一种方桩法兰自动焊接装置的制作方法

本实用新型涉及焊接机械技术领域，具体涉及一种方桩法兰自动焊接装置。

背景技术：

法兰是工业、建筑行业的基础部件。特别是在建筑行业中，桩法兰的质量不仅影响桩的产品质量，更影响建筑物桩基的质量和使用寿命。传统的生产方式中，方桩法兰的生产是将裙板套在端板上先进行人工点焊，点焊完之后将其放架子上进行转动，每转动90度，再由工人对端板和裙板的连接处进行满焊，但是这种方式工作效率低，焊接质量不均匀，不利于方桩法兰的大批量生产。

技术实现要素：

本实用新型是针对现有技术的不足之处，提供一种方桩法兰自动焊接装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种方桩法兰自动焊接装置，包括端板上料装置、焊接装置、裙板上料装置，所述焊接装置设置在所述端板上料装置与裙板上料装置之间；所述焊接装置包括焊枪装置以及法兰定位旋转装置，所述焊枪装置包括焊枪以及调节焊枪移动的焊枪移动装置，所述焊枪装置包括焊枪以及调节焊枪焊接位置以及驱动焊枪移动的焊枪移动装置，所述法兰定位旋转装置带动方桩法兰进行90°分度旋转。

本实用新型中，只需要将端板和裙板自动放置或者人工放置在端板上料装置和裙板上料装置处，端板上料装置和裙板上料装置会自动将端板和裙板传送至法兰定位旋转装置处装配好，焊枪装置移动焊枪对端板与裙板的接合处内侧进行焊接，随后法兰定位旋转装置带动端板每次旋转90°，焊枪对其余焊缝处进行焊接。

本实用新型对端板裙板的装配输送和法兰焊缝焊接均为自动化进行，不需要人工进行焊接，可以节省大量时间，效率高。

进一步地，所述法兰定位旋转装置包括具有中心孔的定位盘、设置在所述定位盘上方的具有旋转轴的转盘、转盘驱动机构以及定位盘升降机构，所述旋转轴穿过所述定位盘的中心孔，所述转盘驱动机构驱动所述转盘转动；所述定位盘升降机构包括设置在所述定位盘上的定位盘导杆以及驱动所述定位盘沿所述定位盘导杆升降的定位盘升降装置，所述转盘上设有顶出光杆以及用以控制所述顶出光杆复位的弹簧，所述定位盘驱动所述顶出光杆。

由此，当端板传送至法兰定位旋转装置上方时，定位盘升降装置可以驱动定位盘向上移动，定位盘驱动顶出光杆向上移动，主动接下端板，不需要半空让端板下落。

进一步地，所述转盘上均匀设有若干个与外部端板外沿接触的限位板，所述限位板上设有用于导向外部端板的倒角。

由此，在顶出光杆托接端板下降时，端板顺着限位板的倒角更容易进入承托部并固定在转盘上。

进一步地，所述焊枪装置设置于所述法兰定位旋转装置上方，所述焊枪移动装置包括水平位移机构以及升降位移机构，所述焊枪设置在升降位移机构的升降活动端。

由此，焊枪可以自动移动至需要的位置(如避开端板上料装置或者移动至焊接设定位置等)。

在一些实施方式中，所述端板上料装置包括端板夹取装置以及驱动所述端板夹取装置移动的端板移动装置，所述端板夹取装置包括端板滑座、设置于所述端板滑座上的端板撑合装置以及设置于所述端板撑合装置两端的端板夹手，所述端板撑合装置驱动所述端板夹手张开或者合拢；所述端板移动装置包括端板丝杆和端板丝杆电机，所述端板滑座可移动的配合设置于所述端板丝杆上。由此，端板上料装置可以自动夹取以及移动端板。

进一步地，所述端板夹手包括端板基板以及设置于所述端板基板下方的端板卡料件。

利用端板卡料件，可以更灵活的夹取不同规格的端板。

在一些实施方式中，所述裙板上料装置包括裙板夹取装置以及驱动所述裙板夹取装置移动的裙板移动装置，所述裙板夹取装置包括裙板滑座、设置于所述裙板滑座上的裙板撑合装置以及设置于所述裙板撑合装置两端的裙板夹手，所述裙板撑合装置驱动所述裙板夹手张开或者合拢；所述裙板移动装置包括裙板丝杆和裙板丝杆电机，所述裙板滑座可移动的配合设置于所述裙板丝杆上。

由此，裙板上料装置可以自动夹取以及移动裙板。

进一步地，所述裙板夹手包括裙板基板、顶板、底板以及裙板卡料件，所述裙板卡料件、底板以及顶板由下往上依次设置，且该裙板卡料件与所述底板连接，所述裙板基板位于所述顶板和底板之间，所述顶板与底板通过升降光杆相连，所述裙板基板上设有配合升降光杆的通孔和裙板升降气缸，所述裙板升降气缸的伸缩端与所述顶板相连。

利用裙板卡料件，可以更灵活的夹取不同规格的裙板，并且可以控制裙板的上下移动，可以非常方便的将裙板安装在端板上，也方便焊接后期取下焊接好的成品法兰。

进一步地，所述方桩法兰自动焊接装置还包括设在所述法兰定位旋转装置上方的压紧装置，所述压紧装置包括压紧台、设在所述压紧台上的气缸以及与所述气缸的输出轴相连的压紧板。由此，气缸可以推动压紧板运动，使得压紧板可以紧压裙板，并使裙板可以卡紧在端板上，方便焊枪装置的焊接。

综上所述，本实用新型提供的方桩法兰焊接装置具有如下技术效果：

1)通过对裙板和端板的自动取料，实现了法兰组装的自动化，提高了生产速度和效率；

2)通过焊枪移动装置调节焊枪位置，使其能自动适应不同尺寸规格的方桩法兰的焊接，并带动焊枪沿焊缝匀速移动的同时对焊缝进行焊接；通过法兰定位旋转机构的分度旋转，能自动实现法兰焊缝位置的转动以完成整个方桩法兰周侧的焊接，克服了人工电焊的效率低下问题；

3)通过压紧装置的设置能定位方桩法兰，使其在焊接过程中保持位置稳定不偏移，以提高焊缝质量。

附图说明

图1为本实用新型方桩法兰自动焊接装置的结构示意图；

图2为图1所示方桩法兰自动焊接装置的端板上料装置结构示意图；

图3为图2所示端板上料装置的A部局部放大示意图；

图4为图1所示方桩法兰自动焊接装置的焊枪装置结构示意图；

图5为图1所示方桩法兰自动焊接装置的法兰定位旋转装置结构示意图；

图6为图1所示方桩法兰自动焊接装置的裙板上料装置结构示意图；

图7为图6所示裙板上料装置的B部局部放大示意图。

其中，附图标记含义如下：

端板上料装置1，端板滑座11，端板撑合装置12，端板推盘121，端板拉杆122，端板撑合气缸123，端板夹手13，端板基板131，端板卡料件 132，端板丝杆14，端板丝杆电机15，焊枪装置2，水平位移机构21，水平驱动电机211，水平丝杆212，固定底座213，水平导轨214，水平滑板 215，升降位移机构22，水平安装座221，竖直气缸222，竖直导轨223，竖直滑板224，焊枪安装架225，焊枪23，法兰定位旋转装置3，定位盘31，定位盘导杆311，定位盘升降装置312，转盘32，限位板321，顶出光杆322，弹簧323，转盘驱动机构33，蜗轮蜗杆331，旋转电机332，裙板上料装置 4，裙板滑座41，裙板撑合装置42，裙板推盘421，裙板拉杆422，裙板驱动气缸423，裙板夹手43，裙板基板431，顶板432，底板433，裙板升降气缸434，升降光杆435，裙板卡料件436，裙板丝杆44，裙板丝杆电机45，压紧装置5，压紧台51，气缸52，压紧板53，整体支架6，水平导向装置 7，端板升降装置81，裙板升降装置82，法兰升降装置83，端板运输台91，裙板运输台92，法兰运输台93。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。

图1～图7示意性的显示了本实用新型一种实施方式的方桩法兰自动焊接装置的结构。

如图1所示，一种方桩法兰自动焊接装置，包括端板上料装置1、焊接装置、裙板上料装置4以及定位压紧装置5，焊接装置设在端板上料装置1 与裙板上料装置4之间，焊接装置由焊枪装置2和法兰定位旋转装置3组成，焊枪装置2设置于法兰定位旋转装置3的上方，定位压紧装置5设置于法兰定位旋转装置3上方。

上述方桩法兰自动焊接装置工作原理如下：端板上料装置1将外部端板放置于法兰定位旋转装置3处，裙板上料装置4将外部裙板放置于端板上，法兰定位旋转装置3带动端板进行90°分度旋转，焊枪装置2沿端板与裙板的接合处内侧移动并焊接。

整体支架6上端固定有对称的两条水平导向装置7，当然水平导向装置 7可以为滑轨，也可以为导杆等其他导向装置，整体支架6中部焊接有一块具有中心孔的固定板(图未标号)，端板上料装置1和裙板上料装置4分别安装在整体支架6的两端且相对水平导向装置7滑动，法兰定位旋转装置3 安装在整体支架6中部的固定板上，固定板的四个角处安装有四根支撑杆(图未标号)，支撑杆上固定安装有压紧装置5，压紧装置包括压紧台51、设在所述压紧台上的气缸52以及与气缸52的输出轴相连的压紧板53。焊枪装置2一共有两套，沿法兰定位旋转装置3的旋转轴线均匀的安装在压紧台51的下端。端板上料装置1下方设置有端板升降装置81和端板运输台91，裙板上料装置4下方设置有裙板升降装置82和裙板运输台92，法兰升降装置83和法兰运输台93设置于裙板上料装置4与法兰定位旋转装置3之间。

工作过程中，将端板放置在图1中左侧的端板运输台91上，端板运输台91启动并将端板带至端板升降装置81处，端板升降装置81启动并带动端板运动至端板上料装置1处。

端板上料装置1可以夹取端板，并将端板传输至法兰定位旋转装置3 处，具体的结构和原理如下：

如图2和图3所示，端板上料装置1包括端板夹取装置(图未标号) 以及驱动端板夹取装置移动的端板移动装置(图未标号)。本实施例中，端板夹取装置包括端板滑座11、设置于端板滑座11上的端板撑合装置12以及设置于端板撑合装置12两端的端板夹手13，端板移动装置包括端板丝杆 14和端板丝杆电机15。其中，端板滑座11和端板夹手13滑移设置于水平导向装置7上，端板撑合装置12设置在端板滑座11上且与两个端板夹手 13相连，端板丝杆电机15的输出轴与端板丝杆14相连，且驱动端板丝杆 14转动；端板丝杆14与端板滑座11配合相连，因此端板丝杆14转动时可以带动端板滑座11移动，端板滑座11上的端板撑合装置12再带动两个端板夹手移动，从而实现端板上料装置1的平移功能。

在本实施例中，端板撑合装置12由端板推盘121、两个端板拉杆122 和端板撑合气缸123组成，端板推盘121转动设置在端板滑座11上，两个端板拉杆122一端对称的转动连接在端板推盘121上，另一端分别与一个端板夹手13转动连接，端板撑合气缸123一端连接端板滑座11，另一端连接其中一个端板夹手13(如图4所示左侧)。端板撑合气缸123通过伸缩驱动左侧的端板夹手13，使该端板夹手13与端板滑座11之间的距离产生变化，同时，与左侧端板夹手13连接的一个端板拉杆122驱动端板推盘121 转动，从而通过另一个端板拉杆122驱动与其连接的右侧端板夹手13，实现两个端板夹手13的张开或合拢功能。当然，为了更好的卡接住端板，端板夹手13包括端板基板131和两个端板卡料件132，端板卡料件132通过螺纹配合拧在端板基板131的下端。当两个端板夹手13之间的距离变大时，端板卡料件132可以卡住端板的内圆孔侧壁。

当端板传输至端板夹手13处时，端板撑合气缸123驱动端板夹手13 张开，将端板夹取住，同时，端板丝杆电机15驱动端板丝杆14转动，端板丝杆14驱动端板滑座11移动，使得端板上料装置1带动端板至法兰定位旋转装置3处。

端板上料装置1将端板传输至法兰定位旋转装置3处后，松开端板并返回原位。法兰定位旋转装置3为了更好的固定端板，其结构如下：

如图1和图5所示，法兰定位旋转装置3包括具有中心孔的定位盘31、设置在定位盘31上方的具有旋转轴的转盘32以及转盘驱动机构33，转盘驱动机构33安装在整体支架6的固定板下方，转盘32的旋转轴穿过定位盘31的中心孔与转盘驱动机构33相连，转盘驱动机构33驱动转盘32转动。

在本实施例中，转盘驱动机构33可以如图4所示的蜗轮蜗杆331和旋转电机332，也可以为伺服电机或皮带轮等其他驱动机构。定位盘31下端螺纹连接有定位盘导杆311和定位盘升降装置312，定位盘导杆311穿过整体支架6延伸向下，定位盘升降装置312通过螺纹固定在整体支架6底面，且其伸缩端穿过整体支架6与定位盘31连接；转盘32上端均匀固定有四个限位板321，四个限位板321围成一个与方桩法兰大小一致的方形空间，限位板321朝向内侧的一边设有方便法兰安装的倒角。转盘32上还设有顶出光杆322、配合顶出光杆322的通孔以及用以控制顶出光杆322复位的弹簧323，顶出光杆322的上表面与转盘32的上表面齐平。当端板传送至法兰定位旋转装置上方时，定位盘升降装置312可以驱动定位盘31向上移动，定位盘31上移时可以顶住顶出光杆322向上移动，当定位盘31下移脱离顶出光杆322时，弹簧323可以将顶出光杆322复位至其上表面与转盘32 上表面齐平的位置。

当端板上料装置1将端板传输至法兰定位旋转装置3的转盘32的上方时，定位盘升降装置312驱动定位盘31向上移动,定位盘31推动顶出光杆 322向上移动直至托住端板，然后端板上料装置1松开端板并返回原位，最后定位盘升降装置312驱动定位盘31向下移动,直至顶出光杆将端板搁置在转盘32上。

端板固定在法兰定位旋转装置3上后，再将裙板放置在图1中右侧的裙板运输台92上，裙板运输台92启动并将裙板带至右侧的裙板升降装置 82处，裙板升降装置82启动并带动裙板运动至端板上，然后放下。

结合图6和图7所示，裙板上料装置4包括裙板夹取装置(图未标号) 以及驱动裙板夹取装置移动的裙板移动装置(图未标号)。本实施例中，裙板夹取装置包括裙板滑座41、设置于裙板滑座41上的裙板撑合装置42以及设置于裙板撑合装置42两端的裙板夹手43，裙板移动装置包括裙板丝杆 44和裙板丝杆电机45。其中，裙板滑座41和裙板夹手43滑移设置于水平导向装置7上，裙板撑合装置42设置在裙板滑座41上且与两个裙板夹手 43相连，裙板丝杆电机45的输出轴与裙板丝杆44相连，且驱动裙板丝杆 44转动；裙板丝杆44与裙板滑座41配合相连，因此裙板丝杆44转动时可以带动裙板滑座41移动，裙板滑座41上的裙板撑合装置42再带动两个裙板夹手移动，从而实现裙板上料装置4的平移功能。

在本实施例中，裙板撑合装置42由裙板推盘421、两个裙板拉杆422 和裙板撑合气缸423组成，裙板推盘421转动设置在裙板滑座41上，两个裙板拉杆1422一端对称的转动连接在裙板推盘421上，另一端分别与一个裙板夹手43转动连接，裙板撑合气缸423一端连接裙板滑座41，另一端连接其中一个裙板夹手43(如图7所示右侧)。裙板撑合气缸423通过伸缩驱动左侧的裙板夹手43，使该裙板夹手43与裙板滑座41之间的距离产生变化，同时，与左侧裙板夹手43连接的一个裙板拉杆422驱动裙板推盘421 转动，从而通过另一个裙板拉杆422驱动与其连接的右侧裙板夹手43，实现两个裙板夹手43的张开或合拢功能。

裙板夹手43包括裙板基板431、顶板432、底板433，裙板基板431位于顶板432和底板433之间，顶板432与底板433通过多个升降光杆435 相连，裙板基板431上设有配合升降光杆435的通孔和安装有裙板升降气缸434，裙板升降气缸434的伸缩端与顶板432螺纹相连，底板433下方螺纹配合安装有两个裙板卡料件436。

当裙板传输至底板433处时，裙板撑合气缸423驱动裙板夹手43收拢，直至裙板卡料件436将裙板夹取住，然后裙板丝杆电机45驱动裙板丝杆44 转动，裙板丝杆44驱动裙板滑座41移动至端板上方，裙板升降气缸434 拉动顶板432向下，从而带动底板433向下运动直至裙板卡在端板上，然后裙板驱动气缸423伸长驱动两个裙板基板431之间的距离变大，裙板卡料件436松开裙板，使裙板卡接在端板上。裙板上料装置4停在此处，等待取料。

如图1所示，压紧装置5包括气缸52、压紧台51和压紧板53，压紧台51固定安装在法兰定位旋转装置3的正上方，气缸52安装在压紧台51 上，气缸52通过输出轴与压紧板53连接，气缸52推动压紧板53将裙板向下推，使得裙板更好的卡接在端板上。

结合图1和图4所示，焊枪装置2沿法兰定位旋转装置3的旋转轴心均匀设有两组且固定在法兰定位旋转装置3上方的压紧台51两侧。焊枪装置2包括水平位移机构21、设在水平位移机构21上的升降位移机构22和设在升降位移机构上的焊枪23，水平位移机构21包括固定底座213，固定底座上安装有水平驱动电机211、水平丝杆212、水平导轨214和水平滑板 215，水平驱动电机211输出轴与水平丝杆212相连，水平导轨214与水平丝杆212平行，水平滑板215可滑动的安装在水平导轨214上且与水平丝杆212螺纹配合；升降位移机构包括水平安装座221，水平安装座221上安装有竖直气缸222、竖直导轨223、与竖直导轨配合安装的竖直滑板224以及安装在竖直滑板224上的焊枪安装架225，其中，水平安装座221通过螺纹固定安装在水平滑板215上，伸缩气缸222的伸缩杆与竖直滑板224通过螺纹连接，焊枪23安装在焊枪安装架225上。

焊接时，水平驱动电机211驱动水平丝杆212转动，水平丝杆212驱动水平安装座221移动，直到焊枪23位于端板与裙板的接合处内侧的上方，然后竖直气缸222驱动竖直滑板224向下移动，并使焊枪23的焊枪口处于合适位置(端板与裙板的内侧接合处)。启动焊接机23开始焊接，同时，水平驱动电机211启动，使焊接机23水平移动沿直线焊接。焊接完一条直线边后，竖直气缸222驱动焊枪23上移，然后转盘驱动机构33带动转台 32旋转90°，再重复以上焊枪定位以及焊接步骤，对端板与裙板的另一条接合线进行焊接。

在将端板与裙板整体焊接完成后，即得到成品方桩法兰，裙板上料装置4在裙板驱动气缸423和裙板升降气缸434的驱动下，夹取出方桩法兰。因夹取方桩法兰与夹取裙板的原理相同，故在此略去描述。裙板上料装置4 夹取方桩法兰至法兰升降装置83处，法兰升降装置83升起接住方桩法兰并带至其下方的法兰运输台93，法兰运输台93将方桩法兰运出。

当然，上述过程的各个装置运动过程中，使用到控制系统，例如需要利用控制系统来控制焊枪装置2的位置，端板上料装置1夹取端板并放置的位置等等，但是由于控制系统属于现有技术，所以本实用新型略去描述。

本实用新型整体的工作原理如下：将端板和裙板分别放置在对应的运输台上，通过运输台传输至对应的升降装置处，升降装置将端板和裙板分别传输至端板上料装置1和裙板上料装置4处，端板上料装置1夹取端板并送至法兰定位旋转装置3的转盘32上，裙板上料装置4夹取裙板并送至转盘32处的端板上，压紧装置5下压使裙板压紧卡接住端板，同时启动焊接机23和水平驱动电机211，使焊接机23水平移动沿法兰接合线焊接，焊接完一条直线边后，转盘驱动机构33带动转台32旋转90度，对法兰的另一条接合线进行焊接。裙板上料装置4将焊接好的成品方桩法兰夹取出并送至出料处的法兰升降装置83处，再通过法兰运输台93将其输出。

本实用新型提供的方桩法兰自动焊接装置，各个部件均自动对方桩法兰进行传输和焊接，不需要人工进行焊接，可以节省大量时间，亦可以大批量的生产。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。