一种建筑钢结构用多工位智能焊接系统的制作方法

本发明涉及焊接设备，具体是一种建筑钢结构用多工位智能焊接系统。

背景技术：

1、在建筑钢结构领域，采用h型钢、工字钢等型材焊接加强板进行局部补强是十分常见的工程做法，该方式可针对性提升构件腹板的抗剪性能与翼缘的抗弯承载能力，广泛应用于厂房钢梁、支架及平台结构的加工制作与现场加固中。

2、现有技术中，加强板焊接的常规做法是先将板材定位贴合在型材腹板的对应位置，再沿加强板周边依次施焊，使板体侧边与型材腹板、上下边缘与型材翼缘内侧分别通过角焊缝焊合固定，作业多采用普通焊接设备按既定轨迹完成，焊后通常依靠自然冷却成型。

3、但焊接过程中焊接区域会产生集中热输入，焊后冷却阶段焊缝及周边热影响区会发生收缩变形，由于加强板的多个焊接边均与型材形成刚性约束，板体无法随收缩过程产生协调位移，致使加强板内部及焊缝位置积聚较大的焊接残余应力，局部应力集中现象显著；该问题不仅会削弱补强节点的实际承载性能，还易诱发焊缝裂纹，进而降低结构的疲劳寿命与使用可靠性。

4、因此，有必要提供一种建筑钢结构用多工位智能焊接系统解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种建筑钢结构用多工位智能焊接系统，通过夹持驱动机构带动调温板贴合夹持于加强板中部板面，利用调温板对加强板中部区域实施分阶段温度主动调控，焊接阶段使板体中部保持预冷收缩状态，可有效抵消加强板多周边焊接约束下的焊接收缩应力，降低焊缝及板体内部的残余应力峰值。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种建筑钢结构用多工位智能焊接系统，包括焊接台、固定设置在焊接台一侧的支撑轨道、滑动设置在支撑轨道上的多个驱动座、固定设置在驱动座上表面的支撑台和设置在支撑台上的焊接机构，所述支撑台的上方设置有夹持驱动机构、连接杆和调温板，两个调温板分别固定安装在两个连接杆远离夹持驱动机构的一端，且两个调温板相互平行设置，所述夹持驱动机构用于驱动两调温板反向同步移动，使两个调温板贴合夹持于待焊加强板的中部板面，调温板用于在焊接前或焊接时对加强板的中部区域施加主动冷却，以使加强板产生预收缩变形，并在焊接完成后停止制冷或切换为加热模式，使加强板中部温度回升以补偿焊缝区域的冷却收缩量。

3、本发明的进一步设置为：所述调温板上固定套装有制热框，制热框内设置有加热元件。

4、本发明的进一步设置为：所述调温板的内部开设有制热腔室和制冷腔室，制热腔室与制冷腔室相互独立，所述调温板的顶部固定安装有冷源输入管和冷源输出管，冷源输入管和冷源输出管均与制冷腔室相连通，所述调温板的底部固定安装有热源输入管和热源输出管，热源输入管和热源输出管均与制热腔室相连通。

5、本发明的进一步设置为：所述焊接机构包括机械臂和焊枪，所述机械臂固定安装在支撑台的上表面，焊枪固定安装在机械臂的端部，所述焊枪上固定设置有视觉模块，视觉模块上设置有视觉摄像头。

6、本发明的进一步设置为：所述支撑台上设置有位移驱动机构，位移驱动机构用于驱动夹持驱动机构朝着靠近或远离焊接台的方向移动；所述位移驱动机构包括导轨一、滑座一、驱动螺杆和电机一，所述导轨一固定安装在支撑台的上表面，所述滑座一滑动安装在导轨一的内侧，所述驱动螺杆转动安装在导轨一的内侧，驱动螺杆贯穿滑座一，且驱动螺杆与滑座一螺纹配合，所述电机一固定安装在导轨一的端部，电机一的输出端与驱动螺杆的端部固定连接，所述滑座一通过连接机构与夹持驱动机构连接。

7、本发明的进一步设置为：所述夹持驱动机构包括导轨二、滑座二、双头螺杆、电机二和连接板，所述连接板与导轨二固定连接，连接机构与连接板相连接，所述导轨二的内侧滑动安装有两个滑座二，两个滑座二分别与两个连接杆远离调温板的一端固定连接，所述双头螺杆转动安装在导轨二的内侧，双头螺杆贯穿两个滑座二，且双头螺杆与两个滑座二螺纹连接，所述电机二的输出端与双头螺杆的端部固定连接。

8、本发明的进一步设置为：所述连接机构包括支撑立柱、滑座三和锁定螺栓一，所述支撑立柱固定设置有两个，且两个支撑立柱的底端与滑座一固定连接，两个支撑立柱均贯穿滑座三，且滑座三与支撑立柱滑动配合，滑座三上螺纹安装有两个锁定螺栓一，两个锁定螺栓一的一端分别压在两个支撑立柱上；所述滑座三的中部转动安装有销轴，销轴与连接板固定连接，所述滑座三上螺纹安装有锁定螺栓二，锁定螺栓二的端部与销轴相接触。

9、本发明的进一步设置为：所述导轨一的上方设置有l形定位块，l形定位块用于对待夹持的加强板进行定位，所述l形定位块靠近支撑立柱的一侧固定连接有支撑横杆，所述支撑横杆远离l形定位块的一端固定安装有滑座四，两个支撑立柱均贯穿滑座四，且支撑立柱与滑座四滑动配合，所述滑座四上螺纹安装有两个锁定螺栓三，两个锁定螺栓三的端部分别与两个支撑立柱相接触。

10、本发明的进一步设置为：所述支撑轨道的顶部开设有限位凹槽，限位凹槽的内部固定安装有齿条，所述驱动座的内侧设置有驱动齿轮，驱动齿轮伸入限位凹槽内，且驱动齿轮与齿条相啮合，所述驱动座内设置有旋转驱动机构，旋转驱动机构与驱动齿轮传动连接。

11、本发明的进一步设置为：所述旋转驱动机构包括电机三、转轴、蜗轮和蜗杆，所述转轴和蜗杆均转动安装在驱动座的内部，所述电机三固定安装在驱动座上，所述驱动齿轮和蜗轮均固定套装在转轴上，所述蜗杆与蜗轮相啮合，所述电机三的输出端与蜗杆固定连接。

12、综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明通过夹持驱动机构带动调温板贴合夹持于加强板中部板面，利用调温板对加强板中部区域实施分阶段温度主动调控；焊接阶段使板体中部保持预冷收缩状态，可有效抵消加强板多周边焊接约束下的焊接收缩应力，降低焊缝及板体内部的残余应力峰值，缓解局部应力集中，减少焊缝裂纹萌生风险，提升补强节点的承载性能与结构疲劳寿命；搭配支撑轨道上可滑动的多组驱动座与焊接机构，可同步开展多组加强板的装夹、控温与焊接作业，在提升生产效率的同时保障焊接质量的一致性；

13、本发明通过多组可沿支撑轨道滑移的驱动座布局，配合蜗轮蜗杆传动的反向自锁特性，既能灵活调度多个工位并行作业以提升生产效率，又能在停机后自动锁止工位位置，避免滑移影响焊接精度；搭配可前后进给的位移驱动机构、同步开合的夹持驱动机构以及支持高度与角度双向调节的连接结构，可灵活适配不同尺寸规格、不同焊接坡口角度的加强板工件，装夹调节便捷且夹持稳定可靠；结合l形定位块的工件预定位结构、带视觉检测模块的机械臂焊接机构与统一控制模块，可实现焊缝轨迹的实时修正与全流程自动化作业，配合调温板独立设置的冷热腔室与边缘制热框，还能进一步提升温度调控的精准度与焊接边缘的熔池成型质量，保障各工位焊接质量的一致性。

1.一种建筑钢结构用多工位智能焊接系统，包括焊接台（1）、固定设置在焊接台（1）一侧的支撑轨道（2）、滑动设置在支撑轨道（2）上的多个驱动座（3）、固定设置在驱动座（3）上表面的支撑台（4）和设置在支撑台（4）上的焊接机构，其特征在于：所述支撑台（4）的上方设置有夹持驱动机构（8）、连接杆（12）和调温板（10），两个调温板（10）分别固定安装在两个连接杆（12）远离夹持驱动机构（8）的一端，且两个调温板（10）相互平行设置，所述夹持驱动机构（8）用于驱动两调温板（10）反向同步移动，使两个调温板（10）贴合夹持于待焊加强板的中部板面，调温板（10）用于在焊接前或焊接时对加强板的中部区域施加主动冷却，以使加强板产生预收缩变形，并在焊接完成后停止制冷或切换为加热模式，使加强板中部温度回升以补偿焊缝区域的冷却收缩量。

2.根据权利要求1所述的一种建筑钢结构用多工位智能焊接系统，其特征在于：所述调温板（10）上固定套装有制热框（11），制热框（11）内设置有加热元件。

3.根据权利要求2所述的一种建筑钢结构用多工位智能焊接系统，其特征在于：所述调温板（10）的内部开设有制热腔室和制冷腔室，制热腔室与制冷腔室相互独立，所述调温板（10）的顶部固定安装有冷源输入管（13）和冷源输出管（14），冷源输入管（13）和冷源输出管（14）均与制冷腔室相连通，所述调温板（10）的底部固定安装有热源输入管（15）和热源输出管（16），热源输入管（15）和热源输出管（16）均与制热腔室相连通。

4.根据权利要求1所述的一种建筑钢结构用多工位智能焊接系统，其特征在于：所述焊接机构包括机械臂（5）和焊枪（6），所述机械臂（5）固定安装在支撑台（4）的上表面，焊枪（6）固定安装在机械臂（5）的端部，所述焊枪（6）上固定设置有视觉模块（27），视觉模块（27）上设置有视觉摄像头（2701）。

5.根据权利要求1所述的一种建筑钢结构用多工位智能焊接系统，其特征在于：所述支撑台（4）上设置有位移驱动机构（7），位移驱动机构（7）用于驱动夹持驱动机构（8）朝着靠近或远离焊接台（1）的方向移动；所述位移驱动机构（7）包括导轨一（701）、滑座一（702）、驱动螺杆（703）和电机一（704），所述导轨一（701）固定安装在支撑台（4）的上表面，所述滑座一（702）滑动安装在导轨一（701）的内侧，所述驱动螺杆（703）转动安装在导轨一（701）的内侧，驱动螺杆（703）贯穿滑座一（702），且驱动螺杆（703）与滑座一（702）螺纹配合，所述电机一（704）固定安装在导轨一（701）的端部，电机一（704）的输出端与驱动螺杆（703）的端部固定连接，所述滑座一（702）通过连接机构（9）与夹持驱动机构（8）连接。

6.根据权利要求5所述的一种建筑钢结构用多工位智能焊接系统，其特征在于：所述夹持驱动机构（8）包括导轨二（801）、滑座二（802）、双头螺杆（803）、电机二（804）和连接板（805），所述连接板（805）与导轨二（801）固定连接，连接机构（9）与连接板（805）相连接，所述导轨二（801）的内侧滑动安装有两个滑座二（802），两个滑座二（802）分别与两个连接杆（12）远离调温板（10）的一端固定连接，所述双头螺杆（803）转动安装在导轨二（801）的内侧，双头螺杆（803）贯穿两个滑座二（802），且双头螺杆（803）与两个滑座二（802）螺纹连接，所述电机二（804）的输出端与双头螺杆（803）的端部固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种建筑钢结构用多工位智能焊接系统，其特征在于：所述连接机构（9）包括支撑立柱（901）、滑座三（902）和锁定螺栓一（903），所述支撑立柱（901）固定设置有两个，且两个支撑立柱（901）的底端与滑座一（702）固定连接，两个支撑立柱（901）均贯穿滑座三（902），且滑座三（902）与支撑立柱（901）滑动配合，滑座三（902）上螺纹安装有两个锁定螺栓一（903），两个锁定螺栓一（903）的一端分别压在两个支撑立柱（901）上；所述滑座三（902）的中部转动安装有销轴（904），销轴（904）与连接板（805）固定连接，所述滑座三（902）上螺纹安装有锁定螺栓二（905），锁定螺栓二（905）的端部与销轴（904）相接触。

8.根据权利要求7所述的一种建筑钢结构用多工位智能焊接系统，其特征在于：所述导轨一（701）的上方设置有l形定位块（17），l形定位块（17）用于对待夹持的加强板进行定位，所述l形定位块（17）靠近支撑立柱（901）的一侧固定连接有支撑横杆（18），所述支撑横杆（18）远离l形定位块（17）的一端固定安装有滑座四（19），两个支撑立柱（901）均贯穿滑座四（19），且支撑立柱（901）与滑座四（19）滑动配合，所述滑座四（19）上螺纹安装有两个锁定螺栓三（20），两个锁定螺栓三（20）的端部分别与两个支撑立柱（901）相接触。

9.根据权利要求1所述的一种建筑钢结构用多工位智能焊接系统，其特征在于：所述支撑轨道（2）的顶部开设有限位凹槽（201），限位凹槽（201）的内部固定安装有齿条（202），所述驱动座（3）的内侧设置有驱动齿轮（22），驱动齿轮（22）伸入限位凹槽（201）内，且驱动齿轮（22）与齿条（202）相啮合，所述驱动座（3）内设置有旋转驱动机构，旋转驱动机构与驱动齿轮（22）传动连接。

10.根据权利要求9所述的一种建筑钢结构用多工位智能焊接系统，其特征在于：所述旋转驱动机构包括电机三（21）、转轴（23）、蜗轮（24）和蜗杆（25），所述转轴（23）和蜗杆（25）均转动安装在驱动座（3）的内部，所述电机三（21）固定安装在驱动座（3）上，所述驱动齿轮（22）和蜗轮（24）均固定套装在转轴（23）上，所述蜗杆（25）与蜗轮（24）相啮合，所述电机三（21）的输出端与蜗杆（25）固定连接。