一种剪力钉自动焊取送钉装置及焊取送方法与流程

本发明涉及核电焊接领域，特别是涉及一种剪力钉自动焊取送钉装置及焊取送方法。

背景技术：

第三代非能动核电站单机组结构模块子模块数量多达二百多个，剪力钉规格长152～311mm，直径单机组结构模块所需剪力钉总数约为40万颗。当前，核电结构模块剪力钉焊接主要以电弧螺柱焊为主，即采用手持式电弧螺柱焊枪进行焊接，存在劳动强度过大，焊接质量不稳定的问题。

而市面上现有的自动植焊设备的取送钉装置体积小，发明人发现有主要有如下问题：

1)因结构设置，只适用于小尺寸剪力钉的焊接，无法满足核电结构模块剪力钉的焊接需求；

2)采用人工辅助进行取钉或送钉工作，或者人工手持电弧螺柱焊枪进行焊接，存在劳动强度过大，焊接质量不稳定的问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种剪力钉自动焊取送钉装置，无需人工操作，可实现自动取钉、送钉，并进行相应的焊接工作。

一种剪力钉自动焊取送钉装置的具体方案如下：

一种剪力钉自动焊取送钉装置，包括：

支撑架；

储运机构，储运机构通过支撑架支撑，且储运机构包括运送部件，运送部件包括第一升降单元，第一升降单元设置用于夹取剪力钉和瓷环的取钉夹爪；

送钉机构，送钉机构设于支撑架的侧部，且送钉机构包括第二升降单元，第二升降单元设置送钉夹爪，第一升降单元相对于支撑架能够实现转动，和/或者，第一升降单元相对于支撑架实现直线运动，以将剪力钉和瓷环送于送钉夹爪处；

焊枪，设于所述支撑架第二升降单元的侧部。

上述的一种剪力钉自动焊取送钉装置，储运机构的取钉夹爪有效进行取钉并送于送钉机构送钉夹爪处，送钉机构中第二升降单元带动送钉夹爪运动，从而将剪力钉送于焊枪的下方，由焊枪进行焊接，支撑架的设置拓展了整个装置的面积，可实现大面积模块的焊接，而且通过储运机构与送钉机构的相互配合，能够有效降低工人劳动强度，提高生产效率。

本发明的第二目的是提供一种剪力钉自动焊取送方法，采用所述的一种剪力钉自动焊取送钉装置，包括如下内容：

将核电结构模块设于支撑架的下方；

第一升降单元带动取钉夹爪运动，以夹取剪力钉，瓷环套于剪力钉，第一升降单元带动取钉夹爪转动或取钉夹爪相对于第一升降单元转动；

送钉夹爪夹取剪力钉，第二升降单元带动送钉夹爪下降至设定高度；

焊枪向下运动，送钉气爪松开，瓷环掉落于焊点位置，然后焊枪进行焊接作业。

上述的自动焊取送方法，能够根据核电结构模块的大面积，依次实现剪力钉的夹取、送出和焊接工作，实现大尺寸剪力钉焊接的自动化工作，而且通过取钉夹爪和送钉夹爪的设置，能适用于抓取多种规格尺寸的剪力钉。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明整个装置结构布局合理，能实现剪力钉的依次夹取、送出和焊接工作，无需人工操作，有效降低工人的劳动强度，提高工作效率。

2)本发明通过储运机构和送钉机构的配合，能实现剪力钉的准确传送，保证结构设置的准确性。

3)本发明通过自动焊取送方法的给出，能有效满足核电结构模块剪力钉的焊接需求。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1中剪力钉自动焊取送钉装置应用示意图。

图2为本发明实施例1中储运机构和送钉机构的示意图。

图中，1-龙门架、2-导轨、3-储运机构、4-送钉机构，401-取钉夹爪、402-取钉直线气缸、403-第一回转气缸、404-水平直线滑轨、405-直线滑轨、406-直线送钉气缸、407-第二回转气缸、408-送钉夹爪、409-短程气缸、410-焊枪升降气缸、411-焊枪、412-夹套。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种剪力钉自动焊取送钉装置，包括支撑架；储运机构，储运机构通过支撑架支撑，且储运机构包括运送部件，运送部件包括第一升降单元，第一升降单元设置用于夹取剪力钉和瓷环的取钉夹爪；送钉机构，送钉机构设于支撑架的侧部，且送钉机构包括第二升降单元，第二升降单元设置送钉夹爪，第一升降单元相对于支撑架能够实现转动，和/或者，第一升降单元相对于支撑架实现直线运动，以将剪力钉和瓷环送于送钉夹爪处；焊枪，设于所述支撑架第二升降单元的侧部。

进一步地，所述储运机构还包括用于储存剪力钉和瓷环的储存部件，储存部件设于所述运送部件的一侧。

进一步地，所述第一升降单元为设于第一回转气缸一侧的升降滑轨，所述取钉夹爪通过第一滑块设于升降滑轨，第一回转气缸相对于所述支撑架竖直设置。

进一步地，所述取钉夹爪为取钉气爪；

或者，所述的送钉夹爪为送钉气爪。

进一步地，所述第一回转气缸的底部可滑动安装于所述的支撑架。

进一步地，所述支撑架的侧部设有直线滑轨，所述第二升降单元通过第二滑块与直线滑轨配合实现水平方向的移动，且第二升降单元的底端设置第二回转气缸，第二回转气缸与所述的送钉夹爪连接。

进一步地，所述第二升降单元为直线运动机构。

进一步地，所述焊枪与焊枪升降动力源连接；焊枪设有夹套，夹套内径与剪力钉头部尺寸相适配。

进一步地，所述支撑架为龙门架，龙门架的底部两侧与设于地面的导轨配合。

本发明还提供了一种剪力钉自动焊取送方法，采用所述的一种剪力钉自动焊取送钉装置，包括如下内容：

将核电结构模块设于支撑架的下方；

第一升降单元带动取钉夹爪运动，以夹取剪力钉，瓷环套于剪力钉，第一升降单元带动取钉夹爪转动或取钉夹爪相对于第一升降单元转动；

送钉夹爪夹取剪力钉，第二升降单元带动送钉夹爪下降至设定高度；

焊枪向下运动，送钉气爪松开，瓷环掉落于焊点位置，然后焊枪进行焊接作业。

下面结合说明书附图，对本发明做进一步的阐述。

实施例1

本发明的一种典型的实施方式中，如图1和图2所示，一种剪力钉自动焊取送钉装置，包括支撑架；储运机构3，储运机构3通过支撑架支撑，且储运机构3包括运送部件，运送部件包括第一升降单元，第一升降单元设置用于夹取剪力钉和瓷环的取钉夹爪；送钉机构，送钉机构设于支撑架的侧部，且送钉机构4包括第二升降单元，第二升降单元设置送钉夹爪，第一升降单元相对于支撑架能够实现转动，第一升降单元相对于支撑架实现直线运动，以将剪力钉和瓷环送于送钉夹爪处；焊枪，设于支撑架第二升降单元的侧部。

其中，支撑架为龙门架1，龙门架1的底部两侧与设于地面的导轨2配合，这样龙门架横跨两侧的导轨2进行设置，龙门架1可相对于导轨2实现移动，从而随着龙门架2的移动，对核电结构模块的多排进行分别的剪力钉焊接工作。

另外，储运机构3还包括用于储存剪力钉和瓷环的储存部件，储存部件设于运送部件的一侧，储存部件用于储存多排多列的剪力钉和瓷环，储存部件包括传送带，传送带设有多个凹槽，通过凹槽用于支撑剪力钉和设于剪力钉的瓷环，这样传送带实现沿着龙门架宽度方向的传送，便于储运机构依次夹取剪力钉。

进一步，如图2所示，第一升降单元为取钉直线气缸，取钉直线气缸402带动所述取钉夹爪401的升降动作，取钉直线气缸402的底部设置第一回转气缸403，由第一回转气缸403带动取钉直线气缸的转动。

为了进一步拓宽储运机构取钉的范围，第一回转气缸403的底部可滑动安装于龙门架1，第一回转气缸403底部通过水平直线滑轨与龙门架1配合，龙门架1表面设置水平直线滑轨，第一回转气缸403底部设于水平直线滑轨404，且在水平直线滑轨404动力源的驱动下，在取钉前或后，第一回转气缸403带动取钉夹爪401相对于水平直线滑轨404运动，可方便取钉夹爪沿着龙门架长度方向的依次取钉，当然在其他实施例中，也可以在取钉后，方便取钉夹爪的送钉。

或者，在一些实施例中，第一升降单元为设于第一回转气缸一侧的升降滑轨，升降滑轨与第一回转气缸可靠连接，取钉夹爪通过第一滑块设于升降滑轨，第一回转气缸相对于龙门架上表面竖直设置，这样取钉夹爪相对于升降滑轨实现升降运动，在取钉夹爪夹取剪力钉后，第一回转气缸实现转动180°，将取钉夹爪送于龙门架的侧部，便于与送钉夹爪的对接。

进一步，取钉夹爪401为取钉气爪；送钉夹爪408为送钉气爪，通过气缸来分别控制取钉夹爪401和送钉夹爪408的动作，不仅有利于拓宽两个夹爪夹取剪力钉的尺寸范围，而且便于精准控制夹取动作。

在本实施例中，龙门架1的侧部设有直线滑轨405，第二升降单元通过第二滑块与直线滑轨配合实现水平方向的移动，直线滑轨405设有相应的动力源以推动第二滑块407和第二升降单元的升降运动，且第二升降单元的底端设置第二回转气缸407，第二回转气缸407与所述的送钉夹爪408连接，在使用中，第二回转气缸407带动送钉夹爪实现转动，从而将送钉夹爪夹取的剪力钉送于焊枪的下方。

需要说明的是，本实施中，直线滑轨、升降滑轨和水平直线滑轨与各自的滑块配合后均为现有的直线滑轨机构，能够带动相应的滑块实现直线往复运动。

其中，第二升降单元为直线运动机构，具体地，直线运动机构为直线送钉气缸406，直线送钉气缸406相对于龙门架1的上表面竖直设置，以相对于龙门架1实现升降动作。

另外，在第二回转气缸407与送钉夹爪408之间设置短程气缸409，短程气缸409为直线气缸，以进一步提高送钉夹爪408的水平推出范围，以保证送钉夹爪能运行至焊枪411的正下方。

此外，焊枪411与焊枪升降动力源连接，升降动力源为焊枪升降气缸410，用于带动焊枪411的上下动作，以实现焊接，焊枪升降气缸410同样通过第二滑块与设于龙门架1侧部的直线滑轨405，由直线滑轨405带动焊枪升降气缸410和直线送钉气缸406同时动作；焊枪411设有夹套412(起到夹持剪力钉的作用并向剪力钉通电，)，夹套412闭合后内径与剪力钉头部尺寸相适配，且夹套412包括两个夹套夹爪，两个夹套夹爪由气缸控制张开或闭合，这样当送钉夹爪将剪力钉送于焊枪411下方，焊枪411向下运动，剪力钉头部进入焊枪的夹套中，剪力钉被装入焊枪411的夹套412。

本实施例中，为了避免焊枪与送钉夹爪在运动过程中发生干涉，在起始状态下，送钉夹爪的设置方向与焊枪的设置方向相反，在第二回转气缸的带动下，送钉夹爪转动180°以将剪力钉送于焊枪的下方。

需要说明的是，第一回转气缸和第二回转气缸均为常见的回转气缸，能够实现相应缸体的转动，焊枪升降气缸、短程气缸和直线送钉气缸均为直线气缸，用于带动与之连接的部件实现直线运动，其中，上述的各个气缸与焊枪均与控制器连接，控制器为PLC控制器，可用于控制各个机构的分别动作。

实施例2

本发明还提供了一种剪力钉自动焊取送方法，采用实施例1所述的一种剪力钉自动焊取送钉装置，包括如下内容：

将核电结构模块设于龙门架的下方，两侧导轨之间；

升降滑轨带动取钉夹爪向下运动，且通过水平直线滑轨带动第一回转气缸水平运动，带动取钉夹爪到设定的位置停止，取钉夹爪夹取剪力钉，瓷环套于剪力钉，第一回转气缸带动取钉夹爪转动设定的角度，可以是180°，取钉夹爪来到直线滑轨的上方；

直线滑轨带动焊枪和直线送钉气缸实现水平方向的运动，直至送钉夹爪送行至取钉夹爪的下方，送钉夹爪从剪力钉的下方夹取剪力钉，取钉夹爪从上方松开剪力钉，此时瓷环自动掉落在送钉夹爪，取钉夹爪完成工作后，第一回转气缸和取钉直线气缸均回位到起始位置；

直线送钉气缸带动送钉夹爪下降至设定高度，送钉夹爪在第二回转气缸的带动下，转动180°，短程气缸推出，这样剪力钉移动至焊枪的下方；

焊枪向下运动，剪力钉的头部进入焊枪的夹套中，送钉气爪松开，瓷环掉落于焊点位置，然后焊枪进行焊接作业，剪力钉与核电结构模块各自通电，剪力钉底端被融化，然后将剪力钉与核电结构模块焊接在一起，焊接完成后，夹套松开；

在进行焊接作业的同时，短程气缸缩回、第二回转气缸转回初始位置，同时直线送钉气缸406也缩回，整个装置复位，待取用下一个剪力钉。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。