一种防止钢箱梁焊接形变的焊接台座的制作方法

1.本实用新型涉及钢箱梁制造领域，尤其涉及一种防止钢箱梁焊接形变的焊接台座。


背景技术：

2.钢箱梁一般由顶板、底板、腹板、和横隔板、纵膈板以及加劲肋等通过全焊接的方式连接而成，其中，顶板为盖板和纵向加劲肋构成的正弦正交异性面板。该正弦正交异性面板在焊接过程中温度分布不均匀，时常发生沿焊缝弯曲拱起的不可控形变。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提供了一种防止钢箱梁焊接形变的焊接台座，旨在解决钢箱梁单元件焊接过程中，由于焊接时温度分布不均匀产生的沿焊缝弯曲拱起形变问题。
4.为了实现上述的目的，本实用新型采用了如下的技术方案：
5.一种防止钢箱梁焊接形变的焊接台座，包括：底座、升降平台、机械臂、用于放置钢板的焊接限位板；
6.所述机械臂成对设置于所述底座的宽度方向上相对的两不同侧，每对所述机械臂用于夹持所述焊接限位板的两端，并将所述焊接限位板压紧在钢板上、将所述钢板相对的两条边压紧在所述底座上；
7.所述升降平台设于所述底座上的宽度方向的中部，用于从底部抵接所述钢板，并可在竖直方向上升降而调节所述钢板的拱起程度。
8.其中，所述机械臂包括：用于压紧所述焊接限位板和所述钢板的夹持装置、连接柱、移动装置、伸缩单元；所述底座的宽度方向的两侧开设有沿其长度方向延伸的滑动槽；所述连接柱的横截面呈矩形，顶部与所述夹持装置相连，底部与所述移动装置相连；所述连接柱至少部分设于所述滑动槽内；所述伸缩单元底部与所述连接柱可伸缩连接，顶部与所述夹持装置可转动连接；所述移动装置沿所述滑动槽可移动地设置于所述滑动槽内。
9.其中，所述移动装置相对于所述连接柱可转动设置；所述滑动槽包括贯穿所述底座上面的限位通道和连通所述限位通道底面的转向通道，所述移动装置设于所述转向通道内，所述连接柱设于所述限位通道内；所述连接柱的横截面、所述限位通道的横截面均为矩形，在所述移动装置转动过程中，所述连接柱由所述限位通道在周向上进行限位。
10.其中，所述移动装置包括：转动平台、平衡单元、主动单元；所述平衡单元与所述主动单元固定设于所述转动平台的底部，所述转动平台顶部与所述连接柱可转动地连接，所述主动单元用于驱动所述转动平台在所述滑动槽内移动；所述平衡单元用于与所述主动单元配合保持所述转动平台的平衡。
11.作为本实施例的进一步描述：所述升降平台从底座的长度方向上的一端延伸到另一端。
12.作为本实施例的进一步描述：所述伸缩单元包括基座、伸缩柱和控制单元；所述伸
缩柱底部与所述连接柱可伸缩连接，顶部与所述基座固定，所述基座上端与所述夹持装置可转动连接，所述控制单元位于所述基座内部，用于控制整个机械臂的运动状态。
13.作为本实施例的进一步描述：所述夹持装置包括固定在所述基座上的壳体、驱动装置和夹持部；所述壳体内设有供所述夹持部活动的空间，所述驱动装置包括固定在所述壳体上的丝杆和与丝杆耦合的电机，所述夹持部包括螺纹连接于所述丝杆上且部分伸出所述夹持部的一对矩形块，所述一对矩形块用于在所述丝杆转动过程中相互靠近或远离。
14.作为本实施例的进一步描述：所述平衡单元包括：平衡车架、平衡车轮、连接轴；所述平衡车架顶部与所述转动平台底部固定，底部连接所述连接轴，所述平衡车轮可转动地设于所述连接轴上，所述平衡单元与所述主动单元在所述机械臂行进过程中沿行进方向前后设置。
15.作为本实施例的进一步描述：所述主动单元包括：主动车架、主动轮、动力源；所述主动车架顶部与所述转动平台底部固定，底部连接所述动力源，所述主动轮可转动地设置于所述动力源上。
16.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型通过机械臂夹持焊接限位板，当升降平台升起时，钢板在机械臂、焊接限位板、升降平台三者的作用下进入可恢复的反拱形变状态，待焊接完成之后再恢复反拱形变，从而抵消掉因焊接产生的焊接形变。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例的一种钢箱梁底座的示意图；
18.图2为本实用新型实施例的一种钢箱梁底座侧视图；
19.图3为本实用新型实施例的机械臂的示意图；
20.图4为本实用新型实施例的滑动槽的剖视图。
具体实施方式
21.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
22.需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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专利和简化描述，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专利的限制。
23.参阅图1、图2，本实用新型实施例提供了一种防止钢箱梁焊接形变的焊接台座，包括：底座4、升降平台41、机械臂1、焊接限位板2。底座4呈矩形，其四周边缘开设四道互相连通的滑动槽42，沿宽度方向的中部设有可升降的朝长度方向延伸的升降平台41，机械臂1在滑动槽42内水平竖直滑动。在其他实施例中，底座4边缘也可以仅开设有两条相对的滑动槽42。
24.焊接限位板2为一块弧形薄板，下端开设有多个与u型肋5匹配的孔。焊接前，机械臂1夹持焊接限位板2，利用焊接限位板2下端与u型肋5匹配的孔将u型肋5固定于钢板3上。
已固定好的钢板3被升降平台41沿宽度方向的中部顶升预先形成反拱形变，然后焊接u型肋5与钢板3。待焊接完成之后，伸缩柱132顶升夹持装置以解除钢板3的固定，升降平台下降以恢复钢板3的反拱形变，从而实现抵消掉焊接产生的焊接形变的效果。
25.在本实施例中，设置于底座4顶面的滑动槽42整体成矩形环状，且在滑动槽两两互通形成的四个顶面连接处呈l形。在其他实施例中，底座4顶面上的滑动槽42槽口连接处的形状包括但不限于十字形、t字形等。当槽口连接处的形状为十字形、t字形等有外延形状时，多个底座拼接相连，从而形成一道道加工工序链。
26.参阅图4，滑动槽42由限位通道421与转向通道422组成。限位通道421 上端与焊接平台顶面平齐，下端与转向通道连通。限位通道421与转向通道422 的端口截面均呈矩形。
27.在本实施例中，限位通道421的端口截面宽度小于转向通道。在其他实施例中，限位通道421的端口截面宽度与转向通道422一致。在本实施例中，滑动槽42的端口截面形成上窄下宽的凸字形槽体。在其他实施例中，滑动槽42 的端口截面形状包括但不限于口字形、l形。
28.参阅图3，机械臂1包括夹持装置，壳体14，基座131，伸缩柱132，连接柱6，移动装置。壳体14内部设有供夹持装置活动的空腔，基座131上端与壳体14可转动连接，下端与伸缩柱132固定，且基座131内部设有控制单元。连接柱6底部与移动装置可相对转动连接，控制单元控制整个机械臂1的运动状态。
29.夹持装置包括夹持部12以及驱动装置11。驱动装置11为与连接丝杆耦合的电机，用于驱动夹持部12进行相对运动，所述夹持部所述包括螺纹连接于所述丝杆上且部分伸出所述夹持部12的一对矩形块，所述一对矩形块用于在所述丝杆转动过程中相互靠近或远离。
30.在本实施例中，夹持部12为一对矩形块，驱动装置11由电机以及丝杆构成。矩形块靠近边缘的一端内部开孔，孔内表面刻有螺纹，且两个矩形块孔内表面刻有的螺纹旋向相反。丝杆一端与电机耦合，当控制单元控制电机正向旋转时，两个矩形块相向运动从而夹持住焊接限位板的一边；当控制单元控制电极逆向旋转时，两个矩形块相对运动，从而将焊接限位板2松开。在其他实施例中，夹持部12为多对。当夹持部为多对时，至少有一对夹持部12夹持焊接限位板5；一组夹持部12沿连接柱6高度方向分布，在驱动装置11的驱动下夹持住钢板3。夹持部12的形状包括但不限于弧形、圆形。
31.移动装置包括：转动平台7、平衡单元9、主动单元8；平衡单元9与主动单元8固定设于转动平台7的底部，转动平台7顶部与连接柱6可转动地连接，主动单元8用于驱动转动平台7在滑动槽42内移动；平衡单元9用于与主动单元8配合保持转动平台7的平衡。
32.转向时，控制单元控制转动平台7转动改变移动装置在滑动槽42内的移动方向，连接柱在限位通道421内被周向限位。夹持装置在整个机械臂1转向之后不朝向底座4时，控制单元控制基座131转动使得整个夹持装置始终朝向底座4。
33.平衡单元9包括：平衡车架91、平衡车轮92、连接轴93。平衡车架91顶部与转动平台7底部固定，底部连接所述连接轴93，平衡车轮92可转动地设于连接轴93上，平衡单元9与主动单元8在机械臂1行进过程中沿行进方向前后设置。
34.主动单元8包括主动车架81、主动轮82、动力源83；所述主动车架81顶部与所述转动平台7底部固定，底部连接所述动力源83，所述主动轮82可转动地设置于所述动力源上
35.在本实施例中，平衡车轮组件为一组，且主动车架81与平衡车架91之间呈一定的角度分布。在整个机械臂1移动过程中，平衡单元9与主动单元8分别设置于机械臂1移动方向上的前后位置。在其他实施例中，主动车架81可与平衡车架91之间平行。
36.具体实施过程：
37.在钢箱梁底部的钢板3抛丸除锈之后，将钢板3置于底座4上。两对机械臂1分别在钢板3沿长度方向相对一边的前后位置待命。钢板3铺设在底座后，两对机械臂分别夹持一块焊接限位板2下压，令焊接限位板2将钢板3固定于底座4上。
38.待钢板3固定完成之后，向焊接限位板的限位孔中插入u型肋5。u型肋5 安装完成之后，升降平台41升起，两侧的夹持装置夹持焊接限位板下压固定钢板3，底座4上的钢板3因此被顶升形成反拱形变。
39.底座4上的钢板3形成反拱形变之后，焊接机器人同时由钢板长度方向的中间向两边开始焊接。待焊接至焊接限位板2处附近时，一对机械臂1维持原状态不动，另一对机械臂1抬起所夹持焊接限位板2并移动至钢板3已焊接完成的中部。对齐焊接限位板2与钢板之3后，机械臂1将焊接限位板2下压到钢板3上并维持状态不动，另一对未移动的机械臂1重复相同的步骤，从钢板3 一端移动至钢板3已焊接完成的中部。
40.焊接限位板2位置更换完成之后，焊接机器人从上次停焊的焊缝处开始继续往下焊接，直至所有的u型肋5与钢板3完成焊接。u型肋5焊接完成之后，机械臂1夹持焊接限位板2微微上升，而升降平台41下降，以此恢复钢板3的反拱形变。
41.钢板3与u型肋5焊接完成之后，焊接限位板2被其他器械移走，机械臂 1随滑动槽42移动到下一个工序，或转变移动方向移动到底座4宽度方向所在的滑动槽42内等待下一块需要焊接的钢板3。
42.本实用新型具有的有益效果如下：通过机械臂夹持焊接限位板，当升降平台升起时，钢板在三者的作用下进入可恢复的反拱形变状态，待焊接完成之后再恢复反拱形变，从而抵消掉因焊接产生的焊接形变；通过自动化操作提高了焊接精度，减少了施工人员焊接操作所造成的形变。
43.以上所述仅是本技术的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。