一种自动埋弧螺柱焊接装置的制作方法

1.本实用新型涉及自动埋弧螺柱焊技术领域，具体涉及一种自动埋弧螺柱焊接装置。


背景技术：

2.钢筋预埋件在核电、建筑、水利等领域中用量极大，其结构形式主要为在一块钢板上焊接多根(均匀分布或不均匀分布)钢筋接头，主要的焊接方法包括焊条电弧焊、半自动气保焊和埋弧螺柱焊等。其中埋弧螺柱焊因焊接时间短、焊接过程烟尘较少、对环境风速不敏感等优点被视为高效可靠的焊接工艺。
3.然而，传统的埋弧螺柱焊仍存在下列问题：
4.1、完全依靠手工对钢筋进行定位，钢筋轴线与钢板垂直度偏差较大，甚至影响焊接质量；
5.2、采用钢筋套入式固定和夹持，仅适用于直钢筋，对于带弯头或锚固头的钢筋，适应性差；
6.3、采用电磁加弹簧或气动方式实现钢筋的提升和下压，无法精确控制钢筋提升和下压量，且下压过程均是采用冲击的方式，焊接质量的不确定性较大；
7.4、焊枪夹具加持力和提升力较弱，对直径25mm以上或长度超800mm的钢筋适应性差；
8.5、钢筋下料的长度需精度较高，每一根钢筋焊接前准备工作较繁琐，需要精准控制钢筋的伸出量和提升量，对人工操作要求较高。
9.6、需要额外配置专用焊接电源。
10.以上问题阻碍了埋弧螺柱焊的进一步推广应用，一定程度影响了焊接质量的稳定性和焊接效率。


技术实现要素：

11.为解决上述问题，本实用新型提供了一种自动埋弧螺柱焊接装置，包括：
12.埋弧螺柱焊枪，所述埋弧螺柱焊枪包括磁铁固定座、夹紧部件和电缸部件，所述磁铁固定座固定连接在所述电缸部件的下表面，所述夹紧部件连接在所述电缸部件的一侧；
13.焊接电源，其正负极分别电性连接在所述夹紧部件和钢板上；
14.控制系统，分别与所述焊接电源和所述埋弧螺柱焊枪电性连接；
15.所述埋弧螺柱焊枪适于定位至待焊钢筋处并夹持在所述待焊钢筋上，以打开所述磁铁固定座并吸附在钢板上。
16.进一步地，所述电缸部件包括电缸、电缸板和橡胶垫，所述电缸板连接在所述电缸的下表面，所述橡胶垫连接在所述电缸的侧表面，且所述橡胶垫远离所述橡胶垫的一侧与所述夹紧部件连接。
17.进一步地，所述夹紧部件包括连接块、安装板、压紧底座、压块、插销、压紧支架和
自锁手柄，所述安装板连接在所述橡胶垫的表面，所述连接块与所述安装板螺纹连接且位于所述安装板的中心位置，所述压紧底座连接在所述连接块上，所述压紧支架的一端铰接在所述压紧底座上，另一端通过所述插销连接在所述压紧底座上，以适于弯头钢筋卡接在所述压块与所述压紧支架之间。
18.进一步地，所述电缸板包括主板和支撑杆，多个所述支撑杆均匀分布且连接在所述主板的四周。
19.进一步地，所述主板包括方形板本体和四个与所述方形板本体一体连接的连接板，每个所述连接板的外侧均对应与所述支撑杆连接。
20.进一步地，所述连接板上水平设有第一螺纹孔，所述支撑杆上开设有腰孔，所述连接板通过所述第一螺纹孔和所述腰孔与所述支撑杆螺钉连接，所述支撑杆的支撑端设置为水平结构。
21.进一步地，所述压紧底座包括底座本体和垂直连接在所述底座本体上侧表面的两组压块。
22.进一步地，所述压紧支架靠近所述压块的一侧设置有两个圆形导柱，两个所述圆形导柱分别与所述压块的顶端连接。
23.进一步地，所述自锁手柄上连接有螺杆结构，所述螺杆结构穿设在所述压紧支架的中部，其一端连接在所述自锁手柄上，另一端与所述压块连接。
24.进一步地，所述压紧支架包括固定v型块、移动v型块和旋转手柄，所述固定v型块的顶端开设有螺纹孔，所述旋转手柄的螺杆穿过所述螺纹孔并与所述移动v型块连接，通过手动旋转所述旋转手柄驱动所述移动v型块在所述固定v型块的内部移动。
25.本实用新型相对于现有技术，具有如下优点及效果：
26.本实用新型提供的自动埋弧螺柱焊接装置，通过控制系统1可控制埋弧螺柱焊枪的起弧、提升、下压、停弧、复位、急停等，通过焊接电源与控制系统连接，实现焊接的电力供应，通过电缸部件可将伺服电机的旋转转化为标准的直线运动，控制简单，精度较高，通过埋弧螺柱焊枪的设计，不仅适用于直钢筋，还可适用于弯头钢筋，钢筋夹持及焊接过程的移动控制采用电动伺服机构+控制系统完成，焊接过程控制更加精密，焊接质量更加稳定，减轻劳动强度，提高综合效率，实现高精度稳定夹持和焊接。
附图说明
27.图1为本实用新型实施例提供的自动埋弧螺柱焊接装置的焊接过程示意图；
28.图2为本实用新型实施例提供的自动埋弧螺柱焊接装置的结构示意图；
29.图3为本实用新型实施例中埋弧螺柱焊枪的结构示意图；
30.图4为本实用新型实施例中埋弧螺柱焊枪的主视结构示意图；
31.图5为本实用新型实施例中埋弧螺柱焊枪的侧视结构示意图；
32.图6为本实用新型实施例中埋弧螺柱焊枪的俯视结构示意图；
33.图7为本实用新型实施例中电缸板的结构示意图；
34.图8为本实用新型实施例中压紧支架的结构示意图。
35.附图标记：
36.1-控制系统；2-焊接电源；3-埋弧螺柱焊枪；31-磁铁固定座；32-夹紧部件；321-连
接块；322-安装板；3221-螺纹孔；323-压紧底座；3231-底座本体；3232-v形块；324-压块；325-插销；326-压紧支架；3261-固定v型块；3262-移动v型块；3263-旋转手柄；327-自锁手柄；3271-螺杆结构；328-圆形导柱；33-电缸部件；331-电缸；332-电缸板；3321-主板；33211-方形板本体；33212-连接板；332121-第一螺纹孔；3322-支撑杆；33221-腰孔；333-橡胶垫；4-钢板；5-待焊钢筋；6-料斗。
具体实施方式
37.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例根据，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.另外，在本文中所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用，不应限制本技术请求保护的范围。
40.针对传统埋弧螺柱焊存在定位精度不高、无法适用弯头钢筋、焊接控制精度不高、效率较低等问题，请参阅图1-8所示，本实用新型的实施例提供一种自动埋弧螺柱焊接装置，该装置包括控制系统1、焊接电源2和埋弧螺柱焊枪3，其中：
41.埋弧螺柱焊枪3包括磁铁固定座31、夹紧部件32和电缸部件33，磁铁固定座31固定连接在电缸部件33的下表面，夹紧部件32连接在电缸部件33的一侧。
42.焊接电源2的正负极分别电性连接在夹紧部件32和钢板4上。
43.控制系统1分别与焊接电源2和埋弧螺柱焊枪3电性连接。通过控制系统1可控制埋弧螺柱焊枪3的起弧、提升、下压、停弧、复位、急停等。
44.另外控制系统1内部还设有焊接系统，焊接系统与焊接电源2通过信号线、控制线相连，具备随拆随用的特点，可以不限制焊接电源品牌，具体以携带方便为主。
45.埋弧螺柱焊枪3适于定位至待焊钢筋5处并夹持在待焊钢筋5上，以打开磁铁固定座31并吸附在钢板4上。
46.由此，通过控制系统1可控制埋弧螺柱焊枪的起弧、提升、下压、停弧、复位、急停等，通过焊接电源2与控制系统1连接，实现焊接的电力供应，通过埋弧螺柱焊枪3的设计，不仅适用于直钢筋，还可适用于弯头钢筋，钢筋夹持及焊接过程的移动控制采用电动伺服机构+控制系统完成，焊接过程控制更加精密，焊接质量更加稳定，减轻劳动强度，提高综合效率，实现高精度稳定夹持和焊接。
47.需要说明的是，待焊钢筋5可以是直钢筋，也可以是弯头钢筋。另外本技术中涉及的软件均为现有技术，在此不再进行详细赘述。
48.磁铁固定座31不限于永磁铁、电磁铁，或其他能够满足将该埋弧螺柱焊装置固定于钢板4表面的其他形式，如真空吸附、焊接固定、工装固定等。
49.具体地，请参阅图3所示，在本实施例当中，电缸部件33包括电缸331、电缸板332和
橡胶垫333，电缸板332连接在电缸331的下表面，橡胶垫333连接在电缸331的侧表面，且橡胶垫333远离橡胶垫333的一侧与夹紧部件32连接。
50.本实施例当中，橡胶垫333与夹紧部件32相连，这样在焊接通电时可保证电缸331与待焊钢筋5之间绝缘。另外电缸331为标准部件，其可将伺服电机的旋转转化为标准的直线运动，控制简单，精度较高。
51.具体地，请参阅图3、4、5所示，在本实施例当中，夹紧部件32包括连接块321、安装板322、压紧底座323、压块324、插销325、压紧支架326和自锁手柄327，安装板322连接在橡胶垫333的表面，连接块321与安装板322螺纹连接且位于安装板322的中心位置，压紧底座323连接在连接块321上，压紧支架326的一端铰接在压紧底座323上，另一端通过插销325连接在压紧底座323上，以适于弯头钢筋卡接在压块324与压紧支架326之间。
52.由此，安装板322与橡胶垫333相连，安装板322上开有多组螺纹孔3221，连接块321可以在相应位置的螺纹孔3221上进行连接，实现连接块321位置的手动调节。压紧支架326通过铰链结构与压紧底座323相连，呈开合式结构，且通过插销325控制开合，以便于从侧面放入待焊钢筋5，适合于弯头钢筋等无法从上至下插入的结构。
53.当钢筋不方便插入时，可以提升插销325，打开压紧支架326，从侧面放入待焊钢筋5，然后关闭压紧支架326，压入插销325，通过夹紧部件32可实现待焊钢筋5的快速稳定夹持。
54.具体地，请参阅图7所示，在本实施例当中，电缸板332包括主板3321和支撑杆3322，多个支撑杆3322均匀分布且连接在主板3321的四周。
55.本实施例当中，主板3321的作用为连接埋弧螺柱焊枪3的电缸部件33和磁铁固定座31。当在取消磁铁固定座31的电磁吸附力时，支撑杆3322能保证埋弧螺柱焊枪不发生倾倒。
56.具体地，请参阅图7所示，在本实施例当中，主板3321包括方形板本体33211和四个与方形板本体33211一体连接的连接板33212，每个连接板33212的外侧均对应与支撑杆3322连接。
57.具体地，请参阅图7所示，在本实施例当中，连接板33212上水平设有第一螺纹孔332121，支撑杆3322上开设有腰孔33221，连接板33212通过第一螺纹孔332121和腰孔33221与支撑杆3322螺钉连接，支撑杆3322的支撑端设置为水平结构。
58.由此，连接板33212上开有第一螺纹孔332121，第一螺纹孔332121与支撑杆3322通过螺钉相连接。
59.另外，支撑杆3322的支撑端为水平结构，可增大支撑杆3322的接触面积，支撑杆3322上开有腰孔33221，可根据需要进行伸出长度的调整。
60.具体地，请参阅图4所示，在本实施例当中，压紧底座323包括底座本体3231和垂直连接在底座本体3231上侧表面的两组v形块3232。
61.由此，压块324与压紧底座323上的v形块3232配合使用，可实现不同直径钢筋的压紧和固定。
62.具体地，请参阅图3、4所示，在本实施例当中，压紧支架326靠近压块324的一侧设置有两个圆形导柱328，两个圆形导柱328分别与压块324的顶端连接。
63.具体地，请参阅图3、4所示，在本实施例当中，自锁手柄327上连接有螺杆结构
3271，螺杆结构3271穿设在压紧支架326的中部，其一端连接在自锁手柄327上，另一端与压块324连接。
64.由此，压紧支架326上设置有两个圆形导柱328，同时自锁手柄327上连接有螺杆结构3271，螺杆上设置有两个螺母，通过螺杆、螺母和两个圆形导柱328可实现压块324的安装。
65.具体地，请参阅图7所示，作为本实施例当中的优选实施方式，压紧支架326包括固定v型块3261、移动v型块3262和旋转手柄3263，固定v型块3261的顶端开设有螺纹孔，移动v型块3262上对应开设有一个直孔，旋转手柄3263的螺杆穿过螺纹孔并与移动v型块3262连接，当旋转手柄3263在旋转时，移动v型块3262仅向前运动而不会发生旋转。通过手动旋转旋转手柄3263驱动移动v型块3262在固定v型块3261的内部移动。
66.由此，旋转手柄3263上设置有螺纹螺杆结构，在固定v型块3261的一端开有螺纹孔，旋转手柄3263的螺杆穿过螺纹孔并与移动v型块3262相连，通过手动旋转旋转手柄3263可快速实现移动v型块3262的移动，从而实现待焊钢筋5在固定v型块3261和移动v型块3262之间被稳固夹持。
67.本实施例中的压紧支架326的开合和朝向可以是任意的，如从侧面开合等，以最大限度减少自锁手柄327和已焊接钢筋的干扰。
68.工作过程：焊前对钢板4的待焊部位和待焊钢筋5进行打磨除锈，对焊剂进行烘干处理；将埋弧螺柱焊枪3定位至待焊钢筋5处，打开磁铁固定座31，将其吸附在钢板4上；调整好压块324的距离，针对待焊直径的钢筋，保证自锁手柄327能顺利自锁，同时对待焊钢筋5进行夹持；首次调整好后，后续同样大小的待焊钢筋5焊接无须再进行调整；将焊接电源2的正负极分别接入夹紧部件32和钢板4上，打开控制系统1和焊接电源2，设定焊接参数，包括焊接电流、电压，提升高度、焊接时间、压入深度等；手动调试电缸部件33的初始位置，保证待焊钢筋5垂直放置且底面与钢板4接触时，待焊钢筋5夹持稳定，设定初始距离并复位；放置料斗6，插入待焊钢筋5，并手动锁紧；在料斗6中放入焊剂，启动焊接直至焊接结束，松开自锁手柄327，将电缸331复位，清理焊剂和焊渣；松开磁铁固定座31，将埋弧螺柱焊枪3移动至下一待焊区域，将埋弧螺柱焊枪3吸附固定，重复上述步骤，直至钢板4上所有的钢筋全部焊接完成。
69.虽然本实用新型公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。