一种钢结构底脚焊接设备的制作方法

本发明属于钢结构底脚加工的，具体地说，涉及一种钢结构底脚焊接设备。

背景技术：

1、钢结构底脚是钢柱、立杆等杆料的核心承重连接结构，可承担竖向荷载、水平剪力与倾覆力矩，其焊接质量直接决定钢结构的安装精度、承载稳定性与使用寿命。传统底脚焊接工艺流程较为简易，先将底板贴合放置于钢结构杆料下端，再凭施工经验与简易测量方式，将多块加强肋沿底板周向人工排布，使肋板分别贴合杆料侧壁与底板表面，最后通过人工焊接或焊接机器人完成底板、加强肋与杆料的满焊固定。

2、该工艺首要缺陷为定位精度差，无专用定位工装，底板与加强肋全靠人工肉眼观测、手工对位。底板易与杆料端面偏心偏移、水平度超标，造成结构受力不均、局部应力集中，长期使用易引发焊缝开裂、底板变形等问题。同时加强肋间距、角度、垂直度难以统一，支撑结构不对称，各肋板承载失衡，易出现疲劳损坏，严重时会导致结构失稳，且构件加工一致性差，无法标准化生产。其次存在施工效率偏低的问题，工序人工干预度高、碎片化严重。底板与肋板的对位、微调、点焊固定耗时冗长，远超实际焊接工时。人工焊接稳定性差、工序间断，大幅拉长生产周期，无法适配批量加工需求。同时，工艺成型质量不稳定、施工成本高。定位偏差导致构件贴合缝隙不均，焊接易出现未焊透、夹渣、烧穿等缺陷，且散热不均易引发构件变形，焊缝外观粗糙，后期打磨、返修工作量大。高返工率不仅浪费钢材、焊材，还增加人工与现场安装调整成本，对熟练技工的高度依赖也进一步拉高施工成本，整体经济效益较差。

技术实现思路

1、本发明提供一种钢结构底脚焊接设备，用以提高焊接的定位精度，降低人工干预程度，提升焊接质量及效率。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

3、一种钢结构底脚焊接设备，包括设置于翻转式置料机构上方的纵向座，于所述纵向座上沿其长度方向间隔设置有多个升降式肋板夹持机构，于翻转式置料机构的一侧设置有输送式置料机构，所述输送式置料机构的输送方向与纵向座的长度方向相同，于输送式置料机构上沿其输送方向间隔设置有多根钢结构杆料，且各所述钢结构杆料的一端靠近翻转式置料机构，于翻转式置料机构与输送式置料机构之间且位于各钢结构杆料处分别设置有焊接机器人，各所述焊接机器人安装于纵向座上。

4、进一步的技术方案在于，所述翻转式置料机构包括沿纵向座的长度方向间隔转动连接于装配箱上的多个基板定位座，相邻基板定位座经传动组件传动连接，于装配箱底部安装有第一电机，第一电机经传动组件而驱动各基板定位座自转，于装配箱的两侧转动装配有第一支撑座，择一第一支撑座与装配箱之间装配有翻转驱动组件，于装配箱的底部且与各基板定位座相对应处安装有顶出组件，所述顶出组件的上端可活动顶出相对应的基板定位座。

5、进一步的技术方案在于，所述基板定位座包括与装配箱转动连接且上端伸出装配箱的竖向套，待焊接的底板放置于竖向套的上端，于竖向套的外周面上沿其周向间隔构造有多个连接耳，于各所述连接耳开设有沿竖向套径向向外延伸的条形孔，于条形孔内安装有定位螺栓，各所述定位螺栓沿竖向伸入底板上的连接孔内。

6、进一步的技术方案在于，于所述竖向套的下部同轴转动连接有连接套，于竖向套的下端同轴可拆卸连接有下端盖，连接套与下端盖转动连接，于下端盖、连接套及竖向套之间形成有导气腔，于连接套上连接有与导气腔连通的导气管，于竖向套的上端沿其周向均匀地开设有多个导气通道，各所述导气通道沿竖向连通导气腔。

7、进一步的技术方案在于，所述顶出组件包括安装于装配箱下端的第一气缸，所述第一气缸的气缸杆沿竖向伸入相对应的竖向套内，于第一气缸的气缸杆的端部安装有顶出头；所述传动组件包括同轴装配于竖向套外的第一齿轮，于相邻两竖向套之间设置有第二齿轮，第二齿轮与相邻的两第一齿轮相啮合，且第二齿轮经竖向轴与装配座转动连接。

8、进一步的技术方案在于，所述翻转驱动组件包括安装于第一支撑座上的第二电机，于装配箱的两端分别固定有连接轴，各所述连接轴与相对应的第一支撑座转动连接，于第二电机的输出轴上和相对应的连接轴上分别装配有同步轮，两所述同步轮经同步带传动连接。

9、进一步的技术方案在于，所述升降式肋板夹持机构包括上端与纵向座连接的第二气缸，所述第二气缸的气缸杆经转接套与转接座转动连接，所述转接座与可调式夹持组件连接，多个加强肋沿可调式夹持组件的周向间隔夹持于可调式夹持组件上。

10、进一步的技术方案在于，所述可调式夹持组件包括安装于转接座下端的竖向伸缩件，于所述竖向伸缩件的上下两端处分别固定有第一座体和第二座体，于所述第一座体上沿其周向均匀地铰接有多个第一铰接杆，于第二座体上且与第一铰接杆相对应处铰接有第二铰接杆，且第一铰接杆与第二铰接杆相互铰接，于第一铰接杆与第二铰接杆的铰接处装配有气动夹爪。

11、进一步的技术方案在于，所述输送式置料机构包括沿钢结构杆料的长度方向间隔设置的两个输送单元，两所述输送单元与设置于二者之间的驱动单元传动连接，钢结构杆料的两端分别放置于两个输送单元上。

12、进一步的技术方案在于，所述输送单元包括沿纵向座的长度方向间隔设置的两个输送轮，两所述输送轮经输送带传动连接，于所述输送带沿其延伸方向间隔安装有多个限制座，钢结构杆料放置于限制座上；所述驱动单元包括两根横向轴，各所述横向轴同轴连接两输送单元中同侧的输送轮，且各横向轴的两端分别转动连接有第二支撑座，择一横向轴与第三电机的输出轴上分别装配有传动轮，两所述传动轮经传动带传动连接。

13、本发明由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

14、本发明作业时，先在翻转式置料机构未翻转的状态下完成底板和多个加强肋的焊接加工；待底板与加强肋焊接完毕后，控制翻转式置料机构翻转90°，使得焊接有加强肋的底板朝向钢结构杆料的端部，之后，再将底板顶出并装配在钢结构杆料的端部上，由于底板和多个加强肋的限制，确保了钢结构杆料与钢结构底脚的安装位置不会发生偏移；完成定位装配之后，再进行底板与钢结构杆料、加强肋与钢结构杆料的焊接作业。本发明通过翻转式置料机构、纵向座、升降式肋板夹持机构、输送式置料机构与焊接机器人的协同布局，可有效改善传统焊接存在的人工定位精度差、人工干预多、焊接质量不稳定、生产效率低的行业痛点。

15、本发明在纵向座上间隔布置多组升降式肋板夹持机构，可自动夹持加强肋，对肋板的高度、周向角度、间距、垂直度实现机械约束，摆脱人工肉眼摆放的作业模式，避免肋板排布不对称的问题；翻转式置料机构实现底板即底脚底板的定位安放，输送式置料机构将多根钢结构杆料有序排布，钢结构杆料端部靠近翻转式置料机构，实现钢结构杆料、底板、加强肋三者精准对位，有效抑制底板与钢结构杆料偏心偏移、水平度超差等问题，使各钢结构底脚构件尺寸统一，规避因装配偏差带来的应力集中、受力失衡隐患。

16、本发明集成肋板夹持就位、钢结构杆料输送就位、底板定位装配功能，依靠升降式肋板夹持机构完成加强肋的夹持与就位，输送式置料机构完成钢结构杆料输送定位，减少人工搬运、手工对位、反复微调、手工点焊预固定等工序，降低对熟练技工的依赖。每个钢结构杆料工位均配置独立焊接机器人，且全部焊接机器人统一安装在纵向座上，安装基准统一，焊接运动定位精度高；工件经过机构精确定位后直接焊接，构件贴合缝隙均匀可控，减少未焊透、夹渣、烧穿等焊接缺陷，规避人工焊接操作不稳定的问题，焊缝成型质量稳定，降低后期打磨、返修工作量。

17、本发明采用多工位并行布局，纵向座沿长度方向设置多套升降式肋板夹持机构，输送式置料机构同时承载多根钢结构杆料，各工位配置专属焊接机器人，能够同时开展多套钢结构底脚的装配与焊接作业，改变传统单件碎片化加工模式，装配定位不再占用大量人工工时；输送式置料机构可实现工件连续上料，各机构协同联动，缩短整体加工周期，适合钢结构底脚大批量工业化生产。同时设备布局紧凑，机构协同性好，翻转式置料机构与输送式置料机构分置两侧，肋板夹持机构、焊接机器人统一集成在上方纵向座，整套设备拥有统一安装基准，空间布局匹配底脚装配工艺流程，便于各机构联动动作，整机整体性强。

18、综上，本发明实现钢结构底脚的定位、装配、焊接一体化作业，能够有效地提高焊接的定位精度，降低人工干预程度，提升焊接质量与生产加工效率。