钢结构组立自动焊接设备的制作方法

1.本技术涉及钢结构焊接技术领域，具体而言，涉及一种钢结构组立自动焊接设备。


背景技术：

2.隔板、悬挑的生产是厂内生产工艺的重点工序之一。在进行隔板和悬挑组立制造时，悬挑和隔板的焊接角度和焊接姿态确定焊接的质量。现有技术中，隔板和悬挑组立制造采用多人配合多次焊接的方式实现，其劳动强度大，焊接质量低。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种钢结构组立自动焊接设备，能够自动地焊接隔板和悬挑，保证隔板和悬挑组立的焊接质量。
4.本技术提供了一种钢结构组立自动焊接设备，包括：
5.机架，所述机架沿预设方向延伸；
6.限位机构，所述限位机构设置于所述机架的一端，用于抵接所述隔板和所述悬挑；
7.隔板运输机构，设置于所述机架且所述隔板运输机构的中心线与所述机架的中心线重合，所述隔板运输机构被配置为将隔板沿所述预设方向运输直至抵接于所述限位机构；
8.对中机构，设置于所述机架，所述对中机构包括两个对中部和对中驱动部，两个所述对中部分别设置于所述隔板运输机构的两侧，且在所述对中驱动部的驱动下相互靠近或者远离；
9.悬挑运输机构，每个所述对中部分别设置有悬挑运输机构，所述悬挑运输机构用于将悬挑沿所述预设方向运输直至抵接于所述限位机构；以及
10.两个自动焊接机构，分别设置于所述机架的两侧，所述自动焊接机构被配置为沿所述预设方向可相对于所述机架移动，用于焊接所述隔板和所述悬挑的交汇处。
11.上述实现的过程中，钢结构组立自动焊接设备能够自动地运输和焊接悬挑和隔板，且在运输的过程中将悬挑设置在隔板的中心区域，保证悬挑和隔板的焊接位置的准确性，使得由隔板和悬挑构成的组立受力均匀，强度高。操作人员可先将隔板投放至隔板运输机构，隔板运输机构将隔板运输至指定的位置，即隔板抵接于限位机构时的位置；随后将悬挑投放至隔板上，启动对中机构，让对中机构的两个对中部同步运动，使得悬挑处于隔板的中心线；同时，悬挑运输机构工作，使得悬挑在隔板的中心线上沿预设方向运输至指定的位置，即隔板抵接于限位机构时的位置；两个自动焊接机构工作，沿着预设方向分别对隔板和所述悬挑的交汇部位焊接，让悬挑和隔板焊接为一体，获得钢结构桥梁组立。
12.可选地，在一种可能的实现方式中，所述对中机构还包括两个对中传动件；
13.所述对中驱动部包括对中驱动电机、皮带结构以及中心齿轮，所述对中驱动电机设置于所述机架，所述中心齿轮可转动地设置于所述机架的中心，所述对中驱动电机通过所述皮带结构驱动所述中心齿轮转动；
14.所述对中传动件与所述中心齿轮啮合，两个所述对中传动件绕所述中心齿轮呈中心对称分布，所述对中部设置于所述对中传动件上且沿所述预设方向延伸。
15.上述实现的过程中，当对中驱动电机工作时，中心齿轮传动，从而能够驱使两个对中传动件同步地相互靠近或远离，由于中心齿轮设置在机架的中心且隔板运输机构的中心线与所述机架的中心线重合，故当两个对中部相互抵接于悬挑时，能够将悬挑调整至隔板的中心线处，从而使得悬挑以正确地姿态与隔板焊接为一体。同时，对中部沿预设方向延伸，使得对中部在预设方向上与悬挑大面积接触，让两个对中部对悬挑的施力均匀，避免悬挑发生偏移。需要说明的是，对中传动件配置有滑块，机架配置有滑槽，滑槽沿垂直于预设方向延伸，滑块可滑动地嵌设于滑槽中，以使得对中传动件稳定地沿垂直于预设方向滑动。
16.可选地，在一种可能的实现方式中，所述对中部包括固定杆和多个抵顶件，所述固定杆沿所述预设方向延伸，多个所述抵顶件沿所述预设方向间隔设置于所述固定杆，且每个所述抵顶件沿垂直于所述预设方向延伸；
17.所述悬挑运输机构包括主动轮和从动轮，部分所述抵顶件与所述主动轮连接，另一部分所述抵顶件与所述从动轮连接；
18.所述主动轮和所述从动轮用于与所述悬挑滚动接触，所述主动轮用于驱使所述悬挑沿所述预设方向移动。
19.上述实现的过程中，当对中部向悬挑移动时，主动轮和从动轮会抵接于悬挑的表面，主动轮带有电机，电机工作使得主动轮开始转动，以与悬挑之间产生滚动摩擦，让悬挑沿预设方向移动直至被限位部抵顶。同时，在悬挑沿预设方向移动的过程中，从动轮支撑悬挑，避免悬挑发生偏移。
20.可选地，在一种可能的实现方式中，所述抵顶件的端部设置有缓冲结构，所述主动轮和所述从动轮通过所述缓冲结构连接于各自对应的所述抵顶件；
21.所述缓冲结构包括多根阻尼杆，多根阻尼杆的外壳固定于所述抵顶件的端部，多根所述阻尼杆的伸缩端铰接于所述主动轮或者所述从动轮；
22.所述主动轮的轮子本体被橡胶覆盖。
23.上述实现的过程中，主动轮包括电机和轮子本体，电机可驱使主动轮的轮子本体发生自转，主动轮的轮子本体由于被橡胶覆盖，故能够有效地驱使悬挑沿预设方向移动。当主动轮和从动轮在对中机构的作用下抵顶于悬挑时，由于缓冲结构的作用，能够有效地支撑悬挑，避免悬挑发生偏移，且当主动轮的电机工作时，轮子本体会较悬挑浮动，为悬挑提供有效地滚动摩擦，使得悬挑稳定地沿预设方向移动。
24.可选地，在一种可能的实现方式中，所述钢结构组立自动焊接设备还包括立向支撑机构；
25.所述立向支撑机构包括立杆、气缸、安装架以及多个支撑轮；
26.所述立杆的一端固定于机架，所述气缸固定于所述立杆的另一端，所述安装架铰接于所述气缸的伸缩杆，多个所述支撑轮设置于所述安装架的端面且用于抵接所述悬挑的顶端。
27.上述实现的过程中，多个支撑轮处于悬挑的上方，当运输悬挑和焊接悬挑和隔板时，立向支撑机构能够对悬挑提供向下的力，使得悬挑稳定地放置在隔板上。气缸用于控制安装架的升降，以使得安装架上的支撑轮能够抵顶于悬挑的顶端，以在竖向上支撑悬挑；或
者使得支撑轮能够脱离于悬挑的顶端，以使得悬挑和隔板能够由钢结构组立焊接设备取下。同时，由于安装架与所述气缸的伸缩杆铰接，故使得支撑轮能够适应悬挑顶端的凹凸不同的表面。
28.可选地，在一种可能的实现方式中，所述隔板运输机构包括主动辊、从动辊、运输皮带和运输电机；
29.所述主动辊和所述从动辊沿所述预设方向间隔设置于所述机架，所述运输皮带套置于所述主动辊和从动辊上，所述运输电机与所述主动辊连接；
30.所述运输皮带的边缘形成有限位凸块，所述运输皮带的两边的所述限位凸块用于抵接隔板的侧边。
31.上述实现的过程中，操作人员将隔板投放至运输皮带且使得隔板位于两侧的限位凸块之间，能够保证隔板的中心线、隔板运输机构的中心线与所述机架的中心线三者重合，使得对中机构将悬挑有效地对中于隔板。启动运输电机，主动辊转动，配合从动辊的支撑能够使得运输皮带做回转运动，从而有效地运输隔板。
32.可选地，在一种可能的实现方式中，所述机架形成有通孔，所述限位机构包括直线伸缩电机、限位板以及压力传感器；所述钢结构组立自动焊接设备还包括控制器，所述控制器连接所述限位机构、隔板运输机构以及悬挑运输机构；
33.所述直线伸缩电机设置于所述机架，所述限位板与所述直线伸缩电机的执行端连接，所述直线伸缩电机用于驱使所述限位板升降，所述限位板穿设于所述通孔；
34.所述压力传感器设置于所述限位板并与所述控制器连接，所述压力传感器用于感应所述隔板和所述悬挑。
35.上述实现的过程中，当钢结构组立自动焊接设备工作时，限位板在直线伸缩电机的驱动下伸出于通孔，隔板和悬挑在各自的运输结构下被运输至限位板时会与压力传感器接触，压力传感器产生电位信号，将该电位信号传输给控制器，控制器控制隔板运输机构以及悬挑运输机构停止工作，此时隔板和悬挑保持静止。
36.可选地，在一种可能的实现方式中，所述自动焊接机构包括轨道、移动小车、单轴机械手以及焊机；
37.所述轨道沿所述预设方向设置于所述机架，所述移动小车设置于所述轨道且可沿所述轨道移动，所述单轴机械手固定于所述移动小车，所述单轴机械手的执行端连接所述焊机，所述单轴机械手用于驱使所述焊机沿垂直于所述预设方向移动。
38.上述实现的过程中，焊机在移动小车的带动下，能够沿预设方向移动，以焊接悬挑和隔板在预设方向上的交汇位置，焊接在单轴机械手的驱动下，能够焊接悬挑和隔板在垂直于预设方向上的交汇位置，保证悬挑和隔板的焊接质量。
39.可选地，在一种可能的实现方式中，所述自动焊接机构还包括视觉相机，所述视觉相机设置于所述单轴机械手的执行端且与所述焊接同步运动，所述视觉相机与所述控制器连接。
40.上述实现的过程中，在焊接工作的同时，视觉相机获取焊接位置的图像并将该图像数据传输给控制器，控制器基于预存的数据判断悬挑和隔板的焊接质量。基于判断得出的结构，控制器能够控制移动小车和单轴机械手对焊接的姿态进行调整，以保证焊接质量。
41.可选地，在一种可能的实现方式中，所述自动焊接机构还包括补光灯，所述补光灯
设置于所述单轴机械手的执行端且与所述焊接同步运动，所述视觉相机与所述控制器连接。
附图说明
42.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
43.图1为本实施例中钢结构组立自动焊接设备的主视图；
44.图2为本实施例中钢结构组立自动焊接设备的俯视图；
45.图3为本实施例中钢结构组立自动焊接设备隐藏对中部的示意图；
46.图4为本实施例中对中机构的示意图。
47.图标：10
‑
机架；
48.20
‑
限位机构；21
‑
直线伸缩电机；22
‑
限位板；23
‑
压力传感器；
49.30
‑
隔板运输机构；31
‑
主动辊；32
‑
从动辊；33
‑
运输皮带；34
‑
限位凸块；
50.40
‑
对中机构；40a
‑
对中传动件；41
‑
对中部；42
‑
对中驱动电机；43
‑
皮带结构；44
‑
中心齿轮；45
‑
滑块；46
‑
固定杆；47
‑
抵顶件；48
‑
缓冲结构；
51.50
‑
悬挑运输机构；51
‑
主动轮；52
‑
从动轮；
52.60
‑
自动焊接机构；61
‑
轨道；62
‑
移动小车；63
‑
单轴机械手；64
‑
焊机；65
‑
视觉相机；
53.70
‑
立向支撑机构；71
‑
立杆；72
‑
气缸；73
‑
安装架；74
‑
支撑轮。
具体实施方式
54.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
55.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
56.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
57.在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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的限制。
58.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语
“
设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
59.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
60.下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行描述。
61.本实施例提供一种钢结构组立自动焊接设备，能够自动地焊接隔板和悬挑，保证隔板和悬挑组立的焊接质量。
62.请参见图1
‑
图4，图1为本实施例中钢结构组立自动焊接设备的主视图，图2为本实施例中钢结构组立自动焊接设备的俯视图，图3为本实施例中钢结构组立自动焊接设备隐藏对中机构40的示意图，图4为本实施例中对中部的示意图。
63.钢结构组立自动焊接设备包括机架10、限位机构20、隔板运输机构30、对中机构40、悬挑运输机构50和两个自动焊接机构60。机架10沿预设方向延伸。限位机构20设置于机架10的一端，用于抵接隔板和悬挑。隔板运输机构30设置于机架10且隔板运输机构30的中心线与机架10的中心线重合，隔板运输机构30被配置为将隔板沿预设方向运输直至抵接于限位机构20。对中机构40设置于机架10，对中机构40包括两个对中部41和对中驱动部，两个对中部41分别设置于隔板运输机构30的两侧，且在对中驱动部的驱动下相互靠近或者远离。每个对中部41分别设置有悬挑运输机构50，悬挑运输机构50用于将悬挑沿预设方向运输直至抵接于限位机构20。两个自动焊接机构60分别设置于机架10的两侧，自动焊接机构60被配置为沿预设方向可相对于机架10移动，用于焊接隔板和悬挑的交汇处。
64.上述实现的过程中，钢结构组立自动焊接设备能够自动地运输和焊接悬挑和隔板，且在运输的过程中将悬挑设置在隔板的中心区域，保证悬挑和隔板的焊接位置的准确性，使得由隔板和悬挑构成的组立受力均匀，强度高。操作人员可先将隔板投放至隔板运输机构30，隔板运输机构30将隔板运输至指定的位置，即隔板抵接于限位机构20时的位置；随后将悬挑投放至隔板上，启动对中机构40，让对中机构40的两个对中部41同步运动，使得悬挑处于隔板的中心线；同时，悬挑运输机构50工作，使得悬挑在隔板的中心线上沿预设方向运输至指定的位置，即隔板抵接于限位机构20时的位置；两个自动焊接机构60工作，沿着预设方向分别对隔板和悬挑的交汇部位焊接，让悬挑和隔板焊接为一体，获得钢结构桥梁组立。
65.可选地，在一种可能的实现方式中，参见图2和图4，对中机构40还包括两个对中传动件40a；对中驱动部包括对中驱动电机42、皮带结构43以及中心齿轮44，对中驱动电机42设置于机架10，中心齿轮44可转动地设置于机架10的中心，对中驱动电机42通过皮带结构43驱动中心齿轮44转动；对中传动件40a与中心齿轮44啮合，两个对中传动件40a绕中心齿轮44呈中心对称分布，对中部41设置于对中传动件上且沿预设方向延伸。
66.上述实现的过程中，当对中驱动电机42工作时，中心齿轮44传动，从而能够驱使两个对中传动件同步地相互靠近或远离，由于中心齿轮44设置在机架10的中心且隔板运输机构30的中心线与机架10的中心线重合，故当两个对中部41相互抵接于悬挑时，能够将悬挑调整至隔板的中心线处，从而使得悬挑以正确地姿态与隔板焊接为一体。同时，对中部41沿
预设方向延伸，使得对中部41在预设方向上与悬挑大面积接触，让两个对中部41对悬挑的施力均匀，避免悬挑发生偏移。需要说明的是，对中传动件配置有滑块45，机架10配置有滑槽，滑槽沿垂直于预设方向延伸，滑块45可滑动地嵌设于滑槽中，以使得对中传动件稳定地沿垂直于预设方向滑动。
67.可选地，在一种可能的实现方式中，对中部41包括固定杆46和多个抵顶件47，固定杆46沿预设方向延伸，多个抵顶件47沿预设方向间隔设置于固定杆46，且每个抵顶件47沿垂直于预设方向延伸；悬挑运输机构50包括主动轮51和从动轮52，部分抵顶件47与主动轮51连接，另一部分抵顶件47与从动轮52连接。
68.主动轮51和从动轮52用于与悬挑滚动接触，主动轮51用于驱使悬挑沿预设方向移动。
69.上述实现的过程中，当对中部41向悬挑移动时，主动轮51和从动轮52会抵接于悬挑的表面，主动轮51带有电机(图中未示出)，电机工作使得主动轮51开始转动，以与悬挑之间产生滚动摩擦，让悬挑沿预设方向移动直至被限位部抵顶。同时，在悬挑沿预设方向移动的过程中，从动轮52支撑悬挑，避免悬挑发生偏移。
70.可选地，在一种可能的实现方式中，参见图4。抵顶件47的端部设置有缓冲结构48，主动轮51和从动轮52通过缓冲结构48连接于各自对应的抵顶件47。缓冲结构48包括多根阻尼杆，多根阻尼杆的外壳固定于抵顶件47的端部，多根阻尼杆的伸缩端铰接于主动轮51或者从动轮52。主动轮51的轮子本体被橡胶覆盖(需要说明的是，在图中未示出橡胶)。
71.上述实现的过程中，主动轮51包括电机和轮子本体，电机可驱使主动轮51的轮子本体发生自转，主动轮51的轮子本体由于被橡胶覆盖，故能够有效地驱使悬挑沿预设方向移动。当主动轮51和从动轮52在对中机构40的作用下抵顶于悬挑时，由于缓冲结构48的作用，能够有效地支撑悬挑，避免悬挑发生偏移，且当主动轮51的电机工作时，轮子本体会较悬挑浮动，为悬挑提供有效地滚动摩擦，使得悬挑稳定地沿预设方向移动。
72.可选地，在一种可能的实现方式中，参见图1和图3，钢结构组立自动焊接设备还包括立向支撑机构70。
73.立向支撑机构70包括立杆71、气缸72、安装架73以及多个支撑轮74；
74.立杆71的一端固定于机架10，气缸72固定于立杆71的另一端，安装架73铰接于气缸72的伸缩杆，多个支撑轮74设置于安装架的端面且用于抵接悬挑的顶端。
75.上述实现的过程中，多个支撑轮74处于悬挑的上方，当运输悬挑和焊接悬挑和隔板时，立向支撑机构70能够对悬挑提供向下的力，使得悬挑稳定地放置在隔板上。气缸72用于控制安装架73的升降，以使得安装架73上的支撑轮74能够抵顶于悬挑的顶端，以在竖向上支撑悬挑；或者使得支撑轮74能够脱离于悬挑的顶端，以使得悬挑和隔板能够由钢结构组立焊接设备取下。同时，由于安装架73与气缸72的伸缩杆铰接，故使得支撑轮74能够适应悬挑顶端的凹凸不同的表面。
76.可选地，在一种可能的实现方式中，隔板运输机构30包括主动辊31、从动辊32、运输皮带33和运输电机(图中为示出)；主动辊31和从动辊32沿预设方向间隔设置于机架10，运输皮带33套置于主动辊31和从动辊32上，运输电机与主动辊31连接；运输皮带33的边缘形成有限位凸块34，运输皮带33的两边的限位凸块34用于抵接隔板的侧边。
77.上述实现的过程中，操作人员将隔板投放至运输皮带33且使得隔板位于两侧的限
位凸块34之间，能够保证隔板的中心线、隔板运输机构30的中心线与机架10的中心线三者重合，使得对中机构40将悬挑有效地对中于隔板。启动运输电机，主动辊31转动，配合从动辊32的支撑能够使得运输皮带33做回转运动，从而有效地运输隔板。
78.可选地，在一种可能的实现方式中，机架10形成有通孔，限位机构20包括直线伸缩电机21、限位板22以及压力传感器23；钢结构组立自动焊接设备还包括控制器(图中未示出)，控制器连接限位机构20、隔板运输机构30以及悬挑运输机构50；直线伸缩电机21设置于机架10，限位板22与直线伸缩电机21的执行端连接，直线伸缩电机21用于驱使限位板22升降，限位板22穿设于通孔；压力传感器23设置于限位板22并与控制器连接，压力传感器23用于感应隔板和悬挑。
79.上述实现的过程中，当钢结构组立自动焊接设备工作时，限位板22在直线伸缩电机21的驱动下伸出于通孔，隔板和悬挑在各自的运输结构下被运输至限位板22时会与压力传感器23接触，压力传感器23产生电位信号，将该电位信号传输给控制器，控制器控制隔板运输机构30以及悬挑运输机构50停止工作，此时隔板和悬挑保持静止。当组立需要退出钢结构组立自动焊接设备时，限位板22可回缩于机架之下。
80.可选地，在一种可能的实现方式中，自动焊接机构60包括轨道61、移动小车62、单轴机械手63以及焊机64；轨道61沿预设方向设置于机架10，移动小车62设置于轨道61且可沿轨道61移动，单轴机械手63固定于移动小车62，单轴机械手63的执行端连接焊机64，单轴机械手63用于驱使焊机64沿垂直于预设方向移动。
81.上述实现的过程中，焊机64在移动小车62的带动下，能够沿预设方向移动，以焊接悬挑和隔板在预设方向上的交汇位置，焊接在单轴机械手63的驱动下，能够焊接悬挑和隔板在垂直于预设方向上的交汇位置，保证悬挑和隔板的焊接质量。
82.可选地，在一种可能的实现方式中，自动焊接机构60还包括视觉相机65，视觉相机65设置于单轴机械手63的执行端且与焊接同步运动，视觉相机65与控制器连接。
83.上述实现的过程中，在焊接工作的同时，视觉相机65获取焊接位置的图像并将该图像数据传输给控制器，控制器基于预存的数据判断悬挑和隔板的焊接质量。基于判断得出的结构，控制器能够控制移动小车62和单轴机械手63对焊接的姿态进行调整，以保证焊接质量。
84.可选地，在一种可能的实现方式中，自动焊接机构60还包括补光灯(图中未示出)，补光灯设置于单轴机械手63的执行端且与焊接同步运动，视觉相机65与控制器连接。控制器控制补光灯的开闭，以为视觉相机65提供光照，获取清晰的图像数据。
85.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。