申请号：CN201721829247.X

申请日： 2017-12-25

公开（公告）号：CN208408949U

公开（公告）日：2019-01-22

发明人：汤潮武;戴立先;张海清;李任戈;汤泽银;韩二阳;孔繁荣;任磊磊

申请（专利权）人：中建钢构四川有限公司

代理机构：深圳市恒申知识产权事务所（普通合伙）

代理人：欧志明

申请人地址：四川省成都市天府新区仁寿视高经济开发区

1.一种波形钢自动化焊接设备，其特征在于，所述设备包括：小车装置、支撑杆、万向轮和焊枪；所述小车装置为磁力管道切割机，所述磁力管道切割机包括磁力滚动轮，所述磁力滚动轮位于所述磁力管道切割机的下端，所述磁力管道切割机通过所述磁力滚动轮吸附在所述波形钢的波形腹板的表面上；所述支撑杆的一端与所述磁力管道切割机连接，所述支撑杆与所述磁力管道切割机的连接处位于所述磁力管道切割机和所述波形钢的翼缘板之间靠近所述翼缘板的一侧，所述支撑杆另一端与所述万向轮连接，所述万向轮在所述翼缘板的表面上；所述焊枪通过固定装置安装在所述磁力管道切割机上，且所述焊枪安装的轴线与所述磁力滚动轮的前轮或后轮的轴线在同一个竖直面上。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述固定装置包括切割炬固定架和焊枪角度调节器，所述切割炬固定架固定在所述磁力管道切割机上表面的一侧，所述焊枪角度调节器的一端连接所述切割炬固定架，另一端连接所述焊枪。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述焊枪角度调节器包括转动装置、连杆和连接装置，所述连杆的一端连接所述切割炬固定架，所述连杆的另一端连接所述转动装置，所述连接装置用于将所述焊枪固定于所述转动装置中，所述转动装置的转动带动所述焊枪转动，以使所述焊枪倾斜的角度变化。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述焊枪采用直式二氧化碳气体保护枪。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述磁力管道切割机的吸附能力大于50千克。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述磁力管道切割机与所述波形腹板之间保持预置距离。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述支撑杆的长度与所述焊枪的长度是相匹配的。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述磁力管道切割机的内部设置有高强永磁铁。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述支撑杆的数量为两个，两个所述支撑杆的长度一致，且两个所述支撑杆与所述磁力管道切割机的一侧连接的连接点之间的连线与所述翼缘板平行。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述磁力滚动轮的轴方向与所述支撑杆的轴方向平行。

技术领域

 本实用新型属于机械设备领域，尤其涉及一种波形钢自动化焊接设备。

背景技术

 波形钢由波形腹板和上下翼缘板组成，波形腹板的抗局部变形能力强，同样的设计载荷下可以采用更薄的钢板，比传统型钢节省20％～50％的材料，被广泛应用于钢架主梁以及桥梁结构中，波形腹板垂直于上下翼缘板，与翼缘板之间多采用单面角焊缝或者双面胶焊缝焊接，随着钢结构建筑轻量化的发展以及波形腹板预应力混凝土箱梁桥应用的推广，波形腹板对应的曲线焊缝的焊接量越来越大。传统工艺中波形钢构件波形腹板的焊接多采用人工焊接，不仅劳动强度大，而且随着焊道波峰的变化和人体的移动易导致焊接缺陷和焊缝成型差等问题。目前，有少数公司开发有针对波形腹板的焊接专机，但存在设备庞大、价格昂贵及通用性差等不足，远远无法满足复杂的生产工况和激增的市场需求。为了满足生产需要和市场需求，设计了一种小车式、便携式的、通用的波形腹板微型自动化焊接设备。

 在现有的波形钢自动化焊接设备中，现有设备中集成了焊接装置纵向移动轨道，设备横向随动机构，以及钢构件胎架平台。其中纵向移动轨道采用的是导轨与步进电机配合的方式，横向随动机构采用的是基于光学传感器(红外、激光等)的焊缝探测系统以及闭环控制的伺服电机系统，钢构件胎架平台采用的是水平的带纵向滚动支撑的钢胎架结构，现有设备中需要配有复杂的轨道和胎架结构，体积较大，占地面积大，灵活性差，且现有设备中的电气系统和机械系统较为复杂，虽然焊接精度较高，但是传感器、伺服电机、控制电路的硬件和软件价格昂贵，通用性不强，推广使用的难度较大，现有技术的设备中胎架结构较为固定，焊接过程中钢构件的翻身调运次数多，且当波形腹板的高度较大时在胎架上立放不便。

实用新型内容

 本实用新型提供一种波形钢自动化焊接设备，用以解决现有波形钢自动化焊接设备中焊接体积大，占地面积大，灵活性差，通用性差及推广使用的难度较大的问题。

 本实用新型提供一种波形钢自动化焊接设备，该设备包括：

 小车装置、支撑杆、万向轮和焊枪；

 所述小车装置为磁力管道切割机，所述磁力管道切割机包括磁力滚动轮，所述磁力滚动轮位于所述磁力管道切割机的下端，所述磁力管道切割机通过所述磁力滚动轮吸附在所述波形钢的波形腹板的表面上；

 所述支撑杆的一端与所述磁力管道切割机连接，所述支撑杆与所述磁力管道切割机的连接处位于所述磁力管道切割机和所述波形钢的翼缘板之间靠近所述翼缘板的一侧，所述支撑杆另一端与所述万向轮连接，所述万向轮在所述翼缘板的表面上；

 所述焊枪通过固定装置安装在所述磁力管道切割机上，且所述焊枪安装的轴线与所述磁力滚动轮的前轮或后轮的轴线在同一个竖直面上。

 从上述提供的波形钢自动化焊接设备可知，第一方面，该设备采用磁力管道切割机改造而成，无需大量采购新配件，相比专机式波形钢自动焊接设备，在成本方面具有绝对性优势。第二方面，该设备的磁力管道切割机通过磁力滚动轮吸附在波形腹板表面上，该磁力管道切割机在靠近翼缘板的一侧连接带有万向轮的支撑杆，万向轮可在翼缘板表面自由移动，启动磁力管道切割机的电机，磁力管道切割机可沿着波形腹板的曲线轮廓移动，而焊枪固定在磁力管道切割机上，调节好焊枪使焊枪对准波形腹板和翼缘板之间的焊缝之后，焊枪随着磁力管道切割机而沿着焊缝的曲线移动，该设备做到精确跟踪焊缝并对其焊接，且该设备主要用到了磁力管道切割机和支撑杆，简化了焊接装置，设备小巧灵活，既不受场地限制，也不需要额外胎架，适用于各种恶劣焊接工况，适用性强，且安全性高。第三方面，波形钢在桥梁等大型钢结构中的广泛应用，该设备没有设置庞大的胎架结构，使设备能够基于构件本身移动，最大程度减少钢构件的翻身和调运频率。

附图说明

 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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他的附图。

图1为本实用新型实施例中波形钢自动化焊接设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中波形钢自动化焊接设备焊接的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中波形钢自动化焊接设备的焊枪安装位置示意图；

图4为本实用新型实施例中波形钢自动化焊接设备焊接简化示意图。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例中波形钢自动化焊接设备的结构示意图，该设备用于焊接波形钢的波形腹板和翼缘板。

该波形钢自动化焊接设备包括：小车装置、支撑杆1、万向轮2和焊枪3，小车装置为磁力管道切割机4，如图2所示，图2为本实用新型实施例中波形钢自动化焊接设备焊接的结构示意图，磁力管道切割机4包括磁力滚动轮5，磁力滚动轮5位于磁力管道切割机4的下端，磁力管道切割机4通过磁力滚动轮5吸附在波形腹板6的表面上。磁力管道切割机4在电机的启动下，可以沿着波形腹板6的曲线轮廓横向移动。

支撑杆1的一端与磁力管道切割机4连接，支撑杆1与磁力管道切割机4的连接处位于磁力管道切割机4和波形钢的翼缘板7之间靠近翼缘板7的一侧，支撑杆1的另一端与万向轮2连接，万向轮2在翼缘板7的表面上。

其中，波形腹板6与翼缘板7垂直相交，磁力管道切割机4在波形腹板6表面上行走受到重力作用，存在向重力方向微小偏移的可能性。支撑杆1连接在磁力管道切割机4靠近翼缘板7的侧面上，用于支撑磁力管道切割机4，以使它不受重力的影响而发生微小偏移，保持了支撑磁力管道切割机4的平稳性，同时，支撑杆1的另一端连接万向轮2，万向轮2可在翼缘板7的表面上自由移动。支撑杆1一端连接磁力管道切割机4，另一端连接万向轮2，从而使支撑杆1可随磁力管道切割机4和万向轮2一起移动。磁力管道切割机4靠近翼缘板7的侧面上连接带有万向轮2的支撑杆1，从而使磁力管道切割机4在波形腹板6表面上行走的过程中，磁力管道切割机4的该侧面与翼缘板7的表面保持平行。

如图3所示，图3为本实用新型实施例中波形钢自动化焊接设备的焊枪安装位置示意图。

 焊枪3通过固定装置安装在磁力管道切割机4上，且焊枪3安装的轴线与磁力滚动轮5的前轮或后轮的轴线在同一个竖直面。其中，磁力管道切割机4在波形腹板6表面上行走中，经过波形腹板6的弧形端，磁力管道切割机4与波形腹板6的相对距离会发生变化，容易导致焊枪3位置的波动，从而影响焊枪3在行进间对焊缝位置定位的精确性。通过几何分析和现场实验，焊枪3安装的轴线位置与磁力滚动轮5的前轮或者后轮的轴线在一个竖直面时，焊枪3在行进间与焊缝的相对位置波动较小，可以忽略不计，从而使焊枪3在行进间对焊缝位置定位的精确性更高。

进一步，如图1所示，该固定装置为切割炬固定架8和焊枪角度调节器9，切割炬固定架8固定在磁力管道切割机4上表面的一侧，焊枪角度调节器9的一端连接切割炬固定架8，另一端连接焊枪3，以使焊枪3与切割固定架8固定连接，从而与磁力管道切割机4固定连接。

 需要说明的是，在实际的运用中，磁力管道切割机4上有切割装置，本实用新型实施例的磁力管道切割机4将该切割装置拆掉，保存原有的切割固定装置中的切割炬固定架8，切割炬固定架8固定在磁力管道切割机4上表面一侧。

 进一步地，如图1，焊枪角度调节器9还包括转动装置901、连杆902和连接装置903，连杆902的一端连接切割炬固定架8，连杆902的另一端连接转动装置901，连接装置903用于将焊枪3固定在转动装置901中，转动装置901的转动带动焊枪3转动，以使焊枪3倾斜的角度变化。

 其中，转动装置901的转动使焊枪3转动，从而使焊枪3倾斜的角度变化，因此可以通过调节转动装置901的转动角度而调节焊枪3的倾斜角度，以使焊枪3能对准波形腹板6和翼缘板7之间的焊缝。

 如图4所示，图4为本实用新型实施例中波形钢自动化焊接设备焊接简化示意图。

 波形腹板6垂直放置在翼缘板7上，支撑杆1的上端连接磁力管道切割机4，下端连接在翼缘板7表面的万向轮2，磁力管道切割机4吸附在波形腹板6表面，磁力管道切割机4的上表面与波形腹板6的表面保持平行，磁力管道切割机4和翼缘板7之间靠近翼缘板7的一侧与翼缘板7平行，通过调节角度调节器9中的转动装置而调节焊枪3焊接的角度，使之对准波形腹板6和翼缘板7之间的焊缝，接通电源，使焊枪3引弧，启动磁力管道切割机4的电机，磁力管道切割机4按照预定焊接速度沿着波形腹板6的曲线轮廓行走，焊枪3随之移动，焊枪3沿着的焊缝的曲线轮廓移动，焊接焊缝。待焊缝焊接完毕后，关掉磁力管道切割机4的电机并快速熄掉焊枪3。

 进一步的，焊枪3采用的直式二氧化碳气体保护枪。该设备中采用直式二氧化碳气体保护枪，安装方便且容易调节，焊枪角度调节灵活性较好。

 进一步的，磁力管道切割机4的吸附能力大于50千克，以使磁力管道切割机4在安装焊枪3后，依然能稳定吸附在波形腹板6表面。同时，磁力管道切割机4应采用体积小，重量轻，重心低以及内部放置高强永磁铁的类型。磁力管道切割机4的体积在400mm*350mm*200mm以内，重量小于25千克，以确定磁力管道切割机4在波形腹板6表面行走时，磁力管道切割机4与波形腹板6之间保持一段距离，该距离为预置距离，该预置距离的大小与焊枪3的长度相匹配。

 进一步的，支撑杆1的长度与焊枪3的长度是相匹配的，磁力管道切割机4侧面与翼缘板7表面保持平行。磁力管道切割机4与翼缘板7之间距离的大小，与支撑杆1的长度的大小相同。如图4所示，在调整焊枪3使之对准焊缝后，支撑杆1刚好在磁力管道切割机4的一侧和翼缘板7之间，所以支撑杆1的长度与焊枪3的长度是相匹配的，即，在调节焊枪3使之对准焊缝之后，焊枪3从与焊枪调节器9相交的位置到焊缝之间长度大于支撑杆1的长度。

 进一步地，支撑杆1的数量为两个，两个支撑杆1的长度一致，且两个支撑杆1与磁力管道切割机4连接的连接点之间的连接线与翼缘板7平行。其中，设置支撑杆1的数量为两个，两个支撑杆1与磁力管道切割机4连接的连接点之间的连接线与翼缘板7平行，均是为了加大支撑杆对磁力管道切割机4的支撑力度。

 进一步地，如图2所示，该磁力滚动轮5的轴方向与支撑杆1的轴方向平行。其中，支撑杆1的轴方向垂直于翼缘板7，磁力滚动轮5的轴方向与支撑杆1的轴方向平行，从而磁力滚动轮5的轴方向与翼缘板7垂直，从而使磁力滚动轮5的滚动方向与翼缘板7平行，即磁力管道切割机4可沿着与翼缘板7垂直的波形腹板6的表面横向移动。

 在本实用新型实施例中，该波形钢自动化焊接设备用于焊接波形钢的波形腹板和翼缘板，在其他实施例中，该设备也应用于普通的H型钢结构主焊缝焊接，该设备有较高的性价比，在实际生产中的推广空间很大。

 从图1的波形钢自动化焊接设备结构中可知，第一方面，该设备采用磁力管道切割机改造而成，无需大量采购新配件，相比专机式波形钢自动焊接设备，在成本方面具有绝对性优势。第二方面，该设备的磁力管道切割机通过磁力滚动轮吸附在波形腹板表面上，该磁力管道切割机在靠近翼缘板的一侧连接带有万向轮的支撑杆，万向轮可在翼缘板表面自由移动，启动磁力管道切割机的电机，磁力管道切割机可沿着波形腹板的曲线轮廓移动，而焊枪固定在磁力管道切割机上，调节好焊枪使焊枪对准波形腹板和翼缘板之间的焊缝之后，焊枪随着磁力管道切割机而沿着焊缝的曲线移动，该设备做到精确跟踪焊缝并对其焊接，且该设备主要用到了磁力管道切割机和支撑杆，简化了焊接装置，设备小巧灵活，既不受场地限制，也不需要额外胎架，适用于各种恶劣焊接工况，适用性强，且安全性高。第三方面，波形钢在桥梁等大型钢结构中的广泛应用，该设备没有设置庞大的胎架结构，使设备能够基于构件本身移动，最大程度减少钢构件的翻身和调运频率。

 以上为对本实用新型所提供的一种波形钢自动化焊接设备的描述，对于本领域的技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。