方设置有两个与底板螺栓连接用的过孔，两个所述卡板与所述工作平台的大面平行设置，两个所述卡板中间的卡缝用于卡接钢横梁的中板803，先将中板直接滑入连接到卡缝内，旋紧任意一个卡板上的紧固螺钉进行锁紧定位。此外，所述中间限位板202也可以设计为其他结构形式，例如工作平台上向下延伸出一个L型的支撑板时，中间限位板可以设计为一个平板，平板上设置四个螺栓孔，两个用于与工作平台3连接，两个用于顶紧中板803。

如图5所示，所述工作平台3的外形是一个长方形板，所述长方形板上设置有至少一个所述钢横梁8固定用的通孔，所述通孔的包括一条长直边、两条与所述长直边垂直的短边和一条曲折边，所述端部限位板201连接在所述长直边和曲折边上且均设置有两个，所述中间限位板202连接在所述短边上，且每个短边的中间设置一组中间限位板202。具体来说，通孔可以并排设置有两个，可以同时将两个钢横梁8连接到工作平台3上，设定好加工程序一次性实现两钢横梁的焊接，进一步提高焊接效率。

本实用新型的工作过程如下：

工作时，首先焊接机械手1进行编程和调试，钢横梁下料完成后，用定位工装2将钢横梁8限制位移、固定牢固；工作时，首先将钢横梁通过限位工装2 定位连接在工作平台3上，连接时，两个端部限位板201连接在长直边对上翼缘板801进行定位，两个中间限位板分别连接在两个短边中间实现中板803的卡接限位，再用两个端部限位板201连接在曲折边上对下翼缘板802进行定位，旋紧所有的定位螺栓则钢横梁的定位作业完成；焊接机械手1上的焊枪103面对钢横梁的中板一个侧面，该侧面的上下边缘分别与上翼缘板801、下翼缘板802接触并点焊连接在一起，焊枪从上接触边缘的一端为起点向另一端平移，实现中板803上边缘与上翼缘板的焊接，完成后焊枪返回原位并向下移动至中板与下翼缘板的连接处，焊枪从下接触边缘的一端为起点向另一端平移实现中板下边缘与下翼缘板的焊接，该作业重复一次实现并排布置的另一个钢横梁同侧面连接边的焊接作业；完成后，焊枪返回并退出工作平台，然后电机5启动通过主动齿轮带动从动齿轮旋转，从而通过旋转轴4带动工作平台3旋转180°，此时中板的另一个面正对所述焊枪，下翼缘板和下翼缘板的位置互换，按照设定的程序路线，完成中板另一侧上边缘与下翼缘板连接处的焊接，返回后进行中板另一侧下边缘与上翼缘板连接处的焊接，从而顺利完成中板两个面上下边缘四条焊缝的焊接作业；重复以上作业顺序完成另一个件同侧面的焊接作业。该焊接全程中，焊枪自动化控制，运行速度稳定，有效提高了焊接质量。与现有技术相比，对工人的工作技能要求降低，提高了工作效率，降低了工作强度。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于钢横梁的焊接机构，其特征在于：包括焊接机械手(1)、限位工装(2)和工作平台(3)，所述焊接机械手(1)固定在所述工作平台(3)一侧的地面上，所述限位工装(2)连接在所述工作平台(3)上，钢横梁(8)卡接在所述限位工装(2)和所述工作平台(3)的U型槽内，所述U型槽的短边侧而设置有顶紧定位用的螺栓，所述工作平台(3)的两侧边中部设置有旋转轴(4)，两个所述旋转轴(4)通过轴承连接在支腿(301)上，其中一个所述旋转轴(4)的外端设置有从动齿轮(7)，所述工作平台(3)的一侧设置有电机(5)，所述电机(5)的工作端连接有主动齿轮(6)，所述主动齿轮(6)与所述从动齿轮(7)相啮合；还包括控制中心，所述控制中心(9)与所述焊接机械手(1)、所述电机(5)电连接。

2.根据权利要求1所述的用于钢横梁的焊接机构，其特征在于：所述焊接机械手(1)包括第一连接臂(101)、第二连接臂(102)和焊枪(103)，所述第一连接臂(101)的一端连接在焊接机的固定底座上，所述第二连接臂(102)的一端通过万向节连接在所述第一连接臂(101)的另一端，第二连接臂(102)的另一端通过万向节与所述焊枪(103)连接在一起；所述控制中心启动控制所述第一连接臂(101)带动第二连接臂(102)和焊枪(103)实现焊接平移、折叠回退和打开伸出动作。

3.根据权利要求1所述的用于钢横梁的焊接机构，其特征在于：所述限位工装(2)设置有六组，包括四组端部限位板(201)和两组中间限位板(202)，所述钢横梁(8)包括上翼缘板(801)、下翼缘板(802)和中板(803)，所述上翼缘板(801)、下翼缘板(802)平行布置后均通过两组所述端部限位板(201)与所述工作平台(3)配合形成C型卡槽进行定位，所述中板(803)垂直位于所述上翼缘板(801)、下翼缘板(802)的中间通过所述中间限位板(202)进行定位。

4.根据权利要求3所述的用于钢横梁的焊接机构，其特征在于：所述端部限位板(201)的具体设置为L板，所述L板的一个短边设计为直边并通过螺栓连接在所述工作平台(3)上，所述L板的另一个短边设计为U型槽，且所述U型槽与所述工作平台(3)上U型槽相对应；所述U型槽的外侧边上连接有两个锁紧用的螺栓；所述中间限位板(202)包括相互连接在一起的底板和两个平行放置的卡板，所述底板通过螺栓连接在工作平台(3)的连接板上，两个所述卡板与所述工作平台的大面平行设置。

5.根据权利要求4所述的用于钢横梁的焊接机构，其特征在于：所述工作平台(3)的外形是一个长方形板，所述长方形板上设置有至少一个所述钢横梁(8)固定用的通孔，所述通孔的包括一条长直边、两条与所述长直边垂直的短边和一条曲折边，所述端部限位板(201)连接在所述长直边和曲折边上且均设置有两个，所述中间限位板(202)连接在所述短边上，且每个短边的中间设置一组中间限位板(202)。