钢牛腿组焊工装及钢牛腿焊接装置的制作方法

[0001]
本发明涉及钢结构焊接技术领域，尤其涉及一种钢牛腿组焊工装及钢牛腿焊接装置。


背景技术：

[0002]
钢牛腿是建筑领域中常用的一种受力构件，钢牛腿通常由腹板和两块翼板焊接制成，在钢牛腿的焊接过程中，会通过一些工装平台对腹板和翼板进行焊接前的初步组装或拼接，但现有的一些组焊工装，对牛腿的组装效率较低。


技术实现要素：

[0003]
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种对钢牛腿结构组装效率较高的钢牛腿组焊工装。
[0004]
本发明还提出一种具有上述钢牛腿组焊工装的钢牛腿焊接装置。
[0005]
根据本发明的第一方面实施例的钢牛腿组焊工装，包括：安装座；腹板支撑组件，用于支撑所述腹板；翼板支撑组件，设置有两个，用于支撑所述翼板，所述翼板支撑组件与所述安装座连接，且两个所述翼板支撑组件分别位于所述腹板支撑组件的两侧，所述翼板支撑组件包括翼板夹具、第一翼板驱动件和第二翼板驱动件，所述翼板夹具用于固定所述翼板，所述第一翼板驱动件与所述翼板夹具连接，所述第一翼板驱动件用于驱动所述翼板夹具相对于所述安装座转动，所述第二翼板驱动件用于驱动所述翼板夹具靠近或远离所述腹板支撑组件。
[0006]
根据本发明实施例的钢牛腿组焊工装，至少具有如下有益效果：通过第一翼板驱动件驱动翼板夹具转动，可以快速地将翼板和腹板之间的夹角调整至待焊接的角度，且通过第二翼板驱动件调整翼板夹具与腹板支撑组件之间的距离，可以使翼板快速地紧贴腹板的侧部，从而实现钢牛腿的快速组装，本发明提供的钢牛腿组焊工装对钢牛腿的组装效率较高。
[0007]
根据本发明的一些实施例，所述钢牛腿组焊工装还包括变位驱动机构，所述变位驱动机构与所述安装座连接，所述变位驱动机构用于驱动所述安装座翻转。
[0008]
根据本发明的一些实施例，所述安装座开设有避让孔，所述腹板支撑组件能够穿过所述避让孔。
[0009]
根据本发明的一些实施例，所述翼板支撑组件包括基座，所述基座与所述安装座连接，所述第一翼板驱动件安装在所述基座中，所述第一翼板驱动件包括活动杆，所述基座的一端与所述翼板夹具转动连接，所述活动杆的端部与所述翼板夹具连接，所述活动杆能够沿自身的轴向运动，以使所述翼板夹具相对于所述基座转动。
[0010]
根据本发明的一些实施例，所述安装座包括翼板调节轨道，所述基座与所述翼板调节轨道连接，所述第二翼板驱动件能够驱动所述基座沿所述翼板调节轨道运动。
[0011]
根据本发明的一些实施例，所述翼板调节轨道具有齿，所述第二翼板驱动件包括
驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述翼板调节轨道啮合，所述驱动齿轮能够相对所述基座转动以使所述基座沿所述翼板调节轨道运动。
[0012]
根据本发明的一些实施例，所述翼板夹具包括夹具调节座和两个夹持件，所述夹具调节座开设有调节槽，所述夹持件可滑动地设置在所述调节槽中。
[0013]
根据本发明的一些实施例，所述腹板支撑组件包括腹板支撑座和腹板驱动件，所述腹板支撑座用于承载所述腹板，所述腹板支撑座用于驱动所述腹板支撑座升降。
[0014]
根据本发明的第二方面实施例的钢牛腿焊接装置，包括如上所述的钢牛腿组焊工装。
[0015]
根据本发明实施例的，至少具有如下有益效果：对钢牛腿的组装效率和焊接效率较高
[0016]
根据本发明的一些实施例，包括焊枪和焊接机械臂，焊枪连接在所述焊接机械臂上，所述焊接机械臂设置在相邻的两个钢牛腿组焊工装之间，所述焊接机械臂能够驱动所述焊枪在两个所述钢牛腿组焊工装之间转移。
[0017]
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0018]
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
[0019]
图1为一些实施例中钢牛腿组焊工装的示意图；
[0020]
图2为一些实施例中钢牛腿焊接装置的示意图；
[0021]
图3为一些实施例中腹板支撑组件的示意图；
[0022]
图4为一些实施例中翼板夹具的局部示意图；
[0023]
图5为一些实施例中翼板夹具的旋转过程的简化示意图。
[0024]
附图标记：101-钢牛腿组焊工装，102-安装座，103-腹板支撑组件，104-避让孔，105-翼板夹具，106-基座，107-翼板支撑组件，108-变位驱动机构，109-翼板调节轨道，201-焊接机械臂，202-焊枪，301-腹板支撑座，302-底座，401-夹具调节座，402-调节槽，403-夹持件，501-活动杆。
具体实施方式
[0025]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0026]
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0027]
在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0028]
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
[0029]
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0030]
本发明提供了一种钢牛腿组焊工装101，参照图1，钢牛腿组焊工装101包括安装座102、腹板支撑组件103和翼板支撑组件107，腹板支撑组件103用于支撑腹板，翼板支撑组件107用于支撑翼板，翼板支撑组件107安装在安装座102上，两个翼板支撑组件107分别位于腹板支撑组件103的两侧。翼板支撑组件107包括翼板夹具105、第一翼板驱动件和第二翼板驱动件，翼板夹具105用于固定翼板，第一翼板驱动件与翼板夹具105连接，第一翼板驱动件用于驱动翼板夹具105相对于安装座102转动，第二翼板驱动件用于驱动翼板夹具105靠近或远离腹板支撑组件103。
[0031]
下面简要介绍钢牛腿组焊工装101将腹板和翼板拼装的过程：首先，工人将腹板平放在腹板支撑组件103上，并将翼板固定在翼板夹具105中，此时翼板夹具105和翼板亦呈水平放置；随后第一翼板驱动件驱动翼板夹具105转动，使翼板旋转一定角度(例如，使翼板从水平状态旋转至如图1所示的竖直状态)；然后第二翼板驱动件驱动翼板夹具105朝靠近腹板支撑组件103的方向运动，直至翼板与腹板抵持。通过第一翼板驱动件驱动翼板夹具105转动，可以快速地将翼板和腹板之间的夹角调整至待焊接的角度，且通过第二翼板驱动件调整翼板夹具105与腹板支撑组件之间的距离，可以使翼板快速地紧贴腹板的侧部，从而实现钢牛腿的快速组装，本发明提供的钢牛腿组焊工装101对钢牛腿的组装效率较高。
[0032]
参照图3，在一些实施例中，腹板支撑组件103包括腹板支撑座301、底座302和腹板驱动件(腹板驱动件未示出)，腹板支撑座301用于承载腹板，腹板驱动件安装在底座302中，腹板驱动件与腹板支撑座301连接，腹板驱动件能够驱动腹板支撑座301升降，从而驱动腹板上升至组装牛腿所需的合适高度。腹板驱动件具体可选用气缸、油缸、电动推杆等。
[0033]
在一些实施例中，钢牛腿组焊工装101还包括变位驱动机构108，变位驱动机构108与安装座102连接，变位驱动机构108用于驱动安装座102翻转，变位驱动机构108具体可以设置为电机。参照图1，当焊枪对钢牛腿上侧的待焊接位置完成焊接后，需要再对钢牛腿下侧的待焊接位置进行焊接以保证钢牛腿的结构稳定性，此时变位驱动机构108动作，使安装座102上下翻转；以图1所示状态为安装座102翻转前的状态，安装座102翻转后，位于安装座102上侧的翼板支撑组件107和钢牛腿会位于安装座102的下侧，即钢牛腿亦被上下翻转。安装座102翻转完成后，焊枪对钢牛腿上未焊接的位置进行焊接。在一些实施例中，安装座102开设有避让孔104，腹板支撑组件103能够穿过避让孔104，在安装座102翻转的过程中，腹板支撑座301下降，对将要翻转的钢牛腿进行避位；安装座102翻转完成后，腹板支撑座301再次上升并支撑腹板，随后焊枪再进行焊接。此外，在安装座102上设置避让孔104，焊枪不会因为受到安装座102的阻挡而无法伸至钢牛腿上的待焊接位置。
[0034]
参照图1和图4，在一些实施例中，翼板夹具105包括夹具调节座401和两个夹持件
403，其中一个夹持件403抵持翼板的前端，另一个夹持件403抵持翼板的后端，两个夹持件403沿前后方向夹紧翼板。夹具调节座401开设有调节槽402，夹持件403可滑动地设置在调节槽402中，通过调整两个夹持件403之间的距离，可以对不同长度的翼板进行夹持(此处翼板的长度方向对应图1或图4中的前/后方向)。
[0035]
参照图1和图5，在一些实施例中，翼板支撑组件107包括基座106，基座106的底部与安装座102连接，第一翼板驱动件安装在基座106中，第一翼板驱动件包括活动杆501，活动杆501能够沿自身的轴向运动，第一翼板驱动件可以设置为电动推杆(图中未详细示出)，电动推杆的杆件部分即第一翼板驱动件的活动杆501。基座106的一端与翼板夹具105中的夹具调节座401转动连接(例如铰接)，活动杆501被套设在基座106的内部，活动杆的端部与翼板夹具105连接。参照图5，活动杆501伸出时，可以驱动翼板夹具105从水平状态切换至竖直状态。
[0036]
参照图1，安装座102还包括用于对翼板支撑组件107的移动进行导向的翼板调节轨道109，基座106安装在翼板调节轨道109上，第二翼板驱动件安装在基座106中，第二翼板驱动件能够驱动基座106沿翼板调节轨道109运动，以使翼板能够靠近腹板。在一些实施例中，翼板调节轨道109上侧具有齿，第二翼板驱动件包括电机和驱动齿轮(未详细示出)，驱动齿轮和翼板调节轨道109啮合，电机使驱动齿轮转动，驱动齿轮与翼板调节轨道109之间的相对位置发生改变，因此与驱动齿轮连接的基座106沿翼板调节轨道109运动。通过驱动齿轮与翼板调节轨道109的齿的配合实现基座106的驱动，有利于提高翼板支撑组件的运动精度。在另一些实施例中，第二翼板驱动件也可以设置为气缸、丝杆滑块机构等(翼板调节轨道109不设有齿的情况下)。
[0037]
本发明还提供了一种钢牛腿焊接装置，包括上述实施例所述的钢牛腿组焊工装101，该钢牛腿焊接装置对钢牛腿的组装效率和焊接效率较高。具体来说，参照图2，钢牛腿焊接装置还包括焊接机械臂201和焊枪202，焊枪202连接在焊接机械臂201的端部，焊接机械臂201设置在安装座102的一侧。焊接机械臂201具体可以设置为多轴机械臂，焊接机械臂201用于驱动焊枪202移动。
[0038]
参照图2，在一些实施例中，钢牛腿焊接装置包括两个钢牛腿组焊工装101，焊接机械臂201设置在两个钢牛腿组焊工装101之间，焊接机械臂201能够驱动焊枪202在两个钢牛腿组焊工装101之间转移。在需要加工多个钢牛腿时，这种设置方式有利于减少焊枪202的等待时间，提高焊接效率。例如，参照图2，位于焊接机械臂201前方的钢牛腿组焊工装101上的牛腿在下料的时候(牛腿已焊接完成)，焊接机械臂201可以驱动焊枪202对焊接机械臂201后方的钢牛腿组焊工装101上的牛腿进行焊接。或者，当其中一个钢牛腿组焊工装101上的钢牛腿进行翻转时，焊接机械臂201可以驱动焊枪202移动至另一个钢牛腿组焊工装101处，焊枪202对另一钢牛腿组焊工装101上的钢牛腿进行焊接。又或者，当其中一个钢牛腿组焊工装101上正在进行腹板和翼板的组装时，焊枪202可以先对另一钢牛腿组焊工装101上已组装好的牛腿进行焊接。
[0039]
钢牛腿焊接装置还包括多种传感器，传感器检测相应的参数并将信号传递给控制系统，以便控制系统控制钢牛腿焊接装置中多个部件或机构的动作。在一些实施例中，钢牛腿焊接装置包括压力传感器、测距传感器和定位传感器(均未在图中详细示出)。压力传感器可安装在夹具调节座401上，且位于夹具调节座401朝向翼板的一侧，压力传感器能够与
翼板接触，当翼板运动至与腹板抵持时，压力传感器受到的压力剧增，此时认定翼板以运动至预设位置，控制系统控制第二翼板驱动件停止动作。测距传感器可以安装在翼板夹具105的夹持件403上，例如测距传感器可采用红外测距传感器，红外测距传感器的红外发射器与接收器安装在其中一个夹持件403上，反射板安装在另一个夹持件403上；根据两个夹持件403之间的距离可以估测出翼板和腹板之间待焊接缝隙的长度，控制系统可以依据测距传感器的测量结果控制焊枪202在焊接时的运动距离。定位传感器用于保证两翼板的中轴线与腹板处于同一高度，定位传感器具体可以设置为可用作视觉检测的ccd相机(安装在离钢牛腿组焊工装101稍远的位置)，也可以设置为光电开关，光电开关可安装在腹板支撑座301和变位驱动机构108上(在一些实施例中，变位驱动机构108也可升降)，在腹板支撑座301和变位驱动机构108的上升路径旁设置相应的阻挡部件，当腹板支撑座301或变位驱动机构108上升至一定高度后，光电开关的发出的光线被阻挡部件阻挡后，光电开关的输出信号发生变化，此时控制系统可判定腹板支撑座301和变位驱动机构108已上升至预设位置，并停止驱动腹板支撑座301和变位驱动机构108继续上升。
[0040]
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。