智能交通杆自动焊接装备的制作方法

本发明属于焊接装备领域，尤其涉及一种交通杆自动焊接装备。

背景技术：

随着社会的发展，路口交通杆的使用越来越多，对交通杆焊接技术要求越来越高，先进的交通杆焊接技术和焊接装备，在提高交通杆的焊接效率，降低制造成本，提高交通杆质量等方面具有重要的作用。

目前，焊接机器人已经广泛应用于焊接领域，传统的通用焊接机器人在各类焊缝，甚至是复杂曲线焊缝上表现出不错的效果。但针对交通杆的焊接，如果没有一套合适的焊接装备进行辅助焊接，将会极大的影响焊接效率和焊接质量。中国专利公告号cn204504641u,授权公告日2015.07.29,公开了一种用于管管对接焊接双持夹紧的侧开式夹具,该装备用于电线杆的管管对接焊接，不能进行杆与底座的焊接。中国专利申请号201410601221,授权公告日2014.11.01,公开了一种同规格钢管轴向对焊旋转支撑平台，根据待焊接钢管外径相应调节高度,以保证所述焊枪和待焊接钢管处于最佳焊接位置，该实用新型缺少对钢管的调整措施。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种安装方便、能快速定位，提高了工作效率的智能交通杆自动焊接装备。

本发明的智能交通杆自动焊接装备，包括同轴线前后相对间隔设置的两段轨道，在前侧的轨道上前后顺次安装有焊接支架和第一焊接滚轮架，在后侧的轨道上前后顺次安装有第二焊接滚轮架和顶端限位装置，交通杆的前后两侧分别支撑在第一焊接滚轮架以及第二焊接滚轮架上，所述的顶端限位装置用于顶紧交通杆的顶壁设置；

所述的焊接支架包括固定在地面上的焊接支架底座，一个焊接支架墙板框架包括左右相对设置的两侧侧板，所述的两个侧板之间的下部通过横板相连，所述的两个侧板底部分别与焊接支架底座的左右两侧通过导轨滑块滑动连接，所述的焊接支架墙板框架与第一推动机构相连并且在第一推动机构的带动下能够前后移动，在两侧侧板上分别安装有一个卡盘连接座，在所述的两侧侧板之间安装有一个卡盘机构，所述的卡盘机构包括安装在支撑架上的电机，离合器固定在所述的电机的输出轴上，卡盘固定座与离合器相连，卡盘固定座的卡盘夹紧机构卡紧待焊接在交通杆底壁的底座卡盘设置，在所述的卡盘固定座的环形侧壁上间隔开有多个定位连接孔,在支撑架的左右两侧分别通过一个连接轴与相应侧的卡盘连接座水平转动连接；

在一侧的侧板外壁上安装有转动驱动机构，所述的转动驱动机构的转动输出端与一个沿水平方向设置的销轴固定相连，所述的销轴与该侧的连接轴固定相连并且与卡盘连接座转动相连，通过转动驱动机构的运动可以实现卡盘机构旋转；

在一个侧板的内壁上装有一个间歇锁紧机构，所述的间歇锁紧机构包括一个气缸，在所述的气缸的推杆上固定有一个定位销，待卡盘固定座旋转到设定位置后，气缸顶出定位销插入卡盘固定座的一个定位连接孔内对卡盘机构定位；

在两个侧板的内壁上分别装有一个限位机构，所述的限位机构包括分别安装在两个彼此垂直的板上且轴线彼此垂直的两个限位块，当在转动驱动机构的带动下底盘卡座的位置朝上时，卡盘机构的支撑架的底面支撑在左右两个竖直方向的限位块上或者当底盘卡座的位置朝着交通杆的方向时，卡盘机构的支撑架卡在左右两个水平方向的限位块之间，从而进行限位；

一个摩擦传动机构位于卡盘机构的左侧，所述的摩擦传动机构包括摩擦轮，所述的摩擦轮与第二推动机构相连，所述的摩擦轮在第二推动机构的带动下与底座卡盘的环形侧壁摩擦接触，实现摩擦传动；

一个筋板焊接及止退机构包括固定在地面上且分别设置在交通杆底部左右两侧的左侧底座支架以及右侧底座支架，在所述的左侧底座支架以及右侧底座支架上分别安装有一个第一焊接推动气缸，两个第一焊接推动气缸的推杆相对设置，两个第一焊接推动气缸的推杆分别与一个筋板焊接座固定相连，每个筋板焊接座与相应侧的底座支架通过导轨滑块相连使得筋板焊接座在第一焊接推动气缸的带动下能够左右移动，在每一个筋板焊接座上分别安装有一个第二焊接推动气缸，所述的第二焊接推动气缸的推杆与第一焊接推动气缸的推杆垂直设置，每一个所述的第二焊接推动气缸的推杆与一个筋板座固定相连，每个所述的筋板座与相应侧的筋板焊接座通过导轨滑块相连使得筋板座在第二焊接推动气缸的带动下能够前后移动，在每一个所述的筋板座的内侧分别放置有一个待焊接在交通杆的底部侧壁上的筋板，在每一个所述的第二焊接推动气缸的外侧分别设置有一个竖向支撑柱，在所述的竖向支撑柱的顶部转动连接有一个三角形定位连杆，在每一个定位连杆的两个末端分别装有一个滑轮，两个滑轮与相应侧的筋板的外壁接触设置，用于筋板的定位；

在左侧底座支架以及右侧底座支架之间的中间位置安装有一个止退气缸，所述的止退气缸的推杆与三角形止退连杆的一个末端转动相连，所述的三角形止退连杆的角点处与一个沿水平方向设置的旋转轴转动相连，所述的旋转轴两端与一个支架固定相连，所述的三角形止退连杆的另一个末端安装有一个止退滚轮，止退气缸带动止退连杆运动，使止退滚轮顶住底座卡盘设置；

所述的第一焊接滚轮架和第二焊接滚轮架结构相同，均包括两个滚轮，所述的两个滚轮分别与第三推动机构相连，并且在第三推动机构的带动下能够松开交通杆或者将交通杆夹紧在两个滚轮之间。

本发明的有益效果是:

1.本发明可以实现底部卡盘的旋转，在焊接前只需进行一次吊车(起重设备)的使用，节约生产成本。

2.本发明安装方便，能快速定位，提高工作效率；

3.本发明的焊接滚轮架可以通过手轮调节两个滚轮的间距，适应粗细不同的交通杆的焊接。

附图说明

图1为本发明智能交通杆自动焊接装备的结构示意图；

图2-1为图1所示的装备中的焊接支架结构示意图；

图2-2为图2-1所示的焊接支架另一个方向的视图；

图2-3为图2-1所示的焊接支架中的限位机构结构示意图；

图3为图2-1所示结构中的间歇锁紧机构的结构示意图；

图4为图1所示的装备中的卡盘固定机构的结构示意图；

图5为图1所示的装备中的摩擦传动机构的结构示意图；

图6-1为图1所示的装备中的筋板焊接及止退机构的结构示意图；

图6-2为图6-1所示结构中的筋板焊接机构局部示意图；

图7为图1所示的装备中的焊接滚轮架的结构示意图；

图8-1为图1所示的装备中的顶端限位机构的结构示意图；

图8-2为图8-1所示顶端限位机构部分结构爆炸图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

如附图所示的本发明的智能交通杆自动焊接装备，包括同轴线前后相对间隔设置的两段轨道7，在前侧的轨道上前后顺次安装有焊接支架1和第一焊接滚轮架6-1，在后侧的轨道上前后顺次安装有第二焊接滚轮架6-2和顶端限位装置8，交通杆9的前后两侧分别支撑在第一焊接滚轮架6-1以及第二焊接滚轮架6-2上，所述的顶端限位装置8用于顶紧交通杆9的顶壁设置。

所述的焊接支架1包括固定在地面上的焊接支架底座101，一个焊接支架墙板框架102包括左右相对设置的两侧侧板，所述的两个侧板之间的下部通过横板相连，所述的两个侧板底部分别与焊接支架底座101的左右两侧通过导轨滑块滑动连接，所述的焊接支架墙板框架102与第一推动机构相连并且在第一推动机构的带动下能够前后移动。在两侧侧板上分别安装有一个卡盘连接座109，在所述的两侧侧板之间安装有一个卡盘机构2，所述的卡盘机构2包括安装在支撑架208上的电机205，离合器固定在所述的电机205的输出轴上，卡盘固定座207与离合器204相连，可以随电机205一起转动，又可通过离合器204来脱离电机控制，卡盘固定座207的卡盘夹紧机构202卡紧待焊接在交通杆9底壁的底座卡盘201设置，在所述的卡盘固定座207的环形侧壁上间隔开有多个定位连接孔。在支撑架208的左右两侧分别通过一个连接轴203、206与相应侧的卡盘连接座109水平转动连接。

在一侧的侧板外壁上安装有转动驱动机构，所述的转动驱动机构的转动输出端与一个沿水平方向设置的销轴固定相连，所述的销轴与该侧的连接轴固定相连并且与卡盘连接座109转动相连，通过转动驱动机构的运动可以实现卡盘机构2旋转。

作为本发明的一种优选的实施方式，所述的转动驱动机构包括一个侧面翻转气缸108，所述的侧面翻转气缸108的推杆通过一个曲柄连杆机构105与所述的销轴固定相连，通过侧面翻转气缸108的运动可以实现卡盘机构2旋转。当然所述的转动驱动机构也可以采用电机传动带动旋转。

在一个侧板的内壁上装有一个间歇锁紧机构104，所述的间歇锁紧机构包括一个气缸110，在所述的气缸110的推杆上固定有一个定位销111，待卡盘固定座207旋转到设定位置后，气缸110顶出定位销111插入卡盘固定座207的一个定位连接孔内对卡盘机构2定位。

在两个侧板的内壁上分别装有一个限位机构106，所述的限位机构包括分别安装在两个彼此垂直的板上且轴线彼此垂直的两个限位块113，限位块113的材质可以采用尼龙材质，可以对卡盘机构2的旋转进行限位，转动驱动机构侧面翻转气缸108带动卡盘机构2旋转，该气缸伸出和缩回的两个位置分别对应底盘卡座201的位置朝上或者是朝着交通杆9的方向，当在转动驱动机构的带动下底盘卡座201的位置朝上时，卡盘机构2的支撑架208的底面支撑在左右两个竖直方向发限位块113上或者当底盘卡座201的位置朝着交通杆9的方向时，卡盘机构2的支撑架208卡在左右两个水平方向的限位块113之间，从而进行限位。

作为本发明的一种实施方式，所述的第一推动机构包括安装在所述的焊接支架底座101的顶面中间的底部推动气缸107，所述的底部推动气缸107的推动杆沿水平方向与横板固定相连。当然所述的第一推动机构也可以采用电机丝杠结构。

优选的在焊接支架底座101的后端装有两个限位尼龙块103，可以对焊接支架墙板框架102进行限位。

一个摩擦传动机构3位于卡盘机构2的左侧，所述的摩擦传动机构3包括摩擦轮306，所述的摩擦轮306与第二推动机构相连，所述的摩擦轮306在第二推动机构的带动下与底座卡盘201的环形侧壁摩擦接触，实现摩擦传动。

作为本发明的一种实施方式，所述的第二推动机构包括安装在底座303上的底部推动气缸302，所述的底部推动气缸302的气缸杆与摩擦传动电机301的输出轴垂直设置，所述的摩擦传动电机301的输出轴与所述的摩擦轮306的轮轴固定相连，所述的摩擦传动电机301的电机座305通过导轨滑块结构安装在底座303顶部的支撑板上，所述的电机座305与底部推动气缸302的气缸杆相连并且能够在推动气缸302的带动下前后滑移。通过第二推动机构可以将摩擦传动电机301推到摩擦轮306与底座卡盘201的环形侧壁摩擦接触，实现摩擦传动。

当然所述的第二推动机构也可以采用电动推杆以及电机丝杠机构。

一个筋板焊接及止退机构5包括固定在地面上且分别设置在交通杆9底部左右两侧的左侧底座支架501-1以及右侧底座支架501-2，在所述的左侧底座支架501-1以及右侧底座支架501-2上分别安装有一个第一焊接推动气缸505，两个第一焊接推动气缸505的推杆相对设置，两个第一焊接推动气缸505的推杆分别与一个筋板焊接座502固定相连，每个筋板焊接座502与相应侧的底座支架通过导轨滑块相连使得筋板焊接座502在第一焊接推动气缸505的带动下能够左右移动，在每一个筋板焊接座502上分别安装有一个第二焊接推动气缸508，所述的第二焊接推动气缸508的推杆与第一焊接推动气缸505的推杆垂直设置，每一个所述的第二焊接推动气缸508的推杆与一个筋板座509固定相连，每个所述的筋板座509与相应侧的筋板焊接座502通过导轨滑块相连使得筋板座509在第二焊接推动气缸508的带动下能够前后移动，在每一个所述的筋板座509的内侧分别放置有一个待焊接在交通杆9的底部侧壁上的筋板504，在每一个所述的第二焊接推动气缸508的外侧分别设置有一个竖向支撑柱，在所述的竖向支撑柱的顶部转动连接有一个三角形定位连杆503，在每一个定位连杆503的两个末端分别装有一个滑轮，两个滑轮与相应侧的筋板504的外壁接触设置，用于筋板504的定位。

第一焊接推动气缸505可以实现筋板焊接座502的左右移动，第二焊接气缸508可以带动筋板座509前后移动，此运动方向和上述筋板焊接座502的移动方向垂直。

在左侧底座支架501-1以及右侧底座支架501-2之间的中间位置安装有一个止退气缸506，所述的止退气缸506的推杆与三角形止退连杆507的一个末端转动相连，所述的三角形止退连杆507的角点处与一个沿水平方向设置的旋转轴转动相连，所述的旋转轴两端与一个支架固定相连，所述的三角形止退连杆507的另一个末端安装有一个止退滚轮，止退气缸506带动止退连杆507运动，使止退滚轮顶住底座卡盘201设置，在进行全焊时防止交通杆9往卡盘机构2的方向运动，即进行止退。

所述的第一焊接滚轮架6-1和第二焊接滚轮架6-2结构相同，均包括两个滚轮，所述的两个滚轮分别与第三推动机构相连，并且在第三推动机构的带动下能够松开交通杆或者将交通杆夹紧在两个滚轮之间。

作为本发明的一种实施方式，所述的第三推动机构包括底部通过导轨滑块结构滑动连接在轨道7左右两侧的底部连接座605，在两个连接座605上固定有一个滚轮支架604，在所述的滚轮支架604上的前后两侧平行间隔设置有两条具有凹槽的滑移轨道，左右两个滚轮连接座606通过插入两条滑移轨道凹槽的滑块与滑移轨道滑动相连，一条丝杠602沿水平方向与两个滚动连接座606中间部分螺纹连接，在所述的丝杠602的一端固定有手轮603，所述的两个滚轮连接座606在丝杠的带动下能够沿着两条滑移轨道凹槽左右移动。本装置中可以通过摇手轮603带动丝杠602旋转，从而使两个滚轮连接座606同时运动。所述的两个滚轮601分别安装在两个滚轮连接座606上。当然所述的第三推动机构也可以采用电机带动的齿轮齿条机构结构。

作为本发明的一种实施方式，所述顶端限位机构8包括通过导轨滑块结构分别滑动连接在轨道左右两侧的底部连接座805，在所述的底部连接座805上固定有限位机构支架806，在所述的限位机构支架806的顶板上安装有平推气缸804，所述的平推气缸804的推杆与轨道轴线方向一致且与水平横截面为u形的限位夹紧架803的底板固定相连，所述的限位夹紧架803通过导轨滑块结构与限位机构支架806前后滑动相连，在所述的限位机构支架806的前壁转动连接有转轮801，所述的转轮801能够在平推气缸804的带动下压紧交通杆9顶壁设置。在所述的限位机构支架806的一侧内壁上装有限位夹紧气缸802，限位夹紧气缸802的推杆沿竖直方向设置且在末端装有夹紧定位块807，在限位夹紧架803底板上沿平推气缸804的运动方向开有长槽，在与长槽对应位置的限位机构支架806的顶板上安装有卡槽808，所述的夹紧定位块807在限位夹紧气缸802的带动下穿过长槽卡紧设置在卡槽内通过摩擦实现限位的功能。

所述顶端限位机构8还可以采用电机丝杠机构加柔性缓冲作为限位机构。

焊接机器人4采用已有的结构即可，所述的焊接机器人4装在焊接位置附近，保证焊接位置在机器人工作空间内即可。

本装置的使用方法如下：

在焊接前首先将轨道7、焊接支架1、摩擦传动机构3、焊接机器人4、筋板焊接及止退机构5安装到相应位置，然后把焊接滚轮架6-1、6-2根据交通杆9长度安装在轨道7的相应位置，并且根据交通杆9的粗细调节手轮603至合适位置，将顶端限位机构8安装在轨道7末端的相应位置，用吊车将交通杆9安装在两个焊接滚轮架6-1、6-2上，通过侧面翻转气缸108运动使卡盘机构2朝上，将底板卡盘201通过卡盘夹紧机构202装到卡盘固定座207上，启动侧面翻转气缸108使卡盘机构2朝向交通杆9，即图中方向，通过底部推动气缸107动作，将底板卡盘201推到交通杆9的位置，然后将顶端限位机构8中的平推气缸804打开，使转轮801紧贴交通杆9，通过限位夹紧气缸802动作，使定位块807、卡槽808相互接触，通过摩擦实现限位。焊接开始，通过电机205带动底板卡盘201旋转，旋转到相应位置通过间歇锁紧机构104中的定位销插入到定位连接孔内实现定位，开始进行底板卡盘201的点焊将底板卡盘201与交通杆9点焊在一起，每次焊完撤出定位销，通过电机205每次旋转相应的角度完成底板卡盘201一周的点焊。筋板的点焊，将筋板504放置在筋板座509上，通过第一焊接推动气缸505推动筋板到交通杆9边上，然后通过第二焊接推动气缸508将筋板504推到相应的位置，进行点焊将筋板与底板卡盘201及交通杆9点焊在一起，点焊完成后，撤出第一焊接气缸505、第二焊接推动气缸508，通过电机205带动旋转，然后进行下一组筋板的点焊过程，电机每旋转一次，先将底板卡盘201与交通杆9点焊在一起，然后将筋板504与卡盘201及交通杆9点焊在一起，经过点焊的交通杆9会随着底板卡盘201的旋转而旋转，即电机205转动会带动卡盘以及与之焊在一起的筋板504和交通杆9一起旋转。点焊完成后，通过止退气缸505带动止退连杆507运动，使止退连杆507上的止退滚轮限制交通杆9的移动，防止窜动，通过底部推动气缸107撤出焊接支架1。

开始全焊，通过底部推动气缸302运动使摩擦轮306与底板卡盘201相接触，通过摩擦传动电机301转动带动底板卡盘201及交通杆9旋转，将底板卡盘201外侧与交通杆9焊完之后，将焊接机器人4转到侧面，进行底板卡盘201内部与交通杆9的焊接，底板卡盘201焊接完成之后进行筋板504的焊接，将筋板504和底板卡盘201及交通杆9全焊完成，每次焊完一个筋板504之后摩擦传动电机301旋转固定的角度到下一个筋板504的位置，直到所有的筋板504焊接完成。焊接完成后使焊接机器人4运动到合适位置，撤出顶端限位机构8，此时可以将交通杆9吊走，进行下一个交通杆9的焊接。