一种钢管束卧式焊接装置的制作方法

本发明涉及一种钢管束卧式焊接装置。

背景技术：

钢管束是由多根U型钢和少许方钢管组拼并相互焊接而成的一种新的建材。在对钢管束进行焊接时，需要钢管束焊接装置。现有的钢管束焊接装置一般只能进行立式焊接，即钢管束按其长度方向拼接起来后竖起来进行焊接。这种焊接方式一般只适用于壁厚较薄的钢管束的焊接，对于壁厚较厚的钢管束，这种立式焊接不能满足质量要求。

技术实现要素：

为了克服现有钢管束焊接装置的上述不足，本发明提供一种钢管束卧式焊接装置，可将拼接好的钢管束平放焊接。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种钢管束卧式焊接装置，包括底座、滑设在所述的底座上的和前后移动的龙门架，所述龙门架的下部设有横梁，所述的横梁上设有一排焊枪装置，所述龙门架的下方还放置有若干前后排列的横置的工件夹紧台，所述的工件夹紧台包括工作台体，所述工作台体的一头设有固定的固定夹紧块，所述的工作台体上设有与所述的固定夹紧块相对的可移动的移动夹紧块，该工作台体上设有夹紧驱动机构，所述的移动夹紧块与所述的夹紧驱动机构连接，从而所述的夹紧驱动机构带动所述的移动夹紧块远离或靠近所述的固定夹紧块；

所述的焊枪装置包括可升降滑动地设置在所述横梁上的升降架，所述升降架的下端设有焊枪；所述升降架的下端设有下延部，所述下延部的下端设有位于所述焊枪前方的追踪滚轮，所述焊枪的下端高于所述追踪滚轮的下端；所述的下延部还铰接有感应杆，所述感应杆的下端设有位于所述追踪滚轮前方的感应轮，所述感应轮压在工件上所述的感应杆保持竖直状态、且感应轮与所述的追踪滚轮持平，所述感应轮悬空时所述的感应杆倾斜，所述升降架的下延部上设有感应所述感应杆位置的位置感应器；

所述的横梁上设有定位气缸，所述定位气缸的输出端对准所述的升降架，所述的位置感应器与所述的定位气缸信号连接，当所述位置感应器感应到感应杆倾斜时指令所述的定位气缸动作，通过定位气缸的输出端顶出将所述的升降架顶住定位。

进一步，所述的夹紧驱动机构包括设于所述工作台体横向一端的夹紧驱动电机，所述夹紧驱动电机的输出轴上设有第一张紧轮；所述工作台体的横向另一端设有第二张紧轮；

所述的夹紧驱动机构还包括柔性索，所述柔性索的一端连接在所述移动夹紧块的一端，然后所述的柔性索绕过所述的第一张紧轮、第二张紧轮之后，该柔性索的另一端连接在所述移动夹紧块的另一端。

进一步，所述的工作台体设有下凹的滑移槽，所述滑移槽内设有夹紧滑轨；

所述移动夹紧块包括移动小车及设于所述移动小车上的夹块，所述的移动小车上设有小车滚轮，所述的移动小车位于所述的滑移槽内，所述的小车滚轮架在所述的夹紧轨道上。

进一步，所述龙门架的下方还放置有若干前后排列的工件翻转台，所述的工件翻转台包括翻转台体，所述的翻转台体上铰接有前后排列的第一翻转臂、第二翻转臂，所述的第一翻转臂包括与工件的宽度相适配的第一主臂、与工件的厚度相适配的第一副臂，所述的第一主臂与第一副臂垂直；

所述的第二翻转臂包括与工件的宽度相适配的第二主臂、与工件的厚度相适配的第二副臂，所述的第二主臂与第二副臂垂直；

所述的第一翻转臂与第一翻转驱动机构连接，所述的第一翻转驱动机构驱动所述的第一翻转臂转动；所述的第二翻转臂与第二翻转驱动机构连接，所述的第二翻转驱动机构驱动所述的第二翻转臂转动；

所述的第一翻转臂转至其第一主臂竖直、所述的第二翻转臂转至其第二主臂竖直时，所述的第一副臂与第二副臂相对。

进一步，所述的第一副臂设于所述第一主臂的尾部，所述第一主臂与第一副臂的交接处向外延伸出第一推拉臂，所述的第一翻转驱动机构的输出端与所述的第一推拉臂铰接；

所述的第二副臂设于所述第二主臂的尾部，所述第二主臂与第二副臂的交接处向外延伸出第二推拉臂，所述的第二翻转驱动机构的输出端与所述的第二推拉臂铰接。

进一步，所述的第一翻转臂在其第一主臂、第一副臂的交接处与所述的翻转台体铰接，所述的第二翻转臂在其第二主臂、第二副臂的交接处与所述的翻转台体铰接。

进一步，所述的第一主臂包括第一活动主臂、枢接在所述第一活动主臂尾部的第一基座臂，所述的第一副臂设于所述第一基座臂的尾部，所述的第一基座臂上设有第一收拢驱动装置，所述第一收拢驱动装置的输出端与所述的第一活动主臂铰接从而可驱动所述的第一活动主臂转动；

所述的第二主臂包括第二活动主臂、枢接在所述第二活动主臂尾部的第二基座臂，所述的第二副臂设于所述第二基座臂的尾部，所述的第二基座臂上设有第二收拢驱动装置，所述第二收拢驱动装置的输出端与所述的第二活动主臂铰接从而可驱动所述的第二活动主臂转动。

进一步，所述的翻转台体置于一翻转底座上，所述的翻转台体与翻转底座之间设有横移驱动机构，所述的横移驱动机构可驱动所述的翻转台体在所述的翻转底座上横向移动。

进一步，所述的横移驱动机构包括安装在所述翻转台体上的横移驱动电机，所述翻转台体的底面上设有一对左轮和一对右轮，所述的一对左轮之间通过左轴连接，所述的一对右轮之间通过右轴连接，所述横移驱动电机的输出端与所述的右轴之间通过主动带传动机构连接，所述的左轴和右轴之间通过从动带传动机构连接；

还包括拖链，所述拖链的一端固定在所述的翻转底座上，所述拖链的另一端固定在所述翻转台体的左端或右端。

进一步，所述的横梁可升降滑动地设于所述的龙门架上，所述龙门架的上端设有升降驱动机构，所述的横梁与所述的升降驱动机构连接。

进一步，所述的升降驱动机构包括位于龙门架上端中部的升降驱动电机、分别位于龙门架左右两端的支承座，两个支承座上分别支承有一根连杆；

所述升降驱动电机的输出轴贯穿所述的升降驱动电机，该升降驱动电机的输出轴的两端与一根所述的连杆连接；

两个支承座的外侧的龙门架上还分别设有一个减速器，所述减速器的输入端及与其对应的连杆之间通过带传动机构连接，所述减速器的输出端连接一缠绕轮，所述的缠绕轮上设有拉索，两根拉索的末端分别连接在所述横梁的两端。

本发明在使用时，将拼接好的钢管束平放在工件夹紧台的工作台体上，移动夹紧块移动从而将工件夹紧在移动夹紧块和固定夹紧块之间，然后通过龙门架前后移动，横梁上的焊枪装置对各拼接处的焊缝进行焊接。

本发明的有益效果在于：1.可实现钢管束拼接后平放焊接，平放后的焊接在重力作用下熔池更深、更宽，适合壁厚较厚的钢管束的焊接。2.焊接至焊缝尽头时，通过感应轮感知焊接位置，从而使焊枪装置可对焊缝尽头进行有效焊接，防止末端焊接缺陷的发生。3.设有工件翻转翻转台，在焊接好一面后，可将工件翻转180°，将未焊接的一面翻转过来进行焊接。

附图说明

图1是本发明的龙门架及横梁的结构示意图。

图2是横梁的升降机构的结构示意图。

图3是工件夹紧台的侧视图。

图4是工件夹紧台的俯视图。

图5是焊枪装置在正常焊接时的结构示意图。

图6是焊枪装置在感应轮悬空后的剖视图。

图7是工件翻转台的结构示意图。

图8是工件翻转台的侧视图。

图9是工件一面焊接好时的状态图。

图10是工件在翻转过程中的状态图。

图11是工件在翻转完成后的状态图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

参照图1~图11，一种钢管束卧式焊接装置，包括底座、滑设在所述的底座上的和前后移动的龙门架1，所述龙门架1的下部设有横梁2，所述的横梁2上设有一排焊枪装置3。龙门架1的前后移动可采用现有技术中的方案，例如在龙门架1上设置前后驱动电机，在底座上设置前后延伸的前后齿条，前后驱动电机的输出端设有前后驱动齿轮，前后驱动齿轮与前后齿条啮合，从而前后驱动电机启动后在齿轮齿条配合作用下，龙门架1即可前后滑动。

所述的焊枪装置3包括可升降滑动地设置在所述横梁2上的升降架4，所述升降架4的下端设有焊枪5，本实施例中所述的横梁2上设有升降滑轨，升降架4滑动设置在该升降滑轨上从而可升降滑动。所述升降架4的下端设有下延部6，所述下延部6的下端设有位于所述焊枪5前方的追踪滚轮7，所述焊枪5的下端高于所述追踪滚轮7的下端。焊接时，在焊枪装置3的重力作用下，焊枪装置3下落，追踪滚轮7压在工件10的拼接缝上，对焊缝及焊接路径进行追踪导向，龙门架1向前移动从而由焊枪5对焊缝进行焊接。

所述的下延部6还铰接有感应杆8，所述感应杆8的下端设有位于所述追踪滚轮7前方的感应轮9，所述感应轮9压在工件10上所述的感应杆8保持竖直状态、且感应轮9与所述的追踪滚轮7持平；所述感应轮9悬空时所述的感应杆8倾斜，所述升降架的下延部6上设有感应所述感应杆8位置的位置感应器。

所述的横梁2上设有定位气缸，所述定位气缸的输出端对准所述的升降架4，所述的位置感应器与所述的定位气缸信号连接，当所述位置感应器感应到感应杆8倾斜时指令所述的定位气缸动作，通过定位气缸的输出端顶出将所述的升降架4顶住定位。

在焊接时，感应杆8保持竖直状态，感应轮9亦压在工件10上，此时感应杆与位置感应器对应，位置感应器感应到感应杆。本实施例中，所述的感应杆8在下部向前翻折后再次下延，其末端设置感应轮9。当焊枪装置3焊接至工件焊缝前段时，感应轮9悬空，此时在重力作用下感应杆8旋转倾斜，从而位置感应器不再感应所述的感应杆8，此时位置感应器指令定位气缸动作，通过定位气缸的输出端顶出将升降架4顶住定位，使得焊枪装置3被顶住而不下落，直至焊枪走完焊缝，从而防止焊接缺陷的发生。

所述龙门架1的下方还放置有若干前后排列的横置的工件夹紧台11，所述的工件夹紧台11包括工作台体12，所述工作台体12的一头设有固定的固定夹紧块13，所述的工作台体12上设有与所述的固定夹紧块13相对的可移动的移动夹紧块14，该工作台体上12设有夹紧驱动机构，所述的移动夹紧块14与所述的夹紧驱动机构连接，从而所述的夹紧驱动机构带动所述的移动夹紧块14远离或靠近所述的固定夹紧块13。在焊接开始前，将拼接好的钢管束工件放置在工作台体12上，使工件位于移动夹紧块和固定夹紧块之间，然后夹紧驱动机构带动移动夹紧块移动，使工件夹紧在固定夹紧块13和移动夹紧块14之间。焊接完成后移动夹紧块14再远离固定夹紧块13，从而可将工件翻转后再次进行背面焊接。

本实施例中，上述工件夹紧台的夹紧驱动机构包括设于所述工作台体横向一端的夹紧驱动电机15，所述夹紧驱动电机15的输出轴上设有第一张紧轮16；所述工作台体12的横向另一端设有第二张紧轮17；所述的夹紧驱动机构还包括柔性索18，所述柔性索18的一端连接在所述移动夹紧块14的一端，然后所述的柔性18索绕过所述的第一张紧轮16、第二张紧轮17之后，该柔性索18的另一端连接在所述移动夹紧块14的另一端。夹紧驱动电机15动作，通过第一张紧轮16带动柔性索18，从而带动移动夹紧块14移动。本实施例中，柔性索18采用链条的形式，第一张紧轮16和第二张紧轮17采用链轮的形式。

本实施例中，所述的工作台体12设有下凹的滑移槽，所述滑移槽内设有夹紧滑轨；所述移动夹紧块14包括移动小车19及设于所述移动小车19上的夹块20，柔性索18的两端分别于移动小车19的左右两头连接，所述的移动小车19上设有小车滚轮21，所述的移动小车19位于所述的滑移槽内，所述的小车滚轮21架在所述的夹紧轨道上，移动夹紧块14在小车滚轮的滚动作用下在滑移槽内左右滑动，非常稳定。

本实施例中，所述龙门架1的下方还放置有若干前后排列的工件翻转台22，所述的工件翻转台22包括翻转台体23，所述的翻转台体23上铰接有前后排列的第一翻转臂24、第二翻转臂25，所述的第一翻转臂24包括与工件10的宽度相适配的第一主臂26、与工件10的厚度相适配的第一副臂27，所述的第一主臂26与第一副臂27垂直，此处所述的垂直是指大致垂直，并非是严格意义上的90°垂直；

所述的第二翻转臂25包括与工件10的宽度相适配的第二主臂28、与工件10的厚度相适配的第二副臂29，所述的第二主臂28与第二副臂29垂直，此处所述的垂直是指大致垂直，并非是严格意义上的90°垂直；

所述的第一翻转臂24与第一翻转驱动机构连接，所述的第一翻转驱动机构驱动所述的第一翻转臂24转动；所述的第二翻转臂25与第二翻转驱动机构连接，所述的第二翻转驱动机构驱动所述的第二翻转臂25转动；

所述的第一翻转臂24转至其第一主臂26竖直、所述的第二翻转臂25转至其第二主臂28竖直时，所述的第一副臂27与第二副臂29相正对。

如前所述，在拼接好的钢管束工件的一面焊接好后，需要将其翻转180°，背面也需要焊接。上述的工件翻转台22的作用就是帮助工件翻转。其原理是：在初始状态下，第一翻转臂24的第一主臂26平置，拼接好的工件10平放在第一主臂26上，待焊接完成后，第一翻转驱动机构带动第一翻转臂24旋转，从而带动第一主臂26上的工件10同步运动，此时第二翻转臂25的第二主臂28竖直，当第一翻转臂24的第一主臂26转动至竖直时，工件10亦处于竖直状态，此时工件10支撑在第一副臂27和第二副臂28上。之后在第二翻转驱动机构的作用下第二翻转臂25开始转动，从而带动工件10同步运动，直至第二翻转臂25的第二主臂28翻转至平置时，工件10支撑在第二翻转臂25的第二主臂28上，实现180°翻转。

本实施例中，所述的第一副臂27设于所述第一主臂26的尾部，所述第一主臂26与第一副臂27的交接处向外延伸出第一推拉臂30，第一翻转驱动机构采用第一翻转油缸31的形式，第一翻转油缸31的输出端与所述的第一推拉臂30铰接；

所述的第二副臂29设于所述第二主臂28的尾部，所述第二主臂28与第二副臂29的交接处向外延伸出第二推拉臂32，所述第二翻转驱动机构采用第二翻转油缸的形式，第二翻转油缸的输出端与所述的第二推拉臂32铰接；

所述的第一翻转臂24在其第一主臂26、第一副臂27的交接处与所述的翻转台体23铰接，所述的第二翻转臂25在其第二主臂28、第二副臂29的交接处与所述的翻转台体23铰接。

本实施例中，所述的第一主臂26包括第一活动主臂33、枢接在所述第一活动主臂33尾部的第一基座臂34，所述的第一副臂27设于所述第一基座臂34的尾部，所述的第一基座臂34上设有第一收拢驱动装置，所述第一收拢驱动装置的输出端与所述的第一活动主臂33铰接从而可驱动所述的第一活动主臂33转动；

所述的第二主臂28包括第二活动主臂35、枢接在所述第二活动主臂35尾部的第二基座臂36，所述的第二副臂29设于所述第二基座臂36的尾部，所述的第二基座臂36上设有第二收拢驱动装置，所述第二收拢驱动装置的输出端与所述的第二活动主臂35铰接从而可驱动所述的第二活动主臂35转动。

上述机构的意义在于，可通过第一收拢驱动装置和第二收拢驱动装置将第一活动主臂33、第二活动主臂35折叠，从而减小装置的高度，防止其对焊接形成干涉障碍。其具体动作过程是：在第一翻转臂的第一主臂竖直时，第一收拢驱动装置动作，带动第一活动主臂33向下旋转，从而实现折叠，本实施例中第一收拢驱动装置采用第一收拢油缸37的形式；在第二翻转臂的第二主臂竖直时，第二收拢驱动装置动作，带动第二活动主臂35向下旋转，从而实现折叠，本实施例中第二收拢驱动装置采用第二收拢油缸的形式。

本实施例中，所述的翻转台体23置于一翻转底座38上，所述的翻转台体23与翻转底座38之间设有横移驱动机构，所述的横移驱动机构可驱动所述的翻转台体23在所述的翻转底座38上横向移动。该机构的意义在于：在前述的结构中，工件10翻转180°后其横移了一段距离，再次进行焊接时需要再次移动工件使其位于正确的焊接位置，比较麻烦，通过上述的横移驱动机构即可带动工件再次回到正确的焊接位置。本实施例中所述的横移驱动机构包括安装在所述翻转台体上的横移驱动电机39，所述翻转台体23的底面上设有一对左轮40和一对右轮41，所述的一对左轮40之间通过左轴连接，所述的一对右轮41之间通过右轴连接，所述横移驱动电机39的输出端与所述的右轴之间通过主动带传动机构连接，所述的左轴和右轴之间通过从动带传动机构连接；还包括拖链42，所述拖链42的一端固定在所述的翻转底座38上，所述拖链42的另一端固定在所述翻转台体23的左端或右端。横移驱动电机39启动，即可通过主动带传动机构、从动带传动机构驱动翻转台体23横向移动，而拖链42可保持翻转台体23在移动后不发生滑移。

本实施例中，所述的横梁2可升降滑动地设于所述的龙门架1上，所述龙门架1的上端设有升降驱动机构，所述的横梁2与所述的升降驱动机构连接，从而横梁2可升降，进而横梁2上的焊枪装置3实现可升降。

本实施例中，所述的升降驱动机构包括位于龙门架1上端中部的升降驱动电机43、分别位于龙门架1左右两端的支承座44，两个支承座44上分别支承有一根连杆45；所述升降驱动电机43的输出轴贯穿所述的升降驱动电机43，该升降驱动电机43的输出轴的两端分别与一根所述的连杆45连接；两个支承座44的外侧的龙门架上还分别设有一个减速器46，所述减速器46的输入端及与其对应的连杆之间通过带传动机构连接，所述减速器46的输出端连接一缠绕轮，所述的缠绕轮上设有拉索47，两根拉索47的末端分别连接在所述横梁2的两端。升降驱动电机43启动，带动两根连杆45转动，从而带动减速器46运行，减速器46的输出端上的缠绕轮转动从而带动拉索47升降，进而带动横梁2升降。