一种智能机械自动化H型钢构件焊接输送方法与流程

本发明涉及钢构件焊接技术领域，具体涉及一种智能机械自动化H型钢构件焊接输送方法。

背景技术：

在现有的H型钢构件焊接生产线中，进料和出料通过人工操作行车吊装，焊接时人工将焊枪对准焊缝，焊接过程需要人工不断的调整焊枪，使焊枪始终对准焊缝，工件翻转采用行车吊装，操作工人劳动强度高；工件采用人工操作行车翻转工件，危险系数大；采用单丝埋弧自动焊接尤其在厚板焊接，生产效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种智能机械自动化H型钢构件焊接输送方法，本发明所采用的技术方案如下：

一种智能机械自动化H型钢构件焊接输送方法，其特征在于，所述H型钢构件焊接输送机构包括H型钢构件移动机构和焊接龙门移动机构；

所述H型钢构件移动机构包括构件移动轨道，所述构件移动轨道上设置有I字圆柱状自动上料辊道和I字圆柱状构件送出辊道，所述自动上料辊道和构件送出辊道之间设置有自动平移升降设备和自动翻转机；所述自动平移升降设备能带动H型钢构件升降且能在平移滑轨上横向滑动；所述自动翻转机上设置有两片端部相交的焊接臂和水平槽，两片焊接臂分别为焊接臂一和焊接臂二，所述焊接臂一靠近所述构件移动轨道一侧，所述两片焊接臂可带动H型钢构件沿所述水平槽实现翻转或移动；所述构件移动轨道包括3-5个单元，每个单元包括2-4根辊道，每个单元用于输送一根H型钢构件；

所述焊接龙门移动机构包括钢结构桁架和焊接龙门行走轨道；所述钢结构桁架的两端均设置有人行上下钢梯；所述钢结构桁架和焊接龙门行走轨道之间安装有可移动的焊接龙门，焊接龙门可沿所述钢结构桁架和焊接龙门行走轨道移动，进行焊接；所述焊接龙门包括焊丝盘、焊剂回收机、龙门焊接架、控制柜和智能焊接机头；所述龙门焊接架上设置有焊丝盘和焊剂回收机；所述智能焊接机头设置于龙门焊接架上焊接方向的前方；

所述钢结构桁架和焊接龙门行走轨道均与所述构件移动轨道平行，其中钢结构桁架位于所述构件移动轨道上方，所述焊接龙门行走轨道位于所述移动轨道侧方；所述构件移动轨道的长度大于钢结构桁架的长度；所述自动翻转机位于所述构件移动轨道与焊接龙门行走轨道之间；

本发明的智能控制系统由伺服电机，运动控制系统，视觉引导系统组成；所述伺服电机负责龙门架行走及翻转机构翻转；所述运动控制系统由运动控制器及及其扩展板组成，运动控制系统对伺服电机的位置、速度等进行实时的控制，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动，接受io端口输入信号进行处理，按照程序控制io输出信号；通过总线及其他通讯端口与视觉引导系统进行通讯，按照视觉给出的位置偏差及时纠正焊枪的位置，以及焊枪的通断及电流的大小等；

所述视觉引导系统由工业相机，控制器，线型激光组成，属于主动式视觉系统，线型激光发出光线照射到H型钢焊缝位置，工业相机实时捕获激光的光线形状通过同轴电缆传递给控制器进行分析，控制器与模板进行比对运算后得出相对位置偏差量，并通过通讯端口及时传递给运动控制器，运动控制器控制伺服电机进行运动，进行纠偏；

所述H型钢构件上有四处焊缝，所述焊缝位于H型钢构件四个直角处，按逆时针方向，四个焊缝依次为焊缝一、焊缝二、焊缝三和焊缝四；

所述智能机械自动化H型钢构件焊接输送方法包括以下步骤：

S1、启动焊接输送结构和智能控制系统，构件移动轨道上辊道开始朝焊接方向转动，带动辊道上的钢构件朝焊接区移动，构件在到达某个单元输送体时则该单元体辊道电机工作进行输送，构件未到的单元体辊道电机不工作；

S2、当某个H型钢构件被运输到自动平移升降设备上时，除了该H型钢构件所在的单元外，其他单元停止运行，该H型钢构件随平移升降设备升高后平移，被传递到自动翻转机上；以构件移动轨道一侧为内侧，焊接龙门行走轨道一侧为外侧，此时焊接臂一和焊接臂二呈水平状态卡在水平槽内；所述H型钢构件被平放在焊接臂上，且H型钢构件的外侧接近焊接臂一和焊接臂二相交处，自动平移升降设备退回到构件移动轨道上；

S3、焊接臂一保持水平，焊接臂二向内侧转动90度，此时焊接臂一和焊接臂二垂直，随后焊接臂一和焊接臂二保持垂直状态一起向外侧转动45度，此时焊缝一被置于水平船形位置，通过龙门焊接架智能行走，焊枪智能寻位，焊接焊缝一；

S4、焊缝一焊接完成后，焊接臂一和焊接臂二转动到水平状态，自动平移升降设备将H型钢构件移动到焊接臂二上，且H型钢构件的内侧接近焊接臂一和焊接臂二相交处，自动平移升降设备退回到构件移动轨道上；焊接臂二保持水平，焊接臂一向外侧转动90度，此时焊接臂一和焊接臂二垂直，随后焊接臂一和焊接臂二保持垂直状态一起向内侧转动45度，此时焊缝二被置于水平船形位置，通过龙门焊接架智能行走，焊枪智能寻位，焊接焊缝二；

S5、焊缝二焊接完成后，焊接臂一和焊接臂二保持垂直状态继续向内侧转动45度，此时焊接臂一保持水平放置，焊接臂二继续向内侧转动，使H型钢构件翻边，自动平移升降设备将H型钢构件移动到焊接臂一上，且H型钢构件的内侧接近焊接臂一和焊接臂二相交处，重复步骤4和步骤5中的动作，依次完成焊缝四焊缝三的焊接；

通过伺服电机实现龙门焊接机构的行走和焊接臂左右移动，上下升降通过程序智能控制，速度可调精确，通过程序智能控制焊接枪智能寻位；

S6、焊接完成的H型钢构件被运输回构件移动轨道上，该H型钢构件随所述构件送出辊道被逐渐送出所述构件移动轨道；

S7、当下一单元的H型钢构件被运输到自动平移升降设备上时，除了该H型钢构件所在的单元外，其他单元停止运行......反复循环，直到完成所有H型钢构件的焊接和输送为止。

进一步的，所述智能焊接机头包括焊接前丝和焊接后丝，采用双丝埋弧焊接方式；所述智能焊接机头还包括焊渣回收管吸口，所述焊渣回收管吸口位于所述焊接后丝的后方。

进一步的，所述H型钢构件截面宽度≤1米、长度18米，荷载≤6T。

进一步的，所述构件移动轨道总长50米，焊接行程20米，所述自动上料辊道进料总长15米，所述构件送出辊道出料长度15米。

进一步的，所述输送机构还适用于输送横截面为十字型、T字型的钢构件。

进一步的，所述移动轨道两侧对称设置两套焊接设备，所述焊接设备包括自动平移升降设备、自动翻转机、焊接龙门行走轨道和可移动的焊接龙门，两侧焊接半龙门架依托钢桁架侧进行焊接行走。

进一步的，所述焊接臂一和焊接臂二相互垂直，且焊接臂一与所述水平槽呈45度角时，龙门埋弧焊机开始行走寻找构件端头焊缝位置、智能焊接。

进一步的，所述焊接臂由横截面为L型或T型的钢板制成。

本发明的有益效果为：本发明指出的一种智能机械自动化H型钢构件焊接输送方法，采用了中央控制柜，I字辊道送入与送出，生产线中部两侧设置焊接工位翻转机和焊接机构、构件送入到生产线中部时、构件通过平移输送机向两侧焊接工位翻转机送入、翻转机将构件翻转至焊接位置，龙门埋弧焊机开始行走寻找构件端头焊缝位置、智能焊接。整机设计为一套系统、包括输送辊道、平移输送机、翻转机、对称两套焊接设备，两侧焊接半龙门架依托结构焊接行走更加稳定，整套设备的设计体现了智能机械自动化程度高、机械设备布局合理、生产焊接效率高；进料和出料自动进行，焊接过程不需要人工干预，工件智能自动翻转，焊接，操作工人劳动强度低；焊接过程中操作人员远离工件，生产中的危险系数接近零；采用单元化步进式输送机构，使得输送设备更加省电和安全。

附图说明

图1为一种智能机械自动化H型钢构件焊接输送方法的结构示意图；

图2为图1中A部的放大图；

图3为图1中B部的放大图；

图4为H型钢构件放置在自动翻转机上的结构示意图；

其中，1-人行上下钢梯；2-钢结构桁架；3-焊丝盘；4-焊剂回收机；5-自动上料辊道；51-构件移动轨道；6-龙门焊接架；7-控制柜；8-智能焊接机头；81-焊接前丝；82-焊接后丝；83-焊渣回收管吸口；9-自动平移升降设备；10-自动翻转机；101-焊接臂；1011-焊接臂一；1012-焊接臂二；102-水平槽；11-焊接龙门架行走轨道；12-构件送出辊道；13-H型钢构件；131-焊缝一；132-焊缝二；133-焊缝三；134-焊缝四。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

一种智能机械自动化H型钢构件焊接输送方法，其中H型钢构件焊接输送机构包括H型钢构件移动机构和焊接龙门移动机构；

H型钢构件移动机构包括构件移动轨道51，所述构件移动轨道51上设置有I字圆柱状自动上料辊道5和I字圆柱状构件送出辊道12，所述自动上料辊道5和构件送出辊道12之间设置有自动平移升降设备9和自动翻转机10；所述自动平移升降设备9能带动H型钢构件升降且能在平移滑轨91上横向滑动；所述自动翻转机10上设置有两片端部相交的焊接臂101和水平槽102，所述焊接臂101由横截面为L型或T型的钢板制成，两片焊接臂分别为焊接臂一1011和焊接臂二1012，所述焊接臂一1011靠近所述构件移动轨道一侧，所述两片焊接臂101可带动H型钢构件沿所述水平槽102实现翻转或移动；所述构件移动轨道51包括3-5个单元，每个单元包括2-4根辊道，每个单元用于输送一根H型钢构件；构件移动轨道51总长50米，焊接行程20米，所述自动上料辊道5进料总长15米，所述构件送出辊道12出料长度15米。

所述焊接龙门移动机构包括钢结构桁架2和焊接龙门行走轨道11；所述钢结构桁架2的两端均设置有人行上下钢梯1；所述钢结构桁架2和焊接龙门行走轨道11之间安装有可移动的焊接龙门，焊接龙门可沿所述钢结构桁架2和焊接龙门行走轨道11移动，进行焊接；所述焊接龙门包括焊丝盘3、焊剂回收机4、龙门焊接架6、控制柜7和智能焊接机头8；所述龙门焊接架6上设置有焊丝盘3和焊剂回收机4；所述智能焊接机头8设置于龙门焊接架6上焊接方向的前方；所述智能焊接机头8包括焊接前丝81和焊接后丝82，采用双丝埋弧焊接方式；所述智能焊接机头8还包括焊渣回收管吸口83，所述焊渣回收管吸口83位于所述焊接后丝82的后方。

所述钢结构桁架2和焊接龙门行走轨道11均与所述构件移动轨道51平行，其中钢结构桁架2位于所述构件移动轨道51上方，所述焊接龙门行走轨道11位于所述移动轨道51侧方；所述构件移动轨道51的长度大于钢结构桁架2的长度；所述自动翻转机10位于所述构件移动轨道51与焊接龙门行走轨道11之间；所述移动轨道51两侧对称设置两套焊接设备，两侧焊接半龙门架依托结构焊接行走更加稳定。

本发明的智能控制系统由伺服电机，运动控制系统，视觉引导系统组成；所述伺服电机负责龙门架行走及翻转机构翻转；所述运动控制系统由运动控制器及及其扩展板组成，运动控制系统对伺服电机的位置、速度等进行实时的控制，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动，接受io端口输入信号进行处理，按照程序控制io输出信号；通过总线及其他通讯端口与视觉引导系统进行通讯，按照视觉给出的位置偏差及时纠正焊枪的位置，以及焊枪的通断及电流的大小等；

所述视觉引导系统由工业相机，控制器，线型激光组成，属于主动式视觉系统，线型激光发出光线照射到H型钢焊缝位置，工业相机实时捕获激光的光线形状通过同轴电缆传递给控制器进行分析，控制器与模板进行比对运算后得出相对位置偏差量，并通过通讯端口及时传递给运动控制器，运动控制器控制伺服电机进行运动，进行纠偏；

所述H型钢构件13截面宽度≤1米、长度18米，荷载≤6T，其上有四处焊缝，所述焊缝位于H型钢构件四个直角处，按逆时针方向，四个焊缝依次为焊缝一131、焊缝二132、焊缝三133和焊缝四134；

所述智能机械自动化H型钢构件焊接输送方法包括以下步骤：

S1、启动焊接输送结构和智能控制系统，构件移动轨道51上辊道开始朝焊接方向转动，带动辊道上的钢构件朝焊接区移动，构件在到达某个单元输送体时则该单元体辊道电机工作进行输送，构件未到的单元体辊道电机不工作；

S2、当某个H型钢构件被运输到自动平移升降设备9上时，除了该H型钢构件所在的单元外，其他单元停止运行，该H型钢构件随平移升降设备9升高后平移，被传递到自动翻转机10上；以构件移动轨道51一侧为内侧，焊接龙门行走轨道11一侧为外侧，此时焊接臂一1011和焊接臂二1012呈水平状态卡在水平槽102内；所述H型钢构件13被平放在焊接臂1011上，且H型钢构件的外侧接近焊接臂一1011和焊接臂二1012相交处，自动平移升降设备9退回到构件移动轨道51上；

S3、焊接臂一1011保持水平，焊接臂二1012向内侧转动90度，此时焊接臂一和焊接臂二垂直，随后焊接臂一和焊接臂二保持垂直状态一起向外侧转动45度，此时焊缝一131被置于水平船形位置，通过龙门焊接架智能行走，焊枪智能寻位，焊接焊缝一131；

S4、焊缝一131焊接完成后，焊接臂一1011和焊接臂二1012转动到水平状态，自动平移升降设备9将H型钢构件13移动到焊接臂二1012上，且H型钢构件的内侧接近焊接臂一1011和焊接臂二1012相交处，自动平移升降设备9退回到构件移动轨道51上；焊接臂二1012保持水平，焊接臂一1011向外侧转动90度，此时焊接臂一和焊接臂二垂直，随后焊接臂一和焊接臂二保持垂直状态一起向内侧转动45度，此时焊缝二132被置于水平船形位置，通过龙门焊接架智能行走，焊枪智能寻位，焊接焊缝二132；

S5、焊缝二132焊接完成后，焊接臂一和焊接臂二保持垂直状态继续向内侧转动45度，此时焊接臂一保持水平放置，焊接臂二继续向内侧转动，使H型钢构件翻边，自动平移升降设备9将H型钢构件13移动到焊接臂一1011上，且H型钢构件的内侧接近焊接臂一1011和焊接臂二1012相交处，重复步骤4和步骤5中的动作，依次完成焊缝四134焊缝三133的焊接；

通过伺服电机实现龙门焊接机构的行走和焊接臂左右移动，上下升降通过程序智能控制，速度可调精确，通过程序智能控制焊接枪智能寻位；

S6、焊接完成的H型钢构件被运输回构件移动轨道51上，该H型钢构件随所述构件送出辊道12被逐渐送出所述构件移动轨道51；

S7、当下一单元的H型钢构件被运输到自动平移升降设备9上时，除了该H型钢构件所在的单元外，其他单元停止运行......反复循环，直到完成所有H型钢构件的焊接和输送为止。

此外，本发明还适用于输送十字型、T字型钢构件。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。