应用于隧道钢拱架的焊接生产线

技术领域

本发明涉及隧道拱架生产技术领域，具体为应用于隧道钢拱架的焊接生产线。

背景技术

在隧道施工过程中，钢架支护是初期支护中重要组成部分，钢架可选用H型钢、工字钢、U型钢、钢轨等制作，隧道钢拱架在生产过程中，先使用型钢弯制机按照放样尺寸对钢拱架进行分段弯制加工，然后使用剪板机下料，加工生产连接板，然后将连接板与钢拱架进行焊接，焊接完成后，需要将焊接后的钢拱架进行预拼装，这就要求在保证焊接牢固可靠的前提下，还需要使得生产的钢拱架在进行预拼装后的检测结果满足施工要求，方可批量生产，并投入工程中使用。由此可见，焊接工作是隧道钢拱架生产中重要的一环，直接影响产品是否达到合格标准，决定隧道施工过程的安全性。

现有授权公告号为CN213702263U的专利公开了一种隧道拱架自动焊接生产线，包括固定底座A和固定底座B，固定底座A和固定底座B根据拱架单元的不同，分为A到F六个工位，每个工位在固定底座上设置有两个夹紧油缸，每个工位还设置有滚轴，每个工位设置有定位起升油缸；固定底座A和固定底座B两侧设置有轨道，轨道上设置有移动小车，移动小车上设置有焊接机械手、抓取机械手、二保焊机主机，连接板存放架。该隧道拱架自动焊接生产线具有自动化程度高、焊接精度高、适应性强等优点，采用机械手进行焊接，降低了工人劳动强度，根据隧道拱架焊接的特点，可以同时加工隧道拱架的不同单元。

但是该隧道拱架自动焊接生产线在使用中，不能简单高效地定位连接板，提高焊接效率，并且多段钢拱架在焊接完成后，不能够立即对多段钢拱架进行预拼装检测，无法判断出该钢拱架是否达到合格标准，继续进行焊接极易耗材费时，给工厂带来较大损失。

因此该方案不能满足现有的需求，为此本发明提出应用于隧道钢拱架的焊接生产线。

发明内容

本发明的目的在于提供应用于隧道钢拱架的焊接生产线，以解决上述背景技术中提出的现有无法简单高效地定位连接板，并且不能立即对产品进行预拼装检测的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：应用于隧道钢拱架的焊接生产线，包括焊接平台、夹紧系统和焊接系统，还包括定位系统和预拼装系统，所述焊接平台上设置有圆弧形槽口，所述圆弧形槽口内部对称设置有两组夹紧系统，所述焊接平台靠中部对称设置有两组焊接系统，两组所述夹紧系统内部靠中部均分别设置有钢拱架，两个所述钢拱架分别由两组夹紧系统夹紧固定，两组所述焊接系统分别将两个钢拱架的两端均与连接板进行焊接；

两个所述钢拱架内部两端均分别滑动设置有定位系统，四组所述定位系统均包括滑动块和定位柱，多个所述滑动块前后两端均分别设置有两个定位柱，多个所述滑动块两侧端面和底部端面均设置有滚轮，多个所述滑动块上均分别设置有固定按钮和防滑垫，多个所述固定按钮分别用于控制多个防滑垫，四组所述定位系统均分别在钢拱架内部自由滑动，并且通过按下固定按钮，滑动块上的防滑垫立即突出，四组所述定位系统均同时被固定在钢拱架内部；

所述预拼装系统包括固定块、旋转柱和旋转气缸，所述固定块固定设置在一组夹紧系统的底端靠中部，所述固定块沿圆弧形槽口半径方向固定连接有旋转柱，所述旋转柱远离固定块的一端与旋转气缸的输出端固定连接，旋转气缸用于带动旋转柱旋转，从而控制由固定块固定连接的夹紧系统旋转，完成钢拱架的预拼接工作。

进一步地，所述夹紧系统包括固定夹板、夹紧块和滑动座，所述固定夹板内部设置有伸缩杆，所述伸缩杆远离固定夹板的一端固定连接有夹紧块，所述滑动座固定设置在两个固定夹板的底部，所述伸缩杆用于控制夹紧块的伸缩，从而对钢拱架进行夹取和放置。

进一步地，所述焊接系统包括控制座、旋转架、滑动模块和焊接机械臂，所述控制座上端旋转设置有旋转架，所述旋转架的上端固定连接有滑动模块，所述滑动模块上滑动设置有焊接机械臂，所述焊接机械臂由旋转架和滑动模块共同控制移动方向。

进一步地，多个所述连接板上均设置有四个定位孔，将多个所述定位柱均分别对应设置在定位孔的内部，从而定位多个连接板的焊接位置。

进一步地，所述圆弧形槽口与底端靠中部设置有固定块的一组夹紧系统的旋转路径相对应设置。

进一步地，所述焊接平台底部固定设置有支撑板，所述支撑板上设置有固定块槽口，所述固定块槽口与固定块的旋转路径相对应设置。

进一步地，两个所述滑动座和两个所述控制座均设置在支撑板上端。

进一步地，所述旋转气缸采用齿轮式转角气缸对夹紧系统进行旋转角度控制。

本发明与现有技术相比具有显著效果如下：

1、本发明公开了应用于隧道钢拱架的焊接生产线，设置有定位系统和预拼装系统，定位系统包括滑动块和定位柱，在滑动块上设置有滚轮，使得定位系统能够在钢拱架内部表面滑动，便于调整定位所处的位置，同时在滑动块上设置有固定按钮和防滑垫，当所需定位的位置确定，通过按下固定按钮，滑动块上的防滑垫立即突出，定位系统就被固定在钢拱架内部，工作人员通过定位柱能够立即对连接板的焊接位置进行定位，并且定位位置准确无误；预拼装系统包括固定块、旋转柱和旋转气缸，通过固定块固定连接在夹紧系统的底端，旋转柱一端固定连接在旋转气缸输出端，另一端和固定块固定连接，通过旋转气缸控制旋转角度，带动夹紧系统旋转，完成将两组夹紧系统内部的钢拱架进行预拼接的工作，能够立即检测出该钢拱架是否达到合格标准，及时做出修改调整，为工厂减少损失。

2、本发明公开了应用于隧道钢拱架的焊接生产线，设置有夹紧系统和焊接系统，夹紧系统包括固定夹板、夹紧块和滑动座，在固定夹板内部设置有伸缩杆，伸缩杆远离固定夹板的一端固定连接有夹紧块，通过伸缩杆控制夹紧块的伸缩，从而完成对钢拱架进行夹取和放置，滑动座设置在两个固定夹板的底部，同时在滑动座底端固定连接固定块，不仅起到了支撑两个固定夹板作用，还能够通过固定块带动整个夹紧系统旋转，便于完成预拼接工作；焊接系统包括控制座、旋转架、滑动模块和焊接机械臂，通过旋转架和滑动模块能够控制焊接机械臂运动至任意焊接位置，能够保障焊接工作顺利完成，同时设置有两组焊接系统，两组焊接系统在同一焊接平台上分头工作，焊接完成后能够立即完成对两个钢拱架进行预拼装的工作，不需要过多的等待时间，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明的焊接平台轴测图；

图2为本发明的焊接平台俯视图；

图3为本发明的焊接平台仰视图；

图4为本发明的焊接平台底端内部结构示意图；

图5为本发明的焊接系统结构示意图；

图6为本发明的图2的A处放大示意图；

图7为本发明的定位器结构示意图；

图8为本发明的定位器俯视图；

图9为本发明连接板结构示意图；

图10为本发明的焊接定位结构装配示意图；

图11为本发明的支撑板俯视轴测示意图；

图12为本发明的支撑板仰视轴测示意图。

图中：1、焊接平台；2、夹紧系统；3、焊接系统；4、定位系统；5、预拼装系统；6、圆弧形槽口；7、钢拱架；8、连接板；9、滑动块；10、定位柱；11、滚轮；12、固定按钮；13、防滑垫；14、固定块；15、旋转柱；16、旋转气缸；17、固定夹板；18、夹紧块；19、滑动座；20、伸缩杆；21、控制座；22、旋转架；23、滑动模块；24、焊接机械臂；25、定位孔；26、支撑板；27、固定块槽口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1-图12，本发明提供以下实施例：

实施例一：

请参阅图1-图4和图7-图12，本实施例提供应用于隧道钢拱架的焊接生产线，包括焊接平台1、夹紧系统2和焊接系统3，还包括定位系统4和预拼装系统5，焊接平台1上设置有圆弧形槽口6，圆弧形槽口6内部对称设置有两组夹紧系统2，焊接平台1靠中部对称设置有两组焊接系统3，两组夹紧系统2内部靠中部均分别设置有钢拱架7，两个钢拱架7分别由两组夹紧系统2夹紧固定，两组焊接系统3分别将两个钢拱架7的两端均与连接板8进行焊接；

两个钢拱架7内部两端均分别滑动设置有定位系统4，四组定位系统4均包括滑动块9和定位柱10，多个滑动块9前后两端均分别设置有两个定位柱10，多个滑动块9两侧端面和底部端面均设置有滚轮11，设置滚轮11能够避免滑动块9与钢拱架7的内壁直接接触，减小了滑动块9和钢拱架7之间的摩擦力，使得滑动过程更加顺畅，并且减轻了滑动块9和钢拱架7的表面磨损程度，提高了使用寿命，多个滑动块9上均分别设置有固定按钮12和防滑垫13，多个固定按钮12分别用于控制多个防滑垫13，四组定位系统4均分别在钢拱架7内部自由滑动，并且通过按下固定按钮12，滑动块9上的防滑垫13立即突出，四组定位系统4均同时被固定在钢拱架7内部，多个连接板8上均设置有四个定位孔25，将多个定位柱10均分别对应设置在定位孔25的内部，从而定位多个连接板8的焊接位置，通过在滑动块上设置的定位柱穿过定位孔的方法完成连接板的焊接定位，使得定位方法更加简单高效。

定位系统4能够在钢拱架7内部表面滑动，便于调整定位所处的位置，同时在滑动块9上设置有固定按钮12和防滑垫13，当所需定位的位置确定，通过按下固定按钮12，滑动块9上的防滑垫13立即突出，定位系统4就被固定在钢拱架7内部，工作人员通过定位柱10能够立即对连接板8的焊接位置进行定位，并且确保定位位置准确无误。

预拼装系统5包括固定块14、旋转柱15和旋转气缸16，固定块14固定设置在一组夹紧系统2的底端靠中部，固定块14沿圆弧形槽口6半径方向固定连接有旋转柱15，旋转柱15远离固定块14的一端与旋转气缸16的输出端固定连接，旋转气缸16用于带动旋转柱15旋转，从而控制由固定块14固定连接的夹紧系统2旋转，完成钢拱架7的预拼接工作。

通过固定块14固定连接在夹紧系统2的底端，旋转柱15一端固定连接在旋转气缸16输出端，另一端和固定块14固定连接，通过旋转气缸16控制旋转角度，带动夹紧系统2旋转，完成将两组夹紧系统2内部的钢拱架7进行预拼接的工作，能够立即检测出该钢拱架7是否达到合格标准，及时做出修改调整，为工厂减少损失。

圆弧形槽口6与底端靠中部设置有固定块14的一组夹紧系统2的旋转路径相对应设置，焊接平台1底部固定设置有支撑板26，支撑板26上设置有固定块槽口27，固定块槽口27与固定块14的旋转路径相对应设置，两个滑动座19和两个控制座21均设置在支撑板26上端，旋转气缸16采用齿轮式转角气缸对夹紧系统2进行旋转角度控制，采用齿轮式转角气缸能够使得对夹紧系统2的旋转角度调节更加方便、精准。

实施例二：

在实施例一的基础之上，请参阅图2和图6，夹紧系统2包括固定夹板17、夹紧块18和滑动座19，固定夹板17内部设置有伸缩杆20，伸缩杆20远离固定夹板17的一端固定连接有夹紧块18，滑动座19固定设置在两个固定夹板17的底部，伸缩杆20用于控制夹紧块18的伸缩，从而对钢拱架7进行夹取和放置。

在固定夹板17内部设置有伸缩杆20，伸缩杆20远离固定夹板17的一端固定连接有夹紧块18，通过伸缩杆20控制夹紧块18的伸缩，从而完成对钢拱架7进行夹取和放置，滑动座19设置在两个固定夹板17的底部，同时在滑动座19底端固定连接固定块14，不仅起到了支撑两个固定夹板作用，还能够通过固定块14带动整个夹紧系统2旋转，便于完成预拼接工作

实施例三：

在实施例一和实施例二的基础之上，请参阅图5，焊接系统3包括控制座21、旋转架22、滑动模块23和焊接机械臂24，控制座21上端旋转设置有旋转架22，旋转架22的上端固定连接有滑动模块23，滑动模块23上滑动设置有焊接机械臂24，焊接机械臂24由旋转架22和滑动模块23共同控制移动方向。

通过旋转架22和滑动模块23能够控制焊接机械臂24运动至任意焊接位置，能够保障焊接工作顺利完成，同时设置有两组焊接系统3，两组焊接系统3在同一焊接平台1上分头工作，焊接完成后能够立即完成对两个钢拱架7进行预拼装的工作，不需要过多的等待时间，提高了工作效率。

工作原理：应用于隧道钢拱架的焊接生产线在使用时，先将两个钢拱架7分别搬运至两组夹紧系统2内部靠中部位置，然后通过两组夹紧系统2分别将两个钢拱架7夹紧固定，然后使用定位系统4在钢拱架7内部表面滑动，以此调整连接板8焊接位置，到达目标位置后，按下固定按钮12，推出设置在滑动块9内部的防滑垫13，从而固定定位系统4，接下来通过定位柱10将连接板8定位安装在需要焊接位置，接下来使用焊接系统3，通过调节滑动模块23，将焊接机械臂24准确移动至焊接位置，直至将钢拱架7与连接板8焊接完成，达到准确焊接要求后，接下来通过旋转气缸16，将夹紧系统2和夹紧系统2内部夹紧的钢拱架7旋转角度至另一个钢拱架7的端口位置，对钢拱架7进行预拼装检测工作，判断该钢拱架7是否达到合格标准，达到合格标准方可继续焊接生产，防止焊接工作耗材费时，为工厂了节约生产成本。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅是示意性的，例如，所述系统的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个系统或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。