专利名称：H型钢翻转焊接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及型钢加工设备技术领域，特别涉及一种H型钢柱脚焊接设备。
背景技术：
H型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，因其断面与英文字母H相同而得名。H型钢具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，已被广泛应用于建筑、桥梁、塔桅和网架等行业中作为建材使用，立体车库行业中H型钢作为主要的支撑构件，需要在H型钢的柱脚处焊接柱脚板以及上顶板，焊接时主要通过人工进行定位，采用人工摆放定位粗糙、一致性差，且占用较多的劳动力资源，增加了生产成本，同时人工定位操作麻烦，占用时间长，生产效率低。为了保证H型钢与底板的焊接 质量，在焊接时还需要将H型钢进行翻转，由于H型钢体积、重量都非常大，因而在焊接时翻转H型钢特别困难，目前多采用人工方式来翻转H型钢，需要用吊车进行操作，不但工作效率低、操作烦琐，而且需要的操作人员多，安全性差，容易发生事故。针对上述问题，有人提出了具体的解决方案，如国家知识产权局于2012年7月25日公开的由何春荣、林伟设计的、专利号为201010193509. 4、名称为一种H型钢柱脚焊接专机的发明专利，该焊接专机包括滚轮架、推移台和模板，在一组滚轮架上设有可在滚轮架上360度转动的滚轮，所述滚轮包括滚轮盖和滚轮主体，滚轮盖和滚轮主体相互配合共同构成H型钢的安装区域，在该安装区域内设有与待焊接H型钢相适配的固定架；推移台设置在滚轮架的一端，与待焊接底板相适配的模板设置在推移台的推板上；一组滚轮和模板的中心设置在同一直线上。使用时，首先把底板用吊车把它吊至推移架推板上，用螺栓固定，气缸推出到位。同时，由吊车把H型钢吊装入己打开滚轮盖的滚轮内固定架上，并使H型钢一端靠紧底板面，然后装夹紧固好。人工取待焊加强筋对准底板上已划好的定位线条进行点焊定位，旋转焊好四面，松开底板上紧固螺栓，气缸退回原位。该发明是一种专门用来翻转H型钢的设备，结构简单、操作方便，但该发明仅仅是为了保证单根H型钢与底板的焊接质量将H型钢沿其纵向轴线做水平翻转，生产效率低，满足不了立体车库行业中对大批量H型钢既要在在H型钢的柱脚处焊接柱脚板又要在另一端焊接上顶板，且需要保持柱脚板与上顶板的相对位置关系的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作方便、生产成本低、定位快速准确、一致性好、生产效率高的H型钢翻转焊接装置。本发明为实现上述目的所采用的技术方案是
一种H型钢翻转焊接装置，其特征在于包括平行设置的两个立柱，一水平设置的旋转轴的两端分别通过轴承安装在两个立柱的顶端，在旋转轴上固定安装有旋转框架，在旋转轴靠近一侧立柱的一端固定安装有扇形齿轮，所述扇形齿轮与设在该侧立柱上的电机的输出轴上的小齿轮啮合连接，在另一侧立柱上设有可将旋转框架进行定位的定位锁止装置，在旋转轴两侧的旋转框架上沿旋转轴的轴向设有待加工H型钢的限位固定装置，在旋转框架下方设有与待加工H型钢对应设置的举升装置，电机、举升装置分别与控制装置相连。为 了将待加工H型钢固定于旋转框架上，本发明所述限位固定装置包括设在旋转轴两侧旋转框架上的沿旋转轴轴向以待加工H型钢的宽度为间隔距离均匀设置的至少两块限位块，在旋转框架上对应限位块的位置设有固定待加工H型钢的侧压气缸，侧压气缸与控制装置相连。作为上述技术方案的优选方式，所述的限位块为7块，待加工H型钢的数量为6根。为了将待加工H型钢更牢固地固定于旋转框架上，本发明在旋转轴两侧的旋转框架上沿旋转轴的轴向分别设有固定待加工H型钢的吸附固定装置。作为上述结构的优选方案，本发明所述吸附固定装置为位于旋转轴两侧对称设置并与旋转轴平行的两条电永磁吸盘，电永磁吸盘与控制装置相连。为了提高加工效率和质量，本发明所述定位锁止装置包括设置在立柱上的锁止机构和固连在旋转框架上与锁止机构相配合的框架定位架，所述锁止机构包括安装在立柱上的水平设置的套筒，位于套筒内的定位轴一端穿过套筒后端与位于套筒外的手柄固连，定位轴另一端伸出套筒前端外部，在手柄与套筒之间的定位轴上设有销钉，在套筒后端外侧设有两块分别位于定位轴两侧与销钉配合定位的卡块，在套筒内的定位轴外侧套装一弹簧，弹簧的一端顶靠在定位轴前部，另一端顶靠在套筒后端；在框架定位架上设有三个沿180度圆周均布且与定位轴位置相对的定位孔。为了方便焊接操作和定位，本发明所述举升装置包括安装在底座上位于旋转轴轴向方向两侧的与待加工H型钢顶端垂直加工工位位置相对的上顶板举升装置和与待加工H型钢底端垂直加工工位位置相对的柱脚板举升装置。进一步的，所述上顶板举升装置包括沿旋转轴轴向并排设置在底座上的至少两个上顶板气缸，上顶板气缸的活塞杆顶端固连有上顶板固定座，在上顶板固定座上方通过螺栓安装有上顶板过渡板，在上顶板过渡板上设有对待焊接上顶板进行定位的上顶板定位销，上顶板过渡板与待加工H型钢的顶端垂直加工工位位置相对；所述柱脚板举升装置包括沿旋转轴轴向并排设置在底座上的至少两个柱脚板气缸，柱脚板气缸的活塞杆顶端固连有柱脚板固定座，在柱脚板固定座上方通过螺栓安装有柱脚板过渡板，在柱脚板过渡板上设有对待焊接柱脚板进行定位的柱脚板定位销，柱脚板过渡板与待加工H型钢的底端垂直加工工位位置相对。作为上述技术方案的优选方式，所述的上顶板气缸、柱脚板气缸均为6个,待加工H型钢的数量为6根。为了避免旋转框架旋转过度导致扇形齿轮旋出而造成的危险，本发明还在旋转框架两侧的两对角位置分别固连有与设在立柱上的限位板相对应的限位座。本发明的工作过程如下
工作前，首先根据H型钢的型号选择合适的限位块并将限位块固定在旋转框架的相应位置上，然后，通过电机带动旋转框架转动至水平位置，将锁止机构中的定位轴插入框架定位架上的定位孔内，使旋转框架水平定位。工作时，将待加工H型钢分别水平放置在旋转框架上、由彼此相邻的两限位块之间构成的工位上，然后，控制装置控制侧压气缸动作与限位块配合将待加工H型钢压紧固定，同时，控制装置控制电永磁吸盘通电产生磁场将待加工H型钢吸附牢固，再根据待加工H型钢的型号，选择适当的上顶板过渡板和柱脚板过渡板，并将上顶板和柱脚板分别卡装在上顶板过渡板和柱脚板过渡板上的上顶板定位销和柱脚板定位销上，然后，通过手柄拉动定位轴使其从定位孔中退出，转动手柄使定位轴上的销钉卡在两卡块上，此时，控制装置控制电机带动旋转框架转动，待加工H型钢随同旋转框架旋转90°至底端垂直加工工位，然后再转动手柄使销钉脱离两卡块，定位轴在弹簧的作用下再插入定位孔内，将旋转框架定位，然后，控制装置控制柱脚板气缸将已经用柱脚板定位销定位的柱脚板向上推至待加工H型钢的底端面，此时，可以方便地对已经定位准确的H型钢和柱脚板进行焊接，焊接完毕后，控制装置控制柱脚板气缸退回，然后再将定位轴从定位孔中拔出并使销钉卡在两卡块上，控制装置控制电机带动旋转框架转动，将待加工H型钢和柱脚板随同旋转框架一起反方向旋转180°至顶端垂直加工工位，再将定位轴重新插入定位孔内将旋转框架定位，同样，控制装置7控制上顶板气缸将已经用上顶板定位销定位的上顶板向上推至待加工H型钢的顶端面，对已经定位准确的H型钢和上顶板进行焊接；焊接完毕后，控制装置控制上顶板气缸退回，再拔出定位轴，控制装置控制电机带动旋转框架反向 旋转90°至水平位置，将定位轴再次插入定位孔内将旋转框架定位，此时，整个焊接加工工序完成，控制装置控制侧压气缸和电永磁吸盘动作，松开H型钢，然后，已经焊接上柱脚板和上顶板的H型钢即可转入下道工序。采用本发明H型钢翻转焊接装置，操作方便，所需劳动力大大减少，节约了生产成本，定位快速准确，一致性好，大大提高了生产效率。
图I为本发明H型钢翻转焊接装置的主视示意图。图2为本发明H型钢翻转焊接装置的俯视示意图。图3为本发明H型钢翻转焊接装置的左视示意图。图4为本发明H型钢翻转焊接装置的举升装置32的结构示意图。图5为图3中定位锁止装置的结构示意图。图6为图5中框架定位架的左视结构示意图。图中，I-立柱，2-旋转轴，3-旋转框架，4-扇形齿轮，5-小齿轮，6-电机，7-控制装置，8-限位块，9-侧压气缸，10-电永磁吸盘，11-框架定位架，12-套筒，13-定位轴，14-手柄，15-销钉，16-卡块，17-弹簧，18-定位孔，19-底座，20-上顶板气缸，21-上顶板固定座,22-上顶板过渡板，23-上顶板定位销，24-上顶板，25-柱脚板气缸，26-柱脚板固定座,27-柱脚板过渡板，28-柱脚板定位销，29-柱脚板，30-限位板,31-限位座,32-举升装置。
具体实施例方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式
，并结合附图，对本发明做进一步的说明。如图I至图6所示，H型钢翻转焊接装置，包括平行设置的两个立柱I，一水平设置的旋转轴2的两端分别通过轴承安装在两个立柱I的顶端，在旋转轴2上固定安装有旋转框架3,在旋转轴2靠近一侧立柱I的一端固定安装有扇形齿轮4,所述扇形齿轮4与设在该侧立柱I上的电机6的输出轴上的小齿轮啮合连接，在另一侧立柱I上设有可将旋转框架3进行定位的定位锁止装置，在旋转轴2两侧的旋转框架3上沿旋转轴2的轴向设有待加工H型钢的限位固定装置，在旋转框架3下方设有与待加工H型钢对应设置的举升装置，电机、举升装置分别与控制装置7相连。本实施例的限位固定装置包括设在旋转轴2两侧旋转框架3上的沿旋转轴2轴向以待加工H型钢的宽度为间隔距离均匀设置的7块限位块8，在旋转框架3上对应限位块8的位置设有固定待加工H型钢的侧压气缸9，侧压气缸9与控制装置7相连。侧压气缸9与限位块8配合将6根待加工H型钢压紧。在旋转轴2两侧的旋转框架3上沿旋转轴2的轴向分别设有固定待加工H型钢的电永磁吸盘10,两条电永磁吸盘10位于旋转轴2两侧对称设置并与旋转轴2平行，电永磁吸盘10与控制装置7相连。通电后，电永磁吸盘10可以将待加工H型钢吸紧，与侧压气缸9相配合，使待加工H型钢牢固的固定在旋转框架3上，提高了加工的精确性。 本实施例的定位锁止装置包括设置在立柱I上的锁止机构和固连在旋转框架3上与锁止机构相配合的框架定位架11，所述锁止机构包括通过螺栓安装在立柱I上的水平设置的套筒12,位于套筒12内的定位轴13 —端穿过套筒后端与位于套筒12外的手柄14固连，定位轴13另一端伸出套筒前端外部，在手柄14与套筒12之间的定位轴13上设有销钉15，在套筒后端外侧设有两块分别位于定位轴13两侧与销钉15配合定位的卡块16，在套筒12内的定位轴13外侧套装一弹簧17，弹簧17的一端顶靠在定位轴13前部，另一端顶靠在套筒12后端；在框架定位架11上设有三个沿180度圆周均布且与定位轴13位置相对的定位孔18。通过定位轴13与三个定位孔18相配合，将旋转框架3锁定在所需的加工工位上，定位快速准确，一致性好，保证了加工的效率和质量。本实施例所述举升装置包括安装在底座19上位于旋转轴2轴向方向两侧的与待加工H型钢顶端垂直加工工位位置相对的上顶板举升装置和与待加工H型钢底端垂直加工工位位置相对的柱脚板举升装置。所述上顶板举升装置包括沿旋转轴2轴向并排设置在底座19上的6个上顶板气缸20，上顶板气缸20的活塞杆顶端固连有上顶板固定座21，在上顶板固定座21上方通过螺栓安装有上顶板过渡板22，在上顶板过渡板22上设有对待焊接上顶板24进行定位的上顶板定位销23，上顶板过渡板22与待加工H型钢的顶端垂直加工工位位置相对；所述柱脚板举升装置包括沿旋转轴2轴向并排设置在底座19上的6个柱脚板气缸25，柱脚板气缸25的活塞杆顶端固连有柱脚板固定座26，在柱脚板固定座26上方通过螺栓安装有柱脚板过渡板27，在柱脚板过渡板27上设有对待焊接柱脚板29进行定位的柱脚板定位销28，柱脚板过渡板27与待加工H型钢的底端垂直加工工位位置相对。本实施例在旋转框架3两侧的两对角位置分别固连有与设在立柱I上的限位板30相对应配合的限位座31。使用前，首先将旋转框架3旋转到垂直位置，使框架定位架11上的定位孔18与锁止机构的定位轴13位置相对，然后松开限位座31上的螺栓，调节限位座31与立柱I上的限位板30相贴合，拧紧螺栓将限位座31固定，这样在旋转框架3旋转时，限位座31与限位板30相配合，可以避免旋转框架3旋转过度导致扇形齿轮4旋出而造成的危险，安全可靠，同时，也可以保证框架定位架11上的定位孔18与锁止机构的定位轴13位置准确相对，使定位快速准确，一致性好，保证了加工的效率和质量。本实施例的工作过程如下
工作前，首先根据H型钢的型号选择7块合适的限位块8并将限位块8通过螺栓固定在旋转框架3的相应位置上，然后，通过电机6带动旋转框架3转动至水平位置，将锁止机构中的定位轴13插入框架定位架11上的定位孔18内，使旋转框架3水平定位。工作时，将6根待加工H型钢分别水平放置在旋转框架3上、由彼此相邻的两限位块8之间构成的工位上，然后，控制装置7控制侧压气缸9动作与限位块8配合将待加工H型钢压紧固定，同时，控制装置7控制电永磁吸盘10通电产生磁场将待加工H型钢吸附牢固，再根据待加工H型钢的型号，选择适当的上顶板过渡板22和柱脚板过渡板27，并将上顶板24和柱脚板29分别卡装在上顶板过渡板22和柱脚板过渡板上27的上顶板定位销23和柱脚板定位销28上，然后，通过手柄14拉动定位轴13使其从定位孔18中退出，转动手柄14使定位轴13 上的销钉15卡在两卡块16上，此时，控制装置7控制电机6带动旋转框架3转动，待加工H型钢随同旋转框架3旋转90°至底端垂直加工工位，然后再转动手柄14使销钉15脱离两卡块16,定位轴13在弹簧17的作用下再插入定位孔18内，将旋转框架3定位,然后,控制装置7控制柱脚板气缸25将已经用柱脚板定位销28定位的柱脚板29向上推至待加工H型钢的底端面，此时，可以方便地对已经定位准确的H型钢和柱脚板29进行焊接，焊接完毕后，控制装置7控制柱脚板气缸25退回，然后再将定位轴13从定位孔18中拔出并使销钉15卡在两卡块16上，控制装置7控制电机6带动旋转框架3转动，将待加工H型钢和柱脚板29随同旋转框架3 —起反方向旋转180°至顶端垂直加工工位，再将定位轴13重新插入定位孔18内将旋转框架3定位，同样，控制装置7控制上顶板气缸20将已经用上顶板定位销23定位的上顶板24向上推至待加工H型钢的顶端面，对已经定位准确的H型钢和上顶板24进行焊接；焊接完毕后，控制装置7控制上顶板气缸20退回，再拔出定位轴13，控制装置7控制电机6带动旋转框架3反向旋转90°至水平位置，将定位轴13再次插入定位孔18内将旋转框架3定位，此时，整个焊接加工工序完成，控制装置7控制侧压气缸9和电永磁吸盘10动作，松开H型钢，然后，已经焊接上柱脚板29和上顶板24的H型钢即可转入下道工序。采用本发明H型钢翻转焊接装置，操作方便，所需劳动力大大减少，生产成本大大降低，定位快速准确，一致性好，大大提高了生产效率。
权利要求
1.ー种H型钢翻转焊接装置，其特征在于包括平行设置的两个立柱，一水平设置的旋转轴的两端分别通过轴承安装在两个立柱的顶端，在旋转轴上固定安装有旋转框架，在旋转轴靠近ー侧立柱的一端固定安装有扇形齿轮，所述扇形齿轮与设在该侧立柱上的电机的输出轴上的小齿轮啮合连接，在另ー侧立柱上设有可将旋转框架进行定位的定位锁止装置，在旋转轴两侧的旋转框架上沿旋转轴的轴向设有待加工H型钢的限位固定装置，在旋转框架下方设有与待加工H型钢对应设置的举升装置，电机、举升装置分别与控制装置相连。
2.根据权利要求I所述的H型钢翻转焊接装置，其特征在于所述限位固定装置包括设在旋转轴两侧旋转框架上的沿旋转轴轴向以待加工H型钢的宽度为间隔距离均匀设置的至少两块限位块，在旋转框架上对应限位块的位置设有固定待加工H型钢的侧压气缸，侧压气缸与控制装置相连。
3.根据权利要求2所述的H型钢翻转焊接装置，其特征在于所述的限位块为7块。
4.根据权利要求I所述的H型钢翻转焊接装置，其特征在于在旋转轴两侧的旋转框架上沿旋转轴的轴向分别设有固定待加工H型钢的吸附固定装置。
5.根据权利要求4所述的H型钢翻转焊接装置，其特征在于所述吸附固定装置为位于旋转轴两侧对称设置并与旋转轴平行的两条电永磁吸盘，电永磁吸盘与控制装置相连。
6.根据权利要求I所述的H型钢翻转焊接装置，其特征在于所述定位锁止装置包括设置在立柱上的锁止机构和固连在旋转框架上与锁止机构相配合的框架定位架，所述锁止机构包括安装在立柱上的水平设置的套筒，位于套筒内的定位轴一端穿过套筒后端与位于套筒外的手柄固连，定位轴另一端伸出套筒前端外部，在手柄与套筒之间的定位轴上设有销钉，在套筒后端外侧设有两块分别位于定位轴两侧与销钉配合定位的卡块，在套筒内的定位轴外侧套装ー弹簧，弹簧的一端顶靠在定位轴前部，另一端顶靠在套筒后端；在框架定位架上设有三个沿180度圆周均布且与定位轴位置相対的定位孔。
7.根据权利要求I所述的H型钢翻转焊接装置，其特征在于所述举升装置包括安装在底座上位于旋转轴轴向方向两侧的与待加工H型钢顶端垂直加工エ位位置相対的上顶板举升装置和与待加工H型钢底端垂直加工エ位位置相対的柱脚板举升装置。
8.根据权利要求7所述的H型钢翻转焊接装置，其特征在于所述上顶板举升装置包括沿旋转轴轴向并排设置在底座上的至少两个上顶板气缸，上顶板气缸的活塞杆顶端固连有上顶板固定座，在上顶板固定座上方通过螺栓安装有上顶板过渡板，在上顶板过渡板上设有对待焊接上顶板进行定位的上顶板定位销，上顶板过渡板与待加工H型钢的顶端垂直加工エ位位置相対；所述柱脚板举升装置包括沿旋转轴轴向并排设置在底座上的至少两个柱脚板气缸，柱脚板气缸的活塞杆顶端固连有柱脚板固定座，在柱脚板固定座上方通过螺栓安装有柱脚板过渡板，在柱脚板过渡板上设有对待焊接柱脚板进行定位的柱脚板定位销，柱脚板过渡板与待加工H型钢的底端垂直加工エ位位置相対。
9.根据权利要求8所述的H型钢翻转焊接装置，其特征在于所述的上顶板气缸、柱脚板气缸均为6个。
10.根据权利要求I所述的H型钢翻转焊接装置，其特征在于在旋转框架两侧的两对角位置分别固连有与设在立柱上的限位板相对应的限位座。
全文摘要
本发明公开了一种H型钢翻转焊接装置。包括平行设置的两个立柱，水平设置的旋转轴的两端分别通过轴承安装在两个立柱的顶端，在旋转轴上固定安装有水平设置的旋转框架，在旋转轴靠近一侧立柱的一端固定安装有扇形齿轮，扇形齿轮与设在该侧立柱上的电机的输出轴上的小齿轮啮合连接，在另一侧立柱上设有将旋转框架进行定位的定位锁止装置，在旋转轴两侧的旋转框架上沿旋转轴的轴向设有待加工H型钢的限位固定装置，在旋转框架下方设有与旋转框架配合的举升装置，电机、举升装置分别与控制装置相连。本发明采用上述结构，操作方便，所需劳动力大大减少，节约了生产成本，定位快速准确，一致性好，大大提高了生产效率。
文档编号B23K37/047GK102848124SQ20121033694
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月13日 优先权日2012年9月13日
发明者侯秀峰, 于承三, 亓爱林, 韦统彬 申请人:济南天辰铝机制造有限公司