專利名稱：變截面工字梁焊接成型設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接設(shè)備，尤其涉及一種適合于焊接變截面工字梁的成型設(shè)備。
背景技術(shù)：
由于半掛車與牽引車配合使用的結(jié)構(gòu)要求，半掛車大梁一般需設(shè)計(jì)成變截面工字 梁型式，這種工字梁因翼板隨腹板形狀變化而變化，其結(jié)構(gòu)不便于實(shí)行一次性焊接成型。目 前變截面工字梁的主要成型方式有兩種，分別是 翼板預(yù)變形——腹板對(duì)中——點(diǎn)焊——焊接成型模式。此模式雖然制作工藝簡(jiǎn) 單、對(duì)設(shè)備要求低、適合單件和非連續(xù)性生產(chǎn)；但是該模式受人為因素影響較大，產(chǎn)品質(zhì)量 一致性差；工件運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)多、存在不安全因素；需要壓彎、劃線、對(duì)中、點(diǎn)焊、焊接等多道工 序，生產(chǎn)效率低，不利于連續(xù)作業(yè)和批量生產(chǎn)。 型材工字梁挖去部分腹板——壓彎翼板——焊接成型模式。該模式充分利用原型 材工字梁形狀，焊接量小，幾乎不需要特殊設(shè)備。但是該模式受原型材斷面形狀、材質(zhì)限制 較大，只適用于部分半掛車；對(duì)于有指定要求的產(chǎn)品，幾乎沒有選擇的余地，限制了半掛車 的新產(chǎn)品開發(fā)。 綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的變截面工字梁成型設(shè)備存在如下不足 1、生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不高，該缺點(diǎn)在上述第一種模式中表現(xiàn)的較為明顯。 2、限制新產(chǎn)品開發(fā)，不能滿足日益增長的多樣化需要，該缺點(diǎn)在第二種模式中表
現(xiàn)較為明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其能夠解決現(xiàn)有技術(shù)存
在的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量低、產(chǎn)品種類有限難以滿足多樣化需求的問題。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其技術(shù)方案
包括用于將鋼板狀態(tài)的上翼板、下翼板和腹板焊接成型為工字梁的焊接裝置，用于驅(qū)動(dòng)焊
接過程中的工字梁和所述焊接裝置產(chǎn)生沿工字梁長度方向相對(duì)位移的驅(qū)動(dòng)裝置，用于確保
所述腹板和所述上翼板、所述下翼板垂直并且所述腹板的兩邊分別設(shè)于所述上翼板、所述
下翼板的中線位置的定位裝置，用于在焊接所述工字梁的變截面部分時(shí)壓彎所述下翼板使
所述焊接裝置能夠?qū)⑺龈拱宓囊贿吅附釉谒鱿乱戆宓闹芯€位置并且在焊接所述工字
梁的定截面部分時(shí)處于保壓狀態(tài)的下翼板壓彎裝置，用于控制所述驅(qū)動(dòng)裝置、下翼板壓彎
裝置的動(dòng)力部件的動(dòng)作順序及輸出功率的控制中心，以及一機(jī)架；其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置位于
所述上翼板的外側(cè)，所述下翼板壓彎裝置位于所述下翼板的外側(cè)，所述定位裝置位于對(duì)稱
于所述腹板并由所述上翼板、所述下翼板和所述腹板圍成的兩個(gè)槽形空間內(nèi)部，所述焊接
裝置的焊嘴位于所述上翼板和所述腹板的焊縫處及所述下翼板和所述腹板的焊縫處；并且
所述焊接裝置、所述驅(qū)動(dòng)裝置、所述定位裝置、所述下翼板壓彎裝置和/或所述控制中心架
設(shè)在所述機(jī)架上。
根據(jù)上述變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其中，還包括臺(tái)架，所述臺(tái)架包括用于承載
鋼板狀態(tài)的上翼板、下翼板和腹板的前臺(tái)架和用于承載已經(jīng)焊接完畢部分的工字梁的后臺(tái)架，所述前臺(tái)架和所述后臺(tái)架沿所述工字梁移動(dòng)的方向分別設(shè)在所述機(jī)架的兩側(cè)。 根據(jù)上述變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其中，還包括在焊接所述工字梁的變截面
部分的過程中當(dāng)下翼板壓彎裝置向所述下翼板施壓時(shí)防止所述工字梁突然竄動(dòng)作的縱向
跟蹤定位裝置；所述縱向跟蹤定位裝置設(shè)在所述后臺(tái)架上。 根據(jù)上述變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)、驅(qū)動(dòng)滾輪和
連接所述電機(jī)和所述驅(qū)動(dòng)滾輪的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述驅(qū)動(dòng)滾輪的軸線和在焊接過程中的所述上
翼板所在平面平行，并且所述驅(qū)動(dòng)滾輪的表面和焊接過程中的所述上翼板緊密貼合產(chǎn)生巨
大摩擦力以驅(qū)動(dòng)所述上翼板和所述焊接裝置產(chǎn)生沿工字梁長度方向相對(duì)位移。 根據(jù)上述變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其中，所述下翼板壓彎裝置包括壓彎油缸、
壓彎滾輪和壓彎滾輪框架，所述壓彎油缸的缸體固定設(shè)置在所述機(jī)架上，所述壓彎滾輪可
轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述壓彎滾輪框架中，所述壓彎滾輪的軸線和焊接過程中的下翼板所在平面平
行，并且所述壓彎滾輪的表面和焊接過程中的所述下翼板緊密貼合，所述壓彎油缸的活塞
桿和所述壓彎滾輪框架連接，所述壓彎滾輪框架可滑動(dòng)設(shè)置在所述機(jī)架上；所述壓彎油缸
和所述控制中心連接。 根據(jù)上述變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其中，所述定位裝置包括兩組滾壓組件，所述兩組滾壓組件沿焊接時(shí)的所述腹板的上下兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置在所述機(jī)架上，所述滾壓組件包括定位板、滾壓支座、夾持所述腹板實(shí)現(xiàn)對(duì)所述腹板定位的垂直滾輪和支持所述上翼板和所述下翼板對(duì)二者定位的水平滾輪；所述滾壓支座的一端定位于所述定位板上，其另一端連接所述垂直滾輪和水平滾輪，所述垂直滾輪的軸線和所述滾壓支座的軸線垂直，所述水平滾輪的軸線和所述滾壓支座的軸線平行，每組所述滾壓組件包括兩個(gè)滾壓支座，分設(shè)在所述定位板的兩端，所述的兩個(gè)滾壓支座上設(shè)置的水平滾輪分別支持所述上翼板和所述下翼板。 根據(jù)上述變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其中，所述焊接裝置包括兩個(gè)焊嘴，并且每個(gè)所述焊嘴的始端還設(shè)置一控制所述焊嘴和焊縫的距離的距離控制件，所述兩個(gè)焊嘴在所述距離控制件的控制下分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在所述上翼板和所述腹板、所述下翼板和所述腹板的焊縫處。 根據(jù)上述變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其中，所述縱向跟蹤定位裝置包括卡緊所述工字梁的末端防止所述工字梁在焊接變截面部分時(shí)產(chǎn)生竄動(dòng)作的卡緊件、跟蹤油缸、卡緊件支座、定位機(jī)架；所述跟蹤油缸和所述控制中心連接；所述卡緊件支座可滑動(dòng)設(shè)置在所述定位機(jī)架上，所述卡緊件設(shè)在所述卡緊件支座上，所述跟蹤油缸的活塞桿和所述卡緊件支座連接，所述跟蹤油缸的缸體固定設(shè)置在所述定位機(jī)架上。 根據(jù)上述變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其中，所述前臺(tái)架和后臺(tái)架還包括在所述驅(qū)動(dòng)裝置的作用下，便于上翼板、下翼板和腹板及已經(jīng)焊接完畢部分的工字梁移動(dòng)的臺(tái)架滾輪。 根據(jù)上述變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其中，沿所述定位板的長度方向設(shè)有一便于所述滾壓支座沿其移動(dòng)的定位孔，所述滾壓支座的一端緊固設(shè)置在所述定位孔中。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案能夠利用一獨(dú)立的焊接設(shè)備實(shí)現(xiàn)腹板定位、下翼板壓彎、工件驅(qū)動(dòng)、焊接跟蹤、壓力控制和集中控制各裝置驅(qū)動(dòng)源的動(dòng)作，在進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案 中，還可以實(shí)現(xiàn)縱向跟蹤、工件便捷移動(dòng)的功能。在將工件裝上該設(shè)備之后，工人只操作控 制中心即可。從上述分析可以得知本發(fā)明提供的變截面工字梁焊接成型設(shè)備能夠取得以下 有益效果 1、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量提高，將工件裝上該設(shè)備之后，在焊接過程基本可以實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)化作業(yè)，焊接裝置在和定位裝置上的工件發(fā)生相對(duì)位移的過程中，焊槍直接在接觸線 位置將上翼板、下翼板分別和腹板的兩邊焊接。在焊接過程中，工人操作控制中心即可，大 大減少了工人數(shù)量，并且同時(shí)對(duì)兩焊縫施焊，將腹板對(duì)中、工件進(jìn)給、下翼板壓彎、跟蹤焊接 等多道工序一次完成，因此效率大大提高。人為因素對(duì)焊接過程的影響同時(shí)也大大減少，因 此其產(chǎn)品質(zhì)量也得到了大大提高。 2、產(chǎn)品種類多樣化，可滿足多種型號(hào)工字梁的需要。本技術(shù)方案可焊接各種型號(hào) 的鋼板，因?yàn)槠涠ㄎ谎b置等都是開放式的，各裝置都是模塊化設(shè)計(jì)，因此其產(chǎn)品種類不受現(xiàn) 有型材規(guī)格的限制。


圖1為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)裝置、焊接裝置、下翼板壓彎裝置、定位裝置和機(jī)
架的位置關(guān)系示意圖； 圖3為圖2所示的K向視圖； 圖4為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的定位裝置、驅(qū)動(dòng)滾輪、壓彎滾輪及工字梁的位置關(guān)系 示意圖； 圖5為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的縱向跟蹤定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合

和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1所示，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例主要包括焊接裝置1、驅(qū)動(dòng)裝置、定位裝置3、下翼
板壓彎裝置4、控制中心5和縱向跟蹤定位裝置6、臺(tái)架7和機(jī)架9，臺(tái)架7包括兩份，分別
為前臺(tái)架和后臺(tái)架，焊接裝置1、驅(qū)動(dòng)裝置、定位裝置3和下翼板壓彎裝置4都架設(shè)于機(jī)架9
上。焊接裝置1用于將鋼板狀態(tài)的上翼板B1、下翼板B3和腹板B2焊接成型為工字梁，此處
的鋼板狀態(tài)的上翼板B1、下翼板B3和腹板B2為符合設(shè)計(jì)要求的板材在經(jīng)過切割、校平或者
銑邊等工序之后的鋼板。 驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)源為電機(jī)21，電機(jī)21通過控制線521和控制中心5連接，通過控 制中心5可以控制電機(jī)21的啟動(dòng)、制動(dòng)及轉(zhuǎn)速，驅(qū)動(dòng)裝置用于驅(qū)動(dòng)焊接過程中的工字梁和 焊接裝置1產(chǎn)生沿工字梁長度方向相對(duì)位移，驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)滾輪23在電機(jī)21的驅(qū)動(dòng)下 利用和上翼板B1之間的摩擦力，驅(qū)動(dòng)出于焊接過程中的工字梁移動(dòng)。在其他實(shí)施例中，驅(qū) 動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)源也可以為液壓馬達(dá)或者其他能量輸出裝置，驅(qū)動(dòng)裝置只要能夠使焊接裝置 和工字梁之間產(chǎn)生沿工字梁的長度方向的相對(duì)位移即可。在本優(yōu)選實(shí)施例中，在焊接成型 工字梁的過程中，工件是移動(dòng)的，而焊接裝置1則是固定的，在其他實(shí)施例中，使驅(qū)動(dòng)裝置 驅(qū)動(dòng)焊接裝置l，使焊接裝置的兩個(gè)焊嘴沿工字梁的兩條焊縫移動(dòng)，而工件固定，在這樣的情況下，則縱向跟蹤定位裝置則可以省略。例如使用一條形電磁特作為定位裝置，利用整流
器件將公共電網(wǎng)的交流電整流為直流電向電磁鐵供應(yīng)電力，上翼板B1、下翼板B3和腹板B2
將被緊緊的吸附其上，焊接裝置1可以設(shè)置在導(dǎo)軌上，利用液壓油缸作為驅(qū)動(dòng)源推動(dòng)焊接
裝置沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，帶動(dòng)焊接裝置的焊嘴沿工字梁上的兩條焊縫滑動(dòng)，這樣焊接裝置和設(shè)置
在定位裝置上的工字梁之間也就產(chǎn)生沿工字梁長度方向的相對(duì)位移。驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)源也
可以通過蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)使得焊接裝置和定位裝置之間產(chǎn)生相對(duì)位移。在工件固定的實(shí)施例
中，下翼板壓彎裝置4則需要與焊接裝置同步移動(dòng)，以使得在焊接工字梁的變截面部分時(shí)，
下翼板壓彎裝置在將下翼板B3壓彎之后，焊接裝置可以立即施焊。為了保證焊接裝置和下
翼板壓彎裝置同步移動(dòng)，可以將二者架設(shè)于同一導(dǎo)軌之后，利用同一驅(qū)動(dòng)源。 定位裝置3用于確保腹板B2和上翼板Bl 、下翼板B3垂直并且腹板B2的兩邊分別
設(shè)于上翼板B1、下翼板B3的中線位置。腹板B2的兩邊處于上翼板B1、下翼板B3的中線位
置以及腹板B2和上翼板Bl 、下翼板B3垂直是衡量工字梁質(zhì)量的核心指標(biāo)之一，因此定位裝
置3必須確保腹板B2和上翼板Bl、下翼板B3垂直并且腹板B2的兩邊分別設(shè)于上翼板Bl、
下翼板B3的中線位置。 下翼板壓彎裝置4用于在焊接所述工字梁的變截面部分時(shí)壓彎下翼板使焊接裝置1能夠?qū)⒏拱錌2的一邊焊接在下翼板B3的中線位置并且在焊接所述工字梁的定截面部分時(shí)處于保壓狀態(tài)，因?yàn)楸緝?yōu)選實(shí)施例能夠使得工字梁一次成型，下翼板B3在焊接之前沒有經(jīng)過壓彎，因此需要在焊接工字梁的變截面部分時(shí)需要將其壓彎，在焊接定截面部分時(shí)，下翼板壓彎裝置4對(duì)下翼板B3處于保壓狀態(tài)，并且可以和定位裝置3 —起對(duì)下翼板B3具有定位作用。在壓彎下翼板B3的過程中，顯然下翼板壓彎裝置4和下翼板B3之間也必須具有相對(duì)位移。 縱向跟蹤定位裝置6用于在焊接工字梁的變截面部分的過程中當(dāng)下翼板壓彎裝置4向下翼板B3施壓時(shí)防止工字梁突然竄動(dòng)作。在本優(yōu)選實(shí)施例中，工字梁在焊接過程中是運(yùn)動(dòng)的，當(dāng)焊接工字梁的變截面部分時(shí)，下翼板壓彎裝置4將對(duì)下翼板B3產(chǎn)生一個(gè)巨大的推力，該推力的一個(gè)分力將壓彎下翼板B3，使下翼板B3的中線和腹板B2的一邊緊密接觸方便焊接裝置1對(duì)二者的焊縫施焊，另一個(gè)分力將沿工字梁的長度方向推動(dòng)工字梁，由于該分力較大，可能導(dǎo)致工字梁在焊接變截面部分時(shí)產(chǎn)生竄動(dòng)作，影響焊接質(zhì)量，甚至無法施焊，這樣需要縱向跟蹤定位裝置6控制工字梁可能產(chǎn)生的竄動(dòng)作。在其他實(shí)施例中，如果定位裝置3能夠產(chǎn)生較大的反作用力足可以抵消下翼板壓彎裝置4沿工字梁長度方向產(chǎn)生的分力，則縱向跟蹤定位裝置6可以省略。 在工字梁焊接的開始階段，上翼板B1、下翼板B3和腹板B2往往較長，且呈長條形，一端懸空時(shí)易于變形，本優(yōu)選實(shí)施例的前臺(tái)架可以用于承載鋼板狀態(tài)的上翼板B1、下翼板B3和腹板B2。為了減少上翼板Bl、下翼板B3和腹板B2和臺(tái)架7之間的摩擦力，便于在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，上翼板Bl、下翼板B3和腹板B2向定位裝置3移動(dòng)，臺(tái)架7的上部還設(shè)有臺(tái)架滾輪71，優(yōu)選的是，多個(gè)臺(tái)架滾輪71的上表面和定位裝置3限定上翼板B1、下翼板B3和腹板B2的位置基本持平，使得上翼板Bl、下翼板B3和腹板B2在被焊接為一體之前幾乎不發(fā)生形變。因?yàn)楣ぷ至旱亩ń孛孑^長，因此在焊接變截面之前，已經(jīng)焊接完畢的定截面部分已經(jīng)很長，因此還設(shè)有后臺(tái)架，并且在該后臺(tái)架上沿工字梁從焊接裝置到縱向跟蹤定位裝置運(yùn)動(dòng)的方向也設(shè)置有臺(tái)架滾輪71。
控制中心5用于控制驅(qū)動(dòng)裝置、下翼板壓彎裝置4、縱向跟蹤定位裝置6 、焊接裝置1的動(dòng)力部件的動(dòng)作順序及輸出功率。上述動(dòng)力部件的動(dòng)作需要按照工序依次氣動(dòng)和制動(dòng)。在本優(yōu)選實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力部件，即驅(qū)動(dòng)源為電機(jī)21，下翼板壓彎裝置4的動(dòng)力部件為壓彎油缸41 (如圖2所示)，縱向跟蹤定位裝置6的動(dòng)力部件為跟蹤油缸62，因此電機(jī)21通過控制電線521和控制中心連接，控制電線521可以為電源線，也可以為控制信號(hào)線；壓彎油缸41和跟蹤油缸62都通過液壓膠管50和控制中心5連接。 焊接裝置1、驅(qū)動(dòng)裝置、定位裝置3、下翼板壓彎裝置4和控制中心5架設(shè)于機(jī)架9上。機(jī)架9為一框架式結(jié)構(gòu)。在其他實(shí)施例中，控制中心5設(shè)置另外的地方。
圖2、圖3和圖4說明了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)裝置、焊接裝置、下翼板壓彎裝置、定位裝置和機(jī)架的結(jié)構(gòu)形式和相互位置關(guān)系，下翼板壓彎裝置4包括壓彎油缸41、壓彎滾輪43和壓彎滾輪框架42，壓彎油缸41的缸體固定設(shè)置在機(jī)架9上，壓彎滾輪43可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在壓彎滾輪框架42中，壓彎滾輪43的軸線和焊接過程中的下翼板B3所在平面平行，并且壓彎滾輪43的表面和焊接過程中的下翼板B3緊密貼合，壓彎油缸41的活塞桿411和壓彎滾輪框架42連接，壓彎滾輪框架411可滑動(dòng)設(shè)置在機(jī)架9上。壓彎油缸41的活塞桿411驅(qū)動(dòng)壓彎滾輪框架42在機(jī)架9上移動(dòng)，壓彎滾輪43和定位裝置3的水平滾輪33分別從下翼板B3的兩側(cè)夾緊下翼板B3。在焊接工字梁的定截面部分時(shí)，活塞桿411伸出的長度不變，對(duì)下翼板B3處于保壓狀態(tài)使其的中線和腹板B2的一邊處于緊密接觸狀態(tài)以使得焊接裝置1的焊嘴12能夠?qū)υ摵缚p施焊。在焊接工字梁的變截面部分時(shí)，活塞桿411將伸出向下翼板B3施壓使其變形，定位裝置3的滾壓支座32將沿定位孔310滑動(dòng)或者在將要變截面部分時(shí)手動(dòng)操作夾緊下翼板B3的滾壓支座32使其向另一側(cè)滑動(dòng)。在變截面焊接完畢，如果需要?jiǎng)t可以再重新定位下翼板B3側(cè)的滾壓支座32，使該滾壓支座32上的水平滾輪33重新緊貼下翼板B3。 因?yàn)樾枰瑫r(shí)對(duì)腹板B2兩邊的焊縫施焊，因此焊接裝置1包括兩個(gè)焊嘴11，每個(gè)焊嘴11的始端還設(shè)置一控制焊嘴11和焊縫的距離控制件12，兩個(gè)焊嘴11在距離控制件12的控制下分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在上翼板Bl和腹板B2、下翼板B3和腹板B2的焊縫處。距離控制件12可以有多種實(shí)施例，可以為一根指針、一個(gè)滑輪或者支架，其能夠限定焊嘴11和焊縫的距離即可。在該優(yōu)選實(shí)施例中，距離控制件為分別和焊嘴11連接的指針。
驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)21 、驅(qū)動(dòng)滾輪23和連接電機(jī)21和驅(qū)動(dòng)滾輪23的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由減速箱25、皮帶輪22和皮帶24，減速箱25直接和電機(jī)21的輸出軸連接，皮帶輪22和減速箱25的輸出軸連接，驅(qū)動(dòng)滾輪23為兩個(gè)，二者之間也通過皮帶24和皮帶輪22連接，直接和減速箱25連接的皮帶輪22通過皮帶24和其中的一個(gè)驅(qū)動(dòng)滾輪23連接。電機(jī)21及減速箱25都設(shè)置在機(jī)架9上。驅(qū)動(dòng)滾輪23的軸線和在焊接過程中的上翼板Bl平行，并且驅(qū)動(dòng)滾輪23的表面和焊接過程中的上翼板緊密貼合產(chǎn)生巨大摩擦力以驅(qū)動(dòng)上翼板Bl和焊接裝置1產(chǎn)生沿工字梁長度方向相對(duì)位移。水平滾輪33可以使上翼板Bl和驅(qū)動(dòng)滾輪23緊密接觸，并產(chǎn)生壓力，因?yàn)轵?qū)動(dòng)滾輪23只可以轉(zhuǎn)動(dòng)，不可以平動(dòng)，因此上翼板Bl和驅(qū)動(dòng)滾輪23之間的壓力要么來自設(shè)定滾壓支座32的位置，要么來自下翼板壓彎裝置4的壓彎油缸41，并通過腹板B2傳遞過來。驅(qū)動(dòng)滾輪23轉(zhuǎn)動(dòng)之后，通過摩擦力帶動(dòng)上翼板B1運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樯弦戆錌1、腹板B2和下翼板B3已經(jīng)有一端焊接為一體，因此其可以驅(qū)動(dòng)整個(gè)工件運(yùn)動(dòng)。
定位裝置3的主要部分都位于對(duì)稱于腹板B2的兩個(gè)槽形空間內(nèi)部，其包括四組滾壓組件，滾壓組件沿焊接時(shí)的腹板B2的上下兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置在機(jī)架9上，滾壓組件包括定位板31、滾壓支座32、夾持腹板B2實(shí)現(xiàn)對(duì)腹板B2定位的垂直滾輪34和支持上翼板Bl和下翼板B3對(duì)二者定位的水平滾輪33。在其他實(shí)施例中，滾壓組件可以在腹板B2的上下兩側(cè)各設(shè)置一組，為了定位效果更好，使得工件在焊接過程中更容易平移，在本優(yōu)選實(shí)施例中，滾壓組件為四組。 滾壓支座32的一端定位于定位板31上，其另一端連接垂直滾輪34和水平滾輪33，垂直滾輪34的軸線和滾壓支座32的軸線垂直，水平滾輪33的軸線和滾壓支座32的軸線平行，每組滾壓組件包括兩個(gè)滾壓支座32，分設(shè)在定位板31的兩端，兩個(gè)滾壓支座上設(shè)置的水平滾輪33分別支持上翼板Bl和下翼板B3，定位板31通過緊固件35設(shè)置于機(jī)架9上。滾壓支座32可沿定位孔310移動(dòng)，并可以固定與定位孔310的任何一個(gè)位置，該設(shè)計(jì)可以使得本優(yōu)選實(shí)施例焊接不同規(guī)格的工字梁，當(dāng)焊接腹板B2的寬度較小的工字梁時(shí)，將下翼板B3側(cè)的滾壓支座32向上翼板Bl移動(dòng)然后固定即可，滾壓支座32的上下兩部分是通過螺紋連接并固定于定位孔310中的，因此可以通過調(diào)節(jié)螺紋連接的長度改變上下對(duì)稱設(shè)置的垂直滾輪之間的距離，進(jìn)而可用于夾緊定位不同厚度的腹板B2。在焊接工件的變截面時(shí)，則一定要移動(dòng)下翼板B3側(cè)的滾壓支座。 圖5說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的縱向跟蹤定位裝置，該裝置主要用于防止在焊接變截面時(shí)工字梁的竄動(dòng)作。縱向跟蹤定位裝置6包括卡緊工字梁的末端防止工字梁在焊接變截面部分時(shí)產(chǎn)生竄動(dòng)作的卡緊件63、跟蹤油缸62、卡緊件支座64、定位機(jī)架61，定位機(jī)架61設(shè)在后臺(tái)架上，跟蹤油缸的活塞桿621通過驅(qū)動(dòng)連接板68和卡緊件支座連接，為了操作方便及降低成本，本優(yōu)選實(shí)施例的縱向跟蹤定位裝置6還包括卡緊件63的控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)主要包括棘輪67、棘爪66和拉伸彈簧65。卡緊件支座64可滑動(dòng)設(shè)置在定位機(jī)架61上，跟蹤油缸62的缸體固定設(shè)置于定位機(jī)架61上。圖5說明了卡緊件63、卡緊件支座64和控制機(jī)構(gòu)在定位機(jī)架61上的不同位置。卡緊件63的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為一能夠限制工字梁的端部竄動(dòng)作的擋板即可，其主要作用就是在工字梁的端部施加一個(gè)外力，以抵消下翼板壓彎裝置4在工字梁長度方向上的分力。卡緊件63和棘輪67同軸固接，并且二者的連接軸可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在卡緊件支座64上。在將要焊接工字梁的變截面部分時(shí)，活塞桿621伸出，卡緊件63處于直立狀態(tài)，棘爪66插入棘輪67的下部齒槽中，卡緊件63主動(dòng)阻擋工字梁的端部并保持一定的壓力。然后隨著工字梁的移動(dòng)，活塞桿621縮回至缸體中，其縮回速度和驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的工字梁的移動(dòng)速度基本相等。在變截面焊接完畢，操作棘爪66脫離棘輪67下部的齒槽，因?yàn)楣ぷ至阂恢痹谝苿?dòng)，其對(duì)作為卡緊件63的擋板存在一個(gè)推力，這時(shí)卡緊件63被旋轉(zhuǎn)推至水平位置，并帶動(dòng)同軸連接的棘輪67旋轉(zhuǎn)， 一直旋轉(zhuǎn)至棘爪66插入棘輪67上部的齒槽中。這時(shí)又將焊接工字梁的定截面的窄部分，壓彎油缸也由變截面部分時(shí)的加壓狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槎ń孛娴谋籂顟B(tài)。因?yàn)榭ňo件63易被旋轉(zhuǎn)至水平位置，這時(shí)工字梁可自然從其上滑過。在其他實(shí)施例中，控制機(jī)構(gòu)可以省略，直接將活塞桿621與卡緊件支座64連接，卡緊件63不會(huì)旋轉(zhuǎn)，而是固接于卡緊件支座64上，跟蹤油缸62的軸線和工字梁基本處于同一水平面。從焊接變截面開始一直到定截面的窄部分焊接完畢，工字梁的端部始終受卡緊件63的控制，該設(shè)計(jì)將要求跟蹤油缸62的行程非常大，至少等于工字梁的變截面和定截面窄部分的長度之和。的優(yōu)選實(shí)施例節(jié)省了大量的人工，在設(shè)定完畢工件之后，基本操作控制中心5即可。在應(yīng)用本優(yōu)選實(shí)施例時(shí)，根據(jù)工件的規(guī)格調(diào)整好定位裝置3中的滾壓支座32的上下間隔距離以及左右間隔距離，將工件的一端放入定位裝置3中，另一端置于臺(tái)架7上，設(shè)定好壓彎油缸41處于壓緊下翼板B3的保壓狀態(tài)時(shí)的活塞桿411的長度，打開焊接裝置l，使焊嘴12對(duì)兩條焊縫同時(shí)施焊，在焊接一部分之后，氣動(dòng)電機(jī)21驅(qū)動(dòng)上翼板B1移動(dòng)，這樣才能使上翼板B1、腹板B2和下翼板B3同時(shí)移動(dòng)。在焊接工字梁的定截面的寬部分時(shí)，壓彎油缸41 一直處于保壓狀態(tài)，在接近焊接變截面時(shí)，跟蹤油缸62的活塞桿621伸出，卡緊件63以適度的阻力卡緊工字梁的端部，活塞桿621隨著工字梁的前進(jìn)向回收縮，焊嘴12在距離控制件11的控制下始終和焊縫保持適當(dāng)距離。焊接變截面時(shí)，則需要操作壓彎油缸41使其對(duì)下翼板B3處于加壓狀態(tài)。在變截面焊接完畢，操作棘爪66，卡緊件63旋轉(zhuǎn)至水平位置，工字梁從其上滑過。這時(shí)開始焊接定截面的窄部分，操作控制中心5使壓彎油缸41回復(fù)保壓狀態(tài)，直至工件被焊接完畢。 綜上所述，本發(fā)明的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量將得到大大提高，在焊接過程中，工人操作控制中心即可，大大減少了工人數(shù)量，并且同時(shí)對(duì)兩焊縫施焊，將腹板對(duì)中、工件進(jìn)給、下翼板壓彎、跟蹤焊接等多道工序一次完成；產(chǎn)品種類多樣化，可滿足多種型號(hào)工字梁的需要。可焊接各種型號(hào)的鋼板，定位裝置等都是開放式的，各裝置都是模塊化設(shè)計(jì)，因此其產(chǎn)品種類不受現(xiàn)有型材規(guī)格的限制。 然而以上所述僅為本發(fā)明的較優(yōu)實(shí)施例，并非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，故凡運(yùn)用發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
10
權(quán)利要求
一種變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其特征在于，包括用于將鋼板狀態(tài)的上翼板、下翼板和腹板焊接成型為工字梁的焊接裝置，用于驅(qū)動(dòng)焊接過程中的工字梁和所述焊接裝置產(chǎn)生沿工字梁長度方向相對(duì)位移的驅(qū)動(dòng)裝置，用于確保所述腹板和所述上翼板、所述下翼板垂直并且所述腹板的兩邊分別設(shè)于所述上翼板、所述下翼板的中線位置的定位裝置，用于在焊接所述工字梁的變截面部分時(shí)壓彎所述下翼板使所述焊接裝置能夠?qū)⑺龈拱宓囊贿吅附釉谒鱿乱戆宓闹芯€位置并且在焊接所述工字梁的定截面部分時(shí)處于保壓狀態(tài)的下翼板壓彎裝置，用于控制所述驅(qū)動(dòng)裝置、下翼板壓彎裝置的動(dòng)力部件的動(dòng)作順序及輸出功率的控制中心，以及一機(jī)架；其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置位于所述上翼板的外側(cè)，所述下翼板壓彎裝置位于所述下翼板的外側(cè)，所述定位裝置位于對(duì)稱于所述腹板并由所述上翼板、所述下翼板和所述腹板圍成的兩個(gè)槽形空間內(nèi)部，所述焊接裝置的焊嘴位于所述上翼板和所述腹板的焊縫處及所述下翼板和所述腹板的焊縫處；并且所述焊接裝置、所述驅(qū)動(dòng)裝置、所述定位裝置、所述下翼板壓彎裝置和/或所述控制中心架設(shè)在所述機(jī)架上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其特征在于，還包括臺(tái)架，所述臺(tái)架包括用于承載鋼板狀態(tài)的上翼板、下翼板和腹板的前臺(tái)架和用于承載已經(jīng)焊接完畢部分的工字梁的后臺(tái)架，所述前臺(tái)架和所述后臺(tái)架沿所述工字梁移動(dòng)的方向分別設(shè)在所述機(jī)架的兩側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其特征在于，還包括在焊接所述工字梁的變截面部分的過程中當(dāng)下翼板壓彎裝置向所述下翼板施壓時(shí)防止所述工字梁突然竄動(dòng)作的縱向跟蹤定位裝置；所述縱向跟蹤定位裝置設(shè)在所述后臺(tái)架上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)、驅(qū)動(dòng)滾輪和連接所述電機(jī)和所述驅(qū)動(dòng)滾輪的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述驅(qū)動(dòng)滾輪的軸線和在焊接過程中的所述上翼板所在平面平行，并且所述驅(qū)動(dòng)滾輪的表面和焊接過程中的所述上翼板緊密貼合產(chǎn)生巨大摩擦力以驅(qū)動(dòng)所述上翼板和所述焊接裝置產(chǎn)生沿工字梁長度方向相對(duì)位移。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其特征在于，所述下翼板壓彎裝置包括壓彎油缸、壓彎滾輪和壓彎滾輪框架，所述壓彎油缸的缸體固定設(shè)置在所述機(jī)架上，所述壓彎滾輪可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述壓彎滾輪框架中，所述壓彎滾輪的軸線和焊接過程中的下翼板所在平面平行，并且所述壓彎滾輪的表面和焊接過程中的所述下翼板緊密貼合，所述壓彎油缸的活塞桿和所述壓彎滾輪框架連接，所述壓彎滾輪框架可滑動(dòng)設(shè)置在所述機(jī)架上；所述壓彎油缸和所述控制中心連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其特征在于，所述定位裝置包括兩組滾壓組件，所述兩組滾壓組件沿焊接時(shí)的所述腹板的上下兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置在所述機(jī)架上，所述滾壓組件包括定位板、滾壓支座、夾持所述腹板實(shí)現(xiàn)對(duì)所述腹板定位的垂直滾輪和支持所述上翼板和所述下翼板對(duì)二者定位的水平滾輪；所述滾壓支座的一端定位于所述定位板上，其另一端連接所述垂直滾輪和水平滾輪，所述垂直滾輪的軸線和所述滾壓支座的軸線垂直，所述水平滾輪的軸線和所述滾壓支座的軸線平行，每組所述滾壓組件包括兩個(gè)滾壓支座，分設(shè)在所述定位板的兩端，所述的兩個(gè)滾 壓支座上設(shè)置的水平滾輪分別支持所述上翼板和所述下翼板。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其特征在于，所述焊接裝置包 括兩個(gè)焊嘴，并且每個(gè)所述焊嘴的始端還設(shè)置一控制所述焊嘴和焊縫的距離的距離控制 件，所述兩個(gè)焊嘴在所述距離控制件的控制下分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在所述上翼板和所述腹板、所 述下翼板和所述腹板的焊縫處。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其特征在于，所述縱向跟蹤定 位裝置包括卡緊所述工字梁的末端防止所述工字梁在焊接變截面部分時(shí)產(chǎn)生竄動(dòng)作的卡 緊件、跟蹤油缸、卡緊件支座、定位機(jī)架；所述跟蹤油缸和所述控制中心連接；所述卡緊件支座可滑動(dòng)設(shè)置在所述定位機(jī)架上，所述卡緊件設(shè)在所述卡緊件支座上， 所述跟蹤油缸的活塞桿和所述卡緊件支座連接，所述跟蹤油缸的缸體固定設(shè)置在所述定位 機(jī)架上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其特征在于，所述前臺(tái)架和后 臺(tái)架還包括在所述驅(qū)動(dòng)裝置的作用下，便于上翼板、下翼板和腹板及已經(jīng)焊接完畢部分的 工字梁移動(dòng)的臺(tái)架滾輪。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的變截面工字梁焊接成型設(shè)備，其特征在于，沿所述定位板的長度方向設(shè)有一便于所述滾壓支座沿其移動(dòng)的定位孔，所述滾壓支座的一端緊固設(shè)置在所 述定位孔中。
全文摘要
一種變截面工字梁焊接成型設(shè)備，包括焊接裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、定位裝置、下翼板壓彎裝置、用于控制所述驅(qū)動(dòng)裝置、下翼板壓彎裝置的動(dòng)力部件的動(dòng)作順序及輸出功率的控制中心，以及一機(jī)架；所述焊接裝置、所述驅(qū)動(dòng)裝置、所述定位裝置、所述下翼板壓彎裝置和/或所述控制中心架設(shè)于所述機(jī)架上。本發(fā)明能夠提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)品種類，其產(chǎn)品種類不受現(xiàn)有型材規(guī)格的限制。
文檔編號(hào)B23K37/04GK101745764SQ200810175998
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月1日
發(fā)明者劉曉晨, 史衛(wèi)黨, 張家境 申請(qǐng)人:中國國際海運(yùn)集裝箱(集團(tuán))股份有限公司;中集車輛(集團(tuán))有限公司;深圳中集專用車有限公司