一种网架连杆自动焊接生产系统的自动焊接单元技术方案

本发明专利技术公开了一种网架连杆自动焊接生产系统的自动焊接单元，通过钢管径向夹持定位装置可实现对钢管工件的准确轴向定位，通过螺栓抓取码放机械臂和螺栓抓取码放机械手可实现在焊接前将螺栓准确坐标抓取并置入钢管工件的端部内，通过封板或锥头推送装置可以实现将封板或锥头工件准确同轴坐标定位在钢管工件的焊接端部，通过钢管旋转驱动装置和焊枪装置的配合作业，可以实现焊枪配合钢管旋转驱动装置控制钢管工件周向旋转完成完整环形焊缝的一次焊接成型，自动化程度较高，可避免人工操作的弊端，能够在保证封板或锥头的通孔与钢管管体同轴度的前提下保证焊接焊缝的均匀性，特别适用于网架连杆自动焊接生产系统。

An automatic welding unit for the automatic welding production system of grid frame connecting rod

The invention discloses an automatic welding unit of the automatic welding production system of the grid frame connecting rod, which can realize the accurate axial positioning of the steel pipe workpiece through the steel pipe radial clamping and positioning device, and can realize the accurate coordinate grabbing and placing of the bolt into the end of the steel pipe workpiece before welding through the bolt grabbing and stacking manipulator and the bolt grabbing and stacking manipulator, and can realize the accurate coordinate grabbing and placing of the bolt into the end of the steel pipe workpiece through the sealing plate or the cone head pushing device The sealing plate or cone head workpiece can be accurately positioned at the welding end of the steel pipe workpiece. Through the cooperation of the steel pipe rotating driving device and the welding gun device, the welding gun can cooperate with the steel pipe rotating driving device to control the circumferential rotation of the steel pipe workpiece to complete the one-time welding forming of the complete circular welding seam, which has a high degree of automation and can avoid the disadvantages of manual operation Under the premise of ensuring the coaxiality of the through-hole of the sealing plate or cone head and the steel pipe body, the uniformity of the welding seam is guaranteed, which is especially suitable for the automatic welding production system of the grid link.

【技术实现步骤摘要】
一种网架连杆自动焊接生产系统的自动焊接单元
本专利技术涉及一种自动焊接生产系统的自动焊接单元，具体是一种适用于对网架连杆工件进行自动焊接的生产系统的自动焊接单元，属于网架连杆制造

技术介绍
网架结构是由多根网架连杆按一定的网格形式通过节点连接而构成大跨度覆盖的空间结构，网架结构具有整体性好、空间刚度大、结构稳定的优点，不仅自身重量轻、现场施工工作量小、建设速度快，而且网架结构高度小、可有效利用空间，因此广泛应用于建筑行业。用钢材制作的网架结构节点主要有十字板节点、焊接空心球节点及螺栓球节点三种形式。通过螺栓球节点和网架连杆构成的网架结构具有适应性强、不产生附加的节点偏心、可避免大量的现场焊接工作量、运输安装方便等优点，因此广泛应用于各类空间杆系结构。针对螺栓球节点的网架连杆通常包括钢管管体、对称焊接在钢管管体两端的封板(钢管管体直径＜76mm)或锥头(钢管管体直径≥76mm)、以及内置在钢管管体内部的螺栓。封板或锥头的中心位置均设有可以允许螺栓的螺纹段伸出的通孔，与螺栓球节点进行连接安装时，在伸出封板或锥头的螺栓螺纹段上套上长形六角套筒(或称长形六角无纹螺母)，并以销子或紧固螺钉将螺栓与长形六角套筒连在一起，直接拧动长形六角套筒，通过销钉或紧固螺钉带动螺栓转动，从而使螺栓旋入球体，直至螺栓的螺栓头与封板或锥头的内侧面贴紧即完成安装。现有的钢管管体与封板或锥头的焊接工序通常是采用人工焊接的方式，即，先将封板或锥头预点焊在钢管管体上、然后再进行环形焊缝的焊接。这种传统的人工焊接的方式存在以下缺陷：1.虽然预点焊可以采用工装定位的方式进行，但人工操作的方式依然会存在点焊偏差，无法准确保证封板或锥头的通孔与钢管管体的同轴，进而会影响产品质量，易造成安装偏心、网架连杆存在偏载受力等后续的安装问题；2.虽然在预点焊的基础上再进行焊接，但环形焊缝的焊接，即使采用工装辅助旋转进行焊接的方式，人工焊接也通常难以保证焊缝的均匀性，进而无法对焊接变形进行有效控制；3.人工操作的方式对人员的技能及熟练程度要求较高，环形焊缝焊接过程中难免会发生焊接间断，更加剧了发生焊接变形的程度，且操作人员的情绪等人为因素对焊接质量也存在影响。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种网架连杆自动焊接生产系统的自动焊接单元，自动化程度较高，能够在保证封板或锥头的通孔与钢管管体同轴度的前提下保证焊接焊缝的均匀性，特别适用于网架连杆自动焊接生产系统。为了实现上述目的，本网架连杆自动焊接生产系统的自动焊接单元包括焊接工作平台、钢管径向夹持定位装置、钢管旋转驱动装置、封板或锥头推送装置、焊枪装置和自动焊接电控装置；焊接工作平台是长度方向沿左右方向设置的长平台结构；钢管径向夹持定位装置至少左右对称设置为两套，钢管径向夹持定位装置包括安装在焊接工作平台上的支撑底座和安装在支撑底座上的径向夹持定位机构，径向夹持定位机构包括对置设置的径向夹持定位部件和径向夹持伸缩控制部件，径向夹持定位部件包括夹持面，夹持面上均布设有多个滚动设置的夹持辊、且夹持辊的滚动中轴线沿左右方向设置，径向夹持定位部件在夹持状态时可以合毕并通过夹持面上的夹持辊夹持柱面结构；径向夹持伸缩控制部件的伸缩端与径向夹持定位部件安装连接、机体端与支撑底座安装连接；钢管旋转驱动装置整体通过伸缩滑移驱动部件Ⅰ滑移配合安装在焊接工作平台上，钢管旋转驱动装置包括用于对钢管工件进行锁紧的钢管锁紧机构和控制钢管锁紧机构旋转的钢管旋转驱动电机；封板或锥头推送装置左右对置设置为两套，两套封板或锥头推送装置安装在焊接工作平台上，封板或锥头推送装置包括沿左右方向坐标控制伸缩设置的推送机构和同轴安装在推送机构伸缩端端部的推送部件，推送机构滚动配合安装在封板或锥头推送装置的机体上、且推送部件的几何中心轴与径向夹持定位部件的夹持几何中心轴同轴设置；焊枪装置左右对置设置为两套，焊枪装置包括焊枪支撑架、焊枪和坐标控制伸缩设置的焊枪伸缩控制机构，焊枪通过焊枪伸缩控制机构安装在焊枪支撑架上，焊丝通过焊丝送丝机构穿入焊枪内；自动焊接电控装置包括自动焊接控制器、钢管径向夹持定位控制回路、钢管旋转驱动控制回路、封板或锥头推送控制回路和焊接控制回路，自动焊接控制器分别与径向夹持伸缩控制部件、伸缩滑移驱动部件Ⅰ、钢管锁紧机构、钢管旋转驱动电机、焊枪伸缩控制机构、焊枪电连接；自动焊接控制器与网架连杆自动焊接生产系统集中电控单元的中央控制器电连接。作为本专利技术的进一步改进方案，自动焊接单元在钢管上下线抓取码放机械臂的工作范围内设置为多套，每套自动焊接单元的焊接工作平台上还设有钢管工件托载架，钢管工件托载架包括托载面、且托载面的托载几何中心的高度尺寸小于径向夹持定位部件的夹持几何中心的高度尺寸。作为本专利技术的优选方案，径向夹持定位部件的夹持面前后对置设置、且径向夹持定位部件沿前后方向滑移配合安装在支撑底座上，径向夹持定位部件的夹持面是V形面结构。作为本专利技术的一种实施方式，钢管旋转驱动装置的钢管旋转驱动电机是中空电机，钢管旋转驱动装置的钢管锁紧机构是与径向夹持定位部件的夹持几何中心轴同轴设置的数控卡盘结构、且数控卡盘结构同轴固定安装在中空电机的中空转子套内，伸缩滑移驱动部件Ⅰ沿左右方向伸缩设置。作为本专利技术的另一种实施方式，钢管旋转驱动装置与钢管径向夹持定位装置是一体结构，钢管旋转驱动装置的钢管锁紧机构是钢管径向夹持定位装置的径向夹持定位机构，钢管旋转驱动电机与夹持辊通过传动结构连接。作为本专利技术的进一步改进方案，两套封板或锥头推送装置中至少一套封板或锥头推送装置通过伸缩滑移驱动部件Ⅱ沿左右方向滑移配合安装在焊接工作平台上，伸缩滑移驱动部件Ⅱ与自动焊接电控装置的自动焊接控制器电连接。作为本专利技术的一种实施方式，每套焊枪装置的焊枪设置为一个。作为本专利技术的另一种实施方式，每套焊枪装置的焊枪沿钢管工件的径向方向对置设置为两个。作为本专利技术的一种实施方式，推送部件是用于同心定位顶靠封板或锥头工件的锥形顶尖结构。作为本专利技术的另一种实施方式，推送部件是用于夹持抓取封板或锥头工件的夹持抓取机械手结构，推送部件包括沿其周向均布设置的至少个夹持机械指和设置在推送机构内部的夹持机械指张合控制机构。与现有技术相比，本网架连杆自动焊接生产系统的自动焊接单元是采用微电脑控制单元，可实现完全自动化操作；通过钢管径向夹持定位装置可实现对钢管工件的准确轴向定位，通过螺栓抓取码放机械臂和螺栓抓取码放机械手可实现在焊接前将方向相反、且成对设置的螺栓准确坐标抓取并置入钢管工件的端部内，通过封板或锥头推送装置可以实现将封板或锥头工件准确同轴坐标定位在钢管工件的焊接端部，通过钢管旋转驱动装置和焊枪装置的配合作业，可以实现一个焊枪配合钢管旋转驱动装置控制钢管工件周向旋转一周完成完整环形焊缝的一次焊接成型、或者两个焊枪配合钢管旋转驱动装置控制钢管工件周向旋转半周完成完整环形焊缝的一次焊接成型，自动化程度较高，可避免人工操作的弊端，能够在保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种网架连杆自动焊接生产系统的自动焊接单元，其特征在于，自动焊接单元(2)包括焊接工作平台(21)、钢管径向夹持定位装置(22)、钢管旋转驱动装置(23)、封板或锥头推送装置(24)、焊枪装置(25)和自动焊接电控装置；/n焊接工作平台(21)是长度方向沿左右方向设置的长平台结构；/n钢管径向夹持定位装置(22)至少左右对称设置为两套，钢管径向夹持定位装置(22)包括安装在焊接工作平台(21)上的支撑底座(221)和安装在支撑底座(221)上的径向夹持定位机构(222)，径向夹持定位机构(222)包括对置设置的径向夹持定位部件(2221)和径向夹持伸缩控制部件(2222)，径向夹持定位部件(2221)包括夹持面，夹持面上均布设有多个滚动设置的夹持辊(2223)、且夹持辊(2223)的滚动中轴线沿左右方向设置，径向夹持定位部件(2221)在夹持状态时可以合毕并通过夹持面上的夹持辊(2223)夹持柱面结构；径向夹持伸缩控制部件(2222)的伸缩端与径向夹持定位部件(2221)安装连接、机体端与支撑底座(221)安装连接；/n钢管旋转驱动装置(23)整体通过伸缩滑移驱动部件Ⅰ(231)滑移配合安装在焊接工作平台(21)上，钢管旋转驱动装置(23)包括用于对钢管工件(6)进行锁紧的钢管锁紧机构和控制钢管锁紧机构旋转的钢管旋转驱动电机(232)；/n封板或锥头推送装置(24)左右对置设置为两套，两套封板或锥头推送装置(24)安装在焊接工作平台(21)上，封板或锥头推送装置(24)包括沿左右方向坐标控制伸缩设置的推送机构(242)和同轴安装在推送机构(242)伸缩端端部的推送部件(243)，推送机构(242)滚动配合安装在封板或锥头推送装置(24)的机体上、且推送部件(243)的几何中心轴与径向夹持定位部件(2221)的夹持几何中心轴同轴设置；/n焊枪装置(25)左右对置设置为两套，焊枪装置(25)包括焊枪支撑架、焊枪(251)和坐标控制伸缩设置的焊枪伸缩控制机构，焊枪(251)通过焊枪伸缩控制机构安装在焊枪支撑架上，焊丝通过焊丝送丝机构穿入焊枪(251)内；/n自动焊接电控装置包括自动焊接控制器、钢管径向夹持定位控制回路、钢管旋转驱动控制回路、封板或锥头推送控制回路和焊接控制回路，自动焊接控制器分别与径向夹持伸缩控制部件(2222)、伸缩滑移驱动部件Ⅰ(231)、钢管锁紧机构、钢管旋转驱动电机(232)、焊枪伸缩控制机构、焊枪(251)电连接，自动焊接控制器与网架连杆自动焊接生产系统集中电控单元的中央控制器电连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种网架连杆自动焊接生产系统的自动焊接单元，其特征在于，自动焊接单元(2)包括焊接工作平台(21)、钢管径向夹持定位装置(22)、钢管旋转驱动装置(23)、封板或锥头推送装置(24)、焊枪装置(25)和自动焊接电控装置；
焊接工作平台(21)是长度方向沿左右方向设置的长平台结构；
钢管径向夹持定位装置(22)至少左右对称设置为两套，钢管径向夹持定位装置(22)包括安装在焊接工作平台(21)上的支撑底座(221)和安装在支撑底座(221)上的径向夹持定位机构(222)，径向夹持定位机构(222)包括对置设置的径向夹持定位部件(2221)和径向夹持伸缩控制部件(2222)，径向夹持定位部件(2221)包括夹持面，夹持面上均布设有多个滚动设置的夹持辊(2223)、且夹持辊(2223)的滚动中轴线沿左右方向设置，径向夹持定位部件(2221)在夹持状态时可以合毕并通过夹持面上的夹持辊(2223)夹持柱面结构；径向夹持伸缩控制部件(2222)的伸缩端与径向夹持定位部件(2221)安装连接、机体端与支撑底座(221)安装连接；
钢管旋转驱动装置(23)整体通过伸缩滑移驱动部件Ⅰ(231)滑移配合安装在焊接工作平台(21)上，钢管旋转驱动装置(23)包括用于对钢管工件(6)进行锁紧的钢管锁紧机构和控制钢管锁紧机构旋转的钢管旋转驱动电机(232)；
封板或锥头推送装置(24)左右对置设置为两套，两套封板或锥头推送装置(24)安装在焊接工作平台(21)上，封板或锥头推送装置(24)包括沿左右方向坐标控制伸缩设置的推送机构(242)和同轴安装在推送机构(242)伸缩端端部的推送部件(243)，推送机构(242)滚动配合安装在封板或锥头推送装置(24)的机体上、且推送部件(243)的几何中心轴与径向夹持定位部件(2221)的夹持几何中心轴同轴设置；
焊枪装置(25)左右对置设置为两套，焊枪装置(25)包括焊枪支撑架、焊枪(251)和坐标控制伸缩设置的焊枪伸缩控制机构，焊枪(251)通过焊枪伸缩控制机构安装在焊枪支撑架上，焊丝通过焊丝送丝机构穿入焊枪(251)内；
自动焊接电控装置包括自动焊接控制器、钢管径向夹持定位控制回路、钢管旋转驱动控制回路、封板或锥头推送控制回路和焊接控制回路，自动焊接控制器分别与径向夹持伸缩控制部件(2222)、伸缩滑移驱动部件Ⅰ(231)、钢管锁紧机构、钢管旋转驱动电机(232)、焊枪伸缩控制机构、焊枪(251)电连接，自动焊接控制器与网架连杆自动焊接生产系统集中电控单元的中央控制器电连接。


2.根据权利要求1所述的网架连杆自动焊接生产系统的自动焊接单元，其特征在于，自动焊接单元(2)在钢管上下线抓取码放机械臂(12)的工作范...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝新浦，
申请(专利权)人：徐州德坤电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32