一种金属屋面自动缝焊机的制作方法

本发明涉及一种用于金属屋面板的自动电阻缝焊机，属于自动焊接机设备技术领域。

背景技术：

随着建筑技术的进步，在各种建筑中大量采用钢结构是一种发展趋势。在钢结构屋面盖板时，相邻面板之间、以及面板与支架之间的有效连接问题日益凸显。传统的连接结构多采用咬合锁扣形式，这种形式结构复杂、机械强度低，同时完工后产品的防水性能差，因此采用焊接结构就成为更加合理的选择。但是目前没有专用的金属屋面自动缝焊机，需要人工进行焊接，人工焊接费时、费力，焊接质量还会随着焊工技术水平的高低发生变化，不能满足高质量要求的钢结构建筑屋面的需要，必须加以有效改进。在这种情况下，用自动焊接机替代人工焊接是十分必要的，因此设计和开发用于金属屋面的自动焊缝机是亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种金属屋面自动缝焊机，这种自动焊缝机能够对钢结构金属屋面相邻面板之间连接处进行自动焊接，在加快焊接速度的同时能够保证焊接质量，解决钢结构建筑的金属屋面的结构与质量问题。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种金属屋面自动焊缝机，它由控制箱和焊接机头两部分组成，焊接机头包括机头框架、焊接变压器、电机和减速器、传动装置、焊接机构、机头行走机构、加压机构，焊接变压器、电机和减速器以及各个机构安装在机头框架上，焊接变压器与焊接机构相连接，电机和减速器与传动装置相连接，传动装置分别与机头行走机构和焊接机构相连接，焊接机构的两个焊接轮分别位于工件的两侧，两个焊接轮的轮缘与工件相对，加压机构与焊接机构相连接，控制箱与焊接机头的各个部分通过控制导线相连接。

上述金属屋面自动焊缝机，所述传动装置包括同步带轮组、主轴、蜗轮蜗杆副、传动轴组、链轮链条组，电机和减速器与同步带轮组相连接，同步带轮组与主轴的一端相连接，主轴的另一端安装两组蜗轮蜗杆副，两组蜗轮蜗杆副分别与两组传动轴组相连接，两组传动轴组分别通过两组链轮链条组与焊接机构和机头行走机构相连接。

上述金属屋面自动焊缝机，所述焊接机构由两组导电轴座、导电轴、焊接轮组成，两组导电轴座、导电轴、焊接轮平行相对，分别位于焊接工件的两侧，焊接变压器次级线圈通过导线与导电轴座相连接，导电轴座内装有导电轴，导电轴与导电轴座为可转动的导电连接，焊接轮安装在导电轴底端，导电轴上装配有链轮，传动装置的一组链轮链条组分别与两个导电轴的链轮相连接，导电轴座与加压机构相连接。

上述金属屋面自动焊缝机，所述机头行走机构包括固定行走轮轴、夹紧行走轮轴、行走轮、夹紧板手和支撑轮组，固定行走轮轴和夹紧行走轮轴分别位于工件的两侧，固定行走轮轴上端与机头框架底板固定连接，夹紧行走轮轴固定在移动板的板面上，行走轮分别安装在固定行走轮轴和夹紧行走轮轴上，工件两侧的行走轮的圆周边缘与工件两侧平行相对，移动板的一端与机头框架为转轴连接，移动板的另一端与夹紧扳手相连接，夹紧扳手安装在机头框架上，两个支撑轮组分别位于机头框架的两侧，两个支撑轮组的上端与机头框架相连接，两个支撑轮组的下端与工件表面为滚动接触。

上述金属屋面自动焊缝机，所述夹紧扳手由扳手、扳手拉杆、扳手安装板、板手导套组成，扳手与扳手拉杆相连接，扳手拉杆前端安装有销轴，销轴嵌在安装夹紧行走轮轴的移动板的滑槽中，扳手安装在扳手安装板上，扳手安装板与机头框架连接，扳手安装板上安装有扳手导套，扳手拉杆与板手导套为滑动配合，扳手导套对扳手进行限位。

上述金属屋面自动焊缝机，所述每个支撑轮组由两个支撑杆、一个支撑框和多个支撑轮轴、多个支撑轮组成，两个支撑杆的上端分别与机头框架的下部相连接，两个支撑杆的下端与支撑框的两端相连接，多个支撑轮轴平行安装在支撑框的两侧板面上，支撑轮轴与机头框架移动的方向垂直，多个支撑轮分别安装在支撑轮轴上，支撑轮与工件表面为滚动接触。

上述金属屋面自动焊缝机，所述加压机构由加压气缸、铰接组件组成，加压气缸固定安装在机头框架的一端，加压气缸的气缸推杆与铰接组件的一端相连接，铰接组件的另一端与焊接机构的导电轴座相连接。

上述金属屋面自动焊缝机，它还有检测装置，检测装置由检测仪和检测探头组成，检测探头安装在机头框架的前端，检测探头的信号输出端通过导线与检测仪相连接，检测仪与控制箱相连接。

本发明的有益效果是：

本发明的电机为焊接机头行进提供动力，传动装置将动力分别传导给焊接机构和机头行走机构，焊接机构的两个焊接轮分别位于工件的两侧对工件进行焊接，焊接变压器通过导电轴分别向焊接轮提供焊接电流；机头行走机构的行走轮分别从工件两侧夹紧工件，传动装置带动行走轮旋转，行走轮带动焊接机头在工件上行走，焊接机头能够在工件上边行进边焊接，行进与焊接速度分别可控。

本发明是钢结构金属屋面焊接设备的首创，解决了长期没有解决的金属屋面板手工焊接速度慢、劳动强度大、质量不能保证等问题，可以实现对金属屋面板的自动连续焊接，极大地提高了工作效率，并可以确保焊接质量，节约了人工成本，为钢结构金属屋面的连接采用焊接工艺提供了可靠的技术和设备支持，值得在行业内推广。

附图说明

图1是本发明的焊接机头的结构示意图；

图2是本发明的焊接机头的主视图；

图3是图2的侧视图；

图4是图2的a-a剖视图；

图5是传动装置的结构示意图。

图中标记如下：机头框架1、工件2、焊接变压器3、电机4、减速器5、加压气缸6、支撑轮组7、同步带轮组8、主轴9、蜗轮蜗杆副10、传动轴组11、链轮链条组12、导电轴座13、导电轴14、焊接轮15、固定行走轮轴16、夹紧行走轮轴17、行走轮18、移动板19、支撑杆20、支撑框21、支撑轮轴22、支撑轮23、夹紧板手24、铰接组件25、检测探头26、焊接完成部分27、待焊接部分28。

具体实施方式

本发明由控制箱和焊接机头两部分组成。

焊接机头用于工件的焊接，焊接机头能够在工件上边行进边焊接，行进与焊接速度分别可控。控制箱用于设备运行控制、参数输入、检测处理等。控制箱内的plc等控制元件，对设备运行进行控制包括行进、焊接等动作。

图中显示，焊接机头包括机头框架1、焊接变压器3、电机4和减速器5、传动装置、焊接机构、机头行走机构、加压机构。焊接变压器3、电机4和减速器5以及各个机构安装在机头框架1上，焊接变压器3与焊接机构相连接，电机4和减速器5与传动装置相连接，传动装置分别与机头行走机构和焊接机构相连接，焊接机构的两个焊接轮15分别位于工件2的两侧，两个焊接轮15的轮缘与工件2相对，加压机构与焊接机构相连接，控制箱与焊接机头的各个部分通过控制导线相连接。

在上述结构中，电机4和减速器5为焊接机头行进提供动力，传动装置的一根主轴9将动力分别传导给焊接机构和机头行走机构，焊接机构的两个焊接轮15分别位于工件2的两侧对工件2进行焊接，焊接变压器3通过导电轴14分别向焊接轮15提供焊接电流；机头行走机构的行走轮18分别从工件2两侧夹紧工件2，传动装置带动行走轮18旋转，行走轮18带动焊接机头在工件2上行走。焊接机头能够在工件2上边行进边焊接，行进与焊接速度分别可控。

图中显示，传动装置包括同步带轮组8、主轴9、蜗轮蜗杆副10、传动轴组11、链轮链条组12。电机4和减速器5与同步带轮组8相连接，同步带轮组8带动主轴9转动，主轴9上安装两组蜗轮蜗杆副10，这两组蜗轮蜗杆副10分别与两组传动轴组11相连接，两组传动轴组11分别通过两组链轮链条组12与焊接机构和机头行走机构相连接，带动焊接机构的焊接轮15进行移动焊接和带动机头行走机构的行走轮18旋转，以驱动焊接机头在工件2上行走。

图中显示，焊接机构由两组导电轴座13、导电轴14、焊接轮15组成。两组导电轴座13、导电轴14、焊接轮15平行相对，分别位于焊接工件2的两侧。焊接变压器3的次级线圈通过导线与导电轴座13相连接，导电轴座13内装有导电轴14，导电轴14可在导电轴座13内旋转同时接触导电，焊接轮15安装在导电轴14底端，焊接电流从焊接变压器3输出，通过导线、导电轴座13、导电轴14传导到两个焊接轮15上，两个焊接轮15旋转行进，同时对工件2进行电阻缝焊。

图中显示，导电轴14上装配有链轮，传动装置的一组链轮链条组12分别与两个导电轴14的链轮相连接，带动导电轴14和焊接轮15旋转。同时，导电轴座13与加压机构相连接，加压机构使得导电轴座13移动，带动导电轴14和焊接轮15夹紧工件2进行焊接。

图中显示，机头行走机构包括固定行走轮轴16、夹紧行走轮轴17、行走轮18、移动板19、夹紧板手25和支撑轮组7。固定行走轮轴16和夹紧行走轮轴17分别位于工件2的两侧，固定行走轮轴16上端与机头框架1底板固定连接，夹紧行走轮轴17固定在移动板19的板面上，行走轮18分别安装在固定行走轮轴16和夹紧行走轮轴17上，工件2两侧的行走轮18的圆周边缘与工件2两侧平行相对，行走轮18旋转带动机头框架1沿着工件2移动。

图中显示，移动板19的一端与机头框架1为转轴连接，移动板19的另一端与夹紧扳手24相连接，夹紧扳手24的作用是使移动板19离开或靠近工件2，以使得移动板19连接的夹紧行走轮轴17和行走轮18脱离或夹紧工件2。

图中显示，夹紧扳手24安装在机头框架1上。夹紧扳手24由扳手、扳手拉杆、扳手安装板、板手导套组成，扳手与扳手拉杆相连接，扳手拉杆前端安装有销轴，销轴嵌在安装夹紧行走轮轴17的移动板19的滑槽中，扳手安装在扳手安装板上，扳手安装板与机头框架1连接，扳手安装板上安装有扳手导套，扳手拉杆与板手导套为滑动配合，扳手导套对扳手进行限位。使用时，拉动或松开扳手，扳手拉杆前端的销轴向前或后运动，销轴在移动板19的滑槽中推动移动板19移动，移动板19带动夹紧行走轮轴17移动，夹紧行走轮轴17带动行走轮18实现对工件2夹紧或脱开的动作，行走轮18则带动机头框架1进行移动或停止移动。

图中显示，支撑轮组7为两个，两个支撑轮组7的作用是支撑机头框架1在工件2上行走。两个支撑轮组7分别位于机头框架1的两侧，两个支撑轮组7的上端与机头框架1相连接，两个支撑轮组7的下端与工件2表面为滚动接触。

图中显示，每个支撑轮组7由两个支撑杆20、一个支撑框21和多个支撑轮轴22、多个支撑轮23组成。两个支撑杆20的上端分别与机头框架1的下部相连接，两个支撑杆20的下端与支撑框21的两端相连接，支撑框21为四个板面组成的长方形框，多个支撑轮轴22平行安装在支撑框21的两侧板面上，支撑轮轴22与机头框架1移动的方向垂直，多个支撑轮23分别安装在支撑轮轴22上，支撑轮23在工件2表面滚动。

图中显示，加压机构由加压气缸6、铰接组件25组成。加压气缸6固定安装在机头框架1的一端，加压气缸6的气缸推杆与铰接组件25的一端相连接，铰接组件25的另一端与焊接机构的导电轴座13相连接。气缸推杆伸出或缩回时可以带动铰接组件25移动，铰接组件25带动导电轴座13移动，进而使导电轴14、焊接轮15压紧或离开工件2，实现对焊接轮15焊接压力的控制。

图中显示，检测装置由检测仪和检测探头26组成，检测探头26安装在机头框架1的前端，检测探头26的信号输出端通过导线与检测仪相连接，检测仪与控制箱相连接。检测装置用于检测工件2焊接位置，当检测到焊接位置时设备通电开始焊接。当检测探头26检测到焊接结束信号时，焊接变压器3停止通电，结束焊接动作。设备也可以根据提前设定的焊接长度进行焊接。

本发明的工作过程如下：

在控制箱上设置工艺参数，准备焊接。

将焊接机头放置在工件2上，支撑轮组7对焊接机头进行支撑，焊接轮15、行走轮18处于打开状态。

将两个焊接轮15与两个行走轮18分别放置于工件2焊缝的两侧。人工板动夹紧扳手24使行走轮18夹紧工件2，同时打开加压气缸6使焊接轮15夹紧工件2。

启动电机4，电机4和减速器5带动同步带轮组8、主轴9、蜗轮蜗杆副10、传动轴组11、链轮链条组12等传动组件转动，带动行走轮18、焊接轮15旋转。行走轮18带动焊接机头沿着工件2接缝处行走，焊接变压器3输出电流，焊接轮15边移动边进行焊接。

焊接工作结束，按下停止按钮，电机4和减速机5停止工作，焊接机头停止行进，焊接轮15、行走轮18打开，松开工件2。

焊接结束，将焊接机头从工件2上取下，整个焊接工作完成。