半挂车纵梁的自动焊接设备的制作方法

本实用新型涉及焊接技术领域，特别涉及一种半挂车纵梁的自动焊接设备。

背景技术：

纵梁是半挂车车架中重要的承载部件，纵梁的截面呈I形，其主要由一块腹板和两块翼板焊接而成。

现有技术中，对于纵梁的焊接，通常是先将腹板和翼板放置卡装机构上，并通过夹具将二者压紧固定，然后通过焊机进行焊接。对于现有的焊接设备，其通常是在纵梁处于平躺状态时而进行焊接作业，且焊接时先焊接纵梁一侧的焊缝，再焊接纵梁另一侧的焊缝。这样会导致纵梁两侧热输入无法达到平衡，从而使焊接后的纵梁发生旁弯变形。因而对于现有的焊接设备，翼板和腹板焊接完成后，还需相应的校型和打磨步骤，这样会大大增加人工作业，使生产的效率降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术中纵梁在焊接时易产生旁弯变形，焊接完成后还需校型和打磨，导致人工作业量大、生产效率低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种半挂车纵梁的自动焊接设备，包括机架、支架、压紧机构、旋转机构、焊接机构，支架包括承载梁和与所述承载梁平行且相对设置的固定梁，所述承载梁与所述固定梁之间构成用于放置半挂车纵梁的容置工位；压紧机构安装于所述固定梁，所述压紧机构具有可直线伸缩的压紧臂，该压紧臂的伸缩方向垂直于所述固定梁；所述压紧臂用于压紧所述半挂车纵梁的翼板，以将该半挂车纵梁固定在所述容置工位中；旋转机构包括一对相对设置在所述机架上的转盘，所述承载梁和所述固定梁固定连接在两所述转盘之间，所述转盘可绕其自身的轴线转动，而带动所述承载梁和所述固定梁旋转，以将所述半挂车纵梁调整至立式状态；焊接机构设置在所述支架的上方，并可沿所述支架的长度方向移动，所述焊接机构包括一对焊枪，两所述焊枪相对设置在所述支架的两侧，以对立式状态的半挂车纵梁两侧的焊缝同时进行焊接。

优选地，所述压紧机构包括多个气缸，多个所述气缸沿所述固定梁的长度方向间隔布置；各所述气缸均包括气缸本体和可直线伸缩的伸缩杆，各所述伸缩杆均连接一所述压紧臂。

优选地，所述旋转机构还包括一对齿轮，两所述转盘的周侧均布置有转动齿，一对所述齿轮分别与两所述转盘的转动齿啮合。

优选地，还包括至少一个对中机构，该对中机构安装于所述承载梁；所述对中机构包括一对相对设置的对中块，两所述对中块用于分别抵接在所述半挂车纵梁的翼板的两侧；两所述对中块之间通过正反丝杆连接，以使两所述对中块相互靠近或相互远离。

优选地，所述对中机构为多个，且沿所述承载梁的长度方向间隔布置。

优选地，还包括用于对中夹紧所述半挂车纵梁鹅颈的鹅颈对中机构，所述鹅颈对中机构设置在所述承载梁长度方向的一端，该鹅颈对中机构包括支座和一对相对设置在所述支座上的鹅颈对中块，两所述鹅颈对中块用于分别抵接在半挂车纵梁鹅颈处的翼板的两侧；两所述鹅颈对中块之间通过正反丝杆连接，以使两所述鹅颈对中块相互靠近或相互远离；所述支座与所述承载梁之间通过升降杆连接，以使所述鹅颈对中机构与所述承载梁之间的距离可调。

优选地，所述承载梁的长度方向上间隔布置有多个高度垫块，所述高度垫块朝向所述固定梁的一面用于与所述半挂车纵梁的翼板相抵接。

优选地，还包括载料机构，所述载料机构包括载料台和升降底架；所述载料台设置在所述支架的下方，该载料台可在竖直方向上靠近或远离所述支架；所述升降底架设置在所述载料台的底部，该升降底架包括一对相对设置的叉架。

优选地，所述载料台上间隔设有多个托辊，各所述托辊均可绕其自身的轴线转动，所述托辊的轴线方向与所述支架的长度方向垂直。

优选地，所述载料机构的底部设有滚轮，以驱动所述载料机构在所述支架的下方移动。

优选地，所述承载梁和所述固定梁分别设置在所述转盘径向的两端，其中一所述转盘的中心位置开设有供所述半挂车纵梁进入的进料口，另一所述转盘的中心位置开设有供所述半挂车纵梁移出的出料口。

优选地，所述承载梁靠近所述出料口的端部设有挡止机构，所述挡止机构包括挡止块，所述挡止块朝向所述进料口的一面用于挡止半挂车纵梁的端部。

优选地，所述挡止机构还包括挡止底座和设置在所述挡止底座上的转轴，所述挡止块可转动地连接于所述转轴，该转轴的轴线方向与所述承载梁的长度方向平行。

优选地，所述机架包括一对相对设置的立柱和连接在两所述立柱之间的横梁，所述横梁设置在所述立柱的顶端；两所述转盘分别安装于两所述立柱相对的侧面，该立柱对应所述进料口、所述出料口的位置设有通孔；所述横梁的长度方向上设有滑轨，所述焊接机构包括与所述滑轨相适配的滑块，所述焊接机构可通过该滑块在所述滑轨上移动。

由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果为：

本实用新型的自动焊接设置在焊接纵梁时，可先将待焊接的纵梁调整至立式状态，再通过一对焊枪在立式纵梁的两侧同时对焊缝进行焊接。这样可以保证纵梁两侧热输入的平衡，防止纵梁发生旁弯变形，从而使焊接后的纵梁无需校型和打磨，大大减少了人工作业，使生产效率得到有效地提高。

附图说明

图1是本实用新型半挂车纵梁的自动焊接设备实施例的结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是本实用新型半挂车纵梁的自动焊接设备实施例中压紧机构、对中机构以及挡止机构的结构示意图。

图4是本实用新型半挂车纵梁的自动焊接设备另一实施例中鹅颈对中机构和挡止机构的结构示意图。

附图标记说明如下：1、自动焊接设备；11、机架；111、立柱；112、横梁；1121、滑轨；12、支架；121、承载梁；122、固定梁；13、压紧机构； 131、压紧臂；132、气缸本体；133、伸缩杆；14、旋转机构；141、转盘； 1411、进料口；1412、出料口；15、焊接机构；151、焊枪；16、挡止机构； 161、挡止底座；162、挡止块；163、转轴；17、对中机构；171、对中底座；172、对中块；18、高度垫块；19、载料机构；191、载料台；1911、托辊； 192、升降底架；1921、叉架；193、滚轮；10、鹅颈对中机构；101、支座； 102、鹅颈对中块；104、升降杆。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。

本申请提供一种半挂车纵梁的自动焊接设备(以下简称“自动焊接设备”)，该自动焊接设备适用于半挂车纵梁的加工，其中半挂车纵梁包括前纵梁和后纵梁。本申请的自动焊接设备能完成前纵梁或后纵梁中腹板与翼板之间的焊缝焊接，其应用在纵梁加工的生产线中，可有效地提升自动化率和加工效率。

参阅图1，在一具体的实施例中，焊接装置包括机架11、支架12、压紧机构13、旋转机构14以及焊接机构15。

其中，支架12包括承载梁121和与该承载梁121平行且相对设置的固定梁122，承载梁121与固定梁122之间构成用于放置半挂车纵梁的容置工位。压紧机构13安装于固定梁122，该压紧机构13具有压紧臂131，压紧臂131 用于压紧半挂车纵梁的翼板，以将纵梁固定在容置工位中。旋转机构14包括一对相对设置在机架11上的转盘141，承载梁121和固定梁122固定连接在两转盘141之间，转盘141可绕其自身的轴线转动，从而带动承载梁121与固定梁122旋转，以将纵梁调整至立式状态。焊接机构15设置在支架12的上方，并可沿支架12的长度方向移动，该焊接结构包括一对焊枪151，两对称设置在支架12的两侧。

在半挂车纵梁需要焊接时，先将待焊接的纵梁进行组装，再使组装完成的纵梁进入容置工位。压紧机构13压紧纵梁的翼板，并将该纵梁固定在固定梁122和承载梁121之间。旋转机构14带动承载梁121和固定梁122旋转，以将平躺状态的纵梁调整至立式状态。两焊枪151沿支架12的长度方向移动，以同时焊接立式纵梁的两侧的焊缝。

需要说明的是，在本实施例中，纵梁的立式状态是指纵梁在腹板竖直、两翼板均水平时的状态；纵梁的平躺状态是指纵梁在腹板水平、两翼板均竖直时的状态。在本实施例中，纵梁是以平躺状态进入容置工位，此种设置一方面可使纵梁的重心降低，避免在进料过程中纵梁发生倾翻，另一方面可便于纵梁在容置工位中定位固定。

本实施例的自动焊接设置在焊接纵梁时，可先将待焊接的纵梁调整至立式状态，再通过一对焊枪151在立式纵梁的两侧同时对焊缝进行焊接。这样可以保证纵梁两侧热输入的平衡，防止纵梁发生旁弯变形，从而使焊接后的纵梁无需校型和打磨，大大减少了人工作业，使生产效率得到有效地提高。

本实施例的机架11包括一对相对设置的立柱111和连接在两立柱111 之间的横梁112，横梁112设置在立柱111的顶端。

在本实施例中，两转盘141分别安装于两立柱111相对的侧面上，且转盘141的底部与立柱111的底部之间存在高度差，以预留足够的空间，让固定梁122和承载梁121在旋转机构14旋转时不会接触到地面。进一步地，其中一转盘141的中心位置开设有供纵梁进入的进料口1411，另一转盘141的中心位置开设有供纵梁移出的出料口1412，两立柱111对应进料口1411、出料口1412的位置设有通孔。

进一步地，在本实施例中，两转盘141的周侧均布置有转动齿。本实施例的旋转机构14还包括一对齿轮，两齿轮分别与两转盘141的转动齿啮合。当齿轮转动时，齿轮可驱动转盘141转动，从而带动承载梁121和固定梁122 旋转。

承载梁121和固定梁122固定连接在两转盘141之间，且承载梁121和固定梁122分别连接在转盘141径向的两端。较佳地，本实施例的固定梁122 为H型梁，此种设置不仅可以有效地减轻支架12整体的重量，还可降低整个设备的加工成本。

在本实施例中，支架12可随转盘141的转动而相应地旋转，从而在准备状态与工作状态之间相互切换。支架12处于准备状态时，承载梁121和固定梁122旋转至水平工位，即承载梁121和固定梁122的重心位于同一水平面；支架12处于工作状态时，承载梁121和固定梁122旋转至竖直工位，即承载梁121和固定梁122的重心位于同一竖直面。当将待焊接的纵梁放入容置工位中时，需要先将支架12调整至准备状态，再将平躺状态的纵梁置于固定梁 122和承载梁121之间；纵梁在容置工位定位固定后，转盘141转动90°，使支架12调整至工作状态，从而将纵梁由平躺状态调整至立式状态，以待后续的焊接作业。

参阅图1和图3，承载梁121靠近出料口1412的端部设有挡止机构16。挡止机构16包括挡止底座161和挡止块162，挡止底座161靠近承载梁121 宽度方向的一侧设置，挡止块162固定于挡止底座161。在本实施例中，挡止块162朝向进料口1411的一面可用于挡止在纵梁的端部。纵梁进入容置工位后，挡止块162在长度方向上对纵梁进行限位挡止，从而在长度方向上将纵梁定位在容置工位中。

进一步地，自动焊接设备1还包括至少一对中机构17。本实施例中对中机构17为多个，多个对中机构17沿着承载梁121的长度方向间隔布置。

具体地，对中机构17安装于承载梁121朝向固定梁122的一面。该对中机构17包括对中底座171，对中底座171固定于承载梁121。本实施例的对中机构17还包括一对对中块172，两对中块172相对设置在对中底座171上。

进一步地，两对中块172之间通过正反丝杆连接，该正反丝杆的轴线与承载梁121的长度方向垂直。正反丝杆的两端分别设有第一螺纹段和第二螺纹段，第一螺纹段的螺纹旋向与第二螺纹段的螺纹旋向相反。其中一对中块 172与第一螺纹段螺接配合，另一对中块172与第二螺纹段螺接配合。

在正反丝杆转动时，两对中块172会相互靠近或相互远离。当两对中块 172相互靠近时，两对中块172相对的侧面可分别抵接在纵梁其中一翼板的两侧，从而将纵梁对中定位在承载梁121上。

进一步地，本实施例的压紧机构13包括多个气缸，多个气缸沿固定梁 122的长度方向间隔布置，每个气缸均包括气缸本体132和可直线伸缩的伸缩杆133。

在本实施例中，多个气缸本体132间隔地布置在固定梁122长度方向的中线上，每个气缸的伸缩杆133均连接一压紧臂131。伸缩杆133的伸缩方向垂直于固定梁122，在伸缩杆133朝向承载梁121伸出时，可带动压紧臂 131朝向纵梁移动，使压紧臂131压紧纵梁的翼板。压紧机构13与对中机构17配合作用，从而将纵梁对中固定在承载梁121上。

此外，本实施例的承载梁121的长度方向上还间隔布置有多个高度垫块 18，高度垫块18的截面呈凸字形。在本实施例中，高度垫块18对应设置在压紧机构13的下方。在焊枪151进行焊接作业，压紧机构13在高度方向上对纵梁进行压紧，高度垫块18朝向固定梁122的一面则与纵梁的翼板相抵接，以进行反变形，从而避免纵梁在焊接过程中发生上拱变形。

参阅图1，在本实施例中，自动焊接设备1还包括载料机构19。载料机构19包括载料台191和升降底架192。其中，载料台191设置在支架12的下方，升降底架192设置在载料台191的底部。本实施例的升降底架192包括一对相对设置的叉架1921，该叉架1921由气缸或油缸驱动，从而使载料台191在竖直方向上靠近或远离支架12。

进一步地，在本实施例中，载料台191上间隔设有多个托辊1911。每个托辊1911均可绕其自身的轴线转动，该托辊1911的轴线方向与支架12的长度方向垂直。托辊1911转动时，可带动载料台191上的纵梁沿支架12的长度方向移动。

焊接作业开始前，支架12调整至准备状态，待焊接的纵梁由进料口1411 落入载料台191，载料台191在竖直方向靠近支架12，从而纵梁举升至支架 12的中心位置；托辊1911转动而带动纵梁移动，直至纵梁的端部与挡止块 162抵接；对中机构17与压紧机构13共同作用，以使纵梁定位固定在容置工位中；待纵梁完成定位固定后，载料台191在竖直方向远离支架12，以免与旋转状态的支架12发生干涉。

较佳地，在本实施例中，载料机构19的底部设有滚轮193，滚轮193用于驱动载料机构在支架12下方移动，以便于纵梁的转入和转出。此外，在自动焊接设备1中，载料机构19可设置为多组，以提高纵梁的转运效率。

进一步地，横梁112的长度方向上设有滑轨1121，焊接机构15包括与滑轨1121相适配的滑块，焊接机构15通过该滑块在滑轨1121上移动。

在本实施例中，焊接机构15包括两台焊接机器人。两台焊接机器人采用双机联动控制，即利用一台控制柜进行控制，以保证两台焊接机器人在滑轨 1121上运行的平稳性。较佳地，在自动焊接设备1中，焊接机构15可设置为多组，以提高焊接效率。

本实施例的两台焊接机器人均具有一焊枪151，两焊枪151相对设置在支架12的两侧。在焊接机构15沿滑轨1121移动时，两焊枪151分别在纵梁的两侧同时对腹板两侧的焊缝进行焊接，以保证纵梁两侧热输入的平衡，防止侧梁的旁弯变形。在焊接过程中，两焊枪151的枪头分别对准纵梁腹板底部两侧的焊缝。此种焊接方式相较于仰焊，能够避免熔池成型不良及气孔夹渣的缺陷，有效地保证了焊缝的成型及焊接的强度。

利用本实施例的自动焊接设备1焊接纵梁时，先在拼装台位对纵梁进行拼装，再通过转运辊道将拼装好的纵梁以平躺状态输送至自动焊接设备1；将支架12调整至准备状态，纵梁沿支架12的轴向由进料口1411进入并落至载料机构19上，载料机构19在竖直方向上靠近支架12并在长度方向上移动纵梁，从而将纵梁举升至容置工位中；压紧机构13与对中机构17配合作用，以将纵梁定位固定在容置工位中；载料机构19在竖直方向远离支架12，驱动旋转机构14转动90°，从而使纵梁由平躺状态调整至立式状态；开启焊接机构15，一对焊枪151沿着长度方向对纵梁腹板底部两侧的焊缝同时进行焊接；焊接完成后，驱动旋转机构14转动180°以将纵梁翻转，再开启焊接机构15，对纵梁腹板顶部两侧的焊缝同时进行焊接，从而完成纵梁的焊接作业；焊接完成后，驱动旋转机构14旋转90°使纵梁恢复平躺状态，压紧机构13和对中机构17解除对纵梁的夹紧，纵梁落至载料机构19上并由载料机构19转运至出料口1412，焊接完成后的纵梁由出料口1412转出。

需要说明的是，本实施例的自动焊接设备1在焊接较长的纵梁时，如半挂车的后纵梁，焊接作业前或完成焊接后，可以均通过载料机构19将待焊接的纵梁或焊接完成的纵梁由自动焊接设备1的侧向转运至支架12下方或从支架12转出，以节省纵梁转运时占用的空间。

此外，对于本实施例的自动焊接设备1，其除了能够焊接直背型纵梁，还可用于焊接八字形纵梁。在实际应用过程中，只需将对中机构17的尺寸设置成适配于八字形纵梁即可。焊接八字形纵梁的操作步骤如上所述，在此不再赘述。

还需要说明的是，在一些半挂车中，除去直背型的纵梁，还有具有鹅颈结构的前纵梁。针对这类具有鹅颈结构的纵梁的焊接，参阅图4，本申请还提供另一较优地的实施例，该实施例中自动焊接设备1的结构与上述实施例的大致相同，其主要不同之处在于：该自动焊接设备1还包括鹅颈对中机构 10。

鹅颈对中机构10设置在承载梁121长度方向的一端，该鹅颈对中机构 10包括支座101和一对相对设置在支座101上的鹅颈对中块102。两鹅颈对中块102通过正反丝杆连接，该正反丝杆的轴线与承载梁121的长度方向垂直。正反丝杆转动时，两鹅颈对中块102相互靠近或相互远离。

进一步地，鹅颈对中机构10的支座101与承载梁121之间通过升降杆 104连接，升降杆104的设置使鹅颈对中机构10与承载梁121之间的距离可调。通过升降杆104可将两鹅颈对中块102举升至纵梁的鹅颈处。丝杆转动使两鹅颈对中块102相互靠近时，两鹅颈对中块102相对的两侧面可分别抵接在前纵梁鹅颈处的其中一翼板的两侧，以实现前纵梁鹅颈处的对中定位。

较佳地，对于该自动焊接设备1中的挡止机构16，其挡止底座161上穿设一转轴163，该转轴163的轴线方向与承载梁121的长度方向平行，挡止块162可转动地连接在转轴163上。在自动焊接设备1焊接前纵梁时，可将挡止块162绕转轴163的轴线转动一定的角度，以配合前纵梁端部鹅颈结构的高度，从而使挡止块162挡止在前纵梁的端部以对前纵梁进行长度方向的限位。

对于此种可用于焊接半挂车前纵梁的自动焊接设备1，通过升降杆104 将鹅颈对中机构10降至与对中机构17平齐时，该自动焊接设备1又可用于焊接直背型纵梁和八字型纵梁，因而本申请的自动焊接设备可适用于多种型号纵梁的焊接，兼容性较强。

综上，本申请提供的自动焊接设备，其在焊接纵梁时，可先将待焊接的纵梁调整至立式状态，再通过一对焊枪在立式纵梁的两侧同时对焊缝进行焊接，这样可以保证纵梁两侧热输入的平衡，防止纵梁发生旁弯变形，从而使焊接后的纵梁无需校型和打磨，大大减少了人工作业，使生产效率得到有效地提高；同时焊接过程中，压紧机构在高度方向上对纵梁进行压紧，高度垫块朝向固定梁的一面则与纵梁的翼板相抵接，以进行反变形，从而避免纵梁在焊接过程中发生上拱变形，有效地保证了焊接后纵梁的质量；此外本申请的自动焊接设备可适用于多种型号的纵梁的焊接，如鹅颈纵梁、直背纵梁、八字纵梁的焊接，兼容性高。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。