H型钢自动焊接机的制作方法

h型钢自动焊接机
技术领域
1.本技术涉及加工设备技术领域，具体涉及一种h型钢自动焊接机。


背景技术：

2.h型钢广泛应用于造桥、造船、海工、铁路、公路、建筑等领域，是一种常见型材。当前国内制造重型h型钢的企业，均采用人工装夹、划线，单板吊装，雏形点焊，逐一搞正，拉线取直，局部点焊后由重型吊装设备转移到焊接部位，进行满焊，然后进行焊点打磨。一个15米长工件需要9个工人，一天半时间才能完成加工程序，自动化程度低，转接环节多，工作效率低。


技术实现要素：

3.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种h型钢自动焊接机，能够实现对完成组立之后的h型钢进行自动焊接，提高h型钢生产自动化程度，减少转接环节，增产增效。
4.为了解决上述问题，本技术提供一种h型钢自动焊接机，包括底座、对中装置、转角支撑装置和焊接装置，底座上设置有轨道，对中装置设置在底座的两侧，对中装置能够对位于底座上的h型钢进行对中调节，转角支撑装置能够滑动地设置在轨道上，转角支撑装置能够对h型钢进行支撑，焊接装置包括焊接座和焊接机，焊接座沿轨道的延伸方向延伸，焊接机能够沿轨道的延伸方向运动，焊接机包括安装座和焊接头，安装座向着h型钢所在侧延伸，焊接头能够沿着安装座的延伸方向运动，并能够相对于安装座上下运动。
5.优选地，安装座上设置有水平滑轨，水平滑轨上滑动设置有滑块，焊接头沿上下方向能够运动地安装在滑块上。
6.优选地，对中装置包括对中座、第一滑座、升降机和滚轮，第一滑座能够滑动地设置在对中座上，升降机设置在第一滑座背离h型钢的一侧，滚轮设置在升降机的升降端。
7.优选地，第一滑座朝向h型钢的一侧设置有限位块，限位块上设置有电磁铁和/或万向球，电磁铁和万向球朝向h型钢凸出，万向球的凸出高度高于或者齐平于电磁铁的凸出高度；或，电磁铁底部设置有弹簧，电磁铁上行至最大位置时，电磁铁的高度高于万向球，h型钢到达电磁铁时，能够下压电磁铁以使电磁铁的高度与万向球一致。
8.优选地，转角支撑装置包括第二滑座、旋转机架和机架驱动电机，旋转机架能够转动地设置在第二滑座上，机架驱动电机安装在旋转机架上，机架驱动电机与旋转机架之间驱动连接，旋转机架的顶部和/或朝向h型钢的一侧设置有万向球，旋转机架的顶部设置有电磁铁。
9.优选地，第二滑座设置有环形内齿，机架驱动电机的驱动端设置有驱动齿轮，驱动齿轮与环形内齿啮合传动。
10.优选地，h型钢自动焊接机还包括转角输送装置，转角输送装置包括第二滑座、旋转机架、机架驱动电机和行进驱动电机，旋转机架能够转动地设置在第二滑座上，机架驱动电机安装在旋转机架上，机架驱动电机与旋转机架之间驱动连接，旋转机架的顶部和/或朝
向h型钢的一侧设置有电磁铁，行进驱动电机设置在第二滑座上，行进驱动电机与底座的轨道驱动配合，驱动第二滑座沿轨道滑动。
11.优选地，h型钢自动焊接机还包括端头转角装置，端头转角装置包括第二滑座、旋转机架、机架驱动电机和摆臂，旋转机架能够转动地设置在第二滑座上，机架驱动电机安装在旋转机架上，机架驱动电机与旋转机架之间驱动连接，摆臂能够摆动地设置在旋转机架上，旋转机架上还设置有摆动电机，摆动电机与摆臂驱动连接，旋转机架和摆臂的顶部均设置有电磁铁和万向球。
12.优选地，旋转机架的顶部设置有凹槽，摆臂能够摆动地设置在凹槽内，摆臂支撑在凹槽的底面上，摆臂的顶面与旋转机架的顶面齐平。
13.优选地，底座沿轨道延伸方向的两端分别设置有端头对齐装置，端头对齐装置包括第三滑座、翻转板和气缸，第三滑座能够滑动地设置在底座上，气缸铰接在第三滑座上，翻转板能够翻转地安装在第三滑座上，气缸的驱动端铰接在翻转板上。
14.本技术提供的h型钢自动焊接机，包括底座、对中装置、转角支撑装置和焊接装置，底座上设置有轨道，对中装置设置在底座的两侧，对中装置能够对位于底座上的h型钢进行对中调节，转角支撑装置能够滑动地设置在轨道上，转角支撑装置能够对h型钢进行支撑，焊接装置包括焊接座和焊接机，焊接座沿轨道的延伸方向延伸，焊接机能够沿轨道的延伸方向运动，焊接机包括安装座和焊接头，安装座向着h型钢所在侧延伸，焊接头能够沿着安装座的延伸方向运动，并能够相对于安装座上下运动。该h型钢自动焊接机能够与自动组立工序实现对接，对完成组立的h型钢进行自动满焊操作，从而形成生产线，使得h型钢生产自动化程度增高，减少转接环节，增产增效。
附图说明
15.图1为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的立体结构示意图；
16.图2为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的焊接装置的立体结构图；
17.图3为图2的l处的放大结构示意图；
18.图4为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的对中装置的立体结构示意图；
19.图5为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的对中装置的结构示意图；
20.图6为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的对中装置的右视结构示意图；
21.图7为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的对中装置的左视结构示意图；
22.图8为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的转角支撑装置的立体结构示意图；
23.图9为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的转角支撑装置的结构示意图；
24.图10为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的转角支撑装置的侧视结构示意图；
25.图11为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的转角输送装置的第一轴测结构示意图；
26.图12为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的转角输送装置的第二轴测结构示意图；
27.图13为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的转角输送装置的结构示意图；
28.图14为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的端头转角装置的第一轴测结构示
意图；
29.图15为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的端头转角装置的第二轴测结构示意图；
30.图16为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的端头转角装置的结构示意图；
31.图17为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的端头对齐装置处于非工作状态时的立体结构示意图；
32.图18为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的端头对齐装置处于非工作状态时的结构示意图；
33.图19为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的端头对齐装置处于工作状态时的立体结构示意图；
34.图20为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的端头对齐装置处于工作状态时的结构示意图；
35.图21为本技术一个实施例的h型钢自动焊接机的转角支撑装置的内部结构示意图。
36.附图标记表示为：
37.1、底座；2、对中装置；3、转角支撑装置；4、焊接装置；5、轨道；6、焊接座；7、安装座；8、焊接头；9、水平滑轨；10、滑块；11、对中座；12、第一滑座；13、升降机；14、滚轮；15、限位块；16、电磁铁；17、万向球；18、第二滑座；19、旋转机架；20、机架驱动电机；21、环形内齿；22、驱动齿轮；23、转角输送装置；24、行进驱动电机；25、端头转角装置；26、摆臂；27、摆动电机；28、凹槽；29、端头对齐装置；30、第三滑座；31、翻转板；32、气缸；33、弹簧。
具体实施方式
38.结合参见图1至图21所示，根据本技术的实施例，h型钢自动焊接机包括底座1、对中装置2、转角支撑装置3和焊接装置4，底座1上设置有轨道5，对中装置2设置在底座1的两侧，对中装置2能够对位于底座1上的h型钢进行对中调节，转角支撑装置3能够滑动地设置在轨道5上，转角支撑装置3能够对h型钢进行支撑，焊接装置4包括焊接座6和焊接机，焊接座6沿轨道5的延伸方向延伸，焊接机能够在焊接座6上沿轨道5的延伸方向运动，焊接机包括安装座7和焊接头8，焊接座6的顶部设置有导轨，导轨的延伸方向与轨道5的延伸方向相同，安装座7能够滑动地设置在轨道5上，安装座7向着h型钢所在侧延伸，焊接头8能够沿着安装座7的延伸方向运动，并能够相对于安装座7上下运动。
39.该h型钢自动焊接机适用于组立工序后的焊接步骤，能够与自动组立工序实现对接，对完成组立的h型钢进行自动满焊操作，从而形成自动化生产线，使得h型钢生产自动化程度增高，减少转接环节，增产增效。
40.在一个实施例中，安装座7上设置有水平滑轨9，水平滑轨9上滑动设置有滑块10，焊接头8沿上下方向能够运动地安装在滑块10上。
41.在本实施例中，通过在安装座7上设置水平滑轨9，可以对焊接头8沿水平方向的滑动进行导向，使得焊接头8能够沿水平方向向着远离或者靠近焊接座6的方向运动，从而能够调节焊接头8在h型钢上的焊接位置，方便实现焊接头8对h型钢的自动焊接，可以保证焊接位置的准确性，提高焊接头8焊接操作的灵活性。
42.滑块10上设置有滑槽，滑块10通过滑槽滑动设置在水平滑轨9上，在一个实施例中，水平滑轨9的形状可以设置为燕尾形或者t字形，滑槽可以设置为与水平滑轨9的形状相适配的结构，从而能够对滑块10相对于水平滑轨9的滑动进行限位，使得滑块10仅能够相对于水平滑轨9沿水平方向滑动，无法相对于水平滑轨9上下运动，也无法脱离水平滑轨9，从而保证了滑块10的运动结构的稳定性和可靠性。
43.在一个实施例中，在滑块10上设置有滑动板，滑动板能够沿滑块10上下滑动，焊接头8固定设置在滑动板的下部，通过调节滑动板相对于滑块10的上下位置，可以调节焊接头8相对于h型钢的高度位置，使得焊接头8相对于h型钢能够处于最佳的焊接位置处，提高焊接质量和焊接效率。
44.在一个实施例中，焊接座6包括焊接框架，导轨设置在焊接框架的底部，焊接框架包括多个间隔设置的支撑块，相邻的支撑块之间设置有多个拱形支撑板，拱形支撑板与支撑块配合，对位于顶部的导轨进行支撑。
45.在本实施例中，焊接装置4主要包括行走底座和悬臂自动焊接头，布置在底座1的一侧。焊机可采用市场上成熟的自动焊接设备。焊接时，两条焊缝同时焊接，减少焊接变形量。上方焊缝完成后，利用车间行车将固定好的h型钢翻转，之后完成另一侧焊缝。焊接时，自动控制各装置处电磁铁通电状态，防止磁力影响焊接。为提高设备使用率，另一侧焊缝焊接可移至其他工位进行。
46.在一个实施例中，对中装置2包括对中座11、第一滑座12、升降机13和滚轮14，第一滑座12能够滑动地设置在对中座11上，升降机13设置在第一滑座12背离h型钢的一侧，滚轮14设置在升降机13的升降端。
47.在本实施例中，对中装置2对称设置在底座1的两侧，能够对进入到底座1上的h型钢进行对中处理，使得h型钢的位置调整准确。滚轮14用于承接前端生产线输送过来的h型钢的盖板，升降机13能够对滚轮14的高度位置进行调节，进而对承载在滚轮14上的h型钢的高度进行调节，同时可以利用滚轮14降低h型钢在运动过程中所受到的阻力，提高h型钢的运输效率。
48.在一个实施例中，上述的升降机包括驱动电机和驱动螺杆，驱动螺杆连接在驱动电机的输出端，滚轮14设置在位置调节块上，位置调节块与驱动螺杆之间螺接，当驱动电机转动时，带动驱动螺杆转动，驱动螺杆转动过程中，位置调节块由于受到第一滑座12的限位作用而无法转动，进而将驱动螺杆传递的转动作用转换为位置调节块的直线运动，带动位于位置调节块上的滚轮14上下运动。
49.在一个实施例中，第一滑座12朝向h型钢的一侧设置有限位块15，限位块15上设置有电磁铁16和/或万向球17，电磁铁16和万向球17朝向h型钢凸出，且万向球17的凸出高度高于或者齐平于电磁铁16的凸出高度。
50.在本实施例中，在限位块15朝向h型钢的板面上同时设置有电磁铁16和万向球17，其中电磁铁16和万向球17均为多个，在限位块15的表面均匀排布，电磁铁16能够利用电磁作用吸附使得h型钢输送过程中的结构稳定，万向球17能够使得h型钢与限位块15之间的接触为点接触，且输送过程中的摩擦为滚动摩擦，从而能够降低h型钢输送过程中的难度，提高h型钢输送时的便利性。万向球17突出于板面的高度高于电磁铁16突出于板面的高度，能够避免电磁铁16与h型钢接触，保证h型钢与板面之间始终是点接触和滚动传动，在利用电
磁铁16的电磁吸附力吸附h型钢的盖板，防止盖板翻落，保证h型钢的运输结构稳定性的同时，有效减小传送过程中的摩擦力。
51.在一些实施例中，万向球17突出于板面的高度也可以与电磁铁16的突出高度相同，使得万向球17和电磁铁16的高度一致，这是由电磁铁16的特性所决定的。对于电磁铁16而言，当万向球17和电磁铁16的高度差过高，在电磁铁16不能吸附到工件上时，随着距离增大，其吸附力将迅速减弱，电磁铁空吸还会造成线圈发热，超过一定限度还会报废，而即使电磁铁16和万向球17同时与工件接触，所增加的摩擦阻力相对于高度差过大对于电磁铁16造成的性能影响而言，具有更高的稳定性和可靠性。
52.在一个实施例中，转角支撑装置3包括第二滑座18、旋转机架19和机架驱动电机20，旋转机架19能够转动地设置在第二滑座18上，机架驱动电机20安装在旋转机架19上，机架驱动电机20与旋转机架19之间驱动连接，旋转机架19的顶部和/或朝向h型钢的一侧设置有万向球17，旋转机架19的顶部设置有电磁铁16。
53.在本实施例中，转角支撑装置3用来对h型钢的腹板进行支撑，转角支撑装置3的第二滑座18能够相对于底座1滑动，可以调节转角支撑装置3在底座1上的位置，使得转角支撑装置3能够处于合适的支撑位置，对h型钢形成更加良好的支撑效果。转角支撑装置3的旋转机架19的顶部为矩形支撑块，机架驱动电机20能够驱动旋转机架19转动，从而调整矩形支撑块的转动位置，使得矩形支撑块对于h型钢腹板的支撑宽度能够根据h型钢腹板的宽度而进行调整，提高转角支撑装置3对于h型钢腹板的支撑结构稳定性。
54.在本实施例中，旋转机架19的顶部同时设置有电磁铁16和万向球17，在旋转机架19的侧壁仅设置有万向球17，并不设置电磁铁16。
55.在本实施例中，在旋转机架19的顶部位置，在限位块15朝向h型钢的板面上同时设置有电磁铁16和万向球17，其中电磁铁16和万向球17均为多个，在限位块15的表面均匀排布，电磁铁16能够利用电磁作用吸附使得h型钢输送过程中的结构稳定，万向球17能够使得h型钢与限位块15之间的接触为点接触，且输送过程中的摩擦为滚动摩擦，从而能够降低h型钢输送过程中的难度，提高h型钢输送时的便利性。万向球17突出于板面的高度高于电磁铁16突出于板面的高度，能够避免电磁铁16与h型钢接触，保证h型钢与板面之间始终是点接触和滚动传动，在利用电磁铁16的电磁吸附力吸附h型钢的盖板，防止盖板翻落，保证h型钢的运输结构稳定性的同时，有效减小传送过程中的摩擦力。
56.在一些实施例中，万向球17突出于板面的高度也可以与电磁铁16的突出高度相同，使得万向球17和电磁铁16的高度一致，这是由电磁铁16的特性所决定的。对于电磁铁16而言，当万向球17和电磁铁16的高度差过高，在电磁铁16不能吸附到工件上时，随着距离增大，其吸附力将迅速减弱，电磁铁空吸还会造成线圈发热，超过一定限度还会报废，而即使电磁铁16和万向球17同时与工件接触，所增加的摩擦阻力相对于高度差过大对于电磁铁16造成的性能影响而言，具有更高的稳定性和可靠性。
57.在一个实施例中，电磁铁16底部设置有弹簧33，电磁铁16上行至最大位置时，电磁铁16的高度高于万向球17，h型钢到达电磁铁16时，能够下压电磁铁16以使电磁铁16的高度与万向球17一致。在本实施例中，当h型钢未到达电磁铁16所在的位置时，电磁铁16在弹簧33的弹力作用下向上伸出，此时弹簧33处于自然伸展状态，电磁铁16的高度略高于万向球17的高度，高出的高度在0.5mm～1mm之间，避免高度差过大导致电磁铁16对h型钢的输送造
成干涉提高h型钢输送的稳定性。
58.在本实施例中，旋转机架19的顶板上设置有安装孔，安装孔沿厚度方向贯穿顶板，电磁铁16的底部设置有固定板和导杆，所述固定板固定设置在旋转机架19的顶板底部，导杆的一端固定连接在电磁铁16上，另一端穿过顶板和固定板后通过螺母进行限位，弹簧33设置在固定板和电磁体16之间，并且套设在导杆外，弹簧33的两端分别抵接在电磁铁16和固定板上，导杆的伸出端通过螺母对导杆进行限位，从而限定电磁铁16的上浮高度。通过调节螺母的位置，能够有效调节电磁铁16的上浮高度，从而提高了电磁铁16的位置调节的灵活性，使得电磁铁16具有更加良好的适用性，可以与万向球17形成更加良好的配合，对h型钢进行支撑运输。
59.在一个实施例中，第二滑座18设置有环形内齿21，机架驱动电机20的驱动端设置有驱动齿轮22，驱动齿轮22与环形内齿21啮合传动。
60.在本实施例中，机架驱动电机20固定设置在旋转机架19上，且在第二滑座18上设置有环形内齿21，机架驱动电机20的驱动端设置有驱动齿轮22，因此使得旋转机架19与第二滑座18之间能够通过内齿式回转支承连接，机架驱动电机20的输出端还可以设置减速器，机架驱动电机20驱动减速器输出动力，带动驱动齿轮22与环形内齿21啮合传动，实现对旋转机架19的转动驱动。
61.在一个实施例中，h型钢自动焊接机还包括转角输送装置23，转角输送装置23包括第二滑座18、旋转机架19、机架驱动电机20和行进驱动电机24，旋转机架19能够转动地设置在第二滑座18上，机架驱动电机20安装在旋转机架19上，机架驱动电机20与旋转机架19之间驱动连接，旋转机架19的顶部和/或朝向h型钢的一侧设置有电磁铁16，行进驱动电机24设置在第二滑座18上，行进驱动电机24与底座1的轨道5驱动配合，驱动第二滑座18沿轨道5滑动。
62.在本实施例中，转角输送装置23是对转角支撑装置3的一种升级，结构与转角支撑装置3基本相同，不同之处在于，转角输送装置23增加了一处行走动力装置，此处例如为行进驱动电机24，该行走动力装置能够驱动转角输送装置23调整在底座1上的运动位置。本实施例中的转角输送装置23是作为组立机输送装置的补充装置，主要目的在于完成h型钢钢板的最后一段行程输送，保证h型钢的顺利输送。因此，当h型钢位于转角输送装置23上时，需要使得h型钢能够随转角输送装置23同步运动，进而实现对于h型钢的有效输送操作。
63.为了保证转角输送装置23对h型钢的有效输送，在本实施例中，转角输送装置23的顶部仅设置电磁铁16，并不设置万向球17，从而使得h型钢的腹板能够吸附固定在转角输送装置23的顶部，进而利用转角输送装置23对h型钢进行输送。
64.在一个实施例中，h型钢自动焊接机还包括端头转角装置25，端头转角装置25包括第二滑座18、旋转机架19、机架驱动电机20和摆臂26，旋转机架19能够转动地设置在第二滑座18上，机架驱动电机20安装在旋转机架19上，机架驱动电机20与旋转机架19之间驱动连接，摆臂26能够摆动地设置在旋转机架19上，旋转机架19上还设置有摆动电机27，摆动电机27与摆臂26驱动连接，旋转机架19和摆臂26的顶部均设置有电磁铁16和万向球17。
65.端头转角装置25是转角支撑装置3的升级形式，其结构与转角支撑装置3的结构基本相同，不同之处在于，在本实施例中，旋转机架19的上端增加了一个摆臂26，使旋转机架19处的腹板沿宽度方向的下方都有支撑，防止腹板的端头下垂，有利于端头处腹板与盖板
焊接。
66.在一个实施例中，旋转机架19的顶部设置有凹槽28，摆臂26能够摆动地设置在凹槽28内，摆臂26支撑在凹槽28的底面上，摆臂26的顶面与旋转机架19的顶面齐平。
67.通过在端头转角装置25的旋转机架19的顶部设置凹槽28，能够利用凹槽28形成摆臂26的安装位置，从而使得摆臂26的安装位置更加合理，不会占用额外空间，且能够对h型钢形成有效支撑。
68.在一个实施例中，底座1沿轨道5延伸方向的两端分别设置有端头对齐装置29，端头对齐装置29包括第三滑座30、翻转板31和气缸32，第三滑座30能够滑动地设置在底座1上，气缸32铰接在第三滑座30上，翻转板31能够翻转地安装在第三滑座30上，气缸32的驱动端铰接在翻转板31上。
69.在本实施例中，在气缸32的作用下，翻转板31可以竖立，也可以为水平状态，翻转板31的状态通过气缸32在竖立和水平之间切换，当翻转板31竖立时，可以作为一个对齐基准，使得h型钢的盖板和腹板均能够通过端头对齐装置29对齐。由于h型钢长度较长，钢板有一定的柔性，因此可以采用两端对齐结构，来保证h型钢的盖板和腹板能够两端对齐。
70.h型钢自动焊接机也可以独立可以完成h型钢的组立步骤，利用h型钢自动组立机输送来的h型钢的腹板和两个盖板，可以通过对中装置2向中间夹持找正腹板，由端头对齐装置29将各板端头对齐，各转角支撑装置3下方支撑腹板增加稳定性，由焊接装置4自动焊接成型。
71.由于转角支撑装置3的旋转机架19采用长方形形式，可适应更多规格h型钢，增加了设备适用性。
72.上述的h型钢自动焊接机的工作过程如下：
73.1、将设备各装置按照h型钢规格移动到位；
74.2、将h型钢的组立机组立成型的h型钢输送到h型钢自动焊接机处，利用对中装置2的滚轮14承接支撑h型钢的盖板位置，利用组立机的动力对h型钢的位置进行输送，将h型钢完全输送至h型钢自动焊接机上；
75.3、当组立机动力不足以继续输送h型钢后，可以由转角输送装置23负责最后一段h型钢的输送；
76.4、最后通过焊接装置4对h型钢的焊缝进行自动焊接。
77.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
78.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。