法兰盘与钢筋骨架自动焊接机器人的制作方法

本实用新型涉及一种法兰盘与钢筋骨架自动焊接机器人。适用于电杆加工领域。

背景技术：

电杆是电的桥梁，让电运输到各个地方，常见的电杆有木制电杆、混凝土电杆等，它们的高度不一，矗立在平原山间，遍布在人们周围。其中混凝土电杆是用混凝土与钢筋或钢丝制成的电杆，目前很多大型的混凝土电杆的架设高度大多超过8米，其运输与架设非常不方便，而且运输过程中也容易出现安全事故。

为了方便运输并且满足不同架设高度的要求，现有市场中出现分体式电杆，通过法兰盘将各段小型混凝土电杆组装成大型混凝土电杆。为保证电杆的强度，需将混凝土电杆内的钢筋骨架与法兰盘进行焊接固定，由于钢筋骨架与法兰盘结构特殊，目前均由人工进行焊接，费时费力，人工成本高，且很难保证焊接质量。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、使用方便、成本较低、自动化程度高的法兰盘与钢筋骨架自动焊接机器人。

本实用新型所采用的技术方案是：一种法兰盘与钢筋骨架自动焊接机器人，用于焊接钢筋骨架和法兰盘，其特征在于，具有：

焊接作业机器人；

焊接定位装置，包括用于定位法兰盘的法兰盘定位夹具和用于将所述钢筋骨架上的钢筋均匀定位于法兰盘定位夹具上的法兰盘上的钢筋定位夹具，法兰盘定位夹具经若干连杆连接钢筋定位夹具；

钢筋骨架支撑装置，与焊接定位装置对应设置，用于支撑钢筋骨架，以使钢筋骨架能与所述法兰盘定位夹具上的法兰盘同轴；

旋转机构，用于旋转焊接定位装置及该焊接定位装置上定位的钢筋骨架和法兰盘，以将钢筋骨架上待焊接的钢筋转动至与所述焊接作业机器人的焊枪对应位置；

吊装机构，用于将钢筋骨架吊装至钢筋骨架支撑装置上或从钢筋骨架支撑装置上取下。

所述法兰盘定位夹具具有法兰固定盘，法兰固定盘的正面设有用于定位法兰盘的定位机构和用于夹紧法兰盘的夹紧机构；

所述定位机构具有若干垂直安装于法兰固定盘正面且与所要定位的法兰盘上的销孔位置对应的法兰柱销；

所述夹紧机构具有多个用于配合所述法兰固定盘夹紧法兰盘的夹爪和带动夹爪动作的驱动机构。

所述法兰固定盘上设有若干柱销连接孔，柱销连接孔在法兰固定盘上的位置与不同规格法兰盘上的销孔位置一一对应，所述法兰柱销安装于相应的柱销连接孔上。

所述法兰固定盘上设有多个夹爪安装孔，所述驱动机构采用气缸，该气缸安装固定于法兰固定盘背面，气缸的活塞杆垂直法兰固定盘并穿过夹爪安装孔后经第一销轴可转动连接夹爪的端部，夹爪的中部经第二销轴可转动连接撑杆的一端，撑杆的另一端经第三销轴可转动连接夹爪支架，所述夹爪支架安装预定于气缸上。

所述夹爪的远离所述第一销轴的朝向所述法兰固定盘设有橡胶垫。

所述钢筋定位夹具具有安装环，安装环上均匀设有若干与钢筋骨架上的钢筋一一对应的定位夹头，该若干定位夹头布置于同一平面内且以安装环的中心为中心呈均匀放射状分布；

所述定位夹头可沿自身轴向移动的安装于安装环，定位夹头的朝向中心端为用于顶接所述钢筋的顶接端，定位夹头的另一端连接驱动定位夹头移动的伸缩动力机构。

所述伸缩动力机构具有气缸；所述定位夹头设置于安装环正面，所述气缸设置于安装环背面且与定位夹头一一对应布置，气缸的活塞杆与对应的定位夹头平行，活塞杆与相应定位夹头之间经连接件相连。

所述定位夹头的顶接端具有能适应不同尺寸钢筋的圆弧定位槽。

所述钢筋骨架支撑装置具有若干沿所述钢筋骨架轴向布置的钢筋骨架支架，钢筋骨架支架具有固定于地面上的导轨基座和设置于导轨基座上的下安装板，下安装板经滑块可沿钢筋骨架轴向移动的安装于导轨基座上，下安装板经支架连接上安装板，上安装板上设有两根相互平行且用于辅助钢筋骨架绕其轴向转动的辊子，辊子两端经轴承和轴承座固定于上安装板上。

所述支架具有升降丝杆，该升降丝杆竖向布置，分别连接所述上、下安装板，所述下安装板上制有若干导向套，上安装板上接有若干竖直布置且与导向套对应的升降导杆，升降导杆上端连接上安装板，下端穿装于导向套内。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过焊接定位装置将钢筋骨架定位于法兰盘上，以便于焊接作业机器人进行焊接，旋转机构在焊接完成钢筋骨架上的某一个钢筋的一侧后将焊接定位装置及钢筋骨架和法兰盘转动一定角度，以使另一待焊接钢筋转动到与焊接作业机器人对应位置。

本实用新型中钢筋骨架支撑装置可辅助钢筋骨架进行轴向移动和绕轴向转动，降低操作难度，提高操作效率。

附图说明

图1为实施例的平面布置示意图。

图2为实施例的侧视图(装载钢筋骨架状态)。

图3为实施例中法兰盘定位夹具的立体结构示意图。

图4为实施例中法兰盘定位夹具的正面示意图。

图5为实施例中法兰盘定位夹具的侧面示意图。

图6为实施例中法兰固定盘的结构示意图。

图7为实施例中法兰柱销的结构示意图。

图8为实施例中夹紧机构的示意图。

图9为实施例中钢筋定位夹具的立体结构示意图。

图10为实施例中钢筋定位夹具的正面示意图。

图11为实施例中钢筋定位夹具的背面示意图。

图12为实施例中钢筋骨架辅助定位机构的结构示意图。

图13为实施例中钢筋骨架辅助定位机构的立体图。

1、法兰盘定位夹具；11、法兰固定盘；1101、柱销连接孔；1102、夹爪安装孔；12、法兰柱销；13、螺栓；14、气缸；15、夹爪；16、撑杆；17、夹爪支架；18、第一销轴；19、第二销轴；110、第三销轴；111、橡胶垫；2、钢筋定位夹具；21、安装环；22、定位夹头；2201、圆弧定位槽；23、导向套；24、气缸；25、连接件；26、导向块；27、气缸安装座；3、旋转机构；4、法兰盘；5、钢筋骨架；6、焊接作业机器人；7、钢筋骨架辅助定位机构；71、导轨基座；72、滑块；73、下安装板；74、导向套；75、升降导杆；76、升降丝杆；77、上安装板；78、轴承座；79、辊子；710、轴承。

具体实施方式

本实施例为一种法兰盘与钢筋骨架自动焊接机器人，用于焊接钢筋骨架和法兰盘，具有焊接作业机器人，以及布置于焊接作业机器人两侧的焊接定位装置、旋转机构和钢筋骨架支撑装置，对应钢筋骨架支撑装置设有用于吊装钢筋骨架的吊装机构。

本实施例中焊接作业机器人采用市售焊接机器人，安装固定于厂房内的地面上。

本例中焊接定位装置包括用于定位法兰盘的法兰盘定位夹具和用于将所述钢筋骨架上的钢筋均匀定位于法兰盘定位夹具上的法兰盘上的钢筋定位夹具。

本实施例中钢筋定位夹具具有安装环，安装环正面设有15根与钢筋骨架上的钢筋一一对应的定位夹头，定位夹头布置成一圈，均匀分布，定位夹头布置于同一平面内且以安装环的中心为中心呈均匀放射状分布。

本例中定位夹头经导向套可沿定位夹头轴向移动的安装于安装环上，定位夹头的朝向中心端为用于顶接所述钢筋的顶接端，定位夹头的另一端连接用于驱动定位夹头移动的伸缩动力机构。

本实施例中伸缩动力机构采用气缸，气缸经气缸安装座设置于安装环背面且与安装环正面的定位夹头一一对应布置，气缸的活塞杆与对应的定位夹头平行，活塞杆与相应定位夹头之间经连接件相连，实现同步伸缩。

本例中在定位夹头的顶接端设有圆弧定位槽，以使顶接端能能适应不同尺寸规格的钢筋。

本实施例中在安装环上装有三块导向块，在钢筋骨架进入安装环时，导向块起到导向作用，可导向钢筋骨架进入安装环中心位置，以便于安装环上的定位夹头对钢筋骨架上的钢筋进行定位。

本实施例中法兰盘定位夹具具有法兰固定盘，法兰固定盘的正面设有用于定位法兰盘的定位机构和用于夹紧法兰盘的夹紧机构。

本例中定位机构具有两根法兰柱销，法兰柱销垂直安装于法兰固定盘正面。本实施例中在法兰固定盘上开设两排柱销连接孔，每排柱销连接孔具有4个沿法兰固定盘径向布置的柱销连接孔，柱销连接孔的位置与不同规格法兰盘上销孔的位置对应。法兰柱销的一端为尖端，以便于插装入法兰盘上的销孔内，法兰柱销的另一端制有内螺纹，法兰柱销的螺纹端对应相应柱销连接孔并与穿过柱销连接孔的螺栓螺纹连接固定。

本实施例中夹紧机构具有2个沿法兰固定盘径向布置的夹爪，对应夹爪设有带动夹爪动作的驱动机构。法兰固定盘上对应夹爪设有2个夹爪安装孔，本例中驱动机构采用气缸，气缸安装经夹爪支架固定于法兰固定盘背面，气缸的活塞杆垂直法兰固定盘并穿过夹爪安装孔后经第一销轴可转动连接夹爪的远离法兰固定盘中心端，夹爪的中部经第二销轴可转动连接撑杆的一端，撑杆的另一端经第三销轴可转动连接夹爪支架，且第一、二、三销轴相互平行。

本例中在夹爪的远离第一销轴的朝向法兰固定盘侧设有橡胶垫，以增加夹爪与法兰盘之间的摩擦，有助于夹紧固定。

本实施例中法兰盘定位夹具上的法兰固定盘与钢筋定位夹具上的安装环平行且两者的中心位于同一条水平线上，此时法兰固定盘的具有法兰柱销的那一面朝向安装环。

本实施例中旋转机构具有伺服电机和编码器，伺服电机经支架固定于地面，伺服电机带动水平布置的转轴转动，转轴一端连接法兰固定盘的远离安装盘侧，且转轴与法兰固定盘和安装环同轴共心布置。

本例中钢筋骨架支架具有导轨基座、下安装板、支架、上安装板和辊子，导轨基座固定与地面上，导轨基座上的导轨平行钢筋骨架的轴向布置，下安装板经滑块可沿钢筋骨架轴向移动的安装于导轨基座上，下安装板上经支架连接上安装板，上安装板上设有两根相互平行且用于辅助钢筋骨架绕其轴向转动的辊子，辊子两端经轴承和轴承座固定于上安装板上。

本实施例中支架具有升降丝杆，该升降丝杆竖向布置，分别连接上、下安装板，通过升降丝杆可调节上安装板的高度。本例中在下安装板上均匀制有若干导向套，上安装板的下表面上接有若干竖直布置且与安装板上的导向套一一对应的升降导杆，升降导杆上端连接上安装板，下端穿装于导向套内。

本实施例中通过升降丝杆调节各个钢筋骨架支架的高度，以使置于钢筋骨架支架上的钢筋骨架能与定位于法兰盘定位夹具上的法兰盘处于同心共轴位置，便于后续焊接。

本例中对应钢筋骨架支架设有吊装机构，用于辅助工人从钢筋骨架支撑装置上装卸钢筋骨架，可采用工厂内现有的吊装设备。

本实施例的具体使用方法如下：

将法兰盘固定于法兰盘定位夹具；

通过吊装机构吊装钢筋骨架并放置于钢筋骨架焊接支架上；

沿钢筋骨架轴向推动钢筋骨架，直至钢筋骨架与一端穿过钢筋定位夹具并同轴套在法兰盘定位夹具上的法兰盘上；

钢筋定位夹具中的定位夹头伸出，将钢筋骨架上的钢筋均匀定位于法兰盘上；

焊接作业机器人开始焊接钢筋骨架和法兰盘；

焊接作业机器人焊接钢筋骨架上的某一钢筋左侧与法兰盘之间的间隙；

待该侧间隙焊接完成后，旋转机构转动焊接定位装置及其上的法兰盘和钢筋骨架至下一根待测钢筋与焊接作业机器人对应位置；

焊接作业机器人焊接该下一根钢筋左侧与法兰盘之间的间隙；

当焊接完成钢筋骨架上所有钢筋左侧与法兰盘之间的间隙后，旋转机构转动焊接定位装置及其上的法兰盘和钢筋骨架至初始位置，开始按顺序焊接钢筋右侧与法兰盘之间的间隙；

当焊接完成钢筋骨架上所有钢筋右侧与法兰盘之间的间隙后，钢筋定位夹具中的定位夹头收缩；

钢筋骨架及焊接与其上的法兰盘被工人沿轴向拉出，并通过吊装机构吊装至别处，随后重新固定法兰盘和放置钢筋骨架，等待焊接作业机器人焊接。

焊接作业机器人焊接完一侧的钢筋骨架与法兰盘后转动到另一侧，开始焊接另一侧焊接定位装置上的钢筋骨架和法兰盘，两侧交替进行，充分利用装卸的时间，提高工作效率。