CN220217067U - 一种焊接用高度自适应调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焊接用高度自适应调节装置，包括底座、举升机构、举升座、平移机构、接触基座和PLC；底座上设有举升机构，举升机构连接举升座且能够驱动举升座升降，举升座上设有待焊接的加强筋；举升座连接有支撑座，所述支撑座上设有平移机构，平移机构与接触基座的中部连接且能够驱动接触基座平移；接触基座的中心平面与加强筋的中心平面重合，接触基座面向待焊接的多边形杆体竖向设置且两端设有对称分布的上电极和下电极，上电极、下电极、平移机构和举升机构分别连接PLC。本实用新型能够自动调节使待焊接的加强筋的中心平面与待焊接的多边形杆体的杆体棱边圆弧中心线所在的水平面重合，提高焊接准确度和焊接效率。

Description

一种焊接用高度自适应调节装置

技术领域

本实用新型属于焊接工装技术领域，具体涉及一种焊接用高度自适应调节装置。

背景技术

钢结构行业材料利用率高，加工效率高，成本低，广泛应用于建筑、能源、机械等行业，是绿色环保、可持续发展的新兴产业。随着钢结构形式更加复杂，特殊结构、特殊钢材的使用更加广泛，这对焊接质量和焊接技术提出了更高的要求。

钢结构零件的加工形式主要是焊接，需要研制相应的焊接定位夹具，但现有的钢结构标准化程度很低，主要采用人工装配，装配过程比较随意，随机误差很大，在实际生产中，钢结构件的尺寸及形位误差达数十倍甚至数百倍于普通机械零件。

不规则的多边形杆体是典型的钢结构件。如常见的八角形灯杆是用一块钢板折弯7次形成的，中间的纵向缝用埋弧焊焊接成一个整体，截面是不规则的八角形，折弯变形和焊接变形导致八角形对边尺寸的随机误差达10-15mm，因此与八角形灯杆相配合的加强筋目前只能用人工目视定位，无法采用自动化焊接或机器人焊接。目前行业普遍采用人工焊接，但由于焊工水平等问题，加强筋定位困难，焊接质量很不稳定，且对于多边形灯杆，其加强筋应该与棱边圆弧的中心位置接触，但人工焊接通常偏离很多尺寸，废品率，效率低。

如何确定加强筋侧面中心位置与多边形杆体的杆体棱边圆弧中心位置等高，从而改变目前加强筋定位依赖人工的现状，对实现不规则多边形杆体的大批量自动焊接具有十分重要的价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种焊接用高度自适应调节装置，能够自动调节使待焊接的加强筋的中心平面与待焊接的多边形杆体的杆体棱边圆弧中心线所在的水平面重合，有效消除多边形杆体棱边形状和尺寸随机误差大的干扰，避免人工目视焊接产生的焊接误差，提高焊接准确度和焊接效率。

本实用新型提供了如下的技术方案：

第一方面，提供一种焊接用高度自适应调节装置，包括底座、举升机构、举升座、平移机构、接触基座和PLC；

所述底座上设有举升机构，所述举升机构连接举升座且能够驱动举升座升降，所述举升座上设有待焊接的加强筋；

所述举升座连接有支撑座，所述支撑座上设有平移机构，所述平移机构与接触基座的中部连接且能够驱动接触基座平移；

所述接触基座的中心平面与加强筋的中心平面重合，所述接触基座面向待焊接的多边形杆体竖向设置且两端设有对称分布的上电极和下电极，所述上电极、下电极、平移机构和举升机构分别连接所述PLC。

进一步的，所述举升机构包括第一电动推杆，所述第一电动推杆安装于底座，所述第一电动推杆的伸出轴连接举升座的底面。

进一步的，所述举升座的底部连接有多个支撑杆，所述支撑杆插设于底座内且与底座间隙配合。

进一步的，所述平移机构包括滑轮、内滑轮绳、径向牵引轴和配重块，所述滑轮通过滑轮轴与支撑座转动连接，所述径向牵引轴的一端连接接触基座的中央，另一端连接有轴连接板，所述内滑轮绳绕过滑轮且两端分别连接轴连接板和配重块。

进一步的，所述平移机构还包括第二电动推杆、外滑轮绳和基座连接板，所述第二电动推杆安装于底座，所述基座连接板安装于接触基座的侧面且与径向牵引轴的位置对应，所述外滑轮绳绕过滑轮且两端分别连接基座连接板和第二电动推杆的伸出轴。

进一步的，所述滑轮为双槽滑轮，所述双槽滑轮上设有并列设置的内滑槽和外滑槽，所述内滑轮绳绕于内滑槽内，所述外滑轮绳绕于外滑槽内。

进一步的，所述接触基座的上下两端设有对称设置的上端块和下端块，所述上端块与上电极连接，所述下端块与下电极连接。

进一步的，所述上电极设有上电极触点，所述下电极设有下电极触点，所述上电极触点和下电极触点沿多边形杆体的径向对称设置。

进一步的，还包括电源，所述多边形杆体上设有磁性触点，所述磁性触点、电源和PLC通过导线依次连接，所述PLC通过导线分别连接上电极和下电极。

第二方面，提供一种第一方面所述焊接用高度自适应调节装置的使用方法，包括以下步骤：

举升机构驱动举升座升降，使加强筋的中心平面位置低于多边形杆体的杆体棱边圆弧中心线的位置；

平移机构驱动接触基座向靠近多边形杆体的方向移动，直到上电极接触杆体棱边圆弧上方的斜面，PLC接收触发信号并控制举升机构工作，驱动举升座带动加强筋上升，直到下电极接触杆体棱边圆弧下方的斜面，PLC接收触发信号并控制举升机构停止工作，此时加强筋的中心平面与杆体棱边圆弧中心线所在的水平面重合；

平移机构驱动接触基座向远离多边形杆体的方向移动，PLC接收触点断开信号，并控制完成加强筋的焊接工作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的焊接用高度自适应调节装置，通过举升机构驱动举升座升降，使加强筋的中心平面位置低于多边形杆体的杆体棱边圆弧中心线的位置；然后平移机构驱动接触基座向靠近多边形杆体的方向移动，直到上电极接触杆体棱边圆弧上方的斜面，PLC接收触发信号并控制举升机构工作，驱动举升座带动加强筋上升，直到下电极接触杆体棱边圆弧下方的斜面，PLC接收触发信号并控制举升机构停止工作，此时加强筋的中心平面与杆体棱边圆弧中心线所在的水平面重合；随后平移机构驱动接触基座向远离多边形杆体的方向移动，PLC接收触点断开信号，并控制完成加强筋的焊接工作，能够有效消除多边形杆体棱边形状和尺寸随机误差大的干扰，避免人工目视焊接产生的焊接误差，提高焊接准确度和焊接效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例中焊接用高度自适应调节装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中焊接用高度自适应调节装置的部分结构示意图；

图3是本实用新型实施例中平移机构的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中初始状态下接触基座的位置结构示意图；

图5是本实用新型实施例中上电极触点接触多边形杆体时的结构示意图；

图6是本实用新型实施例中上电极触点和下电极触点同时接触多边形杆体时的结构示意图；

图中标记为：1、多边形杆体；1-1、杆体棱边圆弧；2、加强筋；3、举升座；3-1、支撑杆；4、底座；5、第一电动推杆；6、接触基座；6-1、上端块；6-2、下端块；7、径向牵引轴；8、轴连接板；9、支撑座；10、双槽滑轮；10-1、内滑槽；10-2、外滑槽；11、滑轮轴；12、内滑轮绳；13、配重块；14、基座连接板；15、外滑轮绳；16、上电极；16-1、上电极触点；17、下电极；17-1、下电极触点；18、第二电动推杆；19、磁性触点；20、导线；21、电源；22、PLC；23、夹具；24、旋转机构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1和图2所示，本实施例提供一种焊接用高度自适应调节装置，包括底座4、举升机构、举升座3、平移机构、接触基座6、PLC 22和电源21。

如图1和图2所示，底座4上设有举升机构，举升机构连接举升座3且能够驱动举升座3升降，举升座3上设有待焊接的加强筋2。具体的，举升机构为第一电动推杆5，第一电动推杆5安装于底座4，第一电动推杆5的伸出轴连接举升座3的底面。举升座3的底部连接有多个支撑杆3-1，支撑杆3-1插设于底座4内且与底座4间隙配合，支撑杆3-1具有支撑举升座3的作用，能够提高举升座3的升降平稳性。

如图2和图3所示，举升座3连接有支撑座9，支撑座9上设有平移机构，平移机构与接触基座6的中部连接且能够驱动接触基座6平移。

如图2和图3所示，平移机构包括滑轮、内滑轮绳12、径向牵引轴7和配重块13。滑轮通过滑轮轴11与支撑座9转动连接，滑轮为双槽滑轮10，双槽滑轮10上设有并列设置的内滑槽10-1和外滑槽10-2。径向牵引轴7的一端连接接触基座6的中央，另一端连接有轴连接板8，内滑轮绳12绕过双槽滑轮10的内滑槽10-1且两端分别连接轴连接板8和配重块13。

如图2和图3所示，平移机构还包括第二电动推杆18、外滑轮绳15和基座连接板14，第二电动推杆18安装于底座4，第二电动推杆18连接PLC22，基座连接板14安装于接触基座6的侧面且与径向牵引轴7的位置对应，外滑轮绳15绕过双槽滑轮10的外滑槽10-2且两端分别连接基座连接板14和第二电动推杆18的伸出轴。

如图2和图3所示，第二电动推杆18的伸出轴向上运动时，外滑轮绳15被放松，双槽滑轮10在配重块13的作用下旋转，收紧内滑轮绳12，使轴连接板8带动径向牵引轴7和接触基座6向靠近多边形杆体1的方向移动；反之，第二电动推杆18的伸出轴向下运动时，能够带动接触基座6向远离多边形杆体1的方向移动。

如图1-图3所示，接触基座6的中心平面与加强筋2的中心平面重合，接触基座6面向待焊接的多边形杆体1竖向设置，接触基座6的上下两端设有以接触基座6的中心平面为中心对称设置的上端块6-1和下端块6-2，上端块6-1与上电极16连接，下端块6-2与下电极17连接，上电极16和下电极17相对于接触基座6的中心平面对称分布。上电极16设有上电极触点16-1，下电极17设有下电极触点17-1，上电极触点16-1和下电极触点17-1沿多边形杆体1的径向对称设置。

如图1所示，上电极16、下电极17、平移机构和举升机构分别连接PLC 22。多边形杆体1上还设有磁性触点19，磁性触点19、电源21和PLC 22通过导线20依次连接，PLC 22通过导线20分别连接上电极16和下电极17，从而行成电流回路。

实施例2

本实施例提供一种实施例1所述焊接用高度自适应调节装置的使用方法，包括以下步骤：

(1)如图1所示，将待焊接的多边形杆体1通过夹具23固定，通过驱动机构24驱动多边形杆体1旋转，使待焊接的杆体棱边圆弧1-1面向本装置。其中，夹具23和驱动机构24可采用现有技术中的装置，如可采用发明专利申请一种剖分式自动分中夹具及其使用方法(申请号：202210106136.5)中的夹具和驱动机构。

(2)如图4所示，初始状态下，PLC 22控制第一电动推杆5驱动举升座3升降，使加强筋2的中心平面位置低于多边形杆体1的杆体棱边圆弧1-1中心线的位置，此时，上电极触点16-1与杆体棱边圆弧1-1上方斜面之间的距离会明显小于下电极触点17-1与杆体棱边圆弧1-1下方斜面之间的距离。

(3)进入工作状态后，PLC 22控制第二电动推杆18的伸出轴向上运动，外滑轮绳15被放松，双槽滑轮10在配重块13的作用下旋转，收紧内滑轮绳12，使轴连接板8带动径向牵引轴7和接触基座6向靠近多边形杆体1的方向移动，上电极触点16-1和下电极触点17-1同步向前移动，直到上电极触点16-1接触杆体棱边圆弧1-1上方的斜面(如图5所示)，此时，上电极触点16-1、磁性触点19、电源21和PLC 22连接成一个电流回路，PLC 22接收触发信号并控制第一电动推杆5的伸出轴向上伸出，使得举升座3向上移动，此时上电极触点16-1同时存在向上和向前的两种运动，并且上电极触点16-1始终与杆体棱边圆弧1-1上方的斜面接触。举升座3向上移动过程中，下电极触点17-1也同时存在向上和向前的两种运动，因此与杆体棱边圆弧1-1下方斜面的距离越来越近，直到下电极触点17-1到杆体棱边圆弧1-1下方的斜面(如图6所示)，此时下电极触点17-1、磁性触点19、电源21和PLC 22连接成一个电流回路，PLC 22接收触发信号并控制第一电动推杆5停止工作。此时，由于上电极16和下电极17以接触基座6的中心平面为对称，而接触基座6的中心平面与加强筋2的中心平面重合，因此，加强筋2的中心平面与杆体棱边圆弧1-1中心线所在的水平面重合，从而完成了加强筋2高度方向的定位。

(4)PLC 22控制第二电动推杆18的伸出轴向下运动，使得双槽滑轮10克服配重块13的重力作用旋转，通过内滑轮绳12使得轴连接板8带动径向牵引轴7和接触基座6向远离多边形杆体1的方向移动，接触基座6带动上电极触点16-1和下电极触点17-1同步移动到一个预定位置，此时导线20与上电极触点16-1、下电极触点17-1、磁性触点19、电源21和PLC22连接成的电流回路断开，PLC 22接收触点断开信号，并控制完成加强筋2的焊接工作。

(5)焊接结束后，PLC 22控制第一电动推杆5带动举升座3向下移动到预定位置，即可进行卸料以及下一多边形杆体的上料焊接作业。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种焊接用高度自适应调节装置，其特征在于，包括底座、举升机构、举升座、平移机构、接触基座和PLC；

所述底座上设有举升机构，所述举升机构连接举升座且能够驱动举升座升降，所述举升座上设有待焊接的加强筋；

所述举升座连接有支撑座，所述支撑座上设有平移机构，所述平移机构与接触基座的中部连接且能够驱动接触基座平移；

所述接触基座的中心平面与加强筋的中心平面重合，所述接触基座面向待焊接的多边形杆体竖向设置且两端设有对称分布的上电极和下电极，所述上电极、下电极、平移机构和举升机构分别连接所述PLC。

2.根据权利要求1所述的焊接用高度自适应调节装置，其特征在于，所述举升机构包括第一电动推杆，所述第一电动推杆安装于底座，所述第一电动推杆的伸出轴连接举升座的底面。

3.根据权利要求1所述的焊接用高度自适应调节装置，其特征在于，所述举升座的底部连接有多个支撑杆，所述支撑杆插设于底座内且与底座间隙配合。

4.根据权利要求1所述的焊接用高度自适应调节装置，其特征在于，所述平移机构包括滑轮、内滑轮绳、径向牵引轴和配重块，所述滑轮通过滑轮轴与支撑座转动连接，所述径向牵引轴的一端连接接触基座的中央，另一端连接有轴连接板，所述内滑轮绳绕过滑轮且两端分别连接轴连接板和配重块。

5.根据权利要求4所述的焊接用高度自适应调节装置，其特征在于，所述平移机构还包括第二电动推杆、外滑轮绳和基座连接板，所述第二电动推杆安装于底座，所述基座连接板安装于接触基座的侧面且与径向牵引轴的位置对应，所述外滑轮绳绕过滑轮且两端分别连接基座连接板和第二电动推杆的伸出轴。

6.根据权利要求5所述的焊接用高度自适应调节装置，其特征在于，所述滑轮为双槽滑轮，所述双槽滑轮上设有并列设置的内滑槽和外滑槽，所述内滑轮绳绕于内滑槽内，所述外滑轮绳绕于外滑槽内。

7.根据权利要求1所述的焊接用高度自适应调节装置，其特征在于，所述接触基座的上下两端设有对称设置的上端块和下端块，所述上端块与上电极连接，所述下端块与下电极连接。

8.根据权利要求1所述的焊接用高度自适应调节装置，其特征在于，所述上电极设有上电极触点，所述下电极设有下电极触点，所述上电极触点和下电极触点沿多边形杆体的径向对称设置。

9.根据权利要求1所述的焊接用高度自适应调节装置，其特征在于，还包括电源，所述多边形杆体上设有磁性触点，所述磁性触点、电源和PLC通过导线依次连接，所述PLC通过导线分别连接上电极和下电极。