钢筋预埋件T形接头埋弧压力焊焊接装置及其焊接方法与流程

本发明涉及一种埋弧压力焊的焊接机构机器焊接方法。

背景技术：

焊接机构是焊接作业的一种操作平台，同时它还是一种非标准的设备。不同型号和使用要求的焊接机构很多。钢筋预埋件t形接头埋弧压力焊广泛应用在大型建筑施工现场（如火力发电站、核电站、大型体育场馆等）用于钢筋预埋件焊接，但国内市场无成套焊接操作机构，采用的是手提式焊枪操作，工人在操作时，往焊枪上装料、钢筋定位、焊后脱钩全靠焊接操作工手动完成，钢筋定位精度低、工作效率低、工作强度大、焊接质量的可靠性差。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一套自动化焊接机构，实现埋弧压力焊的快速装料、钢筋快速定位、焊后自动脱钩，提高焊接质量和效率。

为了实现上述技术目的，本发明采用以下具体的技术方案：

一种钢筋预埋件t形接头埋弧压力焊焊接装置，包括：

工作台，用于钢板的定位以及固定；

焊钳，用以将钢筋与钢板焊接在一起；

定位装置，用于带动所述焊钳在三维空间内任意一点快速定位，该装置包括：

一沿y方向布置的悬臂，所述悬臂上通过第三伺服电机带动一机头沿y方向做往返运动；

一沿z方向布置的立柱，立柱上通过第二伺服电机带动所述悬臂沿z方向做往返运动；

以及一沿x方向布置的滑轨，滑轨上通过第一伺服电机带动所述立柱沿x方向做往返运动；

所述机头上通过第四伺服电机与所述焊钳连接，焊钳包括两块平行布置的带凹槽的铜块，两块铜块分别与一驱动装置驱动连接，所述驱动装置用于驱动所述焊钳在焊接之前夹住钢筋、以及在焊接结束后松开钢筋；

控制器，所述控制器分别与所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机以及驱动装置电连接。

所述工作台包括：一块带螺纹孔的钢板以及支撑于带螺纹孔的钢板下部的槽钢支架；

多个布置在带螺纹孔的钢板两侧的锁紧器，用于将待焊钢板固定在工作台上。

所述锁紧器包括拉杆以及压板，所述拉杆与带螺纹孔的钢板螺纹连接，拉杆上端与压板中部铰接，压板的一端具有压头，另一端设有固定件，所述固定件通过销轴与压板转动连接，并且具有支撑凸起，当固定件绕销轴在压板上转动时，通过支撑凸起使得压板尾部相对于带螺纹孔的钢板向上翘起而压头与带螺纹孔的钢板实现紧接触。

所述悬臂包括：一根带滑轨的水平臂，第三伺服电机布置在水平臂靠近立柱端，通过螺杆旋转驱动机头在水平臂上沿滑轨移动。

悬臂一端设有环状结构抱在立柱上，环状结构的一侧设置一根与立柱平行的螺杆，第二伺服电机带动螺杆旋转，驱动悬臂上下运动。

所述驱动装置为气缸。

所述焊钳还包括至少两根导向柱以及气缸固定架，其中，所述气缸固定架固定在悬臂的端部，气缸固定架具有对称设置的两个侧板，两个侧板上分别固定有一台气缸，两台气缸的活塞杆相对设置，每个活塞杆分别与一块铜板固定连接，钢板接弧焊电源电极，所述气缸固定架两个侧板之间设置供所述铜板导向的导向柱。

所述控制器为plc。

所述钢筋预埋件t形接头埋弧压力焊焊接装置的焊接方法，包括如下几个步骤：

第一步、将钢板放置在工作台上，用锁紧器将钢板固定；

第二步、根据钢筋和钢板的规格，设置弧焊电源的焊接工艺参数和伺服电机四的位置时间曲线；

第三步、根据预埋件上钢筋的相对位置，在控制器上设定第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机以及动作逻辑关系及时间；

第四步、将钢筋送到焊钳，通过控制器启动与压缩气源连接的电磁阀，电磁阀换向使压缩气源进入气缸，气缸活塞杆推动焊钳夹紧钢筋；

第五步、将焊剂覆盖住钢筋与钢板接触处；

第六步、通过控制器启动弧焊电源，开始焊接，焊接完成后，控制器关闭与压缩气源连接的电磁阀，气缸活塞杆松开焊钳，第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机以及第四伺服电机按设定的程序动作，直到焊钳转移到下一根钢筋焊接的位置；

第七步，待钢板上的钢筋全部焊接完成后，松开锁紧器，取下钢筋预埋件。

本发明的有益效果是：由一台伺服电机驱动焊接机构立柱、悬臂及机头在纵向滑轨上前后移动，由一台伺服电机驱动悬臂沿立柱上下移动，由一台伺服电机驱动焊接机头沿悬臂左右移动，由一台伺服电机驱动焊钳上下移动，由一对气动活塞驱动焊钳的张合（用于夹紧钢筋）；在悬臂下方地面布置一个固定的工作台用于钢板的定位（固定），由控制器对各个动作进行逻辑控制。

本发明提供的上述结构的埋弧压力焊焊接机构，焊钳可以在三维坐标内按设定的坐标快速定位，由气动夹具实现快速装料和脱钩，由机头上的伺服电机实现自动焊接，从而实现钢筋预埋件t形接头的快速焊接，减小工人的劳动强度和提高焊接效率，提高焊接质量的可靠性。

附图说明

图1为本发明钢筋预埋件t形接头埋弧压力焊焊接装置示意图；

图2待焊接钢板与钢筋结构示意图；

图3为锁紧器未锁紧时的状态示意图；

图4为锁紧器锁紧时的状态示意图；

图5为压板的俯视图；

其中，1为工作台；2为悬臂；3为机头；4为立柱；5为滑轨；6为待焊接钢板；7为钢筋；8为压板；9为固定件；10为支撑凸起。

具体实施方式

下面结合说明书附图以及具体实施例对本发明一种钢筋预埋件t形接头埋弧压力焊焊接装置的技术方案作进一步详细说明。

一种钢筋预埋件t形接头埋弧压力焊焊接装置，包括：工作台，用于钢板的定位以及固定；焊钳，用以将钢筋与钢板焊接在一起；定位装置，用于带动所述焊钳在三维空间内任意一点快速定位，该装置包括：一沿y方向布置的悬臂，所述悬臂上通过第三伺服电机带动一机头沿y方向做往返运动；一沿z方向布置的立柱，立柱上通过第二伺服电机带动所述悬臂沿z方向做往返运动；以及一沿x方向布置的滑轨，滑轨上通过第一伺服电机带动所述立柱沿x方向做往返运动；所述机头上通过第四伺服电机与所述焊钳连接；驱动装置，用于驱动所述焊钳在焊接之前夹住钢筋、以及在焊接结束后松开钢筋。所述焊钳包括两块平行布置的带凹槽的铜块，两块铜块分别与一气压驱动装置驱动连接；

控制器，所述控制器分别与所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机以及气动驱动装置的电磁阀连接。

所述工作台具体包括：一块钢板与槽钢制作而成的钢平台，平台上钻有一些螺孔，另有几个，根据需要，一般为四个锁紧器。

所述悬臂具体包括：一根带滑轨的水平杆，机头布置在悬臂滑轨上，第三伺服电机，含变速箱，布置在顶端。

所述立柱具体包括：带滑块的底座、一根圆柱形立柱、一根螺纹提升杆、第二伺服电机。

所述气压驱动装置为两只气缸。

所述焊钳还包括四根导向柱，左右各二，以及气缸固定架，其中，所述气缸固定架固定在机头上，气缸固定架具有对称设置的两个侧板，两个侧板上分别固定有一台气缸，两台气缸的活塞杆相对设置，每个活塞杆分别与一块铜板固定连接，钢板接弧焊电源电极，所述气缸固定架两个侧板之间设置供所述焊接板导向的导向柱。

本发明一种基于所述钢筋预埋件t形接头埋弧压力焊焊接装置的焊接方法，包括如下几个步骤：

第一步、将钢板放置在工作台上，用锁紧器将钢板固定；

第二步、根据钢筋和钢板的规格，设置弧焊电源的焊接工艺参数和伺服电机四的位置时间曲线；

第三步、根据预埋件上钢筋的相对位置，在控制器上设定伺服电机一、伺服电机二、伺服电机三、伺服电机四及动作逻辑关系及时间；

第四步、将钢筋送到焊钳，按一下“装料”按钮，焊钳夹紧钢筋；

第五步、将焊剂覆盖住钢筋与钢板接触处；

第六步、按一下“焊接”按钮，开始焊接，焊接完成后，焊钳自动松开，几台伺服电机按设定的程序动作，直到焊钳转移到下一根钢筋焊接的位置。