本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)焊接，尤其是涉及一種多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置。

背景技術(shù)：

1、鋼結(jié)構(gòu)焊接是將金屬結(jié)構(gòu)件通過焊接工藝連接在一起的過程，廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、船舶、機(jī)械制造等領(lǐng)域。它涉及到使用高溫使材料局部熔化，并在冷卻后形成永久性接頭。鋼結(jié)構(gòu)焊接的質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，因此對(duì)焊接技術(shù)和焊工的技能要求非常高。現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)的焊接方法包括：

2、手工電弧焊(smaw)：也稱為焊條電弧焊，是最常見的焊接方法之一。使用帶藥皮的焊條，在焊接過程中藥皮熔化產(chǎn)生保護(hù)氣體和熔渣，防止空氣中的氧氣和氮?dú)鈱?duì)焊縫的影響。

3、氣體保護(hù)焊(gmaw/mig和fcaw)：mig焊(金屬惰性氣體焊)：使用連續(xù)送絲和惰性氣體(如氬氣)作為保護(hù)氣體，適用于薄板和中厚板焊接。

4、fcaw(藥芯焊絲氣體保護(hù)焊)：使用藥芯焊絲，能夠在惡劣環(huán)境下工作，具有較高的焊接速度和較好的抗風(fēng)能力。

5、埋弧焊(saw)：通過自動(dòng)或半自動(dòng)設(shè)備進(jìn)行，利用顆粒狀焊劑覆蓋焊縫，防止氧化并提高焊接質(zhì)量，適合厚板和長焊縫。

6、等離子弧焊(paw)：利用高溫等離子弧進(jìn)行焊接，適用于精密焊接和高要求的場(chǎng)合。

7、電阻焊(rsp)：包括點(diǎn)焊、縫焊等，適用于薄板和重復(fù)性高的焊接任務(wù)。

8、但是現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)焊接通常采用人工焊接，效率地下，隨著智能機(jī)械的發(fā)展，通過多自由度機(jī)械臂夾持焊接頭代替人工，大大提高了焊接的效率，但是機(jī)械臂為智能機(jī)器人領(lǐng)域，大量采用成本非常高，不利用大規(guī)模的焊接使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置，代替機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的焊接操作，具有升降、前后左右移動(dòng)、擺動(dòng)、俯仰、轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)的功能，同時(shí)能夠夾持不同的焊接頭，適用性更高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單降低成本的同時(shí)提高焊接的效率。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置，包括底箱，底箱上設(shè)置有透明罩，透明罩內(nèi)設(shè)置有具有高度調(diào)節(jié)功能和橫向移動(dòng)功能的龍門架機(jī)構(gòu)，透明罩上設(shè)置有用于鋼結(jié)構(gòu)工件進(jìn)入的進(jìn)口，進(jìn)口處設(shè)置有用于密封的閉合結(jié)構(gòu)，底箱內(nèi)設(shè)置有與透明罩內(nèi)連通的有害氣體凈化結(jié)構(gòu)；

3、龍門架機(jī)構(gòu)包括側(cè)架，側(cè)架通過橫移結(jié)構(gòu)與底箱連接，側(cè)架通過高度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與頂架連接，頂架依次通過縱移結(jié)構(gòu)、擺動(dòng)結(jié)構(gòu)、俯仰結(jié)構(gòu)、自轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與夾持結(jié)構(gòu)連接，夾持結(jié)構(gòu)上設(shè)置有焊接頭、焊縫追蹤視覺傳感器，縱移結(jié)構(gòu)的移動(dòng)方向與橫移結(jié)構(gòu)的移動(dòng)方向在平行于底箱的平面內(nèi)相互垂直。

4、優(yōu)選的，閉合結(jié)構(gòu)包括閉合門，閉合門擋設(shè)于透明罩的進(jìn)口處，閉合門的四周邊緣設(shè)置有一層密封圈，閉合門通過密封圈與透明罩連接，閉合門的長度大于進(jìn)口的長度，閉合門的寬度大于進(jìn)口的寬度；

5、閉合門的頂端設(shè)置有連接板，透明罩的頂端設(shè)置頂板，頂板上設(shè)置有電動(dòng)液壓缸，電動(dòng)液壓缸的液壓桿貫穿頂板后與連接板的頂端連接。

6、優(yōu)選的，橫移結(jié)構(gòu)包括對(duì)稱設(shè)置于底箱頂端的伺服電機(jī)一，伺服電機(jī)一的輸出軸與絲杠一的一端連接，絲杠一的另一端貫穿側(cè)架后與設(shè)置于底箱上的轉(zhuǎn)動(dòng)座一轉(zhuǎn)動(dòng)連接，絲杠一與側(cè)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，側(cè)架的底端設(shè)置有滑塊一，底箱的底端設(shè)置有與滑塊一相適配的滑槽，滑塊一設(shè)置于滑槽內(nèi)并與滑槽滑動(dòng)連接。

7、優(yōu)選的，高度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括對(duì)稱設(shè)置于側(cè)架內(nèi)側(cè)的伺服電機(jī)二，伺服電機(jī)二的輸出軸與絲杠二的一端連接，絲杠二的另一端貫穿頂架后與設(shè)置于側(cè)架上的轉(zhuǎn)動(dòng)座二轉(zhuǎn)動(dòng)連接，絲杠二與頂架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，頂架的兩端設(shè)置有滑塊二，側(cè)架的內(nèi)側(cè)設(shè)置有與滑塊二相適配的滑動(dòng)槽，滑塊二設(shè)置于滑動(dòng)槽內(nèi)并與滑動(dòng)槽滑動(dòng)連接。

8、優(yōu)選的，縱移結(jié)構(gòu)包括對(duì)稱設(shè)置于頂架兩側(cè)的伺服電機(jī)三，伺服電機(jī)三的輸出軸與絲杠三的一端連接，絲杠三的另一端貫穿縱移桿后與設(shè)置于頂架上的轉(zhuǎn)動(dòng)座三轉(zhuǎn)動(dòng)連接，絲杠三與縱移桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接，縱移桿上設(shè)置有滑塊三，頂架的兩側(cè)設(shè)置有與滑塊三相適配的滑移槽，滑塊三設(shè)置于滑移槽內(nèi)并與滑移槽滑動(dòng)連接。

9、優(yōu)選的，擺動(dòng)結(jié)構(gòu)包括對(duì)稱設(shè)置于縱移桿端頭的擺動(dòng)板，擺動(dòng)板設(shè)置于縱移桿遠(yuǎn)離頂架的一端，擺動(dòng)板內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有擺動(dòng)臂，擺動(dòng)臂通過擺動(dòng)軸與擺動(dòng)板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，擺動(dòng)板上設(shè)置有伺服電機(jī)四，伺服電機(jī)四的輸出軸貫穿擺動(dòng)板后與擺動(dòng)軸連接。

10、優(yōu)選的，俯仰結(jié)構(gòu)包括對(duì)稱設(shè)置于擺動(dòng)臂端頭的俯仰板，俯仰板設(shè)置于擺動(dòng)臂遠(yuǎn)離縱移桿的一端，俯仰板內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有俯仰臂，俯仰臂通過俯仰軸與俯仰板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，俯仰板上設(shè)置有伺服電機(jī)五，伺服電機(jī)五的輸出軸貫穿俯仰板后與俯仰軸連接。

11、優(yōu)選的，自轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于俯仰臂端頭的伺服電機(jī)六，伺服電機(jī)六設(shè)置于俯仰臂遠(yuǎn)離擺動(dòng)臂的一端，伺服電機(jī)六的輸出軸與夾持結(jié)構(gòu)連接。

12、優(yōu)選的，夾持結(jié)構(gòu)包括固定板，固定板的一側(cè)與伺服電機(jī)六的輸出軸連接，固定板的另一側(cè)設(shè)置有夾持板一和夾持板二，夾持板一與固定板固定連接，夾持板二上設(shè)置有滑動(dòng)塊，固定板上設(shè)置有與滑動(dòng)塊相適配的凹槽，滑動(dòng)塊設(shè)置于凹槽內(nèi)并與凹槽滑動(dòng)連接；

13、固定板上設(shè)置有安裝座，安裝座上設(shè)置有伺服電機(jī)七，伺服電機(jī)七的輸出軸與螺紋柱的一端連接，螺紋柱的另一端貫穿夾持板二后與夾持板一轉(zhuǎn)動(dòng)連接，螺紋柱通過螺紋與夾持板二連接，夾持板一與夾持板二之間夾持有焊接頭或焊縫追蹤視覺傳感器。

14、優(yōu)選的，焊縫追蹤視覺傳感器為雙目相機(jī)，雙目相機(jī)通過無線通信與上位機(jī)連接。

15、優(yōu)選的，有害氣體凈化結(jié)構(gòu)包括對(duì)稱設(shè)置于底箱內(nèi)部的兩組連通管組，其中一組連通管組通過抽氣機(jī)與有害氣體收集箱連通，另外一組連通管組通過吸氣機(jī)與底箱外部連通；

16、連通管組包括若干與透明罩內(nèi)連通的連接管一，連接管一均與連接管二連接，連接管二通過連接管三與抽氣機(jī)或吸氣機(jī)連接。

17、因此，本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)的一種多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置，具有以下有益效果：

18、(1)本發(fā)明橫移結(jié)構(gòu)、高度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)、縱移結(jié)構(gòu)、擺動(dòng)結(jié)構(gòu)、俯仰結(jié)構(gòu)、自轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)配合夾持結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)焊接頭的前后左右移動(dòng)、升降、擺動(dòng)、俯仰調(diào)節(jié)以及自轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜焊接，代替機(jī)械手，夾持結(jié)構(gòu)可夾持多種焊接頭，更加方便；

19、(2)本發(fā)明中的裝置整體采用板材制件、伺服電機(jī)、液壓缸及其現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，與機(jī)械臂相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的同時(shí)，能夠降低成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)多功能焊接，適用性更高。

20、下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

技術(shù)特征：

1.一種多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置，其特征在于：包括底箱，底箱上設(shè)置有透明罩，透明罩內(nèi)設(shè)置有具有高度調(diào)節(jié)功能和橫向移動(dòng)功能的龍門架機(jī)構(gòu)，透明罩上設(shè)置有用于鋼結(jié)構(gòu)工件進(jìn)入的進(jìn)口，進(jìn)口處設(shè)置有用于密封的閉合結(jié)構(gòu)，底箱內(nèi)設(shè)置有與透明罩內(nèi)連通的有害氣體凈化結(jié)構(gòu)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置，其特征在于：閉合結(jié)構(gòu)包括閉合門，閉合門擋設(shè)于透明罩的進(jìn)口處，閉合門的四周邊緣設(shè)置有一層密封圈，閉合門通過密封圈與透明罩連接，閉合門的長度大于進(jìn)口的長度，閉合門的寬度大于進(jìn)口的寬度；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置，其特征在于：橫移結(jié)構(gòu)包括對(duì)稱設(shè)置于底箱頂端的伺服電機(jī)一，伺服電機(jī)一的輸出軸與絲杠一的一端連接，絲杠一的另一端貫穿側(cè)架后與設(shè)置于底箱上的轉(zhuǎn)動(dòng)座一轉(zhuǎn)動(dòng)連接，絲杠一與側(cè)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，側(cè)架的底端設(shè)置有滑塊一，底箱的底端設(shè)置有與滑塊一相適配的滑槽，滑塊一設(shè)置于滑槽內(nèi)并與滑槽滑動(dòng)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置，其特征在于：高度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括對(duì)稱設(shè)置于側(cè)架內(nèi)側(cè)的伺服電機(jī)二，伺服電機(jī)二的輸出軸與絲杠二的一端連接，絲杠二的另一端貫穿頂架后與設(shè)置于側(cè)架上的轉(zhuǎn)動(dòng)座二轉(zhuǎn)動(dòng)連接，絲杠二與頂架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，頂架的兩端設(shè)置有滑塊二，側(cè)架的內(nèi)側(cè)設(shè)置有與滑塊二相適配的滑動(dòng)槽，滑塊二設(shè)置于滑動(dòng)槽內(nèi)并與滑動(dòng)槽滑動(dòng)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置，其特征在于：縱移結(jié)構(gòu)包括對(duì)稱設(shè)置于頂架兩側(cè)的伺服電機(jī)三，伺服電機(jī)三的輸出軸與絲杠三的一端連接，絲杠三的另一端貫穿縱移桿后與設(shè)置于頂架上的轉(zhuǎn)動(dòng)座三轉(zhuǎn)動(dòng)連接，絲杠三與縱移桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接，縱移桿上設(shè)置有滑塊三，頂架的兩側(cè)設(shè)置有與滑塊三相適配的滑移槽，滑塊三設(shè)置于滑移槽內(nèi)并與滑移槽滑動(dòng)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置，其特征在于：擺動(dòng)結(jié)構(gòu)包括對(duì)稱設(shè)置于縱移桿端頭的擺動(dòng)板，擺動(dòng)板設(shè)置于縱移桿遠(yuǎn)離頂架的一端，擺動(dòng)板內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有擺動(dòng)臂，擺動(dòng)臂通過擺動(dòng)軸與擺動(dòng)板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，擺動(dòng)板上設(shè)置有伺服電機(jī)四，伺服電機(jī)四的輸出軸貫穿擺動(dòng)板后與擺動(dòng)軸連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置，其特征在于：俯仰結(jié)構(gòu)包括對(duì)稱設(shè)置于擺動(dòng)臂端頭的俯仰板，俯仰板設(shè)置于擺動(dòng)臂遠(yuǎn)離縱移桿的一端，俯仰板內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有俯仰臂，俯仰臂通過俯仰軸與俯仰板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，俯仰板上設(shè)置有伺服電機(jī)五，伺服電機(jī)五的輸出軸貫穿俯仰板后與俯仰軸連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置，其特征在于：自轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于俯仰臂端頭的伺服電機(jī)六，伺服電機(jī)六設(shè)置于俯仰臂遠(yuǎn)離擺動(dòng)臂的一端，伺服電機(jī)六的輸出軸與夾持結(jié)構(gòu)連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置，其特征在于：夾持結(jié)構(gòu)包括固定板，固定板的一側(cè)與伺服電機(jī)六的輸出軸連接，固定板的另一側(cè)設(shè)置有夾持板一和夾持板二，夾持板一與固定板固定連接，夾持板二上設(shè)置有滑動(dòng)塊，固定板上設(shè)置有與滑動(dòng)塊相適配的凹槽，滑動(dòng)塊設(shè)置于凹槽內(nèi)并與凹槽滑動(dòng)連接；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置，其特征在于：焊縫追蹤視覺傳感器為雙目相機(jī)，雙目相機(jī)通過無線通信與上位機(jī)連接。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置，其特征在于：有害氣體凈化結(jié)構(gòu)包括對(duì)稱設(shè)置于底箱內(nèi)部的兩組連通管組，其中一組連通管組通過抽氣機(jī)與有害氣體收集箱連通，另外一組連通管組通過吸氣機(jī)與底箱外部連通；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置，屬于鋼結(jié)構(gòu)焊接領(lǐng)域，包括底箱，底箱上設(shè)置有透明罩，透明罩內(nèi)設(shè)置有具有高度調(diào)節(jié)功能和橫向移動(dòng)功能的龍門架機(jī)構(gòu)，透明罩上設(shè)置有用于鋼結(jié)構(gòu)工件進(jìn)入的進(jìn)口，進(jìn)口處設(shè)置有用于密封的閉合結(jié)構(gòu)，底箱內(nèi)設(shè)置有與透明罩內(nèi)連通的有害氣體凈化結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)的一種多功能鋼結(jié)構(gòu)焊接裝置，代替機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的焊接操作，具有升降、前后左右移動(dòng)、擺動(dòng)、俯仰、轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)的功能，同時(shí)能夠夾持不同的焊接頭，適用性更高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單降低成本的同時(shí)提高焊接的效率。

技術(shù)研發(fā)人員：王偉亮,劉欣,葛占偉,王彥秋,尤宏波,張瑜,鐘福臣
受保護(hù)的技術(shù)使用者：吉林省金安達(dá)建筑工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28