CN217571761U - 一种钢拱架自动生产装置 - Google Patents

Abstract

一种钢拱架自动生产装置，按型钢前进方向依次包括进料机构、整形续焊机构、冷弯切割机构、运输机构、连接板焊接机构，进料机构用于将型钢逐根输送至整形续焊机构，整形续焊机构用于对前后两根型钢的相邻端部之间进行焊接，并将焊接后的型钢输送至冷弯切割机构，冷弯切割机构用于先对焊接后的型钢按预设弧度进行弯曲，然后对弯曲型钢按预设弧长进行切割，运输机构用于将弯曲型钢由冷弯切割机构输送至连接板焊接机构，连接板焊接机构位于运输机构的一侧，用于对弯曲型钢进行连接板对位焊接。本装置实现了型钢原料到钢拱架成品的全生产工序自动化，自动化程度高，生产效率高。

Description

一种钢拱架自动生产装置

技术领域

本实用新型属于自动化设备技术领域，具体涉及一种钢拱架自动生产装置，适用于钢拱架生产的自动化程度，进而提高生产效率。

背景技术

高速铁路隧道支护用的型钢拱架一般在施工现场加工制作，按照隧道轮廓、尺寸、弧度半径，将型钢加工成若干件后，把每件的端头之间用14-16mm钢制连接板连接成型。但是由于目前铁路工作人员的老龄化严重、熟练工培训周期长，以及现有的型钢成型设备在面对大批量生产时自动程度低、劳动强度大、生产效率低，使得施工作业长，不能满足目前快速施工的质量要求和标准化施工要求。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的问题，提供一种自动化程度高、生产效率高的钢拱架自动生产装置。

为实现以上目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种钢拱架自动生产装置，所述装置按型钢前进方向依次包括进料机构、整形续焊机构、冷弯切割机构、运输机构、连接板焊接机构，所述进料机构用于将型钢逐根输送至整形续焊机构，所述整形续焊机构用于对前后两根型钢的相邻端部之间进行焊接，并将焊接后的型钢输送至冷弯切割机构，所述冷弯切割机构用于先对焊接后的型钢按预设弧度进行弯曲，然后对弯曲型钢按预设弧长进行切割，所述运输机构用于将弯曲型钢由冷弯切割机构输送至连接板焊接机构，所述连接板焊接机构位于运输机构的一侧，用于对弯曲型钢进行连接板对位焊接。

所述进料机构包括进料链条线、第一滚筒线、位于进料链条线和第一滚筒线之间的多个中转暂存平台和多个凸轮移载机构，所述进料链条线包括多个纵向设置的进料链条，所述进料链条与中转暂存平台间隔设置，所述凸轮移载机构用于将型钢从进料链条搬运至中转暂存平台，所述第一滚筒线包括多个并排布置的第一滚筒，所述第一滚筒用于将型钢原料从中转暂存平台运输至整形续焊机构。

所述第一滚筒的一侧设置有第一推料气缸，所述第一推料气缸的伸缩端可朝向第一滚筒的中心线伸缩。

所述整形续焊机构包括夹具平台及其上设置的整形机构、焊接机构，所述整形机构、焊接机构之间横向设置有第二滚筒，所述整形机构为锯床，所述焊接装置包括横向夹紧机构、纵向压紧机构、一号焊接机器人。

所述第二滚筒的一侧设置有第二推料气缸，所述第二推料气缸的伸缩端可朝向第二滚筒的中心线伸缩。

所述冷弯切割机构包括冷弯机、切割机器人，所述冷弯机上的电机为变频抱闸电机、编码器为拉线编码器。

所述运输机构包括第三滚筒线、升降链条线、限位板，所述第三滚筒线包括多个横向输送型钢的第三滚筒，所述升降链条线包括多个纵向输送弯曲型钢的升降链条，所述升降链条与第三滚筒间隔设置，所述限位板与多个第三滚筒上靠近连接板焊接机构的一侧固定连接。

所述连接板焊接机构包括纵向布置的出料链条线、横向布置的滑轨，所述出料链条线中部的两侧对称设置有一号连接板抓取焊接结构、二号连接板抓取焊接结构，所述一号连接板抓取焊接结构固定在地面上，所述二号连接板抓取焊接结构与滑轨滑动配合。

所述一号连接板抓取焊接结构包括一号安装平台及其上设置的一号连接板抓取机器人、二号焊接机器人、一号变位机，所述一号安装平台的底部与地面固定连接，所述一号变位机靠近出料链条线的一侧设置；

所述二号连接板抓取焊接结构包括二号安装平台及其上设置的二号连接板抓取机器人、三号焊接机器人、二号变位机，所述二号安装平台的底部与滑轨滑动配合，所述二号变位机靠近出料链条线的另一侧设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型一种钢拱架自动生产装置按型钢前进方向依次包括进料机构、整形续焊机构、冷弯切割机构、运输机构、连接板焊接机构，进料机构用于将型钢逐根输送至整形续焊机构，整形续焊机构用于对前后两根型钢的相邻端部之间进行焊接，并将焊接后的型钢输送至冷弯切割机构，冷弯切割机构用于先对焊接后的型钢按预设弧度进行弯曲，然后对弯曲型钢按预设弧长进行切割，运输机构用于将弯曲型钢由冷弯切割机构输送至连接板焊接机构，连接板焊接机构位于运输机构的一侧，用于对弯曲型钢进行连接板对位焊接，该装置实现了型钢原料到钢拱架成品的生产工序全自动化，包括自动进料、自动整形续焊、自动冷弯切割、自动运输、自动连接板焊接，自动化程度高，生产效率高。因此，本实用新型自动化程度高，生产效率高。

2、本实用新型一种钢拱架自动生产装置中，进料机构包括进料链条线、第一滚筒线、位于进料链条线和第一滚筒线之间的多个中转暂存平台和多个凸轮移载机构，进料链条线包括多个纵向设置的进料链条，进料链条与中转暂存平台间隔设置，凸轮移载机构用于将型钢从进料链条搬运至中转暂存平台，第一滚筒线包括多个并排布置的第一滚筒，第一滚筒用于将型钢原料从中转暂存平台运输至整形续焊机构，工作时，将型钢原料搬到进料链条线，即可进行后续上料、暂存、进料工序，本设计通过进料链条线、中转暂存平台、第一滚筒线可同时储存三根型钢，避免了原料堆积，进料可靠性高。因此，本实用新型自动进料的可靠性高。

3、本实用新型一种钢拱架自动生产装置中，整形续焊机构包括夹具平台及其上设置的整形机构、焊接机构，整形机构、焊接机构之间横向设置有第二滚筒，整形机构为锯床，焊接装置包括横向夹紧机构、纵向压紧机构、一号焊接机器人，本设计不仅通过锯床对型钢原料进行表面整修，使成品更美观，而且在通过横向夹紧机构、纵向压紧机构对前后两根型钢原料的相邻两端在横向、纵向上夹紧后，进行接续焊接，节省了原料的同时使焊接更精准。因此，本实用新型不仅提高了钢拱架成品的美观度，而且节省了原料、续焊更精准。

4、本实用新型一种钢拱架自动生产装置中，第一滚筒、第二滚筒的一侧分别设置有第一推料气缸、第二推料气缸，第一推料气缸、第二推料气缸的伸缩端可分别朝向第一滚筒、第二滚筒的中心线伸缩，该设计通过第一推料气缸、第二推料气缸在运输过程中对型钢位置进行居中调整，提高了后续工序的精准度。因此，本实用新型能在运输过程中将型钢位置调整至居中，提高后续工序的精准度。

5、本实用新型一种钢拱架自动生产装置中，运输机构包括第三滚筒线、升降链条线、限位板，第三滚筒线包括多个横向输送型钢的第三滚筒，升降链条线包括多个纵向输送弯曲型钢的升降链条，升降链条与第三滚筒间隔设置，限位板与多个第三滚筒上靠近连接板焊接机构的一侧固定连接，工作时，先控制升降链条线位于滚筒线下方，第三滚筒线将弯曲型钢横向输送出冷弯切割机构，然后控制升降链条线上升至与限位板齐平，此时升降链条线位于第三滚筒线上方，升降链条线纵向输送弯曲型钢，直至弯曲型钢被限位板限位，待弯曲型钢调整至居中位置后，控制升降链条线上升至与连接板焊接机构齐平，升降链条线带动弯曲型钢输送至连接板焊接机构，最后控制升降链条线回到原位，准备下一次运输，该设计不仅实现了型钢在不同高度的各生产机构之间的运输，保证了各制造工序之间的流畅衔接，而且通过限位板的限位调整了弯曲型钢位置，使弯曲型钢居中，有利于提高后续连接板焊接质量。因此，本实用新型不仅使各制造工序之间衔接流畅，而且能够提高后续连接板焊接质量。

6、本实用新型一种钢拱架自动生产装置中，连接板焊接机构包括纵向布置的出料链条线、横向布置的滑轨，出料链条线中部的两侧对称设置有一号连接板抓取焊接结构、二号连接板抓取焊接结构，一号连接板抓取焊接结构固定在地面上，所述二号连接板抓取焊接结构与滑轨滑动配合，该设计中的二号连接板抓取焊接结构可沿滑轨移动，实现不同长度、弧度的型钢连接板焊接，通用性高。因此，本实用新型能适应不同长度、弧度的型钢连接板焊接，通用性高。

7、本实用新型一种钢拱架自动生产装置中，一号连接板抓取焊接结构包括一号安装平台及其上设置的一号连接板抓取机器人、二号焊接机器人、一号变位机，一号安装平台的底部与地面固定连接，一号变位机靠近出料链条线的一侧设置，二号连接板抓取焊接结构包括二号安装平台及其上设置的二号连接板抓取机器人、三号焊接机器人、二号变位机，二号安装平台的底部与滑轨滑动配合，二号变位机靠近出料链条线的另一侧设置，该设计中一号变位机、二号变位机用于左右夹住弯曲型钢后对弯曲型钢进行变位翻转，实现连接板的正、反面焊接。因此，本实用新型能够实现连接板的正、反面自动焊接。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中进料机构的结构示意图。

图3为图1中冷弯切割机构的结构示意图。

图4为图1中运输机构的结构示意图。

图5为图1中连接板焊接机构的结构示意图。

图6为图4中升降链条线处于位置一时的工作示意图。

图7为图4中升降链条线处于位置二时的工作示意图。

图8为图4中升降链条线处于位置三时的工作示意图。

图中，进料机构1、进料链条线11、进料链条111、第一滚筒121、第一滚筒线12、第一推料气缸122、中转暂存平台13、凸轮移载机构14、整形续焊机构2、整形机构22、焊接机构23、横向夹紧机构231、纵向压紧机构232、一号焊接机器人233、第二滚筒24、第二推料气缸241、冷弯切割机构3、冷弯机31、电机311、编码器312、切割机器人32、运输机构4、第三滚筒线41、第三滚筒411、升降链条线42、升降链条421、限位板43、连接板焊接机构5、出料链条线51、滑轨52、一号连接板抓取焊接结构53、一号安装平台531、一号连接板抓取机器人532、二号焊接机器人533、一号变位机534、二号连接板抓取焊接结构54、二号安装平台541、二号连接板抓取机器人542、三号焊接机器人543、二号变位机544。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

参见图1至图8，一种钢拱架自动生产装置，所述装置按型钢前进方向依次包括进料机构1、整形续焊机构2、冷弯切割机构3、运输机构4、连接板焊接机构5，所述进料机构1用于将型钢逐根输送至整形续焊机构2，所述整形续焊机构2用于对前后两根型钢的相邻端部之间进行焊接，并将焊接后的型钢输送至冷弯切割机构3，所述冷弯切割机构3用于先对焊接后的型钢按预设弧度进行弯曲，然后对弯曲型钢按预设弧长进行切割，所述运输机构4用于将弯曲型钢由冷弯切割机构3输送至连接板焊接机构5，所述连接板焊接机构5位于运输机构4的一侧，用于对弯曲型钢进行连接板对位焊接。

所述进料机构1包括进料链条线11、第一滚筒线12、位于进料链条线11和第一滚筒线12之间的多个中转暂存平台13和多个凸轮移载机构14，所述进料链条线11包括多个纵向设置的进料链条111，所述进料链条111与中转暂存平台13间隔设置，所述凸轮移载机构14用于将型钢从进料链条111搬运至中转暂存平台13，所述第一滚筒线12包括多个并排布置的第一滚筒121，所述第一滚筒121用于将型钢原料从中转暂存平台13运输至整形续焊机构2。

所述第一滚筒121的一侧设置有第一推料气缸122，所述第一推料气缸122的伸缩端可朝向第一滚筒121的中心线伸缩。

所述整形续焊机构2包括夹具平台21及其上设置的整形机构22、焊接机构23，所述整形机构22、焊接机构23之间横向设置有第二滚筒24，所述整形机构22为锯床，所述焊接装置23包括横向夹紧机构231、纵向压紧机构232、一号焊接机器人233。

所述第二滚筒24的一侧设置有第二推料气缸241，所述第二推料气缸241的伸缩端可朝向第二滚筒24的中心线伸缩。

所述冷弯切割机构3包括冷弯机31、切割机器人32，所述冷弯机31上的电机311为变频抱闸电机、编码器312为拉线编码器。

所述运输机构4包括第三滚筒线41、升降链条线42、限位板43，所述第三滚筒线41包括多个横向输送型钢的第三滚筒411，所述升降链条线42包括多个纵向输送弯曲型钢的升降链条421，所述升降链条421与第三滚筒411间隔设置，所述限位板43与多个第三滚筒411上靠近连接板焊接机构5的一侧固定连接。

所述连接板焊接机构5包括纵向布置的出料链条线51、横向布置的滑轨52，所述出料链条线51中部的两侧对称设置有一号连接板抓取焊接结构53、二号连接板抓取焊接结构54，所述一号连接板抓取焊接结构53固定在地面上，所述二号连接板抓取焊接结构54与滑轨52滑动配合。

所述一号连接板抓取焊接结构53包括一号安装平台531及其上设置的一号连接板抓取机器人532、二号焊接机器人533、一号变位机534，所述一号安装平台531的底部与地面固定连接，所述一号变位机534靠近出料链条线51的一侧设置；

所述二号连接板抓取焊接结构54包括二号安装平台541及其上设置的二号连接板抓取机器人542、三号焊接机器人543、二号变位机544，所述二号安装平台541的底部与滑轨52滑动配合，所述二号变位机544靠近出料链条线51的另一侧设置。

本实用新型的原理说明如下：

本实用新型一种钢拱架自动生产装置的工作流程为：

第一步，先人工搬运型钢原料至进料机构1中的进料链条线11上，然后进料链条线11将型钢原料输送至凸轮移载机构14，随后凸轮移载机构在电机带动下将型钢原料转运至中转暂存平台13，所述中转暂存平台13在电机带动下旋转将型钢原料转运至第一滚筒线12，最后第一滚筒线12通过其上设置的第一推料气缸122对型钢原料进行居中位置调整，并将型钢原料输送至整形续焊机构2中；

第二步，先由整形机构22对型钢原料表面进行整修，然后第二滚筒24通过其上设置的第二推料气缸241对整修后的型钢原料进行居中位置调整，并输送至焊接机构23，随后通过焊接机构23中的横向夹紧机构231、纵向压紧机构232对前后两根型钢原料的相邻两端在横向、纵向上夹紧后，通过一号焊接机器人233进行接续焊接，最后由第二滚筒24将续焊完成后的型钢原料输送至冷弯切割机构3；

第三步，先由冷弯机31对型钢进行冷弯，通过其上的电机311、编码器312对冷弯弧度和弧长进行控制，当达到预设弧度和弧长后冷弯机31停止工作，由切割机器人32对型钢按预设弧长进行切割，得到弯曲型钢；

第四步，先控制升降链条线42位于第三滚筒线41下方（参见图6），所述第三滚筒线41横向输送弯曲型钢，然后控制升降链条线42上升至与限位板43齐平（参见图7），此时升降链条线42位于第三滚筒线41上方，所述升降链条线42纵向输送弯曲型钢，直至弯曲型钢被限位板43限位，待弯曲型钢调整至居中位置后，控制升降链条线42上升至与连接板焊接机构5的出料链条线51齐平（参见图8），所述升降链条线42带动弯曲型钢输送至出料链条线51上，最后控制升降链条线42回到原位，准备下一次运输；

第五步，所述出料链条线51带动弯曲型钢输送至一号连接板抓取焊接结构53、二号连接板抓取焊接结构54处，所述一号变位机534、二号变位机544左右夹住弯曲型钢，由一号连接板抓取机器人532、二号连接板抓取机器人542进行连接板抓取，由二号焊接机器人533、三号焊接机器人543进行连接板焊接，所述二号连接板抓取焊接结构54可沿滑轨52左右移动，实现不同长度、弧度的型钢连接板焊接；

第六步，焊接完成后，所述一号变位机534、二号变位机544松开夹持，由出料链条线31带动钢拱架成品输送出生产线。

实施例1：

参见图1至图8，一种钢拱架自动生产装置，所述装置按型钢前进方向依次包括进料机构1、整形续焊机构2、冷弯切割机构3、运输机构4、连接板焊接机构5，所述进料机构1用于将型钢逐根输送至整形续焊机构2，所述整形续焊机构2用于对前后两根型钢的相邻端部之间进行焊接，并将焊接后的型钢输送至冷弯切割机构3，所述冷弯切割机构3用于先对焊接后的型钢按预设弧度进行弯曲，然后对弯曲型钢按预设弧长进行切割，所述运输机构4用于将弯曲型钢由冷弯切割机构3输送至连接板焊接机构5，所述连接板焊接机构5位于运输机构4的一侧，用于对弯曲型钢进行连接板对位焊接。

实施例2：

与实施例1的不同之处在于：

所述进料机构1包括进料链条线11、第一滚筒线12、位于进料链条线11和第一滚筒线12之间的多个中转暂存平台13和多个凸轮移载机构14，所述进料链条线11包括多个纵向设置的进料链条111，所述进料链条111与中转暂存平台13间隔设置，所述凸轮移载机构14用于将型钢从进料链条111搬运至中转暂存平台13，所述第一滚筒线12包括多个并排布置的第一滚筒121，所述第一滚筒121用于将型钢原料从中转暂存平台13运输至整形续焊机构2；

所述整形续焊机构2包括夹具平台21及其上设置的整形机构22、焊接机构23，所述整形机构22、焊接机构23之间横向设置有第二滚筒24，所述整形机构22为锯床，所述焊接装置23包括横向夹紧机构231、纵向压紧机构232、一号焊接机器人233。

实施例3：

与实施例2的不同之处在于：

所述第一滚筒121、第二滚筒24的一侧分别设置有第一推料气缸122、第二推料气缸241，所述推料气缸122、第二推料气缸241的伸缩端可分别朝向第一滚筒121、第二滚筒24的中心线伸缩。

实施例4：

与实施例1的不同之处在于：

所述冷弯切割机构3包括冷弯机31、切割机器人32，所述冷弯机31上的电机311为变频抱闸电机、编码器312为拉线编码器。

实施例5：

与实施例1的不同之处在于：

所述运输机构4包括第三滚筒线41、升降链条线42、限位板43，所述第三滚筒线41包括多个横向输送型钢的第三滚筒411，所述升降链条线42包括多个纵向输送弯曲型钢的升降链条421，所述升降链条421与第三滚筒411间隔设置，所述限位板43与多个第三滚筒411上靠近连接板焊接机构5的一侧固定连接。

实施例6：

与实施例1的不同之处在于：

所述连接板焊接机构5包括纵向布置的出料链条线51、横向布置的滑轨52，所述出料链条线51中部的两侧对称设置有一号连接板抓取焊接结构53、二号连接板抓取焊接结构54， 所述一号连接板抓取焊接结构53包括一号安装平台531及其上设置的一号连接板抓取机器人532、二号焊接机器人533、一号变位机534，所述一号安装平台531的底部与地面固定连接，所述一号变位机534靠近出料链条线51的一侧设置，所述二号连接板抓取焊接结构54包括二号安装平台541及其上设置的二号连接板抓取机器人542、三号焊接机器人543、二号变位机544，所述二号安装平台541的底部与滑轨52滑动配合，所述二号变位机544靠近出料链条线51的另一侧设置。

Claims (9)

1.一种钢拱架自动生产装置，包括进料机构（1）、冷弯切割机构（3）、连接板焊接机构（5），其特征在于：所述生产装置还包括整形续焊机构（2）、运输机构（4），所述进料机构（1）用于将型钢逐根输送至整形续焊机构（2），所述整形续焊机构（2）用于对前后两根型钢的相邻端部之间进行焊接，并将焊接后的型钢输送至冷弯切割机构（3），所述冷弯切割机构（3）用于先对焊接后的型钢按预设弧度进行弯曲，然后对弯曲型钢按预设弧长进行切割，所述运输机构（4）用于将弯曲型钢由冷弯切割机构（3）输送至连接板焊接机构（5），所述连接板焊接机构（5）位于运输机构（4）的一侧，用于对弯曲型钢进行连接板对位焊接。

2.根据权利要求1所述的一种钢拱架自动生产装置，其特征在于：所述进料机构（1）包括进料链条线（11）、第一滚筒线（12）、位于进料链条线（11）和第一滚筒线（12）之间的多个中转暂存平台（13）和多个凸轮移载机构（14），所述进料链条线（11）包括多个纵向设置的进料链条（111），所述进料链条（111）与中转暂存平台（13）间隔设置，所述凸轮移载机构（14）用于将型钢从进料链条（111）搬运至中转暂存平台（13），所述第一滚筒线（12）包括多个并排布置的第一滚筒（121），所述第一滚筒（121）用于将型钢原料从中转暂存平台（13）运输至整形续焊机构（2）。

3.根据权利要求2所述的一种钢拱架自动生产装置，其特征在于：所述第一滚筒（121）的一侧设置有第一推料气缸（122），所述第一推料气缸（122）的伸缩端可朝向第一滚筒（121）的中心线伸缩。

4.根据权利要求1所述的一种钢拱架自动生产装置，其特征在于：所述整形续焊机构（2）包括夹具平台（21）及其上设置的整形机构（22）、焊接机构（23），所述整形机构（22）、焊接机构（23）之间横向设置有第二滚筒（24），所述整形机构（22）为锯床，所述焊接机构（23）包括横向夹紧机构（231）、纵向压紧机构（232）、一号焊接机器人（233）。

5.根据权利要求4所述的一种钢拱架自动生产装置，其特征在于：所述第二滚筒（24）的一侧设置有第二推料气缸（241），所述第二推料气缸（241）的伸缩端可朝向第二滚筒（24）的中心线伸缩。

6.根据权利要求1所述的一种钢拱架自动生产装置，其特征在于：所述冷弯切割机构（3）包括冷弯机（31）、切割机器人（32），所述冷弯机（31）上的电机（311）为变频抱闸电机、编码器（312）为拉线编码器。

7.根据权利要求1所述的一种钢拱架自动生产装置，其特征在于：所述运输机构（4）包括第三滚筒线（41）、升降链条线（42）、限位板（43），所述第三滚筒线（41）包括多个横向输送型钢的第三滚筒（411），所述升降链条线（42）包括多个纵向输送弯曲型钢的升降链条（421），所述升降链条（421）与第三滚筒（411）间隔设置，所述限位板（43）与多个第三滚筒（411）上靠近连接板焊接机构（5）的一侧固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种钢拱架自动生产装置，其特征在于：所述连接板焊接机构（5）包括纵向布置的出料链条线（51）、横向布置的滑轨（52），所述出料链条线（51）中部的两侧对称设置有一号连接板抓取焊接结构（53）、二号连接板抓取焊接结构（54），所述一号连接板抓取焊接结构（53）固定在地面上，所述二号连接板抓取焊接结构（54）与滑轨（52）滑动配合。

9.根据权利要求8所述的一种钢拱架自动生产装置，其特征在于：

所述一号连接板抓取焊接结构（53）包括一号安装平台（531）及其上设置的一号连接板抓取机器人（532）、二号焊接机器人（533）、一号变位机（534），所述一号安装平台（531）的底部与地面固定连接，所述一号变位机（534）靠近出料链条线（51）的一侧设置；

所述二号连接板抓取焊接结构（54）包括二号安装平台（541）及其上设置的二号连接板抓取机器人（542）、三号焊接机器人（543）、二号变位机（544），所述二号安装平台（541）的底部与滑轨（52）滑动配合，所述二号变位机（544）靠近出料链条线（51）的另一侧设置。

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