用于输电塔数字化焊接的工装

技术领域

本发明属于输电塔装配技术领域，具体涉及一种用于输电塔数字化焊接的工装。

背景技术

输电塔是架空线路的支撑架，主要适用于架设高压输电线缆。

输电塔通常为高耸建筑物，并常年矗立于高山、河岸或平原等不稳定环境中，所以输电塔应当具备较高的结构强度，以保证送电的安全性。

当前，输电铁塔的主要材料为Q235和Q345热轧角钢，角钢包括主梁角钢和支梁角钢，主梁角钢与支梁角钢、以及支梁角钢与支梁角钢之间通过焊接装配成输电塔整体结构。

为保证输电塔的结构强度，部分角钢之间存在焊接夹角，即部分角钢的端部为倾斜截面，在现有技术中，相邻两根角钢之间的焊接夹角主要凭焊工的经验把控，倾斜截面位置的焊缝质量不易保证，更不利于焊接工序的数字化进程控制，相应的加工生产效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于输电塔数字化焊接的工装，能够自动调节相邻角钢之间的焊接夹角，从而保证焊缝质量，提高加工效率。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种用于输电塔数字化焊接的工装，其关键在于：包括工装基体，所述工装基体的长度方向依次设有第一安装座、抬升机构和第二安装座；

其中，所述第一安装座转动设置在工装基体上，所述第一安装座上设有定位缺口，用于定位安装第一角钢；

所述抬升机构包括能够沿竖直方向运动的升降块，该升降块向上运动能够带动第一角钢随所述第一安装座转动；

所述第二安装座通过滑动机构滑动安装在工装基体上，所述滑动机构能够带动第二安装座朝靠近第一安装座的方向移动，所述第二安装座上设有沿竖直方向凹陷成型的插接槽，用于定位插装第二角钢。

采用上述工装，第二角钢竖直插在第二安装座上后，滑动机构驱动第二角钢移动能够使其与第一角钢的端部接触；第一角钢一端安装在第一安装座上后，抬升机构的升降块向上移动能够调整第一角钢与第二角钢之间的焊接角度，并保证第一角钢端部的倾斜截面与第二角钢完全吻合，充分保障焊缝质量。同时，通过自动调节焊接角度，有助于输电塔的角钢零部件实现数字化焊接。

作为优选：所述工装基体上设有铰接座，铰接座内部成型有敞口，所述第一安装座转动连接在敞口内，所述铰接座外部转动连接有压环，压环的前部超过所述第一安装座，后部与铰接座之间安装有弹性元件，弹性元件使压环的前部具有向下运动的趋势。采用上述结构，第一角钢端部的倾斜截面与第二角钢完全吻合后，压环能够将第一角钢向下压紧，从而保证后续焊接过程中的焊缝质量。

作为优选：所述定位缺口为前侧和上侧均敞口的矩形腔室结构，矩形腔室结构下端的两侧边缘上设有向内凹陷的避让槽，避让槽为三角形结构。采用上述结构，能够满足角钢的两种焊接姿态，通用性好。

作为优选：所述第二安装座通过电动分度盘转动安装在所述滑动机构的上侧；所述第二安装座呈圆柱体构造，所述插接槽为L型槽，L型槽相对于第二安装座的其中一条直径线对称设置。采用上述结构，能够满足角钢的两种焊接姿态，通用性好。

作为优选：所述电动分度盘包括固定安装在滑动机构上侧的座体、转动安装在座体上的转盘，以及驱动转盘转动的第二电机，所述第二安装座固定安装在转盘的上侧。采用上述结构，第二电机工作即可驱动角钢转动。

作为优选：所述插接槽位于第二安装座的顶部，所述第二安装座的侧部设有能够拧入插接槽的锁紧螺栓。采用上述结构，以便于将角钢锁紧在第二安装座的插接槽内。

作为优选：所述滑动机构包括固定座、滑动设置在固定座上的拖板、转动安装在固定座内部的丝杆，以及驱动丝杆转动的第一电机，所述拖板上固定安装有转接块，该转接块螺纹套接在所述丝杆上。采用上述结构，第一电机工作即可驱动第二安装座沿工装基体长度方向移动。

作为优选：所述抬升机构包括在工装基体上向上延伸的支撑板，所述支撑板上安装有导轨、螺杆和驱动螺杆转动的第三电机，所述升降块上设有与导轨滑动连接的滑接部，以及与螺杆螺纹套接的连接部。采用上述结构，第三电机工作即可驱动第一角钢上下转动，从而实现焊接角度的调节。

作为优选：所述升降块具有朝远离支撑板方向向前凸出的支撑部，所述支撑部的上端设有定位卡槽。采用上述设计，结构布局合理，能够避免第一角钢与抬升机构发生碰撞，具有装配可行性好、操作方便、安装方便等优势。

作为优选：所述压环呈n字型结构，其包括压紧部以及位于压紧部两端的连接杆，所述连接杆远离压紧部的一端转动连接在所述铰接座的侧部，所述弹性元件为扭簧，其一端支撑在连接杆上，另一端支撑在铰接座内部。采用上述结构，有助于装配和压紧操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、升降块向上移动能够调整角钢与角钢之间的焊接角度，具有焊接便捷性好的优势。

2、通过抬升运动，能够保证其中一个角钢端部的倾斜截面与另一角钢的内侧侧壁完全吻合，充分保障焊缝质量。

3、通过定位缺口的特殊造型设计，以及第二安装座的可转动设计，能够满足角钢的两种焊接姿态，通用性好。

4、由于升降块的抬升运动、第二安装座的转动，以及第二安装座的水平移动均采用电机驱动，所以，可以通过设置控制电路并以输入焊接参数的方式使焊接工装自动调整，从而实现输电塔角钢焊接工艺的数字化控制，进而提升输电塔的工业化焊接精度。

附图说明

图1为本发明提供的焊接工装的示例性结构示意图；

图2为工装在对应滑动机构位置的局部剖视图；

图3为升降块的结构示意图；

图4为第一安装座的结构示意图；

图5为焊接工装的使用状态参考图；

图6为第一角钢以卧式姿态焊接在第二角钢上的局部示意图；

图7为第一角钢以卧式姿态定位安装在第一安装座上的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1至3所示，一种角钢焊接工装，该工装涉及的主要零组件有工装基体1、第一安装座2、抬升机构3和第二安装座4，其中，第一安装座2、抬升机构3和第二安装座4依次安装在工装基体1的长度方向上，工装基体1右端设有铰接座1a，铰接座1a内部成型有敞口1b，第一安装座2转动连接在敞口1b内，第一安装座2上设有定位缺口2a，第二安装座4上设有沿竖直方向凹陷成型的插接槽4a；抬升机构3包括升降块3a、支撑板3b、导轨3c、螺杆3d和第三电机3e，其中，支撑板3b在工装基体1上向上延伸，导轨3c固定安装在支撑板3b上，螺杆3d转动安装在支撑板3b上，第三电机3e固定在支撑板3b的下端位置，并位于工装基体1下侧的位置，第三电机3e用于驱动螺杆3d转动，升降块3a上设有与导轨3c滑动连接的滑接部3a1以及与螺杆3d螺纹套接的连接部3a2。

再如图5所示，将第二角钢b竖直插装在第二安装座4的插接槽4a内后，以及将第一角钢a右端安装在第一安装座2的定位缺口2a上后，抬升机构3的第三电机3e工作能够驱动升降块3a向上移动，由于升降块3a位于第一角钢a中部下侧，所以升降块3a向上运动会带动第一角钢a随着第一安装座2绕铰接座1a转动，从而调整第一角钢a与第二角钢b之间的夹角。基于工装的角钢夹角调整方式，可以使输电塔的角钢件实现数字化焊接，即：通过电控模块预设第一角钢a的焊接角度，然后第三电机3e根据预设值执行升降块3a的位移量，从而实现焊接角度的数字化控制，彻底解决由人工经验控制焊接夹角而导致的焊缝质量差的技术问题。

再如图2所示，第一角钢a角度调整到位后，为了自动控制第二角钢b靠近第一角钢a，第二安装座4通过滑动机构5滑动安装在工装基体1上，在本实施例中，滑动机构5包括固定装配在工装基体1上侧的固定座5a、滑动设置在固定座5a上的拖板5b、转动安装在固定座5a内部的丝杆5c，以及驱动丝杆5c转动的第一电机5d，拖板5b下侧固定安装有转接块5e，转接块5e螺纹套接在丝杆5c上，第一电机5d工作即可驱动第二安装座4沿工装基体1长度方向移动，从而带动第二角钢b朝靠近第一角钢a的方向移动。

再如图1、5所示，在焊接时为了能够将第一角钢a压紧，在铰接座1a的外部转动连接有压环6，压环6呈n字型结构，其包括压紧部6a以及位于压紧部6a两端的连接杆6b，其中压紧部6a超过第一安装座2并压在第一角钢a上，连接杆6b远离压紧部6a的一端转动连接在铰接座1a的侧部，连接杆6b与铰接座1a之间安装有弹性元件9，在本实施例中，弹性元件9为扭簧，扭簧一端支撑在连接杆6b上，另一端支撑在铰接座1a内部，第一角钢a端部的倾斜截面与第二角钢b完全吻合后，在扭簧的弹力作用下压环6能够将第一角钢a向下压紧，从而保证后续焊接过程中的焊缝质量。

如图4所示，在本实施例中，定位缺口2a为前侧和上侧均敞口的矩形腔室结构，矩形腔室结构下端的两侧边缘上设有向内凹陷的避让槽2a1，避让槽2a1为三角形结构，如此设计，能够满足角钢的两种焊接姿态，如下所示：

请参图5，立式姿态焊接，即：第一角钢a的一直角侧与第二角钢b的内侧完全接触，此时，第一角钢a以立式姿态定位安装在定位缺口2a内；

请参图6和图7，卧式姿态焊接，即：第一角钢a的两个直角侧均不与第二角钢b的内侧贴合，仅在第一角钢a的端部有焊缝，此时，第一角钢a以卧室姿态定位安装在定位缺口2a的避让槽2a1内。

再如图1所示，为了适应第一角钢a的两种焊接姿态，第二角钢b应当有45度的旋转空间，所以第二安装座4通过电动分度盘7转动安装在滑动机构5的拖板5b上侧，第二安装座4呈圆柱体构造，插接槽4a为L型槽，并且L型槽相对于第二安装座4的其中一条直径线对称设置，电动分度盘7驱动第二安装座4转动45度即可满足角钢的两种焊接姿态。

电动分度盘7包括固定安装在滑动机构5上侧的座体7a、转动安装在座体7a上的转盘7b，以及驱动转盘7b转动的第二电机7c，第二安装座4固定安装在转盘7b的上侧，第二电机7c工作即可驱动第二安装座4转动。电动分度盘7为现有成熟机构，其详细结构此处不再作进一步赘述。

再如图1所示，为了便于将第二角钢b锁紧在第二安装座4的插接槽4a内，插接槽4a位于第二安装座4的顶部，第二安装座4的侧部设有能够拧入插接槽4a的锁紧螺栓8。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。