CN115781170B - 一种十字钢柱焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种十字钢柱焊接装置，主要涉及十字钢柱焊接领域。一种十字钢柱焊接装置，包括底座、焊接***以及顶升***，所述底座一侧设置固定座，所述固定座上转动设置辅助卡盘；所述底座另一侧设置一对滑轨，所述滑轨之间设置直线驱动机构，所述滑轨上滑动设置滑动座，所述滑动座上转动设置主动卡盘，所述滑动座内设置驱动机构，所述驱动机构用于带动主动卡盘转动；所述焊接***包括焊接架，所述顶升***设置在底座中部，所述顶升***包括顶升座。本发明的有益效果在于：本发明能够提高T型钢与H型钢的固定效率以及定位效果，并能够自如的调整姿态使焊缝暴露，从而提高整体的焊接效率以及焊接效果。

Description

一种十字钢柱焊接装置

技术领域

本发明主要涉及十字钢柱焊接领域，具体是一种十字钢柱焊接装置。

背景技术

钢结构的延展性能好、塑性、韧性好，具有优良的抗震和承受荷载能力，可以提高建筑的安全可靠性。其中，通常利用十字钢柱配合混凝土浇筑成为组合柱，以弥补十字钢柱抗扭性能较差的缺点，从而更好的对建筑进行支撑。

十字钢柱通常是将H钢中间切断成为两个T型钢，并将两个T型钢对称焊接在另一H钢两侧。对于十字钢柱的焊接，目前主要利用工装将其固定，随后利用气保焊或者埋弧焊完成焊接。这种焊接方式需要对T型钢与H型钢进行良好的固定，工装需要反复调整以暴露焊缝，操作较为复杂。且焊接过程中，也很难配合焊接机器来提高焊接效率。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种十字钢柱焊接装置，它能够提高T型钢与H型钢的固定效率以及定位效果，并能够自如的调整姿态使焊缝暴露，从而提高整体的焊接效率以及焊接效果。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种十字钢柱焊接装置，包括底座、焊接***以及顶升***，所述底座一侧设置固定座，所述固定座上转动设置辅助卡盘，所述辅助卡盘后侧设置电磁锁止器，所述辅助卡盘中部设置辅助中置卡爪，所述辅助中置卡爪两侧分别设置辅助顶置卡爪以及辅助底置卡爪；所述底座另一侧设置一对滑轨，所述滑轨之间设置直线驱动机构，所述滑轨上滑动设置滑动座，所述直线驱动机构用于驱动滑动座沿滑轨直线运行，所述滑动座上转动设置主动卡盘，所述主动卡盘上中部设置中置伸缩盘，所述中置伸缩盘两侧分别设置顶置伸缩盘以及底置伸缩盘，所述中置伸缩盘、顶置伸缩盘以及底置伸缩盘与主动卡盘之间均设置伸缩机构，所述中置伸缩盘上设置主动中置卡爪，所述顶置伸缩盘上设置主动顶置卡爪，所述底置伸缩盘上设置主动底置卡爪，所述滑动座内设置驱动机构，所述驱动机构用于带动主动卡盘转动；所述焊接***包括焊接架，所述焊接架沿底座长度方向布置，所述焊接架上设置焊接滑轨以及焊接横向位移机构，所述焊接滑轨上滑动设置焊接座，所述焊接横向位移机构用于驱动所述焊接座沿焊接滑轨直线运行，所述焊接座上设置竖直伸缩臂，所述竖直伸缩臂前端设置焊枪；所述顶升***设置在底座中部，所述顶升***包括顶升座，所述顶升座底部设置若干多级顶升液压缸，所述顶升座中部设置沉槽，所述沉槽中心同轴设置长槽。

所述辅助中置卡爪与所述主动中置卡爪相对应，所述辅助顶置卡爪与所述主动顶置卡爪相对应，所述辅助底置卡爪与所述主动底置卡爪相对应；所述辅助中置卡爪与所述主动中置卡爪对称设置两对，所述辅助中置卡爪与所述主动中置卡爪自下向上夹紧；所述辅助顶置卡爪与所述主动顶置卡爪对称设置两对，所述辅助顶置卡爪与所述主动顶置卡爪自上向下夹紧；所述辅助底置卡爪与所述主动底置卡爪对称设置两对，所述辅助底置卡爪与所述主动底置卡爪自下向上夹紧。

所述辅助中置卡爪、辅助顶置卡爪、辅助底置卡爪、主动中置卡爪、主动顶置卡爪以及主动底置卡爪均包括固定爪以及活动爪，所述辅助顶置卡爪以及主动顶置卡爪的活动爪位于固定爪的上方，所述辅助中置卡爪、辅助底置卡爪、主动中置卡爪、以及主动底置卡爪的活动爪位于固定爪的下方。

所述辅助卡盘与主动卡盘上均设置若干与活动爪相对应的安装槽，所述安装槽内转动安装卡爪丝杠，所述活动爪与安装槽滑动连接，所述活动爪底部设置与卡爪丝杠相配合的丝杠螺母，所述卡爪丝杠一端设置卡爪伺服电机。

所述电磁锁止器包括设置在辅助卡盘后侧的吸附盘以及电磁盘，所述吸附盘上设置若干销轴，所述辅助卡盘后侧设置与销轴一一对应的销孔，所述销轴与销孔滑动连接。

所述底座中部设置沉降槽，所述顶升***即设置在沉降槽内。

所述驱动机构为伺服电机驱动的齿轮传动机构，当所述主动卡盘与辅助卡盘装夹工件后，所述主动卡盘带动辅助卡盘同步转动。

对比现有技术，本发明的有益效果是：

本发明通过辅助卡盘以及主动卡盘对T型钢与H型钢进行装夹对接，从而使两个T型钢能够贴合在H型钢两侧完成焊接状态的固定。通过主动卡盘可带动型钢整体转动从而对其姿态进行调整，使T型钢与H型钢接触的焊缝暴露，从而便于利用焊接机器完成自动化的焊接。该种型材的固定以及调整结构使得十字钢柱的焊接效率更高，焊接效果更好。

本发明利用顶升***对型材进行上料，可以对正向放置的T型钢、H型钢以及反向放置的T型钢进行定位举升，从而提高型材的上料效率。

附图说明

附图1是本发明第一立体视角结构示意图；

附图2是本发明第二立体视角结构示意图；

附图3是本发明主视结构示意图；

附图4是本发明型钢装夹状态示意图；

附图5是本发明辅助卡盘局部剖视结构示意图；

附图6是本发明附图1中A部局部放大结构示意图；

附图7是本发明附图2中B部局部放大结构示意图；

附图8是本发明附图3中C部局部放大结构示意图；

附图9是本发明附图3中D部局部放大结构示意图。

附图中所示标号：1、底座；2、焊接***；3、顶升***；4、固定座；5、滑动座；11、滑轨；12、直线驱动机构；21、焊接架；22、焊接滑轨；23、焊接横向位移机构；24、焊接座；25、竖直伸缩臂；26、焊枪；31、顶升座；32、多级顶升液压缸；41、辅助卡盘；42、电磁锁止器；43、吸附盘；44、电磁盘；51、主动卡盘；52、中置伸缩盘；53、顶置伸缩盘；54、底置伸缩盘；55、伸缩机构；56、驱动机构；91、辅助中置卡爪；92、辅助顶置卡爪；93、辅助底置卡爪；94、主动中置卡爪；95、主动顶置卡爪；96、主动底置卡爪；97、卡爪丝杠；98、卡爪伺服电机。

实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1-9所示，本发明所述一种十字钢柱焊接装置，包括底座1、焊接***2以及顶升***3，所述底座1作为型材固定以及姿态调整机构的承载部件，所述焊接***2为对焊缝自动焊接的***，所述顶升***3对型材进行定位举升，使型材被定位装夹。本发明中，所述焊接***2、顶升***3以及后续的辅助卡盘41、主动卡盘51均受到控制器的控制。

所述底座1一侧设置固定座4，所述固定座4上转动安装辅助卡盘41，所述辅助卡盘41后侧设置电磁锁止器42，所述电磁锁止器42可对辅助卡盘41进行锁止，从而将其固定。具体的，所述电磁锁止器42包括设置在辅助卡盘41后侧的吸附盘43以及电磁盘44，所述吸附盘43上具有若干销轴，所述辅助卡盘41后侧设置与销轴一一对应的销孔，所述销轴与销孔滑动连接。当所述电磁盘44通电后产生磁性，对吸附盘43进行吸附，吸附盘43的销轴在销孔内向外滑动但并不脱离，从而将辅助卡盘41锁止固定。所述辅助卡盘41中部安装辅助中置卡爪91，所述辅助中置卡爪91两侧分别设置辅助顶置卡爪92以及辅助底置卡爪93。以图5为基准，顶部的为辅助顶置卡爪92，中间的为辅助中置卡爪91，底部的为辅助底置卡爪93。

所述底座1另一侧设置一对滑轨11，所述滑轨11之间设置直线驱动机构12，所述滑轨11上滑动设置滑动座5，所述直线驱动机构12用于驱动滑动座5沿滑轨11直线运行，所述直线驱动机构12为丝杠传动机构，通过伺服电机带动丝杠转动，从而驱动滑动座5沿着滑轨11滑动，使驱动座5能够相向固定座4移动，从而缩短两者之间的间距，便于根据不同长度的型材调整间距。

所述滑动座5上转动设置主动卡盘51，所述主动卡盘51上中部设置中置伸缩盘52，所述中置伸缩盘52两侧分别设置顶置伸缩盘53以及底置伸缩盘54，以图7为例，顶部的为所述顶置伸缩盘53，底部的为底置伸缩盘54。所述中置伸缩盘52、顶置伸缩盘53以及底置伸缩盘54与主动卡盘51之间均设置伸缩机构55，所述伸缩机构55用于推动中置伸缩盘52、顶置伸缩盘53以及底置伸缩盘54远离主动卡盘51。所述中置伸缩盘52上设置主动中置卡爪94，所述顶置伸缩盘53上设置主动顶置卡爪95，所述底置伸缩盘54上设置主动底置卡爪96，所述辅助中置卡爪91与所述主动中置卡爪94相对应，将顶部的T型钢两端进行夹紧，所述辅助顶置卡爪92与所述主动顶置卡爪95相对应，将H型钢两端进行夹紧，所述辅助底置卡爪93与所述主动底置卡爪96相对应，将底部的倒置T型钢两端进行夹紧。所述辅助中置卡爪91与所述主动中置卡爪94对称设置两对，所述辅助中置卡爪91与所述主动中置卡爪94自下向上夹紧；所述辅助顶置卡爪92与所述主动顶置卡爪95对称设置两对，所述辅助顶置卡爪92与所述主动顶置卡爪95自上向下夹紧；所述辅助底置卡爪93与所述主动底置卡爪96对称设置两对，所述辅助底置卡爪93与所述主动底置卡爪96自下向上夹紧。具体的，所述辅助中置卡爪91、辅助顶置卡爪92、辅助底置卡爪93、主动中置卡爪94、主动顶置卡爪95以及主动底置卡爪96均包括固定爪以及活动爪，所述辅助顶置卡爪92以及主动顶置卡爪95的活动爪位于固定爪的上方，所述辅助中置卡爪91、辅助底置卡爪93、主动中置卡爪94、以及主动底置卡爪96的活动爪位于固定爪的下方。所述辅助卡盘41与主动卡盘51上均设置若干与活动爪相对应的安装槽，所述安装槽内转动安装卡爪丝杠97，所述活动爪与安装槽滑动连接，所述活动爪底部设置与卡爪丝杠97相配合的丝杠螺母，所述卡爪丝杠97一端设置卡爪伺服电机98。所述辅助卡盘41与主动卡盘51上均安装若干导电滑环配合卡爪伺服电机98的控制电路导通，通过卡爪伺服电机98的驱动，可使活动爪对型钢进行良好的夹紧，使得T型钢能够与H型钢完成精准对接形成焊缝。

当辅助中置卡爪91与主动中置卡爪94将H型钢进行夹紧时，所述H型钢会被抬升到与顶部的T型钢相接触形成顶部焊缝；当辅助底置卡爪93与所述主动底置卡爪96将底部T型钢进行夹紧时，底部的所述T型钢会被抬升到与H型钢相接触形成底部焊缝。

所述滑动座5内设置驱动机构56，所述驱动机构56用于带动主动卡盘51转动。具体的，所述驱动机构56为伺服电机驱动的齿轮传动机构，当所述主动卡盘51与辅助卡盘41装夹工件后，所述主动卡盘51带动辅助卡盘41同步转动。所述主动卡盘51可以带动装夹好的工件转动，使工件的姿态进行若干次的调整，使顶部的焊缝两侧以及底部的焊缝两侧依次暴露在上方，供焊接***2对焊缝进行焊接。通过主动卡盘51以及辅助卡盘41对T型钢以及H型钢进行装夹，并利用主动卡盘51的转动完成对型钢姿态的调整，可以快速的完成十字钢柱焊缝的快速焊接，极大的提高了焊接效率。

所述焊接***2包括焊接架21，所述焊接架21沿底座1长度方向布置。所述焊接架21可顶吊安装在车间顶部，也可通过悬臂的架构安装在车间地面上。所述焊接架21上设置焊接滑轨22以及焊接横向位移机构23，所述焊接滑轨22上滑动安装焊接座24，所述焊接横向位移机构23用于驱动所述焊接座24沿焊接滑轨22直线运行。所述焊接横向位移机构23采用同步带驱动机构，利用同步带驱动机构带动焊接座24横向位移。所述焊接座24上安装竖直伸缩臂25，所述竖直伸缩臂25前端安装焊枪26，本实施例中所述竖直伸缩臂25采用电推杆驱动的滑台，所述焊枪26即安装在滑台的底部。通过电推杆的推动，可带动焊枪26的升降，从而完成与焊缝的对接。

所述顶升***3设置在底座1中部，具体的，为了保证顶升***3的安装不与型材的装夹发生干涉，所述底座1中部设置沉降槽，所述顶升***3即设置在沉降槽内。所述顶升***3包括顶升座31，所述顶升座31底部安装若干多级顶升液压缸32，所述多级顶升液压缸32能够将其顶升到各个装夹位置进行装夹固定。所述顶升座31中部设置沉槽，所述沉槽中心同轴设置长槽。所述顶升座31的宽度与H型钢内槽宽度一致，从而利用顶升座31对H型钢进行定位。所述沉槽的直径略大于T型钢的底面宽度，从而利用沉槽对T型钢进行定位，所述长槽为贯穿槽，通过长槽对T型钢的底部进行定位。

更进一步的，根据时间顺序，十字钢柱在进行焊接时，初始状态下的辅助顶置卡爪92与主动顶置卡爪95处于顶部位置，辅助卡盘41被电磁锁止器42锁定。各部分的控制程式为：首先将顶部的T型钢吊装到顶升座31上，使T型钢的横边置于沉槽内，T型槽的竖边置于长槽内，随后通过多级顶升液压缸32将T型钢顶升到最高处，随后顶置伸缩盘53伸展，T型钢的一端卡入主动顶置卡爪95内，随着顶置伸缩盘53的推动将T型钢另一端推入辅助顶置卡爪92内，随后控制主动顶置卡爪95以及辅助顶置卡爪92将T型钢夹紧，顶升座31随之下落。随后将中间的H型钢吊装到顶升座31上，H型钢的内槽卡入顶升座31上，随后通过多级顶升液压缸32将T型钢顶升到次高处，随后中置伸缩盘52伸展，H型钢的一端卡入主动中置卡爪94内，随着中置伸缩盘52的推动将H型钢另一端推入辅助中置卡爪91内，随后控制主动中置卡爪94以及辅助中置卡爪91将H型钢夹紧，随着夹紧，H型钢被活动爪提升一定距离，使H型钢的顶面与T型钢的竖边底部相接触，顶升座31随之下落。紧接着将底部的T型钢吊装到顶升座31上，使T型钢的横边置于沉槽内，T型钢的竖边竖直向上，随后通过多级顶升液压缸32将T型钢顶升到低处，随后底置伸缩盘54伸展，T型钢的一端卡入主动底置卡爪96内，随着底置伸缩盘54的推动将T型钢另一端推入辅助底置卡爪93内，随后控制主动底置卡爪96以及辅助底置卡爪93将T型钢夹紧，随着夹紧，T型钢被活动爪提升一定距离，朝上的竖边顶部与H型钢的底部相接触，顶升座31随之下落。在完成装夹后，控制器控制电磁锁止器42松开对辅助卡盘41的锁止，驱动机构56驱动主动卡盘51顺时针转动45度，将顶部焊缝的一侧暴露在顶部，随后控制焊接横向位移机构23驱动焊接座24沿焊接滑轨22直线位移，竖直伸缩臂25伸展使焊枪26贴合焊缝，随着焊接横向位移机构23的驱动对焊缝进行焊接。顶部焊缝焊接完成后，竖直伸缩臂25收缩使焊枪26脱离焊缝，驱动机构56驱动主动卡盘51顺时针转动90度，使底部焊缝一侧暴露在上方，竖直伸缩臂25伸展后贴合焊缝，随着焊接横向位移机构23的驱动对焊缝进行焊接。随后通过驱动机构56带动主动卡盘51继续顺时针转动两次90度，利用焊接***2完成底部焊缝与顶部焊缝另外一侧的焊接。随后驱动机构56带动主动卡盘51继续顺时针转动45度到初始状态，并控制各卡爪松开装夹，利用吊装设备固定好十字钢柱，利用直线驱动机构12带动滑动座5向远离固定座4一侧移动，从而将十字钢柱吊装而出。

Claims (6)

1.一种十字钢柱焊接装置，包括底座（1）、焊接***（2）以及顶升***（3），其特征在于：所述底座（1）一侧设置固定座（4），所述固定座（4）上转动设置辅助卡盘（41），所述辅助卡盘（41）后侧设置电磁锁止器（42），所述辅助卡盘（41）中部设置辅助中置卡爪（91），所述辅助中置卡爪（91）两侧分别设置辅助顶置卡爪（92）以及辅助底置卡爪（93）；所述底座（1）另一侧设置一对滑轨（11），所述滑轨（11）之间设置直线驱动机构（12），所述滑轨（11）上滑动设置滑动座（5），所述直线驱动机构（12）用于驱动滑动座（5）沿滑轨（11）直线运行，所述滑动座（5）上转动设置主动卡盘（51），所述主动卡盘（51）上中部设置中置伸缩盘（52），所述中置伸缩盘（52）两侧分别设置顶置伸缩盘（53）以及底置伸缩盘（54），所述中置伸缩盘（52）、顶置伸缩盘（53）以及底置伸缩盘（54）与主动卡盘（51）之间均设置伸缩机构（55），所述中置伸缩盘（52）上设置主动中置卡爪（94），所述顶置伸缩盘（53）上设置主动顶置卡爪（95），所述底置伸缩盘（54）上设置主动底置卡爪（96），所述辅助中置卡爪（91）与所述主动中置卡爪（94）相对应，所述辅助顶置卡爪（92）与所述主动顶置卡爪（95）相对应，所述辅助底置卡爪（93）与所述主动底置卡爪（96）相对应；所述辅助中置卡爪（91）与所述主动中置卡爪（94）对称设置两对，所述辅助中置卡爪（91）与所述主动中置卡爪（94）自下向上夹紧；所述辅助顶置卡爪（92）与所述主动顶置卡爪（95）对称设置两对，所述辅助顶置卡爪（92）与所述主动顶置卡爪（95）自上向下夹紧；所述辅助底置卡爪（93）与所述主动底置卡爪（96）对称设置两对，所述辅助底置卡爪（93）与所述主动底置卡爪（96）自下向上夹紧；所述滑动座（5）内设置驱动机构（56），所述驱动机构（56）用于带动主动卡盘（51）转动；所述焊接***（2）包括焊接架（21），所述焊接架（21）沿底座（1）长度方向布置，所述焊接架（21）上设置焊接滑轨（22）以及焊接横向位移机构（23），所述焊接滑轨（22）上滑动设置焊接座（24），所述焊接横向位移机构（23）用于驱动所述焊接座（24）沿焊接滑轨（22）直线运行，所述焊接座（24）上设置竖直伸缩臂（25），所述竖直伸缩臂（25）前端设置焊枪（26）；所述顶升***（3）设置在底座（1）中部，所述顶升***（3）包括顶升座（31），所述顶升座（31）底部设置若干多级顶升液压缸（32），所述顶升座（31）中部设置沉槽，所述沉槽中心同轴设置长槽。

2.根据权利要求1所述的一种十字钢柱焊接装置，其特征在于：所述辅助中置卡爪（91）、辅助顶置卡爪（92）、辅助底置卡爪（93）、主动中置卡爪（94）、主动顶置卡爪（95）以及主动底置卡爪（96）均包括固定爪以及活动爪，所述辅助顶置卡爪（92）以及主动顶置卡爪（95）的活动爪位于固定爪的上方，所述辅助中置卡爪（91）、辅助底置卡爪（93）、主动中置卡爪（94）、以及主动底置卡爪（96）的活动爪位于固定爪的下方。

3.根据权利要求2所述的一种十字钢柱焊接装置，其特征在于：所述辅助卡盘（41）与主动卡盘（51）上均设置若干与活动爪相对应的安装槽，所述安装槽内转动安装卡爪丝杠（97），所述活动爪与安装槽滑动连接，所述活动爪底部设置与卡爪丝杠（97）相配合的丝杠螺母，所述卡爪丝杠（97）一端设置卡爪伺服电机（98）。

4.根据权利要求1所述的一种十字钢柱焊接装置，其特征在于：所述电磁锁止器（42）包括设置在辅助卡盘（41）后侧的吸附盘（43）以及电磁盘（44），所述吸附盘（43）上设置若干销轴，所述辅助卡盘（41）后侧设置与销轴一一对应的销孔，所述销轴与销孔滑动连接。

5.根据权利要求1所述的一种十字钢柱焊接装置，其特征在于：所述底座（1）中部设置沉降槽，所述顶升***（3）即设置在沉降槽内。

6.根据权利要求1所述的一种十字钢柱焊接装置，其特征在于：所述驱动机构（56）为伺服电机驱动的齿轮传动机构，当所述主动卡盘（51）与辅助卡盘（41）装夹工件后，所述主动卡盘（51）带动辅助卡盘（41）同步转动。