专利名称：H型钢组对机的制作方法
技术领域：
本发明涉及焊接设备制造领域，更具体地说，涉及一种H型钢组对机。
技术背景
目前，H型钢组对方法有两种一种是人工组对，这种方法周期长、成本高、生产效 率低、劳动强度大、组对质量难以保持稳定；另一种是采用自动焊接或半自动组对机，这种 方式组对效率高、质量好，但是存在成本投入大，组对设备的辅助部分比较笨重、对产品尺 寸限制严格。
中国专利，专利号为200520021782. 3公开了一种数控H型钢自动组立机，前部为 一个龙门框架式结构，机架上部安装下压油缸，下压油钢连接活动横梁，活动横梁上安装仰 角焊接自动跟踪架，下腹翼板定位箱和其夹紧箱安放在龙门底座上，龙门框架下面为输入 滚道，滚道两侧的机架上安装腹板自动对中夹紧轴，输送电机连接主动辊，主动辊上的输送 链轮与输入滚道上的辊子通过链子连接。焊缝自动跟踪，焊接上翼板的两把气动跟踪焊枪 固定在横梁上，可随H型钢腹板高度的变化而变化，因此可焊接变截面H型钢，焊接下翼板 的两把气动跟踪焊枪固定在立柱上，焊枪固定牢固，焊缝质量稳定可靠。但是由于上述数控 H型钢自动组立机中的气动跟踪焊枪间的距离固定，因此焊接H型钢的尺寸固定，其适应性 不强。发明内容
有鉴于此，本发明提供H型钢组对机，以提高该设备的适应性，可焊接不同型号的 H型钢。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案
一种H型钢组对机，包括
相对设置的第一立柱和第二立柱；
设置在所述第一立柱和第二立柱端部的横梁，所述第一立柱、第二立柱和横梁形 成组对空间；
设置在所述第一立柱和第二立柱上，并位于所述组对空间的组对装置，
所述组对装置包括可沿所述第一立柱的轴线方向伸缩的第一腹板定位装置；和设 置在所述第一立柱并沿垂直所述第一立柱的轴线方向伸缩的第一翼板定位装置；设置在所 述第二立柱并沿垂直所述第二立柱的轴线方向伸缩的第二翼板定位装置，所述第一翼板定 位装置和第二翼板定位装置相对设置；
为所述第一腹板定位装置、第一翼板定位装置和第二翼板定位装置提供动力支持 的驱动装置；
设置在所述第一立柱和第二立柱上并可指向所述组对空间的自由点焊装置；
根据工序状态控制所述驱动装置开启状况以及所述自由点焊装置焊接角度和开 启状态的控制系统。
优选的，在上述H型钢组对机中，还包括设置在所述第二翼板定位装置和所述第 二立柱之间，并沿垂直于所述第二立柱的轴线方向伸缩的夹紧装置，所述夹紧装置通过上 移动梁和下移动梁设置在所述第二立柱上，所述上移动梁上套装有第一滑套，所述下移动 梁上套装有第二滑套。
优选的，在上述H型钢组对机中，所述夹紧装置包括第一伸缩机构和内纵向滑 套，其中，所述第一伸缩机构一端固定在所述上移动梁上，另一端固定在所述内纵向滑套 上；所述内纵向滑套一端固定在所述第一滑套上，另一端固定在所述第二滑套上。
优选的，在上述H型钢组对机中，所述上移动梁上与所述第一腹板定位装置相对 位置还设置有第二腹板定位装置。
优选的，在上述H型钢组对机中，所述第一立柱与所述上移动梁之间和所述第二 立柱与所述上移动梁之间还设置有可容纳所述移动横梁上下移动的滑道；所述第一滑套和 所述第二滑套之间还设置有与所述内纵向滑套相配合的外纵向滑套；所述上移动梁和下移 动梁之间设置有第二伸缩机构，所述第二伸缩机构一端与所述上移动梁相固定，另一端与 所述下移动梁相固定。
优选的，在上述H型钢组对机中，所述第一腹板定位装置包括第一伸缩油缸、第 二伸缩油缸和第三伸缩油缸，所述第一伸缩油缸设置在所述下移动梁上，所述第二伸缩油 缸和第三伸缩油缸分别设置在所述第二滑套上。
优选的，在上述H型钢组对机中，所述第二腹板定位装置包括底座和伸缩油缸 组，所述底座固定在所述上移动梁上，所述伸缩油缸组设置在所述底座上。
优选的，在上述H型钢组对机中，所述第一翼板定位装置、第二翼板定位装置、第 一伸缩机构和第二伸缩机构为液压缸。
优选的，在上述H型钢组对机中，所述控制系统包括
检测装置，检测腹板与达翼板实际距离，所述第一腹板定位装置、所述第一翼板定 位装置和所述第二翼板定位装置的实际力矩；
控制器，比较所述实际距离与预设距离的距离差值，所述实际力矩与预设力矩的 力矩差值，并根据所述距离差值和力矩差值向相应设备下达控制指令；
行程开关，根据所述控制指令控制驱动设备的工作状况。
从上述技术方案可以看出，本发明实施例中的H型钢组对机包括第一立柱；第二 立柱；横梁，所述第一立柱；第二立柱和横梁形成组对空间；设置在第一立柱和第二立柱 上，并位于组对空间的组对装置；提供动力支持的驱动装置；自由点焊装置；根据工序状态 控制驱动装置开启状况以及自由点焊装置焊接角度和开启状态的控制系统。在需要进行组 对时，在控制系统的控制下第一腹板定位装置通过上升或下降调整到翼板的中心位置，待 检测到腹板到达翼板中心位置时第一翼板定位装置和第二翼板定位装置同时相向对翼板 施加外力，当翼板夹紧时。控制系统控制自由度电焊机开始焊接，通过改变翼板定位装置的 距离就可以实现焊接不同型号的H型钢，其适应性与现有技术相比大大提高。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本5发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的H型钢组对机的结构示意图2为本发明实施例二提供的H型钢组对机的结构示意图3为本发明实施例三提供的H型钢组对机的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供H型钢组对机，以提高该设备的适应性，可焊接不同型号的H型钢。
实施例一
请参照图1所示，其中，11为第一立柱；12为第二立柱；13为横梁；2为控制系统； 3为驱动装置；41为第一翼板定位装置；42为第二翼板定位装置；51为第一腹板定位装置。
该H型钢组对机，包括第一立柱11、第二立柱12、横梁13、组对装置、驱动装置3、 自由点焊装置和控制系统2，其中
第一立柱11和第二立柱12相对设置；
横梁13设置在第一立柱11和第二立柱12端部的，且第一立柱11、第二立柱12和 横梁13形成组对空间；
组对装置设置在第一立柱11和第二立柱12上，并位于组对空间内，该组对装置包 括可沿第一立柱11的轴线方向伸缩的第一腹板定位装置51 ；设置在第一立柱11并沿垂直 第一立柱11的轴线方向伸缩的第一翼板定位装置41 ；和设置在第二立柱12并沿垂直第二 立柱12的轴线方向伸缩的第二翼板定位装置42，第一翼板定位装置41和第二翼板定位装 置42相对设置；
驱动装置3为第一腹板定位装置51、第一翼板定位装置41和第二翼板定位装置 42提供动力支持；
自由点焊装置设置在第一立柱11和第二立柱12上并可指向组对空间的；
控制系统2根据工序状态控制所述驱动装置3开启状况以及所述自由点焊装置焊 接角度和开启状态。
在需要进行组对时，在控制系统2的控制下第一腹板定位装置51通过上升或下降 调整到翼板的中心位置，待检测到腹板到达翼板中心位置时第一翼板定位装置41和第二 翼板定位装置42同时相向对翼板施加外力，当翼板夹紧时。控制系统2控制自由度电焊机 开始焊接，通过改变翼板定位装置的距离就可以实现焊接不同型号的H型钢，其适应性与 现有技术相比大大提高。
在上述H型钢组对机中第一腹板定位装置51通过伸缩运动可以调节腹板与翼板 中线的距离，其实现方式很多可以采用直线电机直接进行驱动，采用丝杠与螺母配合的形 式实现，还可以通过液压缸实现，在本发明实施例中不再具体介绍。
同理，第一翼板定位装置41和第二翼板定位装置42的实现形式也可采用直线电6机直接进行驱动，采用丝杠与螺母配合的形式实现，还可以通过液压缸实现。
控制系统2根据控制功能的不同可分为组对控制系统、焊接控制系统、输送控制 系统，对于不同的控制系统2可以通过检测设备运行状态，进而控制相应设备进行操作。
例如组对控制系统包括传感器、组对控制器和组对执行单元，其中，传感器用于 检测腹板与翼板中心线的实际距离，并将其转换成电信号传递给组对控制器，组对控制器 比较实际距离与预设距离的大小，进而通过向组对执行单元下达控制指令，组对执行单元 根据该控制指令控制第一腹板定位装置51上升运动或下降运动，当实际距离小于预设距 离时，第一腹板定位装置51作上升运动；当实际距离大于预设距离时，第一腹板定位装置 51作下降运动。由于组对控制器的控制指令是认为设定的，因此可以根据实际操作需要设 定操作人员习惯的控制流程。
焊接控制系统包括力矩传感器，焊接控制器和焊接执行单元，其中，力矩传感器 用于检测第一翼板定位装置41和第二翼板定位装置42所施加实际力矩，并将其转换成电 信号传递给焊接控制器，焊接控制器比较该实际力矩与预设力矩的大小，进而通过对焊接 执行单元下达控制指令，当实际力矩大于或等于预设力矩时，自由点焊装置开始焊接。
实施例二
请参照图2所示，其中，11为第一立柱；12为第二立柱；13为横梁；2为控制系统； 3为驱动装置；41为第一翼板定位装置；42为第二翼板定位装置；51为第一腹板定位装置； 61为第一伸缩机构；62为内纵向滑套；71为上移动梁；72为第一滑套；81为下移动梁；82为第二滑套。
该H型钢组对机，包括第一立柱11、第二立柱12、横梁13、组对装置、驱动装置3、 夹紧装置、自由点焊装置和控制系统2，其中
第一立柱11和第二立柱12相对设置；
横梁13设置在第一立柱11和第二立柱12端部的，且第一立柱11、第二立柱12和 横梁13形成组对空间；
组对装置设置在第一立柱11和第二立柱12上，并位于组对空间内，该组对装置包 括可沿第一立柱11的轴线方向伸缩的第一腹板定位装置51和第二腹板定位装置；设置在 第一立柱11并沿垂直第一立柱11的轴线方向伸缩的第一翼板定位装置41 ；和设置在第二 立柱12并沿垂直第二立柱12的轴线方向伸缩的第二翼板定位装置42，第一翼板定位装置 41和第二翼板定位装置42相对设置；
夹紧装置设置在所述第二翼板定位装置42和所述第二立柱12之间，并沿垂直于 第二立柱12的轴线方向伸缩，此时第二翼板定位装置42设置在夹紧装置上，当夹紧装置运 动时可以实现整体移动第二翼板定位装置42 ；
驱动装置3为第一腹板定位装置51、第一翼板定位装置41和第二翼板定位装置 42提供动力支持；
自由点焊装置设置在第一立柱11和第二立柱12上并可指向组对空间的；
控制系统2根据工序状态控制所述驱动装置3开启状况以及所述自由点焊装置焊 接角度和开启状态。
在上述H型钢组对机中，夹紧机构实现形式很多，在本发明实施例中夹紧装置包 括第一伸缩机构61和内纵向滑套62，为了保证夹紧装置顺利沿着垂直第一立柱11轴线方向运动，上移动梁71上还套装有第一滑套72，该第一滑套72可沿上移动梁71移动；同 时，下移动梁81上还套装有第二滑套82，且该第二滑套82可沿下移动梁81移动；此时，第 一伸缩机构61 —端固定在上移动梁71上，另一端固定在内纵向滑套62上；内纵向滑套62 一端固定在第一滑套72上，另一端固定在第二滑套82上。当第一伸缩机构61作伸缩运动 时，滑套在内纵向滑套62的作用下一起运动。通过上述结构设计，可以实现焊接更多型号 的H型钢。
采用上述结构的H型钢组对机时，第一腹板定位装置51可以设置在第二滑套82 上还可以设置在下移动梁81上，还可在第二滑套82和下移动梁81上同时设置。
实施例三
请参照图3所示，其中，11为第一立柱；12为第二立柱；13为横梁；2为控制系统； 3为驱动装置；41为第一翼板定位装置；42为第二翼板定位装置；51为第一腹板定位装置； 511为第一伸缩油缸；512为第二伸缩油缸；513为第三伸缩油缸；521为底座；522为伸缩油 缸组；61为第一伸缩机构；62为内纵向滑套；63为外纵向滑套；71为上移动梁；72为第一 滑套；81为下移动梁；82为第二滑套；91为第二伸缩机构；92为第一滑道；93为第二滑道。
该H型钢组对机，包括第一立柱11、第二立柱12、横梁13、组对装置、驱动装置3、 夹紧装置、自由点焊装置和控制系统2，其中
第一立柱11和第二立柱12相对设置；
横梁13设置在第一立柱11和第二立柱12端部的，且第一立柱11、第二立柱12和 横梁13形成组对空间；
组对装置设置在第一立柱11和第二立柱12上，并位于组对空间内，该组对装置包 括可沿第一立柱11的轴线方向伸缩的第一腹板定位装置51 ；设置在第一立柱11并沿垂直 第一立柱11的轴线方向伸缩的第一翼板定位装置41 ；和设置在第二立柱12并沿垂直第二 立柱12的轴线方向伸缩的第二翼板定位装置42，第一翼板定位装置41和第二翼板定位装 置42相对设置；
夹紧装置设置在所述第二翼板定位装置42和所述第二立柱12之间，并沿垂直于 第二立柱12的轴线方向伸缩，此时第二翼板定位装置42设置在夹紧装置上，当夹紧装置运 动时可以实现整体移动第二翼板定位装置42 ；
驱动装置3为第一腹板定位装置51、第一翼板定位装置41和第二翼板定位装置 42提供动力支持；
自由点焊装置设置在第一立柱11和第二立柱12上并可指向组对空间的；
控制系统2根据工序状态控制所述驱动装置3开启状况以及所述自由点焊装置焊 接角度和开启状态。
在上述H型钢组对机中，夹紧机构实现形式很多，在本发明实施例中夹紧装置包 括第一伸缩机构61和内纵向滑套62，为了保证夹紧装置顺利沿着垂直第一立柱11轴线 方向运动，上移动梁71上还套装有第一滑套72，该第一滑套72可沿上移动梁71移动；同 时，下移动梁81上还套装有第二滑套82，且该第二滑套82可沿下移动梁81移动；此时，第 一伸缩机构61 —端固定在上移动梁71上，另一端固定在内纵向滑套62上；内纵向滑套62 一端固定在第一滑套72上，另一端固定在第二滑套82上。当第一伸缩机构61作伸缩运动 时，滑套在内纵向滑套62的作用下一起运动。通过上述结构设计，可以实现焊接更多型号的H型钢。
在本发明实施例中第二腹板定位装置上移动梁71上，并与第一腹板定位装置51 相对。设置第二腹板定位装置可以有效地防止在夹紧过程中腹板错位。
为了适应更多型号的H型钢的组对上移动梁71设置成可沿第一立柱11的轴线方 向移动，此时，第二腹板定位装置直接固定在上移动梁71上，通过上移动梁71的移动可以 适应更多型号的H型钢的焊接。具体地，在第一立柱11与上移动梁71之间设置有第一滑 道92，第二立柱12与上移动梁71之间设置有第二滑道93，上移动梁71可在第一滑道92 和第二滑道93内移动；第一滑套72和第二滑套82之间设置有与内纵向滑套62相配合的 外纵向滑套63 ；上移动梁71和下移动梁81之间设置有第二伸缩机构91，第二伸缩机构91 一端与上移动梁71相固定，另一端与下移动梁81相固定。
采用上述结构的H型钢组对机时，第一腹板定位装置51可以设置在第二滑套82 上还可以设置在下移动梁81上，还可在第二滑套82和下移动梁81上同时设置。在本发明 实施例中，第一腹板定位装置51包括第一伸缩油缸511、第二伸缩油缸512和第三伸缩油 缸513，第一伸缩油缸511设置在下移动梁81上，第二伸缩油缸512和第三伸缩油缸513分 别设置在第二滑套82上。
第二腹板定位装置包括底座521和伸缩油缸组522，底座521固定在所述上移动 梁71上，伸缩油缸组522设置在底座521上。
由于实现伸缩运动形式很多，在此不做赘述，在本发明实施例中第一翼板定位装 置41、第二翼板定位装置42、第一伸缩机构61和第二伸缩机构91为液压缸。
在实施例一中控制系统2按照控制功能不同可分为组对控制系统、焊接控制系 统、输送控制系统2，对于不同的控制系统2可以通过检测设备运行状态，进而控制相应设 备进行操作。在本发明实施例中根据实现动作不同包括
检测装置，检测腹板与达翼板实际距离，第一腹板定位装置51、第一翼板定位装置 41和第二翼板定位装置42的实际力矩；
控制器，比较实际距离与预设距离的距离差值，实际力矩与预设力矩的力矩差值， 并根据所述距离差值和力矩差值向相应设备下达控制指令；
行程开关，根据控制指令控制驱动设备的工作状况。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。9
权利要求
1.一种H型钢组对机，其特征在于，包括相对设置的第一立柱和第二立柱；设置在所述第一立柱和第二立柱端部的横梁，所述第一立柱、第二立柱和横梁形成组 对空间；设置在所述第一立柱和第二立柱上，并位于所述组对空间的组对装置，所述组对装置包括可沿所述第一立柱的轴线方向伸缩的第一腹板定位装置；和设置在 所述第一立柱并沿垂直所述第一立柱的轴线方向伸缩的第一翼板定位装置；设置在所述第 二立柱并沿垂直所述第二立柱的轴线方向伸缩的第二翼板定位装置，所述第一翼板定位装 置和第二翼板定位装置相对设置；为所述第一腹板定位装置、第一翼板定位装置和第二翼板定位装置提供动力支持的驱 动装置；设置在所述第一立柱和第二立柱上并可指向所述组对空间的自由点焊装置；根据工序状态控制所述驱动装置开启状况以及所述自由点焊装置焊接角度和开启状 态的控制系统。
2.根据权利要求1所述的H型钢组对机，其特征在于，还包括设置在所述第二翼板定 位装置和所述第二立柱之间，并沿垂直于所述第二立柱的轴线方向伸缩的夹紧装置，所述 夹紧装置通过上移动梁和下移动梁设置在所述第二立柱上，所述上移动梁上套装有第一滑 套，所述下移动梁上套装有第二滑套。
3.根据权利要求2所述的H型钢组对机，其特征在于，所述夹紧装置包括第一伸缩机 构和内纵向滑套，其中，所述第一伸缩机构一端固定在所述上移动梁上，另一端固定在所述 内纵向滑套上；所述内纵向滑套一端固定在所述第一滑套上，另一端固定在所述第二滑套 上。
4.根据权利要求3所述的H型钢组对机，其特征在于，所述上移动梁上与所述第一腹板 定位装置相对位置还设置有第二腹板定位装置。
5.根据权利要求4所述的H型钢组对机，其特征在于，所述第一立柱与所述上移动梁之 间和所述第二立柱与所述上移动梁之间还设置有可容纳所述移动横梁上下移动的滑道；所 述第一滑套和所述第二滑套之间还设置有与所述内纵向滑套相配合的外纵向滑套；所述上 移动梁和下移动梁之间设置有第二伸缩机构，所述第二伸缩机构一端与所述上移动梁相固 定，另一端与所述下移动梁相固定。
6.根据权利要求5所述的H型钢组对机，其特征在于，所述第一腹板定位装置包括第 一伸缩油缸、第二伸缩油缸和第三伸缩油缸，所述第一伸缩油缸设置在所述下移动梁上，所 述第二伸缩油缸和第三伸缩油缸分别设置在所述第二滑套上。
7.根据权利要求6所述的H型钢组对机，其特征在于，所述第二腹板定位装置包括底 座和伸缩油缸组，所述底座固定在所述上移动梁上，所述伸缩油缸组设置在所述底座上。
8.根据权利要求5所述的H型钢组对机，其特征在于，所述第一翼板定位装置、第二翼 板定位装置、第一伸缩机构和第二伸缩机构为液压缸。
9.根据权利要求1-8任一项所述的H型钢组对机，其特征在于，所述控制系统包括检测装置，检测腹板与达翼板实际距离，所述第一腹板定位装置、所述第一翼板定位装置和所述第二翼板定位装置的实际力矩；控制器，比较所述实际距离与预设距离的距离差值，所述实际力矩与预设力矩的力矩 差值，并根据所述距离差值和力矩差值向相应设备下达控制指令； 行程开关，根据所述控制指令控制驱动设备的工作状况。
全文摘要
本发明实施例公开了一种H型钢组对机包括第一立柱；第二立柱；横梁，所述第一立柱；第二立柱和横梁形成组对空间；设置在第一立柱和第二立柱上，并位于组对空间的组对装置；提供动力支持的驱动装置；自由点焊装置；根据工序状态控制驱动装置开启状况以及自由点焊装置焊接角度和开启状态的控制系统。在需要进行组对时，在控制系统的控制下第一腹板定位装置通过上升或下降调整到翼板的中心位置，待检测到腹板到达翼板中心位置时第一翼板定位装置和第二翼板定位装置同时相向对翼板施加外力，当翼板夹紧时。控制系统控制自由度电焊机开始焊接，通过改变翼板定位装置的距离就可以实现焊接不同型号的H型钢，其适应性与现有技术相比大大提高。
文档编号B23K37/00GK102039508SQ20111003399
公开日2011年5月4日 申请日期2011年1月31日 优先权日2011年1月31日
发明者刘晓丽, 张玉莲, 张虓, 曹旭, 朱纪红, 李学军, 李庆华, 纪瑞星 申请人:纪瑞星