CN114367777B - 用于u肋焊接的压紧装置及焊接*** - Google Patents

Abstract

本申请的实施例公开了一种用于U肋焊接的压紧装置，包括用于承载底板及U肋的胎架；龙门，其横梁架设在所述胎架上方；以及压紧定位模块，滑动安装在所述横梁上，用于将待焊接U肋压紧并定位在底板上。与现有技术相比，本申请提供的压紧装置还包含设于所述胎架的两侧的上扣板、设于所述立柱上并位于与所述胎架相邻一侧的下扣板。工作时，所述压紧定位模块向下运动压紧底板与U肋，所述龙门与所述压紧定位模块受到向上的反作用力，固定在所述龙门的立柱上的下扣板与胎架的上扣板紧扣。与现有技术中将压紧定位机构和龙门受到的向上的反作用力传导至行走轨道相比，能够避免轨道变形，从而提升焊缝质量。

Description

用于U肋焊接的压紧装置及焊接***

技术领域

本申请涉及内焊技术领域，具体地，涉及一种用于U肋焊接的压紧装置及焊接***。

背景技术

钢箱梁是桥梁承重结构中的重要组成部分，钢箱梁一般为正交异性钢桥面板，主要用于提供支撑，避免桥梁变形。钢箱梁一般包括顶板、底板等结构，所述顶板和底板一般由U肋和底板焊接而成。

申请公布号为CN108436239A的专利文献中公开了一种U肋的压紧定位装置包含可自由升降的压紧定位机构，在正式焊接施工时，用于将所述待焊接U肋压紧并定位的压下模块；所述压紧定位机构还包括行走模块和机架，所述行走模块设于所述机架底部，所述行走模块可沿所述第一行走轨道行走，所述压紧定位机构在所述行走模块的带动下沿所述待焊接U肋的长度方向移动，并且始终保持对所述U肋的压紧和定位，从而实现边组装边焊接，保证了较高的U肋装配及焊接精度沿所述待焊接U肋的长度方向移动。

然而，在焊接过程中，出现定位机构运行不平稳，定位不精准，导致焊缝质量不满足要求的问题。

发明内容

为解决上述问题之一，本申请提供了一种用于U肋焊接的压紧装置，能够解决现有技术中焊接过程中定位机构运行不平稳，定位不精准，导致焊缝质量不满足要求的问题，所述压紧装置包括：

胎架，用于承载底板及U肋；

龙门，包含横梁和立柱，所述横梁架设在所述胎架上方；

压紧定位模块，滑动安装在所述横梁上，用于将待焊接U肋压紧并定位在底板上；

还包含：

上扣板，设于所述胎架的两侧；

下扣板，设于所述立柱上，位于与所述胎架相邻的一侧；

压紧定位模块工作时，所述下扣板向上压迫所述上扣板。

优选地，所述上扣板沿所述胎架的长度方向连续延伸。

优选地，所述下扣板固定在滑块上，与所述滑块配合的滑轨安装在所述立柱上，所述滑轨的延伸方向为竖直方向。

优选地，所述的压紧装置，还包含：

锁紧部件，用于固定所述滑块在所述滑轨上的位置。

优选地，所述锁紧部件包含：

挡块，设置在所述滑轨上；

螺栓，与所述挡块螺纹连接，所述螺纹连接的轴向竖直，所述螺栓向上顶住所述滑块。

优选地，所述的压紧装置，还包含：

水平轨道，铺设在所述胎架的两侧；

行走结构，连接在所述立柱的下端，所述行走结构与所述轨道直接构成移动副。

优选地，所述压紧定位模块包含横向定位子模块和下压子模块：

所述横向定位子模块和下压子模块均为多个，且沿垂直于所述龙门的行走方向上依次交替布置；

所述横向定位子模块及所述下压子模块均一端与所述龙门活动连接，另一端在工作时与待焊接U肋抵接。

优选地，所述横向定位子模块包括第一固定部、第一活动部、第一压下油缸及定位滚轮；

所述第一固定部与所述龙门活动连接；

所述第一压下油缸的固定端与所述第一固定部铰接，活动端与所述第一活动部连接，所述第一活动部的两侧分别安装有多个所述定位滚轮；

所述定位滚轮在工作时与待焊接U肋的侧壁抵接并且沿所述侧壁滚动。

优选地，设于所述第一活动部两侧的所述定位滚轮的间距可调。

优选地，所述下压子模块包括第二固定部、第二活动部、第二压下油缸及压下滚轮；

所述第二固定部与所述移动龙门架活动连接；

所述第二压下油缸的固定端与所述第二固定部铰接，活动端与所述第二活动部连接，所述压下滚轮安装于所述第二活动部上；

工作时所述压下滚轮沿待焊接U肋的顶壁滚动。

本申请还提供一种焊接***，包括所述用于U肋焊接的压紧装置。

优选地，所述焊接***还包括：

可伸入所述待焊接U肋内部进行焊接作业的内焊机；

内焊机主机，所述内焊机主机通过连接杆与所述内焊机连接，并为所述内焊机供电和/或供气和/或供丝；

内焊机移动平台，所述内焊机可在所述内焊机移动平台上移动；所述内焊机移动平台与所述胎架相接。

优选地，所述焊接***还包括外焊设备，用于焊接U肋与底板之间的外部角接缝。

本申请提供的用于U肋焊接的压紧装置，包括用于承载底板及U肋的胎架；龙门，其横梁架设在所述胎架上方；以及压紧定位模块，滑动安装在所述横梁上，用于将待焊接U肋压紧并定位在底板上。与现有技术相比，本申请提供的压紧装置还包含设于所述胎架的两侧的上扣板、设于所述立柱上并位于与所述胎架相邻一侧的下扣板。

工作时，所述压紧定位模块向下运动压紧底板与U肋，所述龙门与所述压紧定位模块受到向上的反作用力，固定在所述龙门的立柱上的下扣板与胎架的上扣板紧扣。与现有技术中将压紧定位机构和龙门受到的向上的反作用力传导至行走轨道相比，本申请改变了平衡向上的反作用力的受力位置，由原来的行走轨道受力变为胎架受力，避免轨道变形，从而保证在轨道上移动的龙门及与龙门连接的压紧定位模块运行平稳。因此，本申请提供的压紧装置定位精准，通过本申请提供的压紧装置定位的U肋在焊接后焊缝质量得到提升。

为了进一步清楚的阐述，本申请公开的实施例的各方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本申请公开的实施例的实践了解到。

附图说明

附图是用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明创造，但并不构成对本发明创造的限制。

图1为本申请公开实施例一提供的用于U肋焊接的压紧装置的结构示意图；

图2为图1中的A处的放大结构示意图；

图3为本申请公开实施例二提供的用于U肋焊接的压紧定位模块的部分的结构示意图；

图4为本申请公开实施例二提供的用于U肋焊接的压紧定位模块的部分主视视角的结构示意图；

图5为本申请公开实施例二提供的用于U肋焊接的压紧定位模块的部分左视视角结构示意图；

图6为本申请公开实施例二提供的用于U肋焊接的压紧定位模块的部分斜向上视角的结构示意图；

图7为本申请公开的实施例中部分结构的剖面示意图。

其中，图中件号表示为：

1-胎架，2-横梁，3-立柱，4-行走机构，5-水平轨道，601-上扣板，602-下扣板，701-滑块，702-第一滑轨，801-螺栓，802-挡块，9-压紧定位模块；

901-横向定位子模块，902-下压子模块，904-待焊接U肋，905-限位块，906-第二滑轨，907-第一驱动电机，908-齿轮齿条机构，909-第一固定部，910-第一压下油缸，911-第一活动部，912-定位滚轮，913-第二驱动电机，914-第二固定部，915-第二活动部，916-第二压下油缸，917-压下滚轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明创造的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明创造，并非用于限定本发明创造的范围。

实施例1

本实施例提供一种用于U肋焊接的压紧装置，对U肋进行外部或内部焊接的焊接前，通过所述压紧装置先把待焊接U肋按一定间距固定于底板上，然后进行内部或外部角接缝的焊接作业。

参照图1和图2，所述压紧装置，包括：

胎架1，用于承载底板及待焊接U肋；

龙门，包含横梁2和立柱3，横梁2架设在胎架1上方；

压紧定位模块9，滑动安装在横梁2上，可以在横梁2的延伸方向移动，也可通过机构将其锁紧在横梁2上，压紧定位模块9用于将待焊接U肋压紧并定位在底板上。

所述压紧装置还包含：

上扣板601，设于胎架1的两侧；

下扣板602，设于立柱3上，位于与胎架1相邻的一侧；

压紧定位模块9工作时，压紧定位模块9向下对位于胎架1上的待焊接U肋及底板施力，待焊接U肋及底板向压紧定位模块9回馈向上的反作用力，压紧定位模块9收到的反作用力由横梁传导给立柱3，立柱3将收到的向上的作用力传导给下扣板602，下扣板602向上压迫上扣板601，而上扣板601是与胎架1连接的。

由于对待焊接U肋的定位位置不同，所述龙门设计为沿胎架1的延伸方向可移动，通过在立柱3下方设置行走结构4，在胎架1两侧铺设与行走结构4构成移动副的水平轨道5实现。本实施例中所述压紧装置沿所述水平轨道4移动，其中可以伴随焊接装置在边走边焊的过程中移动，也可以间隔时间移动到间隔某一距离的下一位置。

现有的行走结构4与水平轨道5之间往往采用水平轨道5嵌在行走结构4的开口向下的缩口凹槽中的结构形式，因此龙门受到的向上的反作用力会传导至与行走结构4连接的水平轨道5上，会对水平轨道5施加向上的拉力，向上的拉力使水平轨道5变形。

与现有技术中将压紧定位机构和龙门受到的向上的反作用力传导至与立柱连接的水平轨道相比，本申请通过设置上扣板601和下扣板602改变了下压U肋时所述压紧装置受到的向上的反作用力的受力位置，由原来的水平轨道5受力变为胎架1受力，有效防止轨道变形，从而保证在移动轨道上移动的龙门及与龙门连接的压紧定位模块运行平稳。

针对现有的行走结构4与水平轨道5之间往往采用水平轨道5嵌在行走结构4的开口向下的缩口凹槽中的结构形式，为了进一步保证所述龙门的立柱不对或尽量少的对水平轨道施加向上的拉力，参照图7，本实施例中当行走结构4在水平轨道5上行走时，行走结构4的第一端面401在水平轨道5的第一端面501表面滑动或滚动；行走结构4的第二端面402在水平轨道5的第二端面502之间设有间隙B。所述压紧装置工作时，行走结构4停在水平轨道5上，行走结构4由于所述反作用力向上移动时，由于间隙B的存在，行走结构4不会对水平轨道5施加向上的拉力。

在本实施例中，上扣板601沿胎架1的长度方向连续延伸，保证所述龙门在任何位置，通过本实施例提供的技术方案都避免水平轨道的变形。

本实施例还包含一种优选的实施方式，下扣板602固定在滑块701上，与滑块701配合的滑轨702安装在立柱3上，滑轨702的延伸方向为竖直方向。通过将下扣板602设置在滑轨702上可以改变下扣板的位置，从而实现适应不同高度的胎架1的目的。

为实现下扣板602的稳定，在这个优选的实施方式中设置锁紧部件，用于固定所述滑块在所述滑轨上的位置。具体地，所述锁紧部件包含：

挡块802，固定设置在滑轨702的下端；

螺栓801，与挡块802螺纹连接，所述螺纹连接的轴向竖直，所述螺栓向上顶住滑块802，通过螺纹锁紧滑块701的位置。

实施例2

本实施例相对于实施例1进一步地给出压紧定位模块9的具体实施方式。

参考图3至图6，压紧定位模块9包含横向定位子模块901和下压子模块902，横向定位子模块901和下压子模块902均为多个，且沿垂直于所述龙门的行走方向上依次交替布置；横向定位子模块901和下压子模块902均上端与横梁2形成水平方向的移动副，另一端在工作时与待焊接U肋904抵接。

其中，所述水平方向的移动副的实施方式之一是：每个横向定位子模块901上端均与横梁2通过线性滑轨906活动连接，并且每个横向定位子模块901均与横梁2通过齿轮齿条机构908传动连接，并通过安装于横向定位子模块901上的第一驱动电机907进行驱动。同样的，每个下压子模块902上端均与横梁2通过线性滑轨906活动连接，并且每个下压子模块902均与横梁2通过齿轮齿条机构908传动连接，并通过安装于下压子模块902上的第二驱动电机913进行驱动。优选地，横向定位子模块901和下压子模块902共用一套线性滑轨906及齿轮齿条机构908，以节省空间及设备成本。其中，线性滑轨906一般包括轨道和滑块，在本实施例中，可以将线性滑轨906的轨道固定于横梁2上，线性滑轨906的滑块固定于横向定位子模块901和下压子模块902上。其中，齿轮齿条机构908包括安装于横梁2上的齿条及安装于第一驱动电机907及第二驱动电机913上的齿轮。

横向定位子模块901的一种具体实施方式是：包括第一固定部909、第一活动部911、第一压下油缸910及定位滚轮912；第一固定部909与横梁2通过上述水平方向的移动副连接；第一压下油缸910的固定端与第一固定部909铰接，第一压下油缸910的活动端与第一活动部911连接，所述第一活动部911的两侧分别安装有多个定位滚轮912；定位滚轮912在工作时与待焊接U肋4的侧壁抵接并且沿所述侧壁滚动，定位滚轮912的转动轴线与待焊接U肋4的侧壁所在平面垂直，保证定位滚轮912的滚轮表面尽可能多的与做熟侧壁接触，保证定位压力。

通过第一压下油缸910，可以调节定位滚轮912的上下高度，通过第一驱动电机907，可以调节横向定位子模块901之间的距离，以适应不同尺寸的U肋，将每一条待焊接U肋904在水平方向上精确定位。第一压下油缸910用于对待焊接U肋904在竖直方向上进行压紧限位，与定位滚轮912一起，确保了待焊接U肋904的稳定。

为实时检测横向定位子模块901的上下移动距离，在第一活动部911内设有向下检测的激光测距仪。

下压子模块902的一种实施方式是：包括第二固定部914、第二活动部915、第二压下油缸916及压下滚轮917；第二固定部914与横梁2通过上述水平方向的移动副连接；第二压下油缸916的固定端与第二固定部914铰接，第二压下油缸916的活动端与第二活动部915连接，压下滚轮917安装于第二活动部915上。压下滚轮917的轴线为水平方向，工作时压下滚轮917沿待焊接U肋904的顶壁滚动。

在下压子模块902的优选的实施方式中，为了适应不同的U肋宽度尺寸，设于所述第一活动部911两侧的所述定位滚轮912的间距可调。具体地，将两侧的定位滚轮912安装于滚轮座上，所述滚轮座与第一活动部911之间采用腰形孔的形式螺栓连接，在两侧的所述滚轮座之间设置限位块905，因为需要调节的频率不高，并且待焊接U肋904的侧壁本身也为倾斜式结构，因此两侧的滚轮间距调节时手动调节即可。这里的“两侧”指的是沿垂直于横梁2的移动方向上的两侧。

本实施例提供的压紧装置在对U肋进行压紧定位时：先将待焊接U肋904排列于底板上，根据需要启动第一驱动电机907，使得横向定位子模块901置于待焊接U肋904的两侧，启动第一压下油缸910，驱动定位滚轮912向下移动，直至将待焊接U肋904的两侧定位固定，之后或同时启动第二驱动电机913调节好横向位置，使得压下滚轮917置于待焊接U肋904的上方，再启动第二压下油缸916，驱动压下滚轮917向下移动直至与待焊接U肋904的顶部抵接并压紧。此时完成了定位工作。

焊接时，可以一边焊接，所述龙门一边移动，保证当前所焊接的部位一直处于被定位压紧的状态，确保焊接质量，避免焊接变形造成焊接质量下降。

尤其是对于一边焊接，所述龙门一边移动的应用场景，本实施例通过设置上扣板601和下扣板602由原来的水平轨道5受力变为胎架1受力，有效防止轨道变形，从而保证在移动轨道上移动的龙门及与龙门连接的压紧定位模块运行平稳，保证焊接质量。

实施例3

本实施例提供一种焊接***，包括实施例1和实施例2中所述的用于U肋焊接的压紧装置。该焊接***有关包括上述压紧装置的各种有益技术效果，上文已经有所阐述，在此不再赘述。

在一种用于内部焊接的焊接***的具体实施方式中，该焊接***还包括：

可伸入所述待焊接U肋内部进行焊接作业的内焊机；

内焊机主机，所述内焊机主机通过连接杆与所述内焊机连接，并为所述内焊机供电和/或供气和/或供丝；

内焊机移动平台，所述内焊机可在所述内焊机移动平台上移动；所述内焊机移动平台与所述胎架相接。

在一种用于外部焊接的焊接***的具体实施方式中，所述的焊接***，还包括外焊设备，用于焊接U肋与底板之间的外部角接缝。

内焊机主机和外焊设备也包括行走机构，沿所述胎架的延伸方向行走。

本实施例提供的用于U肋焊接的焊接***，可以适用于单根U肋的焊接，也可以适用于多根U肋的同时焊接，并且可以实现边组装边采用U肋内焊机，从U肋内部，将U肋与底板焊接成一个整体，保证了较高的U肋装配精度，消除了U肋装配中定位焊接的工作，进而消除了定位焊带来的焊接质量问题。提高了生产效率，减少了工序，降低了U肋板单元制造成本。

在本申请描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术方案的限制。

在本技术方案中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术方案中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术方案的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.用于U肋焊接的压紧装置，其特征在于，包括：

胎架，用于承载底板及U肋；

龙门，包含横梁和立柱，所述横梁架设在所述胎架上方；

压紧定位模块，滑动安装在所述横梁上，用于将待焊接U肋压紧并定位在底板上；

还包含：

上扣板，设于所述胎架的两侧；

下扣板，设于所述立柱上，位于与所述胎架相邻的一侧；

压紧定位模块工作时，所述下扣板向上压迫所述上扣板；

水平轨道，铺设在所述胎架的两侧；

行走结构，连接在所述立柱的下端，所述行走结构与所述轨道直接构成移动副；

当行走结构在水平轨道上行走时，行走结构的第一端面在水平轨道的第一端面表面滑动或滚动；行走结构的第二端面与水平轨道的第二端面之间设有间隙B；压紧装置工作时，行走结构停在水平轨道上，行走结构由于反作用力向上移动时，由于间隙B的存在，行走结构不会对水平轨道施加向上的拉力。

2.根据权利要求1所述的压紧装置，其特征在于，所述上扣板沿所述胎架的长度方向连续延伸。

3.根据权利要求1所述的压紧装置，其特征在于，所述下扣板固定在滑块上，与所述滑块配合的滑轨安装在所述立柱上，所述滑轨的延伸方向为竖直方向。

4.根据权利要求3所述的压紧装置，其特征在于，还包含：

锁紧部件，用于固定所述滑块在所述滑轨上的位置。

5.根据权利要求4所述的压紧装置，其特征在于，所述锁紧部件包含：

挡块，设置在所述滑轨上；

螺栓，与所述挡块螺纹连接，所述螺纹连接的轴向竖直，所述螺栓向上顶住所述滑块。

6.根据权利要求1所述的压紧装置，其特征在于，所述压紧定位模块包含横向定位子模块和下压子模块：

所述横向定位子模块和下压子模块均为多个，且沿垂直于所述龙门的行走方向上依次交替布置；

所述横向定位子模块及所述下压子模块均一端与所述龙门活动连接，另一端在工作时与待焊接U肋抵接。

7.根据权利要求6所述的压紧装置，其特征在于，所述横向定位子模块包括第一固定部、第一活动部、第一压下油缸及定位滚轮；

所述第一固定部与所述龙门活动连接；

所述第一压下油缸的固定端与所述第一固定部铰接，活动端与所述第一活动部连接，所述第一活动部的两侧分别安装有多个所述定位滚轮；

所述定位滚轮在工作时与待焊接U肋的侧壁抵接并且沿所述侧壁滚动。

8.根据权利要求7所述的压紧装置，其特征在于，设于所述第一活动部两侧的所述定位滚轮的间距可调。

9.根据权利要求6所述的压紧装置，其特征在于，所述下压子模块包括第二固定部、第二活动部、第二压下油缸及压下滚轮；

所述第二固定部与所述龙门活动连接；

所述第二压下油缸的固定端与所述第二固定部铰接，活动端与所述第二活动部连接，所述压下滚轮安装于所述第二活动部上；

工作时所述压下滚轮沿待焊接U肋的顶壁滚动。

10.焊接***，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的用于U肋焊接的压紧装置。

11.根据权利要求10所述的焊接***，其特征在于，还包括：

可伸入所述待焊接U肋内部进行焊接作业的内焊机；

内焊机主机，所述内焊机主机通过连接杆与所述内焊机连接，并为所述内焊机供电和/或供气和/或供丝；

内焊机移动平台，所述内焊机可在所述内焊机移动平台上移动；所述内焊机移动平台与所述胎架相接。

12.根据权利要求10所述的焊接***，还包括外焊设备，用于焊接U肋与底板之间的外部角接缝。