CN220838557U - 一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及拱梁加工技术领域，具体涉及一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统。该工字形弧形拱架一体化加工系统通过在机架上设置焊接机构、码放机构以及总吊机构，通过焊接机构对单个工字形弧形拱架进行焊接以在该工字形弧形拱架的两端加装端板，而该码放机构则用于对单个工字形弧形拱架进行运输，总吊机构则用于对经过焊接且经码放机构码放整齐的多个工字形弧形拱架进行整体运输，该焊接机构、码放机构以及总吊机构配合可实现对工字形弧形拱架的自动搬运、焊接和转移，以最大化提高对工字形弧形拱架的加工效率，降低加工成本。

Description

一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统

技术领域

本实用新型涉及拱梁加工技术领域，尤其涉及一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统。

背景技术

隧道在挖完之后需要进行加固，就需要使用弧形的工字钢作为钢拱架，现有的钢拱架生产自动化程度不高，工人劳动强度大，生产效率不高，不能满足市场上短时间大批量生产的需求。

文献号为CN 215393723 U的中国实用新型专利公开了一种隧道用工字钢弯拱焊接一体设备，该设备在直线托架上一端连接冷弯机，冷弯机出口端设置工字钢切割锯，冷弯机靠近工字钢切割锯一端设置弧形托架，弧形托架上设置升降托辊，弧形托架一侧设置吊装机械臂，吊装机械臂侧方设置存放架，存放架一侧设置翻转机构，翻转机构一侧设置焊接机械臂用于焊接端板，再将焊接完成后的工字钢转移至成品存放架上，其可实现工字钢在加工过程中的自动转运以及连续加工，从而提高工字钢加工效率，但该种隧道用工字钢弯拱焊接一体设备仍旧存在一定的缺陷，例如：吊装机械臂要从圆弧托架将弯好的拱架吊至存放架暂存，且将拱架从存放架吊至翻转机构进行焊接短板作业，焊接完成后，需要将拱架吊至成品存放架。三次吊装作业全部由一个吊装机械臂完成，影响效率，且吊装作业需要人工进行操作。成品的拱架如何吊装未给出解决方案。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统，所述工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统可实现对工字形弧形拱架的自动搬运、焊接和转移，以最大化提高对工字形弧形拱架的加工效率。

为达到上述技术效果，本实用新型采用了以下技术方案：

一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统，其包括机架，还包括：

焊接机构，其包括夹持组件和焊接组件，所述夹持组件包括偶数个夹持件，偶数个所述夹持件对称布置并用于对所述工字形弧形拱架的中段进行夹持，所述焊接组件设于所述夹持组件的两端并用于对所述工字形弧形拱架的端部进行焊接操作；

码放机构，设于所述焊接机构的一侧，其包括料架以及至少两组可同步运动且对称布置在机架上的吊装组件，所述吊装组件包括纵向立柱、水平吊臂以及夹吊装置，所述水平吊臂的近端连接至所述纵向立柱，所述夹吊装置设于所述水平吊臂的远端，夹吊装置用于对工字形弧形拱架进行夹持操作或释放操作，所述夹吊装置相对于所述机架具有沿x方向的水平自由度和沿y方向的纵向自由度；

以及总吊机构，所述总吊机构包括驱动主体以及连接于所述驱动主体的主吊架，所述驱动主体使得主吊架相对于地面具有沿x方向的水平自由度，且所述主吊架的底部设有一个或多个主吊钩。

优选地，每个所述主吊架的底部均对称地设置两组主吊钩。

在本实用新型的一些实施例中，所述焊接机构还包括第一底座，所述第一底座垂直于所述水平吊臂布置，且所述夹持组件滑动安装于所述第一底座上并可相对于所述第一底座左右滑动。

在本实用新型的一些实施例中，所述夹持组件还包括第二底座以及设于所述第二底座上的夹持件，所述第二底座垂直于所述第一底座布置，所述第二底座可沿所述第一底座水平滑动，所述夹持件滑动安装于第二底座上且可相对于所述第二底座前后滑动。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一底座的两端各设有一个焊接工位，每个所述第一底座上均设有两组焊接组件，每组所述焊接组件均包括相对地设置在所述焊接工位两侧的第一焊接机器人和第二焊接机器人。

在本实用新型的一些实施例中，所述料架包括固定座，所述固定座的两端各设第一支撑结构和第二支撑结构，所述第一支撑结构的顶端设有第一水平支撑件，所述第二支撑结构的顶端设有第二水平支撑件，所述第一水平支撑件和第二水平支撑件之间的间距可调。

在本实用新型的一些实施例中，所述固定座的两侧各具有一水平连接杆，所述水平连接杆上沿所述水平连接杆的长度方向开设有多组连接孔，所述第一支撑结构、第二支撑结构分别通过连接构件与所述固定座固定连接且连接位置可调节。

在本实用新型的一些实施例中，所述码放机构还包括固定安装于所述纵向立柱的底部的第三底座，所述水平吊臂滑动安装于所述纵向立柱，所述码放机构还包括用于牵引水平吊臂相对于纵向立柱上下滑动的卷扬机构，以使所述夹吊装置相对于所述机架具有沿y方向的纵向自由度。

进一步地，所述码放机构还包括设于所述纵向立柱的正下方的第四底座，所述第四底座平行于所述水平吊臂布置，所述第三底座滑动安装于所述第四底座上，所述第四底座上还设有用于驱动所述第三底座相对于所述第四底座前后滑动的往复驱动装置，以使所述夹吊装置相对于所述机架具有沿x方向的水平自由度。

进一步地，所述第四底座的两侧分别设有第一滑动安装座和第二滑动安装座，所述往复驱动装置包括设于所述第一滑动安装座和第二滑动安装座之间且与所述第一滑动安装座和第二滑动安装座平行布置的传动件，所述传动件为链条和环状传送带且与机架转动连接，所述第三底座的中部固定连接至所述传动件，所述往复驱动装置还包括用于驱动传动件相对于机架运动的动力组件。

在本实用新型的一些实施例中，所述主吊架包括固定件和对称布置在所述固定件上的两组主吊钩，所述固定件至少包括两组并行设置的水平吊杆，所述主吊钩包括一侧开口的U形主体，所述U形主体包括上横杆、平行于所述上横杆的下横杆以及连接所述上横杆和下横杆的纵向连接杆，所述上横杆的顶端设有多个连接套管，所述连接套管可套设至所述水平吊杆的外部，所述连接套管可通过螺栓连接件定位至所述水平吊杆上。

在本实用新型的一些实施例中，所述工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统还包括送料机构，所述送料机构和码放机构相对地设置在所述焊接机构的两侧，且所述送料机构至少设有一个送料工位，所述送料工位可供防止单个未焊接的工字形弧形拱架。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统通过在机架上设置焊接机构、码放机构以及总吊机构，通过焊接机构对单个工字形弧形拱架进行焊接以在该工字形弧形拱架的两端加装端板，而该码放机构则用于对单个工字形弧形拱架进行运输，总吊机构则用于对经过焊接且经码放机构码放整齐的多个工字形弧形拱架进行整体运输，该焊接机构、码放机构以及总吊机构配合可实现对工字形弧形拱架的自动搬运、焊接和转移，以最大化提高对工字形弧形拱架的加工效率，降低加工成本。

附图说明

图1为本实用新型的实施例提供的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型的实施例提供的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统的焊接机构的整体结构示意图；

图3为本实用新型的实施例提供的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统的料架整体结构示意图；

图4为本实用新型的实施例提供的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统的吊装组件的整体结构示意图；

图5为本实用新型的实施例提供的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统的图4中A处的局部放大结构示意图；

图6为本实用新型的实施例提供的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统的总吊机构的整体结构示意图；

图7为本实用新型的实施例提供的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统的图6中B处的局部放大结构示意图；

附图标记为：10，工字形弧形拱架，21，第一底座，21a，焊接工位，221，第一焊接机器人，222，第二焊接机器人，23，第二底座，231，夹持件，30，固定座，31，水平连接杆，311，连接孔，32，第一支撑结构，321，第一水平支撑件，33，第二支撑结构，331，第二水平支撑件，40，第四底座，41，第一滑动安装座，42，第二滑动安装座，43，第三底座，431，卷扬机构，44，链条，441，驱动电机，45，纵向立柱，46，水平吊臂，461，夹吊装置，51，水平吊杆，521，上横杆，522，下横杆，523，纵向连接杆，53，连接套管，531，螺栓连接件，532，螺栓孔。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其他数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

请参阅图1～7，本实施例提供一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统，其可实现对工字形弧形拱架10端板的自动焊接、单个工字形弧形拱架10的转移以及多个工字形弧形拱架10的同时转运，从而加大地提高对工字形弧形拱架10的加工效率，其通过以下方式实现：

请参阅图1，其为工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统的整体结构示意图，该工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统包括机架，还包括焊接机构、码放机构以及总吊机构，其中，焊接机构对单个工字形弧形拱架10进行焊接以在该工字形弧形拱架10的两端加装端板，而该码放机构则用于对单个工字形弧形拱架10进行运输，而总吊机构则用于对经过焊接且经码放机构码放整齐的多个工字形弧形拱架10进行整体运输。

在本实施例中，该焊接机构包括第一底座21，该第一底座21上设有偶数组夹持组件，该偶数组夹持组件沿所述第一底座21对称布置，从而对工字形弧形拱架10进行稳定、有效夹持。同时，为对上述工字形弧形拱架10的端板进行焊接，该第一底座21的两端各设有一个焊接工位21a，每个所述第一底座21上均设有两组焊接组件，每组所述焊接组件均包括两个相对地设置在所述焊接工位21a两侧的第一焊接机器人221和第二焊接机器人222，为配合所述第一焊接机器人221和第二焊接机器人222对工字形弧形拱架10进行焊接并适应不同型号的工字形弧形拱架10长度以及弯曲弧度的差异，所述夹持组件包括第二底座23以及设于所述第二底座23上的夹持件231，该夹持件231的设计可从现有技术中进行选用，例如，采用如文献号CN 215393723 U的实用新型中所采用的夹持件231结构，该第二底座23垂直于所述第一底座21布置且该第二底座23可沿所述第一底座21水平滑动，该夹持件231滑动安装于第二底座23上且可相对于所述第二底座23前后滑动，以此，可实现对该夹持件231在水平面上所处位置的自由调节，而该第二底座23相对于第一底座21的滑动和锁定、该夹持件231相对于第二底座23的滑动和锁定均可通过现有技术实现，对此不作赘述。

在本实施例中，该码放机构可用于将单个待焊接端板的工字形弧形拱架10转移至焊机机构上进行焊接或将经过焊接的工字形弧形拱架10自焊接机构上取下并进行堆叠码放，以使其便于整体搬运。具体地，该码放机构包括料架，该料架包括固定座30，所述固定座30的两端各设第一支撑结构32和第二支撑结构33，该第一支撑结构32的顶端设有第一水平支撑件321，该第二支撑结构33包括第二水平支撑件331，该第一水平支撑件321和第二水平支撑件331分别通过对工字形弧形拱架10的两端直接接触从而对该工字形弧形拱架10进行支撑，且为适应对不同尺寸型号的工字形弧形拱架10的支撑，该第一水平支撑件321和第二水平支撑件331之间的间距可调，具体而言，为实现该第一水平支撑件321和第二水平支撑件331之间间距的调节，该固定座30的两侧各具有一水平连接杆31，该水平连接杆31设于所述第一支撑件和第二支撑件的下方并垂直于该第一支撑件和第二支撑件布置，该水平连接杆31上沿其长度方向开设有多组连接孔311，该第一支撑结构32、第二支撑结构33分别通过连接构件与所述固定座30固定连接且连接位置可调节，该连接构件可选为螺栓，从而使得该第一水平支撑件321和第二水平支撑件331的间距可调，以提高该料架使用的灵活性。

在本实施例中，为对单个工字形弧形拱架10进行转移，该码放机构还包括两组可同步运动且对称布置在机架上的吊装组件，该吊装组件包括纵向立柱45、水平吊臂46以及夹吊装置461，所述水平吊臂46的近端连接至所述纵向立柱45，所述夹吊装置461设于所述水平吊臂46的远端并用于对该工字形弧形拱架10进行夹持，该夹吊装置461用于对工字形弧形拱架10进行夹持操作或释放操作，且该夹吊装置461可参照现有技术中的夹具进行设计，因而此处对其结构不再赘述。为实现对单个工字形弧形拱架10的转移，该夹吊装置461相对于所述机架具有沿x方向的水平自由度和沿y方向的纵向自由度，具体而言，该码放机构还包括固定安装于纵向立柱45的底部的第三底座43，该所述水平吊臂46滑动安装于所述纵向立柱45并可相对于所述纵向立柱45纵向滑动，该码放机构还包括用于牵引水平吊臂46相对于纵向立柱45上下滑动的卷扬机构431，该卷扬机构431可固定连接至所述纵向立柱45且可随所述纵向立柱45同步运动，以使所述夹吊装置461相对于机架具有沿y方向的纵向自由度，该卷扬机构431的设计和安装均为现有技术，因此此处不再赘述。同时，该码放机构还包括设于所述第三底座43下方的第四底座40，该第四底座40的两侧分别设有第一滑动安装座41和第二滑动安装座42，该第三底座43滑动安装于所述第四底座40上且该第四底座40上还设有用于驱动所述第三底座43沿所述第四底座40往复滑动的往复驱动装置，该往复驱动装置包括设于所述第一滑动安装座41和第二滑动安装座42之间且与所述第一滑动安装座41和第二滑动安装座42平行布置的传动件，该传动件为链条44，该第三底座43的中部与所述链条44固定连接，该往复驱动装置还包括用于驱动该链条44相对于机架运动的动力组件，该动力组件至少包括驱动电机441，该链条44在驱动电机441的驱动下可往复运动，以此带动该第三底座43沿第四底座40往复运动，从而使夹吊装置461相对于所述机架具有沿x方向的水平自由度，以此，可实现的单个工字形弧形拱架10在空间内自由运动，同时，由于在该机架上同时设置有两组对称布置的吊装组件，使得该工字形弧形拱架10可实现稳定搬运，最终实现将焊接完成后的工字形弧形拱架10依次整齐地码放至料架上。

在本实施例中，该总吊机构用于对码放至料架上的多个工字形弧形拱架10进行整体搬运，该总吊机构包括驱动主体以及连接于所述驱动主体的主吊架，该驱动主体为多自由度航吊机(图中未示出)，其用于驱动主吊架运动，该多自由度航吊机至少可用于驱动该主吊架沿水平方向和竖直方向运动。该主吊架具体包括固定件以及两组对称布置在该固定件上的主吊钩，该固定件包括两组并行设置的水平吊杆51，该主吊钩包括一侧开口的U形主体，该U形主体包括上横杆521、平行于所述上横杆521的下横杆522以及连接所述上横杆521和下横杆522的纵向连接杆523，该上横杆521、下横杆522以及纵向连接杆523采用一体成型工艺进行制造，以提高其整体强度，为实现该U形主体与该水平吊杆51的连接，该上横杆521的顶端设有多个连接套管53，所述连接套管53可套设至所述水平吊杆51的外部，其该连接套管53可通过螺栓连接件531定位至所述水平吊杆51上，该水平吊杆51则对应开设有可供螺栓连接件531置入的螺栓孔532。

本实施例提供的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统，其工作流程如下：首先通过吊装组件夹持单个工字形弧形拱架10并将其转移至焊接机构上进行端板焊接，在焊接完成后，再通过吊装组件夹持单个工字形弧形拱架10将其转移至料架上并对其进行整齐堆放，待料架上的工字形弧形拱架10达到一定数量后，通过该往复驱动装置驱动该吊装组件与料架错开，然后通过多自由度航吊机带动主吊架移动至料架位置处对放置于该料架上的多个工字形弧形拱架10进行吊装和移动，从而实现对工字形弧形拱架10的自动搬运、焊接和转移。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统，包括机架，其特征在于，还包括：

焊接机构，其包括夹持组件和焊接组件，所述夹持组件包括偶数个夹持件(231)，偶数个所述夹持件(231)对称布置并用于对所述工字形弧形拱架(10)的中段进行夹持，所述焊接组件设于所述夹持组件的两端并用于对所述工字形弧形拱架(10)的端部进行焊接操作；

码放机构，设于所述焊接机构的一侧，其包括料架以及至少两组可同步运动且对称布置在机架上的吊装组件，所述吊装组件包括纵向立柱(45)、水平吊臂(46)以及夹吊装置(461)，所述水平吊臂(46)的近端连接至所述纵向立柱(45)，所述夹吊装置(461)设于所述水平吊臂(46)的远端，夹吊装置(461)用于对工字形弧形拱架(10)进行夹持操作或释放操作，所述夹吊装置(461)相对于所述机架具有沿x方向的水平自由度和沿y方向的纵向自由度；

以及总吊机构，所述总吊机构包括驱动主体以及连接于所述驱动主体的主吊架，所述驱动主体使得主吊架相对于地面具有沿x方向的水平自由度，且所述主吊架的底部设有一个或多个主吊钩。

2.如权利要求1所述的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统，其特征在于：所述焊接机构还包括第一底座(21)，所述第一底座(21)垂直于所述水平吊臂(46)布置，且所述夹持组件滑动安装于所述第一底座(21)上并可相对于所述第一底座(21)左右滑动。

3.如权利要求2所述的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统，其特征在于：所述夹持组件还包括第二底座(23)以及设于所述第二底座(23)上的夹持件(231)，所述第二底座(23)垂直于所述第一底座(21)布置，所述第二底座(23)可沿所述第一底座(21)水平滑动，所述夹持件(231)滑动安装于第二底座(23)上且可相对于所述第二底座(23)前后滑动。

4.如权利要求2所述的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统，其特征在于：所述第一底座(21)的两端各设有一个焊接工位(21a)，每个所述第一底座(21)上均设有两组焊接组件，每组所述焊接组件均包括相对地设置在所述焊接工位(21a)两侧的第一焊接机器人(221)和第二焊接机器人(222)。

5.如权利要求1所述的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统，其特征在于：所述料架包括固定座(30)，所述固定座(30)的两端各设第一支撑结构(32)和第二支撑结构(33)，所述第一支撑结构(32)的顶端设有第一水平支撑件(321)，所述第二支撑结构(33)的顶端设有第二水平支撑件(331)，所述第一水平支撑件(321)和第二水平支撑件(331)之间的间距可调。

6.如权利要求5所述的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统，其特征在于：所述固定座(30)的两侧各具有一水平连接杆(31)，所述水平连接杆(31)上沿所述水平连接杆(31)的长度方向开设有多组连接孔(311)，所述第一支撑结构(32)、第二支撑结构(33)分别通过连接构件与所述固定座(30)固定连接且连接位置可调节。

7.如权利要求1所述的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统，其特征在于：所述码放机构还包括固定安装于所述纵向立柱(45)的底部的第三底座(43)，所述水平吊臂(46)滑动安装于所述纵向立柱(45)，所述码放机构还包括用于牵引水平吊臂(46)相对于纵向立柱(45)上下滑动的卷扬机构(431)，以使所述夹吊装置(461)相对于所述机架具有沿y方向的纵向自由度。

8.如权利要求7所述的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统，其特征在于：所述码放机构还包括设于所述纵向立柱(45)的正下方的第四底座(40)，所述第四底座(40)平行于所述水平吊臂(46)布置，所述第三底座(43)滑动安装于所述第四底座(40)上，所述第四底座(40)上还设有用于驱动所述第三底座(43)相对于所述第四底座(40)前后滑动的往复驱动装置，以使所述夹吊装置(461)相对于所述机架具有沿x方向的水平自由度。

9.如权利要求8所述的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统，其特征在于：所述第四底座(40)的两侧分别设有第一滑动安装座(41)和第二滑动安装座(42)，所述往复驱动装置包括设于所述第一滑动安装座(41)和第二滑动安装座(42)之间且与所述第一滑动安装座(41)和第二滑动安装座(42)平行布置的传动件，所述传动件为链条(44)和环状传送带且与机架转动连接，所述第三底座(43)的中部固定连接至所述传动件，所述往复驱动装置还包括用于驱动传动件相对于机架运动的动力组件。

10.如权利要求1所述的一种工字形弧形拱架焊接码放一体化加工系统，其特征在于：所述主吊架包括固定件和对称布置在所述固定件上的两组主吊钩，所述固定件至少包括两组并行设置的水平吊杆(51)，所述主吊钩包括一侧开口的U形主体，所述U形主体包括上横杆(521)、平行于所述上横杆(521)的下横杆(522)以及连接所述上横杆(521)和下横杆(522)的纵向连接杆(523)，所述上横杆(521)的顶端设有多个连接套管(53)，所述连接套管(53)可套设至所述水平吊杆(51)的外部，所述连接套管(53)可通过螺栓连接件(531)定位至所述水平吊杆(51)上。