脚手架自动焊接机及其焊接方法技术

本发明专利技术提供的脚手架自动焊接机，用于承插式钢管脚手架中作为立杆的主体钢管与承插管、U形插口件的自动焊接，包括基座，基座前侧设有将待焊接工件的上料工位与焊接工位的工位切换、以及焊接工位自身旋转180°实现待焊接工件两面分别快速焊接的三轴变位装置；基座后侧两边安装有两个竖立设置的龙门式焊枪支架，两个焊枪支架之间设有一横架梁，横架梁上安装有对三轴变位装置的焊接工位处固定于主体钢管上的承插管进行点焊的点焊焊接机构和多组用于对每个U形插口件的焊缝同时焊接的多套双枪焊接机构，横架梁一端设有拉动多套双枪焊接机构同时移动来分别对每个U形插口件的焊缝进行焊接的焊枪行走机构；本发明专利技术还提供一种脚手架自动焊接机的焊接方法。

Automatic welding machine for scaffolding and its welding methods

The automatic welding machine for scaffolding provided by the invention is used for automatic welding of main pipe and socket pipe and U shaped socket in the socket type steel pipe scaffold, including the base seat. The front side of the base is provided with the switch of the feeding position of the welded workpiece and the welding position, and the welding position is rotated to 180 degrees to be welded. The three axis change device of the three sides of the workpiece is welded quickly. The rear side of the base is installed with two vertical Longmen welding gun supports, and a cross frame beam is set between the two welding gun supports, and the spot welding of the welding position on the main steel pipe is installed on the cross frame beam. The mechanism and a plurality of groups are used to weld the weld of each U shaped socket at the same time. One end of the cross frame beam has a welding gun walking mechanism that pulls a number of double gun welding mechanisms at the same time to weld the weld of each U shaped socket respectively. The invention also provides a welding method for the automatic scaffolding machine.

【技术实现步骤摘要】
脚手架自动焊接机及其焊接方法
本专利技术涉及自动化焊接设备，尤其涉及一种脚手架自动焊接机及其焊接方法。
技术介绍
脚手架是建筑行业中必不可少的作业设施。目前现有的脚手架通常都是由金属管和金属扣件组成。将金属管纵横交错搭接，并在其交叉处采用金属扣件固定。现有的脚手架的结构差异主要体现在金属扣件上，采用不同结构的金属扣件导致金属管的连接方式和稳固性能的差距。这种扣件式脚手架的缺点是施工进度慢，工人劳动强度大，不便于安装和拆卸，而且脚手架的零部件较多，不利于储存和运输；另一方面，采用金属扣件作为脚手架的连接件，不但安全度差，而且成本较高。也有脚手架采用承插式钢管连接结构，这类承插式钢管脚手架由金属竖管和金属横管纵横交错搭接而成，如图1至图3所示，金属竖管包括承插管1a、主体钢管1b和U形插口件1c，承插式钢管脚手架中的主体钢管1b作为立杆是整个脚手架的基础部件，承插管1a焊接于主体钢管1b端部便于主体钢管1b之间的两两插接，主体钢管1b上间隔设置有具有定位孔的U形插口件1c，在安装过程中，为了提高安装速度，一般都会在金属竖管的主体钢管1b外周焊接U形插口件1c，再配合横管上可插入部件与U形插口件1c配合实现安装。以图1至图3所示的承插式钢管脚手架的金属竖管为例，其总长接近4米，如图2所示，首先包含有承插管1a焊接于主体钢管1b端部的充填焊缝一个；再加上8组U形插口共32个U形插口件1c，如图3所示，每件U形插口件1c两条焊缝，就有焊缝64条，总计焊缝65条；而现有的焊接工艺，大多在台式夹具上定位各个组件，然后用机器人焊接，机器人虽然灵活，但是一台机器人仅能操控一把焊枪，生产效率极低；且采用机械调整焊枪对准时的控制难度大，操作复杂；因此，造成效率较低，难以满足大批量生产的需要。
技术实现思路
本专利技术针对现有的承插式钢管脚手架立杆焊接生产效率低下的问题，提供一种采用17把焊枪同时焊接，有效地实现焊接工件在上料工位与焊接工位之间的自动交换变位，实现焊接工件的两面快速焊接和上下料的便捷更换，易于操作、便于维护保养，极大的降低了设备的成本，提高了焊接质量和生产效率，有效减轻了劳动强度的脚手架自动焊接机及其焊接方法。本专利技术的第一专利技术目的是提供一种脚手架自动焊接机，采用的技术方案是：脚手架自动焊接机，用于承插式钢管脚手架中作为立杆的主体钢管与承插管、U形插口件的自动焊接，包括一水平设置的基座，所述基座前侧设有周向旋转180°进行待焊接主体钢管、承插管和U形插口件的上料工位与焊接工位的工位切换、以及焊接工位自身旋转180°实现待焊接主体钢管两面分别快速焊接的三轴变位装置；所述基座后侧两边安装固定有龙门式的焊枪支架，两个焊枪支架之间设有一横架梁，横架梁上安装有对三轴变位装置的焊接工位处固定于主体钢管上的承插管进行点焊的点焊焊接机构和多组用于对每个U形插口件的焊缝同时焊接的多套双枪焊接机构，横架梁一端设有拉动多套双枪焊接机构同时横移来分别对每个U形插口件的焊缝进行焊接的焊枪行走机构。优选地，所述三轴变位装置包括两个回转支撑柱、第一转换工位回转轴和偏心调齿隙驱动机构，两个回转支撑柱竖立设置于基座的左右两侧，第一转换工位回转轴安装于两个回转支撑柱之间，所述偏心调齿隙驱动机构安装于主动端的回转支撑柱内并驱动第一转换工位回转轴旋转运动；所述第一转换工位回转轴的两侧端部分别安装有一横梁，在两个横梁的端部对称的安装有分别自回转定位动作且在其上分别装夹待焊接的主体钢管、承插管和U形插口件的第二变位回转框和第三变位回转框；所述第二变位回转框和第三变位回转框同一端与横梁连接转轴处设有分别驱动第二变位回转框和第三变位回转框旋转180°便于对其上待焊接的主体钢管两面分别换面焊接的旋转变位驱动装置；所述偏心调齿隙驱动机构驱动第一转换工位回转轴旋转180°来同步带动第二变位回转框和第三变位回转框分别进行上料工位与焊接工位的回转替换；所述第二变位回转框和第三变位回转框另一端与第一转换工位回转轴连接转轴处及对应侧的回转支撑柱连接处设有将外部大电流分别导通至第二变位回转框和第三变位回转框上装夹的待焊接主体钢管、承插管和U形插口件上便于点焊焊接机构和多套双枪焊接机构进行焊接的大电流导电机构；所述第二变位回转框和第三变位回转框的左右侧分别设有用于定位支撑及夹紧主体钢管和承插管的支撑座和杠杆夹紧机构，第二变位回转框和第三变位回转框前后两侧的边框上多组成对的设有将两个U形插口件分别对称触接压紧布置于主体钢管两侧的进给驱动定位夹紧机构。优选地，所述偏心调齿隙驱动机构包括一侧的回转支撑柱上部安装有与第一工位转换回转轴同轴并带动第一工位转换回转轴转动的大齿轮，所述回转支撑柱的下部安装有伺服电机、减速机和小齿轮，所述伺服电机、减速机和小齿轮一体装配，伺服电机的驱动由减速机减速后直接带动小齿轮转动，所述小齿轮与大齿轮啮合配合；所述回转支撑柱后壁上连接有便于小齿轮、减速机和伺服电机一体装配安装固定且调整小齿轮与大齿轮之间齿隙的偏心座。优选地，所述大电流旋转导电机构包括一级导电柱、一级导电环、导电过渡套、二级导电柱、第二导电回转法兰轴和第三导电回转法兰轴，一级导电环安装固定于第一工位转换回转轴的端部并随其同轴转动，所述导电过渡套设置于中空的第一工位转换回转轴内并与一级导电环固定连接，所述回转支撑柱上侧内部设有支承第一工位转换回转轴转动的第一支承轴承，第一转换工位回转轴端部对应的回转支撑柱后壁安装有两个周向对称分布且与焊接负极电缆大电流供电设备连接的一级导电柱，回转支撑柱后壁还设有固定一级导电柱的一级导套和一级压力弹簧，一级导套固定于回转支撑柱后壁上，一级导电柱滑动的套接于一级导套上，一级压力弹簧套装于一级导电柱上并以回转支撑柱后壁为支撑面弹簧性张力的推动一级导电柱触接一级导电环的端面；所述第二导电回转法兰轴和第三导电回转法兰轴对称的安装于中空的横梁端部，所述第二变位回转框和第三变位回转框分别安装于第二导电回转法兰轴和第三导电回转法兰轴上，横梁两端内设有支承第二导电回转法兰轴和第三导电回转法兰轴分别转动的第二支承轴承，并在横梁的两端分别安装与第二导电回转法兰轴和第三导电回转法兰轴的端部旋转法兰盘侧面接触的二级导电柱，在二级导电柱与导电过渡套之间的横梁内腔中还设有将两者之间导电连通的电缆；横梁侧壁还设有固定二级导电柱的二级导套和二级压力弹簧，其中，二级导套固定于横梁侧壁上，二级导电柱滑动的套接于二级导套上，二级压力弹簧套装于二级导电柱上并以横梁侧壁为支撑面弹性张力的推动二级导电柱触接第二导电回转法兰轴或第三导电回转法兰轴端部的旋转法兰盘的侧面。优选地，所述进给驱动定位夹紧机构包括固定座、U形压紧头和进给驱动气缸，U形压紧头和进给驱动气缸通过固定座安装于第二变位回转框和第三变位回转框的侧边缘上，进给驱动气缸驱动端部放置有U形插口件的U形压紧头直线位移并将U形插口件的敞口夹紧于主体钢管的侧边处上。优选地，所述点焊焊接机构包括点焊焊枪、点焊气缸和点焊枪进退导向轨，点焊气缸和点焊枪进退导向轨分别安装固定于横架梁上，点焊气缸的活塞杆自由端连接有便于点焊焊枪安装固定的点焊支架，点焊支架安装固定于点焊枪进退导向轨的滑块上带动点焊支架上固定的点焊焊枪上下直线移动。优选地，所述双枪焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
脚手架自动焊接机，用于承插式钢管脚手架中作为立杆的主体钢管与承插管、U形插口件的自动焊接，包括一水平设置的基座，其特征在于：所述基座前侧设有周向旋转180°进行待焊接主体钢管、承插管和U形插口件的上料工位与焊接工位的工位切换、以及焊接工位自身旋转180°实现待焊接主体钢管两面分别快速焊接的三轴变位装置；所述基座后侧两边安装固定有龙门式的焊枪支架，两个焊枪支架之间设有一横架梁，横架梁上安装有对三轴变位装置的焊接工位处固定于主体钢管上的承插管进行点焊的点焊焊接机构和多组用于对每个U形插口件的焊缝同时焊接的多套双枪焊接机构，横架梁一端设有拉动多套双枪焊接机构同时横移来分别对每个U形插口件的焊缝进行焊接的焊枪行走机构。

【技术特征摘要】
1.脚手架自动焊接机，用于承插式钢管脚手架中作为立杆的主体钢管与承插管、U形插口件的自动焊接，包括一水平设置的基座，其特征在于：所述基座前侧设有周向旋转180°进行待焊接主体钢管、承插管和U形插口件的上料工位与焊接工位的工位切换、以及焊接工位自身旋转180°实现待焊接主体钢管两面分别快速焊接的三轴变位装置；所述基座后侧两边安装固定有龙门式的焊枪支架，两个焊枪支架之间设有一横架梁，横架梁上安装有对三轴变位装置的焊接工位处固定于主体钢管上的承插管进行点焊的点焊焊接机构和多组用于对每个U形插口件的焊缝同时焊接的多套双枪焊接机构，横架梁一端设有拉动多套双枪焊接机构同时横移来分别对每个U形插口件的焊缝进行焊接的焊枪行走机构。2.根据权利要求1所述的脚手架自动焊接机，其特征在于，所述三轴变位装置包括两个回转支撑柱、第一转换工位回转轴和偏心调齿隙驱动机构，两个回转支撑柱竖立设置于基座的左右两侧，第一转换工位回转轴安装于两个回转支撑柱之间，所述偏心调齿隙驱动机构安装于主动端的回转支撑柱内并驱动第一转换工位回转轴旋转运动；所述第一转换工位回转轴的两侧端部分别安装有一横梁，在两个横梁的端部对称的安装有分别自回转定位动作且在其上分别装夹待焊接的主体钢管、承插管和U形插口件的第二变位回转框和第三变位回转框；所述第二变位回转框和第三变位回转框同一端与横梁连接转轴处设有分别驱动第二变位回转框和第三变位回转框旋转180°便于对其上待焊接的主体钢管两面分别换面焊接的旋转变位驱动装置；所述偏心调齿隙驱动机构驱动第一转换工位回转轴旋转180°来同步带动第二变位回转框和第三变位回转框分别进行上料工位与焊接工位的回转替换；所述第二变位回转框和第三变位回转框另一端与第一转换工位回转轴连接转轴处及对应侧的回转支撑柱连接处设有将外部大电流分别导通至第二变位回转框和第三变位回转框上装夹的待焊接主体钢管、承插管和U形插口件上便于点焊焊接机构和多套双枪焊接机构进行焊接的大电流导电机构；所述第二变位回转框和第三变位回转框的左右侧分别设有用于定位支撑及夹紧主体钢管和承插管的支撑座和杠杆夹紧机构，第二变位回转框和第三变位回转框前后两侧的边框上多组成对的设有将两个U形插口件分别对称触接压紧布置于主体钢管两侧的进给驱动定位夹紧机构。3.根据权利要求2所述的脚手架自动焊接机，其特征在于，所述偏心调齿隙驱动机构包括一侧的回转支撑柱上部安装有与第一工位转换回转轴同轴并带动第一工位转换回转轴转动的大齿轮，所述回转支撑柱的下部安装有伺服电机、减速机和小齿轮，所述伺服电机、减速机和小齿轮一体装配，伺服电机的驱动由减速机减速后直接带动小齿轮转动，所述小齿轮与大齿轮啮合配合；所述回转支撑柱后壁上连接有便于小齿轮、减速机和伺服电机一体装配安装固定且调整小齿轮与大齿轮之间齿隙的偏心座。4.根据权利要求2所述的脚手架自动焊接机，其特征在于，所述大电流旋转导电机构包括一级导电柱、一级导电环、导电过渡套、二级导电柱、第二导电回转法兰轴和第三导电回转法兰轴，一级导电环安装固定于第一工位转换回转轴的端部并随其同轴转动，所述导电过渡套设置于中空的第一工位转换回转轴内并与一级导电环固定连接，所述回转支撑柱上侧内部设有支承第一工位转换回转轴转动的第一支承轴承，第一转换工位回转轴端部对应的回转支撑柱后壁安装有两个周向对称分布且与焊接负极电缆大电流供电设备连接的一级导电柱，回转支撑柱后壁还设有固定一级导电柱的一级导套和一级压力弹簧，一级导套固定于回转支撑柱后壁上，一级导电柱滑动的套接于一级导套上，一级压力弹簧套装于一级导电柱上并以回转支撑柱后壁为支撑面弹簧性张力的推动一级导电柱触接一级导电环的端面；所述第二导电回转法兰轴和第三导电回转法兰轴对称的安装于中空的横梁端部，所述第二变位回转框和第三变位回转框分别安装于第二导电回转法兰轴和第三导电回转法兰轴上，横梁两端内设有支承第二导电回转法兰轴和第三导电回转法兰轴分别转动的第二支承轴承，并在横梁的两端分别安装与第二导电回转法兰轴和第三导电回转法兰轴的端部旋转法兰盘侧面接触的二级导电柱，在二级导电柱与导电过渡套之间的横梁内腔中还设有将两者之间导电连通的电缆；横梁侧壁还设有固定二级导电柱的二级导套和二级压力弹簧，其中，二级导套固定于横梁侧壁上，二级导电柱滑动的套接于二级导套上，二级压力弹簧套装于二级导电柱上并以横梁侧壁为支撑面弹性张力的推动二级导电柱触接第二导电回转法兰轴或第三导电回转法兰轴端部的旋转法兰盘的侧面。5.根据权利要求2所述的脚手架自动焊接机，其特征在于，所述进给驱动定位夹紧机构包括固定座、U形压紧头和进给驱动气缸，U形压紧头和进给驱动气缸通过固定座安装于第二变位回转框和第三变位回转框的侧边缘上，进给驱动气缸驱动端部放置有U形插口件的U形压紧头直线位移并将U形插口件的敞口夹紧于主体钢管的侧边处上。6.根据权利要求1或2所述的脚手架自动焊接机，其特征在于，所述点焊焊接机构包括点焊焊枪、点焊气缸和点焊枪进退导向轨，点焊气缸和点焊枪进退导向轨分别安装固定于横架梁上，点焊气缸的活塞杆自由端连接有便于点焊焊枪安装固定的点焊支架，点焊支架安装固定于点焊枪进退导向轨的滑块上带动点焊支架上固定的点焊焊枪上下直线移动。7.根据权利要求1或2所述的脚手架自动焊接机，其特征在于，所述双枪焊接机构包括焊缝双焊枪、焊缝气缸和焊枪进退导向轨，焊缝气缸和焊枪进退导向轨分别安装固定于焊枪行走机构的行走导轨板上，焊缝气缸的活塞杆自由端连接有便于焊缝双焊枪安装固定的焊缝支架，焊缝支架安装固定于焊枪进退导向轨的滑块上，焊缝气缸驱动焊缝支架上固定的焊缝双焊枪上下直线移动至U形插口件触接主体钢管形成的两个焊缝处。8.一种脚手架自动焊接机的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将第一批的主体钢管、承插管和多组U形插口件从物流线上取出，装夹在具有双工位的三轴变位装置的上料工位上；b.按下启动按钮，处于上料工位的第一批主体钢管、承插管和U形插口件旋转180°，转换至三轴变位装置的焊接工位，大电流导电机构对焊接工位上焊接工件通电；c.多套双枪焊接机构的焊枪同时下移，到位后，开始对第一批主体钢管与U形插口件形成的每组正面焊缝焊接；d.焊接完成后，多套双枪焊接机构的焊枪复位；e.正面焊缝焊接后第一批的主体钢管和U形插口件，在三轴变位装置的焊接工位自转180°，第一批的主体钢管和U形插口件的反面向上；f.多套双枪焊接机构的焊枪再次同时下移，到位后，开始对第一批的主体钢管...

【专利技术属性】
技术研发人员：何奕波，
申请(专利权)人：珠海瑞凌焊接自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44