一种钢结构制作自动化拼装机械及拼装方法与流程

本发明涉及钢材加工的技术领域，尤其是涉及一种钢结构制作自动化拼装机械及拼装方法。

背景技术：

桁架钢结构是由很多根杆件通过铰结点连接而成的结构，各个杆件内主要受到轴力的作用，截面上应力分布比较均匀，工业建筑以及大跨度民用建筑中的屋架、托架等常常采用桁架结构，其中三角梁桁架为其中应用较为广泛的一种。

三角梁桁架的截面呈三角形，三角梁桁架包括三根相互平行设置的钢管以及焊接于其侧部的桁架侧筋，桁架侧筋由弯折成波浪形的钢筋或者由若干短钢管组成，并通过焊接的方式固定于三角梁桁架的侧部。在三角梁桁架的焊接过程中，传统采用人工扶持或倚靠的方式对钢管进行大致的固定对齐，再通过焊接设备将桁架侧筋焊接上去。

上述现有技术存在以下不足：1.焊接过程中，钢管的放置容易发生倾斜，即放置的钢筋之间不是相互平行的，从而导致焊接过程中部分连接点焊接不到的地方，进一步的需要返工重新焊接；2.钢管之间的平行度有偏差时，容易造成焊接的三角梁桁架质量不过关，影响使用。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种钢结构制作自动化拼装机械及拼装方法，可以对钢管进行有效的固定，通过保证其平行度，使桁架侧筋的焊接一步到位，从而既保证了三角梁桁架的焊接质量，又避免了返工的发生；同时，可以调节钢管之间的间距，以适用不同规格的三角梁桁架的生产加工。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种钢结构制作自动化拼装机械，包括设于地面上的安装板，其还包括匚型滑块、安装柱、安装滑轨、限位机构以及供钢管卡设安装的端卡装置，所述匚型滑块卡设于安装板朝上的一侧，且沿安装板长度方向对称设置，所述安装柱一端设于匚型滑块上，且另一端向上延伸，所述安装板上侧设有供匚型滑块嵌设滑移的安装滑轨，所述限位机构设于匚型滑块靠近安装板的一侧，且对称设于安装板宽度方向两侧，所述端卡装置设于两安装柱相对的一侧，且对称设置。

所述端卡装置包括端卡轴、端卡盘、端卡滑块、端卡环、端卡槽以及对端卡环位置进行调节的等径调节机构，所述端卡轴一端转动设于安装柱远离安装板的一端，所述端卡盘设于端卡轴远离安装柱的一端，所述端卡槽设于端卡盘远离安装柱的一侧，且沿端卡轴周向均匀设置，所述端卡滑块滑动且嵌设于端卡槽中，所述端卡环设于端卡滑块远离安装柱的一侧。

所述等径调节机构包括调节杆、圆台槽、调节圆台以及调节环，所述调节杆一端设于端卡滑块上，另一端穿过端卡槽朝着端卡轴的方向延伸，所述调节圆台套设于端卡轴上，且调节杆远离端卡滑块的一端与调节圆台滑移卡设，所述端卡盘靠近安装柱的一侧设有供调节圆台安装的圆台槽，所述端卡轴远离安装柱的一端穿过圆台槽与端卡盘固定连接，所述调节环套设于端卡轴上，且位于调节圆台与安装柱之间。通过调节环的转动，使调节圆台沿端卡轴轴线方向移动，利用调节圆台的母线斜度，对调节杆进行推拽，以调节端卡环的位置，从而实现钢管之间间距的调节。

所述安装柱上设有固定孔，所述端卡盘沿其周向均匀设有通孔，所述固定孔中设有固定螺栓，且固定螺栓穿过固定孔，并穿过其中一个通孔，通过固定螺栓与限位孔的配合，可以有效对端卡盘进行限位固定。

作为本发明的优选技术方案，所述端卡滑块靠近端卡环的一侧设有楔形柱，所述端卡滑块上设有供楔形柱嵌设的嵌设槽，所述嵌设槽中设有支撑压簧，且支撑压簧两端分别与楔形柱以及嵌设槽固定连接。当放置的钢筋长度存在些许偏差时，通过支撑压簧可以进行微调适应；同时楔形柱靠近钢管的一端设有斜角，可以卡设不同内径的钢管，提高设计的适用性。

作为本发明的优选技术方案，所述端卡环内还设有对钢管外壁进行抵压的抵压机构，所述抵压机构包括抵压块、抵压杆、抵压压簧以及抵压环，所述抵压块沿楔形柱周向均匀设置，所述抵压杆设于抵压块远离楔形柱的一侧，且穿过端卡环向远离楔形柱的方向延伸，所述抵压环套设于抵压杆远离抵压块的一端，且与端卡环外壁相抵触，所述抵压压簧套设于抵压杆上，且位于端卡环内侧。通过抵压压簧的弹力使抵压块可以朝钢管方向移动，可以有效实满足不同外径的钢管的安装固定。

作为本发明的优选技术方案，所述端卡滑块靠近端卡环的一侧设有橡胶环，且橡胶环位于端卡环内。橡胶环在钢管的安装固定时，可以有效减缓钢管端面与端卡滑块之间的碰撞力。

作为本发明的优选技术方案，所述端卡盘沿其周向设有若干卡接块，所述通孔分别设于对应的卡接块上，且卡接块卡设于端卡槽中，并通过卡接螺栓与端卡盘固定连接。通过可拆卸设计可以方便卡接块的拆卸安装。

作为本发明的优选技术方案，所述调节环靠近调节圆台的一侧嵌设有钢球，且钢球沿调节环周向均匀设置。转动调节环时，当调节环与调节圆台抵触后，继续转动调节圆台，由于摩擦作用，调节圆台具有转动的趋势，而对调节杆产生折弯的趋势，通过设置钢球，可以减少摩擦阻力，有效避免这种现象的产生。

作为本发明的优选技术方案，所述限位机构包括限位槽、限位块、限位压簧、限位杆、杆槽以及拨动盘，所述限位槽沿安装板宽度方向两侧分别设有若干，所述杆槽设于匚型滑块靠近限位槽的一侧，且与限位槽相互连通，所述限位块两端分别嵌设于限位槽以及杆槽中，所述限位块远离限位槽的一端设有限位杆，且限位杆穿过杆槽朝远离安装板的方向延伸，所述拨动盘设于限位杆远离限位块的一端，所述限位压簧套设于限位杆上，且两端分别与限位块以及杆槽相抵触。手动向外拉出拨动环，使限位块离开限位槽，推动匚型滑块，之后匚型滑块沿安装板侧部滑动滑动，限位块在限位压簧的推力下，具有朝靠近安装板方向移动的趋势，当限位块到达下一限位槽时，可以嵌入其中，以对匚型滑块进行限位，这可以有效调节端卡装置在安装板长度方向上的位置。

作为本发明的优选技术方案，所述调节杆包括调节动杆、调节弹片、调节柱以及调节定杆，所述调节定杆一端设于调节圆台上，另一端朝端卡滑块方向延伸，所述调节定杆靠近端卡滑块的一侧设有方形槽，所述调节动杆一端滑动设于方形槽中，另一端与端卡滑块固定连接，所述调节弹片设于调节动杆靠近方形槽的一端，所述调节弹片上设有调节柱，且调节定杆上设有供调节柱卡设的圆形孔。调节杆采用可伸缩设计，可以满足不同截面三角形的三角梁桁架的生产需要。

此外，本发明还提供了一种钢结构制作自动化拼装机械的使用方法，其步骤如下：

s1、设备调节：根据三角梁桁架的截面尺寸，并通过等径调节机构调整端卡滑块在端卡槽中的位置，之后，通过固定螺栓将端卡盘进行限位固定，即完成设备调节准备工作；

s2、钢管穿设：人工将若干钢管的一端卡入到端卡环中，另一端通过限位机构使两相对的端卡环相互靠近，以对钢管进行卡紧，即完成钢管穿设安装的工序；

s3、侧筋焊接：人工将桁架侧筋置于钢管上，通过现有的焊接设备自动对各连接点进行焊接；当一侧的桁架侧筋焊接完成后，取下固定螺栓，转动端卡盘，使另一侧待焊接侧朝上，并通过固定螺栓再一次锁定，重复进行焊接操作，最终完成三角梁桁架的全部的焊接操作；

s4、成品取下：三角梁桁架焊接完成后，通过限位机构松开三角梁桁架的固定限位，最后再人工取下三角梁桁架即可。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.本发明提供的一种钢结构制作自动化拼装机械及拼装方法，其端卡装置对称设置，可以有效保证钢管安装的平行度，便于桁架侧筋的焊接一步到位，从而保证三角梁桁架的焊接质量，又避免返工现象的发生；同时，通过等径调节机构以及调节杆的配合使用，可以调节钢管之间的间距，以适用不同规格的三角梁桁架的生产加工；

2.本发明提供的一种钢结构制作自动化拼装机械及拼装方法，其设有的楔形柱通过支撑压簧可以上下移动，对钢管的长度实现自适应；楔形柱上端为倾斜设置，可以满足不同内径钢管的安装；其设有的抵压机构可以对不同外径的钢管进行固定安装；进一步的，可以提高对不同规格钢管的适用性。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是端卡装置结构示意图。

图3是图2中a处局部放大示意图。

图4是端卡环及其内部结构示意图。

图5是限位机构结构示意图。

图6是调节杆结构示意图。

图7是卡接块结构示意图。

图8是钢球安装分布示意图。

图9是三角梁桁架结构示意图。

图中，1、安装板；2、匚型滑块；3、安装柱；4、安装滑轨；5、限位机构；6、端卡装置；61、端卡轴；62、端卡盘；63、端卡滑块；64、端卡环；65、端卡槽；66、等径调节机构；661、调节杆；662、圆台槽；663、调节圆台；664、调节环；31、固定孔；32、通孔；33、固定螺栓；631、楔形柱；632、嵌设槽；633、支撑压簧；7、抵压机构；71、抵压块；72、抵压杆；73、抵压压簧；74、抵压环；634、橡胶环；621、卡接块；622、卡接螺栓；6641、钢球；51、限位槽；52、限位块；53、限位压簧；54、限位杆；55、杆槽；56、拨动盘；6611、调节动杆；6612、调节弹片；6613、调节柱；6614、调节定杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1-图9所示，一种钢结构制作自动化拼装机械，包括设于地面上的安装板1，其还包括匚型滑块2、安装柱3、安装滑轨4、限位机构5以及供钢管卡设安装的端卡装置6，匚型滑块2卡设于安装板1朝上的一侧，且沿安装板1长度方向对称设置，安装柱3一端设于匚型滑块2上，且另一端向上延伸，安装板1上侧设有供匚型滑块2嵌设滑移的安装滑轨4，限位机构5设于匚型滑块2靠近安装板1的一侧，且对称设于安装板1宽度方向两侧，端卡装置6设于两安装柱3相对的一侧，且对称设置。安装柱3上设有固定孔31，端卡盘62沿其周向均匀设有通孔32，固定孔31中设有固定螺栓33，且固定螺栓33穿过固定孔31，并穿过其中一个通孔32。

端卡装置6包括端卡轴61、端卡盘62、端卡滑块63、端卡环64、端卡槽65以及对端卡环64位置进行调节的等径调节机构66，端卡轴61一端转动设于安装柱3远离安装板1的一端，端卡盘62设于端卡轴61远离安装柱3的一端，端卡槽65设于端卡盘62远离安装柱3的一侧，且沿端卡轴61周向均匀设置，端卡滑块63滑动且嵌设于端卡槽65中，端卡环64设于端卡滑块63远离安装柱3的一侧。

具体工作时，首先工人根据三角梁桁架的截面尺寸，进行钢管穿设前的调节工作，即通过等径调节机构66调整端卡滑块63在端卡槽65中的位置，再通过固定螺栓33将端卡盘62进行限位固定；之后进行钢管的穿设工作，人工将若干钢管的一端卡入到端卡环64中，另一端通过限位机构5使两相对的端卡环64相互靠近，在端卡环64相互靠近的过程中，使钢管另一端卡入到另一侧的端卡环64中，即完成钢管的穿设安装工序。

等径调节机构66包括调节杆661、圆台槽662、调节圆台663以及调节环664，调节杆661一端焊接于端卡滑块63上，另一端穿过端卡槽65朝着端卡轴61的方向延伸，调节圆台663套设并滑动于端卡轴61上，且调节杆661远离端卡滑块63的一端与调节圆台663滑移卡设，调节杆661一端为燕尾结构，调节圆台663沿其母线方向设有供调节杆661卡设的燕尾槽，端卡盘62靠近安装柱3的一侧设有供调节圆台663安装的圆台槽662，端卡轴61远离安装柱3的一端穿过圆台槽662与端卡盘62固定连接，调节环664套设于端卡轴61上，且位于调节圆台663与安装柱3之间，调节环664与端卡轴61之间螺纹连接；调节环664靠近调节圆台663的一侧嵌设有钢球6641，且钢球6641沿调节环664周向均匀设置。具体工作时，通过人工转动调节环664，钢球6641与调节圆台663抵触滑移，使调节环664朝调节圆台663的方向运动，这时调节杆661一端沿燕尾槽滑动，且调节杆661以及其上的端卡滑块63沿端卡槽65滑动，使端卡环64的间距变大；当需要将钢管之间的距离调小时，只需使调节杆661朝相反的方向进行调节，再手动推回端卡环64即可。

钢管的端部是卡入到端卡环64中的，端卡滑块63靠近端卡环64的一侧设有楔形柱631，端卡滑块63上设有供楔形柱631嵌设的嵌设槽632，嵌设槽632中设有支撑压簧633，且支撑压簧633两端分别与楔形柱631以及嵌设槽632固定连接；端卡环64内还设有对钢管外壁进行抵压的抵压机构7，抵压机构7包括抵压块71、抵压杆72、抵压压簧73以及抵压环74，抵压块71沿楔形柱631周向均匀设置，抵压杆72设于抵压块71远离楔形柱631的一侧，且穿过端卡环64向远离楔形柱631的方向延伸，抵压环74套设于抵压杆72远离抵压块71的一端，且与端卡环64外壁相抵触，抵压压簧73套设于抵压杆72上，且位于端卡环64内侧；端卡滑块63靠近端卡环64的一侧设有橡胶环634，且橡胶环634位于端卡环64内。

具体工作时，手动将钢管一端朝着端卡环64的方向推动，在此之前，拉动抵压环74使抵压块71朝远离楔形柱631的方向移动，当钢管内壁与楔形柱631相抵触后，松开抵压环74，使抵压块71与钢管外壁相抵触；在进行另一端的钢管安装时，需要通过限位机构5使两端的端卡环64相互靠拢，靠拢的过程相当于手动将钢管朝端卡环64的方向推动，过程同上。橡胶环634在钢管的安装固定时，当钢管的推动，与橡胶环634相抵触，可以有效减缓钢管端面与端卡滑块63之间的碰撞力。

端卡盘62沿其周向设有若干卡接块621，通孔32分别设于对应的卡接块621上，且卡接块621卡设于端卡槽65中，并通过卡接螺栓622与端卡盘62固定连接。具体工作时，手动将卡接块621插入到端卡槽65中，并通过卡接螺栓622实现对卡接块621的固定；在对端卡盘62进行限位时，只需手动将固定螺栓33依次穿过固定孔31以及其中一个通孔32，即可对端卡盘62进行限位。

限位机构5包括限位槽51、限位块52、限位压簧53、限位杆54、杆槽55以及拨动盘56，限位槽51沿安装板1宽度方向两侧分别设有若干，杆槽55设于匚型滑块2靠近限位槽51的一侧，且与限位槽51相互连通，限位块52两端分别嵌设于限位槽51以及杆槽55中，限位块52远离限位槽51的一端设有限位杆54，且限位杆54穿过杆槽55朝远离安装板1的方向延伸，拨动盘56设于限位杆54远离限位块52的一端，限位压簧53套设于限位杆54上，且两端分别与限位块52以及杆槽55相抵触。具体工作时，手动向外拉出拨动环，使限位块52离开限位槽51，再推动匚型滑块2，使匚型滑块2沿安装板1长度方向滑动，限位块52在限位压簧53的推力下，具有朝靠近安装板1方向移动的趋势，当限位块52到达下一限位槽51时，自动嵌入其中，实现对匚型滑块2进行限位。

调节杆661包括调节动杆6611、调节弹片6612、调节柱6613以及调节定杆6614，调节定杆6614一端设于调节圆台663上，另一端朝端卡滑块63方向延伸，调节定杆6614靠近端卡滑块63的一侧设有方形槽，调节动杆6611一端滑动设于方形槽中，另一端与端卡滑块63固定连接，调节弹片6612设于调节动杆6611靠近方形槽的一端，调节弹片6612上设有调节柱6613，且调节定杆6614上设有供调节柱6613卡设的圆形孔。调节杆661采用可伸缩设计，可以满足不同截面三角形的三角梁桁架的生产需要。具体工作时，通过按压调节柱6613使调节柱6613缩至方形槽中，在手动推动调节动杆6611，进行长度的调节即可，在此过程中，调节柱6613在调节弹片6612的作用下对方形槽内壁产生一定的压力，在调节动杆6611的推动调节过程中，当调节杆661到达下一圆形孔时，会嵌入其中，从而实现对调节杆661长度的调节。

此外，本发明还提供了一种钢结构制作自动化拼装机械的使用方法，其步骤如下：

s1、设备调节：根据三角梁桁架的截面尺寸，并通过等径调节机构66调整端卡滑块63在端卡槽65中的位置，之后，通过固定螺栓33将端卡盘62进行限位固定，即完成设备调节准备工作；

s2、钢管穿设：人工将若干钢管的一端卡入到端卡环64中，另一端通过限位机构5使两相对的端卡环64相互靠近，以对钢管进行卡紧，即完成钢管穿设安装的工序；

s3、侧筋焊接：人工将桁架侧筋置于钢管上，通过现有的焊接设备自动对各连接点进行焊接；当一侧的桁架侧筋焊接完成后，取下固定螺栓33，转动端卡盘62，使另一侧待焊接侧朝上，并通过固定螺栓33再一次锁定，重复进行焊接操作，最终完成三角梁桁架的全部的焊接操作；

s4、成品取下：三角梁桁架焊接完成后，通过限位机构5松开三角梁桁架的固定限位，最后再人工取下三角梁桁架即可。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。