一种旋挖钻头斗顶总成自动化焊接生产线的制作方法

本发明涉及自动化焊接领域，特别是涉及一种旋挖钻头斗顶总成自动化焊接生产线。

背景技术：

在基础设施建设突飞猛进，高铁、高速、城市地铁、桥梁、高层建筑、摩天大楼基础工程正在大量运用旋挖钻机进行桩基施工。旋挖钻头作为旋挖钻机主要工具用量巨大；旋挖钻头主要包括桶体和设置桶体顶部的斗顶总成100，参照图1，斗顶总成100主要包括连接方箱110、加固框120，加强筋130，加强孔板140，底板150。

而斗顶总成100所涉及的焊接区域包括：连接方箱110与加强筋130之间、连接方箱110与底板150之间、加强筋130与底板150之间和底板150本身。

斗顶总成100所涉及的焊接区域多而复杂，且所需焊接的区域分布于连接方箱110的各个平面上，需要从不同的角度进行焊接。目前斗顶总成100主要通过人工进行焊接。这种焊接方式不仅劳动量大，生产效率不高，而且有一定的安全隐患，已经不能满足不断增加的生产需要。

针对以上问题故设计出一种旋挖钻头斗顶总成自动化生产线。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种旋挖钻头斗顶总成自动化焊接生产线,能够对旋挖钻头斗顶总成进行自动化焊接，使得旋挖钻头斗顶总成的生产更加高效。

本发明实施例所采用的技术方案是：一种旋挖钻头斗顶总成自动化焊接生产线，包括：

两支撑柱，两所述支撑柱相对设置；

横向旋转装置，所述横向旋转装置设置在两所述支撑柱之间，所述横向旋转装置可绕x轴方向旋转；

竖向旋转装置，固设于所述横向旋转装置上，所述竖向旋转装置可绕z轴方向旋转；

用于固定安装固定斗顶总成的斗顶固定架，所述斗顶固定架固定于所述竖向旋转装置上；

至少一个用于焊接斗顶总成的机械手，所述机械手设置在所述支撑柱的侧面。

根据本发明实施例的旋挖钻头斗顶总成自动化焊接生产线，至少具有如下有益效果：

1.通过横向旋转装置与竖向旋转装置的结合，使得斗顶总成能多方位的旋转，便于斗顶总成不同位置的焊接；

2.通过自动化的焊接设计，使得在斗顶总成在焊接过程中，无须人工的参与，保证了工人的安全，且机械化的操作有利于产品的一致性；

3.自动化的生产效率更高，操作也更加简单。

根据本发明的一些实施例，所述横向旋转装置包括旋转横梁和横向旋转驱动装置，所述旋转横梁设置于两所述支撑柱之间，所述横向旋转驱动装置设置于所述支撑柱上，所述旋转横梁与所述横向旋转驱动装置传动连接，以用于驱动所述旋转横梁绕x轴方向旋转。

根据本发明的一些实施例，所述竖向旋转装置包括旋转圆盘和竖向旋转驱动装置，所述旋转圆盘固定于所述旋转横梁上，所述竖向旋转驱动装置固定于所述旋转圆盘相对侧的所述旋转横梁上，所述旋转圆盘与所述竖向旋转驱动装置传动连接，以用于驱动所述旋转圆盘绕z轴方向旋转。

根据本发明的一些实施例，所述斗顶固定架上包括底座、第一定位块、第二定位块、螺杆和压紧装置，所述底座固设于所述旋转圆盘的中心，所述第一定位块设置于所述底座的中心，所述第一定位块与连接方箱内孔匹配，以用于卡装所述连接方箱，所述第二定位块设置于所述底座的板面上，且均匀的位于所述第一定位块的四周，所述第二定位块的长边侧面上设有若干螺纹通孔，所述第二定位块通过螺栓和螺纹通孔与连接方箱加固框相连，所述螺杆竖直向上的设置于所述第一定位块的中心，所述压紧装置与所述螺杆顶部的螺纹相连，所述压紧装置以用于压紧斗顶总成。

根据本发明的一些实施例，所述螺杆四周设有若干筋板。

根据本发明的一些实施例，所述压紧装置包括从下往上依次相连的第一压块、第二压块和压紧螺母，所述第一压块穿设于所述螺杆上与斗顶总成底部相贴合，所述第二压块穿设于所述螺杆上与所述第一压块相贴合，所述压紧螺母与所述螺杆相配合，以用于压紧所述第一压块与所述第二压块。

根据本发明的一些实施例，还包括固定底座，两所述支撑柱固定于所述固定底座的两端。

根据本发明的一些实施例，还包括两龙门架，两所述龙门架分别设置于所述固定底座的两端，所述龙门架通过架脚与所述固定底座相连，两所述机械手对称设置于两所述支撑柱的两侧，两所述机械手通过安装板分别固定于两所述龙门架顶层。

根据本发明的一些实施例，所述龙门架为三层框架结构，所述龙门架上设有变位机控制柜、两机器手控制柜和两焊机，所述机器手控制柜与所述焊机设于所述龙门架中层，所述机器手控制柜和所述焊机与所述机械手电性连接，所述变位机控制柜设置于所述龙门架底层，所述变位机控制柜与所述变位机电性连接。

根据本发明的一些实施例，所述安装板上设有多个安装孔位，所述机械手通过部分安装孔位安装于所述安装板上，所述安装板用于调整所述机械手的位置。

根据本发明的一些实施例，所述安装板一侧设有焊枪清理工作站，以用于清理焊枪工作过程中产生的焊渣。

根据本发明的一些实施例，所述机械手为五轴联动的焊接机械手。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是斗顶总成的示意图；

图2是本发明实施例旋挖钻头斗顶总成自动化焊接生产线的示意图；

图3是本发明实施例变位机的示意图；

图4是本发明实施例斗顶固定架的示意图；

图5是本发明实施例龙门架的示意图。

附图标记：100-斗顶总成、110-连接方箱、120-连接方箱加固框、130-加强筋、140-加强孔板、150-底板；

200-变位机、210-支撑柱、220-横向旋转装置、221-旋转横梁、222-横向旋转驱动装置、230-竖向旋转装置、231-旋转圆盘、232-竖向旋转驱动装置、240-斗顶固定架、241-底座、242-第一定位块、243-第二定位块、244-螺杆、2441-筋板、245-压紧装置、2451-第一压块、2452-第二压块、2453-压紧螺母、250-固定底座；

300-机械手；

400-龙门架、410-架脚、420-安装板、430-变位机控制柜、440-机器手控制柜、450-焊机、460-焊枪清理工作站。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图2与图3，在本发明的一些具体实施例中，一种旋挖钻头斗顶总成100自动化焊接生产线，包括：

两支撑柱210，两支撑柱210相对设置；

横向旋转装置220，横向旋转装置220设置在两支撑柱210之间，横向旋转装置220可绕x轴方向旋转；

竖向旋转装置230，固设于横向旋转装置220上，竖向旋转装置230可绕z轴方向旋转；

用于固定安装固定斗顶总成100的斗顶固定架240，斗顶固定架240固定于竖向旋转装置230上；

至少一个用于焊接斗顶总成100的机械手300，机械手300设置在支撑柱210的侧面。

具体地，其焊接过程如下：首先将斗顶总成100吊装固定在斗顶固定架240上，再通过机械手300进行焊接，在焊接完斗顶总成100的部分位置后，通过横向旋转装置220与竖向旋转装置230的配合，将斗顶总成100的位置进行调整，使得机械手300更全面能方便地对斗顶总成100的不同位置进行焊接，提高了焊接的生产效率，同时使用机械手对斗顶总成100进行自动焊接得到的成品的质量，相较于手工焊接其一致性更高，其生产过程也更加安全，仅需人工吊装斗顶总成100于斗顶固定架240上即可，其具体焊接工步都由机械手300来完成，节省人力的同时也可大幅的提高生产的效率，两支撑柱210、横向旋转装置220和竖向旋转装置230所组成的整体统称为变位机200。

参照图3，在本发明的一些具体实施例中，横向旋转装置220包括旋转横梁221和横向旋转驱动装置222，旋转横梁221设置于两支撑柱210之间，横向旋转驱动装置222设置于支撑柱210上，旋转横梁221与横向旋转驱动装置222传动连接，以用于驱动旋转横梁221绕x轴方向旋转，使得斗顶总成100能跟随旋转横梁221一起绕x轴方向进行转动，方便调整斗顶总成100的位置。

参照图3，在本发明的一些具体实施例中，竖向旋转装置230包括旋转圆盘231和竖向旋转驱动装置232，旋转圆盘231固定于旋转横梁221上，竖向旋转驱动装置232固定于旋转圆盘231相对侧的旋转横梁221上，旋转圆盘231与竖向旋转驱动装置232传动连接，以用于驱动旋转圆盘231绕z轴方向旋转，使得斗顶总成100能跟随旋转圆盘231一起绕z轴方向进行转动，方便调整斗顶总成100的位置。

参照图2与图4，在本发明的一些具体实施例中，斗顶固定架240上包括底座241、第一定位块242、第二定位块243、螺杆244和压紧装置245，底座241固设于旋转圆盘231的中心，第一定位块242设置于底座241的中心，第一定位块242与连接方箱110内孔匹配，以用于卡装连接方箱110，第二定位块243设置于底座241的板面上，且均匀的位于第一定位块242的四周，第二定位块243的长边侧面上设有若干螺纹通孔，第二定位块243通过螺栓和螺纹通孔与连接方箱加固框120相连，螺杆244竖直向上的设置于第一定位块242的中心，压紧装置245与螺杆244顶部的螺纹相连，压紧装置245以用于压紧斗顶总成100。

具体地，将斗顶总成100放置于斗顶固定架240上后，斗顶总成100的连接方箱110内孔与斗顶固定架240的第一定位块242相卡接，使得在旋转过程中斗顶总成100不会发生偏移而导致焊接位置错误；通过竖向螺孔与螺栓将第二定位块243固定于底座241上，再通过横向螺孔与螺栓将连接方箱加固框120的位置固定，使得连接方箱110能更紧密地固定在底座241上；最后通过压紧装置245与螺杆244将斗顶总成100底部压紧于斗顶固定架240的顶部，使得斗顶总成100被完全固定于斗顶固定架240上。

参照图4，在本发明的一些具体实施例中，螺杆244四周设有若干筋板2441，斗顶总成100的重量一般在一百公斤以上，筋板2441增强了螺杆244的强度，可以避免螺杆244受压过大而弯曲。

参照图4，在本发明的一些具体实施例中，压紧装置245包括第一压块2451、第二压块2452和压紧螺母2453，螺杆244顶部设有螺纹，第一压块2451与第二压块2452通过压紧螺母2453将斗顶总成100压紧于斗顶固定架240上。

具体地，将第一压块2451穿过螺杆244与斗顶总成100的底部相配合，再将第二压块2452压穿过螺杆244压在第一压块2451上，通过压紧螺母2453与螺栓的顶部螺纹的配合压紧第一压块2451与第二压块2452，使得斗顶总成100固定于斗顶固定架240上。

参照图2，在本发明的一些具体实施例中，还包括固定底座250，两支撑柱210固定于固定底座250的两端，使得支撑柱210更加牢固，并便于两支撑柱210的定位。

参照图2与图5，在本发明的一些具体实施例中，还包括两龙门架400，两龙门架400分别设置于固定底座250的两端，龙门架400通过架脚410与固定底座250相连，起到一定的定位作用，两机械手300对称设置于两支撑柱210的两侧，对称设置的机械手300可以防止焊接变形，同时缩短焊接时长，两机械手300通过安装板420分别固定于两龙门架400顶层，龙门架400更方便机械手300的安装于固定。

参照图2与图5，在本发明的一些具体实施例中，龙门架400为三层框架结构，龙门架400上设有变位机控制柜430、机器手控制柜440和焊机450，机器手控制柜440和焊机450设于龙门架400中层，机器手控制柜440和焊机450与机械手300电性连接，变位机控制柜430设置于龙门架400底层，变位机控制柜430与变位机200电性连接，使得自动化设备的安装更加有序。

参照图5，在本发明的一些具体实施例中，安装板420上设有多个安装孔位，机械手300通过部分安装孔位安装于安装板420上，以用于调整机械手300的位置，便于工作人员对机械手300进行安装维护。

参照图5，在本发明的一些具体实施例中，安装板420一侧设有焊枪清理工作站460，以用于清理焊枪工作过程中产生的焊渣，使施工现场更加干净，同时避免焊渣等杂质对焊接过程产生影响，造成焊接不良。

在本发明的一些具体实施例中，机械手300为五轴联动的焊接机械手，其具体型号为六自由度机器人brtirwd1506a，能更全方面更多角度地对斗顶总成100进行焊接。

当然，本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。