一种U形多级伸缩臂智能焊接装置

技术领域

本发明涉及焊接工装技术领域，特别是涉及一种U形多级伸缩臂智能焊接装置。

背景技术

以工程机械起重类产品臂架生产制造为例，现有制造工艺常为人工焊接，用行车将臂架本体、臂头、臂尾、油缸座及加强版等吊装至焊接工位，人工装夹定位，然后手工焊接，焊接量大，该过程过于依赖人工密集作业，质量、安全无法有效管控，且工作效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种U形多级伸缩臂智能焊接装置。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：

一种U形多级伸缩臂智能焊接装置，包括：

底座；

工件夹持组件，用于夹持待焊接的工件，所述工件夹持组件包括两个相对设置的圈式变位器，所述圈式变位器包括安装在所述底座上的安装座和转动安装在所述安装座上的变位环，且所述变位环绕自身轴线回转，所述变位环内部形成供工件穿过的夹持孔；

以及，焊接组件，包括安装在所述底座上的龙门架，所述龙门架上设置有用于对工件进行焊接的焊枪。

作为本发明所述U形多级伸缩臂智能焊接装置的一种优选方案，其中：所述底座上设置有沿工件长度方向延伸的移动导轨，所述安装座滑动安装在所述移动导轨上。

作为本发明所述U形多级伸缩臂智能焊接装置的一种优选方案，其中：所述底座上设置有升降对中夹持组件，所述升降对中夹持组件包括升降台、活动安装在升降台上的两块第一夹持板以及用于驱动两块第一夹持板互相靠近或远离的第一驱动装置，两块所述第一夹持板相对设置在所述升降台上，且分别位于所述移动导轨的两侧。

作为本发明所述U形多级伸缩臂智能焊接装置的一种优选方案，其中：所述第一驱动装置包括转动安装在所述升降台内的第一双向丝杠和用于驱动第一双向丝杠旋转的第一驱动电机，所述第一双向丝杠的两个螺纹段上均螺纹安装有螺母座，两块所述第一夹持板固定安装在所述螺母座上。

作为本发明所述U形多级伸缩臂智能焊接装置的一种优选方案，其中：所述安装座上固定安装有支撑环，所述支撑环同轴套设在所述变位环的外侧，且所述变换环转动安装在所述支撑环内。

作为本发明所述U形多级伸缩臂智能焊接装置的一种优选方案，其中：所述变位环内设置有对中夹持组件和压紧组件；

所述对中夹持组件包括活动设置在所述变位环内的两块第二夹持板以及用于驱动两块第二夹持板互相靠近或远离的第二驱动装置，两块所述第二夹持板相对设置在所述夹持孔的两侧；

所述压紧组件包括固定设置在所述变位环内的第一压板、活动安装在所述变位环内的第二压板以及用于驱动所述第二压板靠近或远离第一压板的第三驱动装置，所述第一压板和所述第二压板相对设置在所述夹持孔的两侧，且所述第二压板的移动方向垂直于所述第二夹持板的移动方向。

作为本发明所述U形多级伸缩臂智能焊接装置的一种优选方案，其中：所述第二驱动装置包括转动安装在所述变位环内的第二双向丝杠和用于驱动第二双向丝杠旋转的第二驱动电机，所述第二双向丝杠的两个螺纹段上均螺纹安装有螺母座，两块所述第二夹持板固定安装在所述螺母座上；

所述第三驱动装置包括转动安装在所述变位环内的丝杠和用于驱动丝杠旋转的第三驱动电机，所述丝杠上螺纹安装有螺母座，所述第二压板固定安装在所述螺母座上。

作为本发明所述U形多级伸缩臂智能焊接装置的一种优选方案，其中：所述龙门架包括固定安装在所述底座上的立柱和固定安装在立柱上端的横梁，所述横梁上活动安装有两个移动座，且所述移动座沿所述横梁的长度方向移动，所述移动座上均安装有升降座，两个升降座上分别安装有第一焊接组件和第二焊接组件，所述第一焊接组件包括中频预热装置、火焰预热装置以及焊枪，所述第二焊接组件包括焊枪。

作为本发明所述U形多级伸缩臂智能焊接装置的一种优选方案，其中：所述第一焊接组件上还设置有红外测温探头。

作为本发明所述U形多级伸缩臂智能焊接装置的一种优选方案，其中：还包括用于输送工件的有轨制导运输车。

本发明的有益效果是：

（1）本发明通过圈式变位器对工件进行夹持，可带动工件实现360°旋转，再配合设置在龙门架上的焊接组件对工件进行焊接，实现了臂架的全自动无人焊接，不仅大大提高了工件的焊接质量，提高了焊接的工作效率，而且降低了操作人员的劳动强度。

（2）本发明在变位环内部的安装板上安装有对中夹持组件和压紧组件，通过两块第二夹持板同步移动，可保证将工件夹持在变位环的中部，再配合压紧组件将工件压紧，保证工件夹持的稳定性。

（3）本发明在底座上固定安装有沿工件长度方向延伸的移动导轨，使安装座可沿所在移动导轨移动，这样可根据使用需要调整两个圈式变位器之间的间距，从而适应不同尺寸的工件。

（4）本发明中第一焊接组件包括中频预热装置、火焰预热装置以及焊枪，在焊接臂架的臂头和臂尾时，可通过第一焊接组件中的火焰预热装置对焊缝进行预热，实现边预热边焊接的功能，提高焊缝的焊接质量；在焊接臂架的加强板时，可通过第二焊接组件中的中频预热装置进行感应预热，实现边预热边焊接的功能。

（5）本发明在第一焊接组件中还设置有红外测温探头。通过该红外测温探头可实现温控闭环控制，在焊接过程中对中频预热装置进行实时监控。一旦发生温度预热执行异常即可进行报警，严重状况下可自动切断焊接进程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为臂架的结构示意图；

图2为本发明提供的U形多级伸缩臂智能焊接装置的结构示意图；

图3为本发明提供的U形多级伸缩臂智能焊接装置中工件夹持组件的结构示意图；

其中：1、底座；2、圈式变位器；3、安装座；4、变位环；5、夹持孔；6、龙门架；7、移动导轨；8、升降台；9、支撑环；10、第二夹持板；11、第一压板；12、第二压板；13、立柱；14、横梁；15、移动座；16、中频预热装置；17、火焰预热装置；18、焊枪；19、有轨制导运输车；20、升降座。

具体实施方式

为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本发明作出进一步详细的说明。

图2为本申请实施例提供的U形多级伸缩臂智能焊接装置的结构示意图。该装置包括底座1、工件夹持组件以及焊接组件。其中，工件夹持组件可稳定夹持待焊接的工件，并带动工件实现360°旋转变位。焊接组件可自动对工件进行焊接。

具体的，工件夹持组件包括相对设置的圈式变位器2。这两个圈式变位器2的轴线平行于工件的长度方向。参见图3，每个圈式变位器2均包括安装在底座1上的安装座3，在安装座3上固定安装有截面呈圆环状的支撑环9。在支撑环9内转动安装于截面呈圆环状的变位环4。其中，变位环4与支撑环9同轴设置，且变位环4在转动时绕自身轴线回转。

需要说明的是，在圈式变位器2中还设置与用于驱动变位环4在支撑环9内回转的回转驱动电机。可以理解的是，通过回转驱动电机打动变位环4在支撑环9内回转属于公知常识，因此本实施例在此不对回转驱动电机与变位环4的驱动方式进行说明。通过控制器控制回转驱动电机，可带动工件实现360°旋转变位。

在变位环4内部固定安装有安装板。在安装板中部开设有供工件穿过的夹持孔5。

较佳的，为保证圈式变位器2夹持工件时工件的对中度和稳定性，在变位环4内部的安装板上安装有对中夹持组件和压紧组件。其中，对中夹持组件包括活动设置在变位环4内的两块第二夹持板10以及用于驱动两块第二夹持板10移动的第二驱动装置。参见图3，圈式变位器2处于初始状态时，两块第二夹持板10分别位于夹持孔5的左右两侧。第二驱动装置在驱动两块第二夹持板10移动时，两块第二夹持板10会互相靠近或互相远离，且两块第二夹持板10会同步移动。这样可保证两块第二夹持板10夹持工件时，可将工件夹持在变位环4的中部。

在本实施例中，上述第二驱动装置包括转动安装在变位环4内部安装板上的第二双向丝杠和用于驱动第二双向丝杠绕自身轴线旋转的第二驱动电机。其中，第二双向丝杠具有两个螺纹段，且这两个螺纹段的方向相反。在这两个螺纹段上均螺纹安装有螺母座，这两个螺母座分别与两个第二夹持板10固定连接。当第二驱动电机驱动第二双向丝杠旋转时，其上的两个螺母座同步移动，且互相靠近或远离，从而带动两块第二夹持板10同步靠近或远离。

压紧组件包括固定安装在变位环4内部安装板上的第一压板11、活动安装在变位环4内部安装板上的第二压板12以及用于驱动第二压板12移动的第三驱动装置。参见图3，圈式变位器2处于初始状态时，第一压板11位于夹持孔5的下端，而第二压板12位于夹持孔5的上端。第三驱动装置运行时会驱动第二压板12向第一压板11移动或远离第一压板11。当第三驱动装置驱动第二压板12向第一压板11移动时，第一压板11和第二压板12可将工件压紧。

可以理解的是，第二压板12的移动方向垂直于第二夹持板10的移动方向。这样第一压板11、第二压板12以及两块第二夹持板10分别夹持在工件的下方、上方以及左右两侧，从而将工件稳定夹持在夹持孔5内，且保证工件的对中度。

在本实施例中，第三驱动装置包括转动安装在变位环4内部安装板上的丝杠和用于驱动丝杠绕自身轴线旋转的第三驱动电机。在该丝杠上螺纹安装有螺母座，该螺母座与第二压板12固定连接。当第三驱动电机驱动丝杠旋转时，其上的螺母座移动，从而带动第二压板12移动。

较佳的，为使工件夹持组件可夹持不同长度的工件，在底座1上固定安装有沿工件长度方向延伸的移动导轨7。参见图1，移动导轨7设置有两段，两段移动导轨7分别设置在两个安装座3的下方，使两个安装座3分别沿所在移动导轨7移动。这样可根据使用需要调整两个圈式变位器2之间的间距，从而适应不同尺寸的工件。

参见图2，在底座1上还安装有升降对中夹持组件。该升降对中夹持组件包括设置在底座1上的升降台8。在升降台8上活动安装有两块第一夹持板，两块第一夹持板相对设置在升降台8上，且分别位于移动导轨7的两侧。上述升降对中夹持组件还包括用于驱动两块第一夹持板移动的第一驱动装置。该第一驱动装置运行时，会带动两块第一夹持板互相靠近或互相远离，且保证两块第一夹持板同步移动，这样可保证升降两块第一夹持板夹持工件时的对中度。通过第一夹持板和第二夹持板10将工件夹持，然后通过升降台8带动工件上升至夹持孔5所在高度，即可通过圈式变位器2对工件进行夹持。

在本实施例中，第一驱动装置包括转动安装在升降台8内的第一双向丝杠和用于驱动第一双向丝杠绕自身轴线旋转的第一驱动电机。在第一双向丝杠上设置有两个螺纹段，且这两个螺纹段的方向相反。在第一双向丝杠的两个螺纹段上均螺纹安装有螺母座，且这两个螺母座分别与两块第一夹持板固定连接。当第一驱动电机驱动第一双向丝杠旋转时，其上的两个螺母座同步移动，且互相靠近或远离，从而带动两块第一夹持板同步靠近或远离，从而实现工件的夹持和松开。

焊接组件包括安装在底座1上的龙门架6。参见图1，该龙门架6包括固定安装在底座1上的立柱13以及固定安装在立柱13上端的横梁14。在横梁14上活动安装有两个移动座15，每个移动座15均沿横梁14的长度方向移动。在每个移动座15上均安装有升降座20。这两个升降座20上分别安装有第一焊接组件和第二焊接组件。其中，第一焊接组件位于横梁14的左侧，其包括中频预热装置16、火焰预热装置17以及焊枪18。第二焊接组件包括焊枪18。

较佳的，在第一焊接组件中还设置有红外测温探头。通过该红外测温探头可实现温控闭环控制，在焊接过程中对中频预热装置16进行实时监控。一旦发生温度预热执行异常即可进行报警，严重状况下可自动切断焊接进程，且保证数据不丢失。

另外，参见图2，上述U形多级伸缩臂智能焊接装置还包括用于输送工件的有轨制导运输车19，即RGV。上述U形多级伸缩臂智能焊接装置在运行时，首先，当工位圈式变位机上无工件时，PLC发送呼叫指令，RGV将待焊接的工件送至工位，升降对中夹紧组件取下工件并将工件升至指定位置。之后，两侧的圈式变位机对中行走至预定位置将工件夹紧，升降对中夹紧装置复位。随后焊接组件启动焊接程序，与圈式变位器2联动实现工件360°旋转变位。在焊接臂架的臂头和臂尾时，通过第一焊接组件中的火焰预热装置17对焊缝进行预热。通过龙门架6与圈式变位机协同控制，可使位于龙门架6左侧的第一焊接组件进行火焰预热，位于龙门架6右侧的第二焊接组件进行焊接，从而实现边预热边焊接的功能，提高焊缝的焊接质量。在焊接臂架的加强板时，可通过第二焊接组件中的中频预热装置16进行感应预热，实现边预热边焊接的功能。焊接完成后，PLC发送呼叫指令，等待RGV将工件送至下一工序。

由此，本申请的技术方案通过圈式变位器2对工件进行夹持，可带动工件实现360°旋转，再配合设置在龙门架6上的焊接组件对工件进行焊接，实现了臂架的全自动无人焊接，不仅大大提高了工件的焊接质量，提高了焊接的工作效率，而且降低了操作人员的劳动强度。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。