一种用于桁架加工的杆件拼装焊接装置及方法与流程

1.本发明属于桁架加工领域，涉及杆件焊接技术，具体是一种用于桁架加工的杆件拼装焊接装置及方法。


背景技术：

2.桁架一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构，桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度；
3.桁架杆件在进行拼装焊接时，由于桁架的应用场景不同，对杆件的焊接角度要求也不同，因此传统拼装焊接装置在对桁架杆件进行焊接时，无法满足桁架杆件的多角度焊接要求，现有的杆件焊接装置的固定部件通常只能够对两个杆件进行直角或平角等固定角度的夹紧，而无法针对桁架杆件的焊接要求对不同焊接角度的杆件进行固定与焊接；
4.针对上述技术问题，本技术提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于桁架加工的杆件拼装焊接装置及方法，用于解决现有的杆件焊接装置无法对杆件进行调节的问题。
6.本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以对杆件角度进行自适应调节的杆件拼装焊接装置。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
8.一种用于桁架加工的杆件拼装焊接装置，包括工作平台，所述工作平台顶部固定安装有集尘箱，所述工作平台的顶部设置有第一角调箱与第二角调箱；
9.所述第一角调箱的顶部设置有第一转板，所述第二角调箱的顶部设置有第二转板，所述第一角调箱内侧壁设置有用于调节第一转板角度的第一角调机构，所述第二角调箱内侧壁设置有用于调节第二转板角度的第二角调机构；
10.所述第一转板与第二转板相靠近的一端相铰接，所述第一转板与第二转板的顶部均通过安装块设置有固定机构；
11.所述第一转板与第二转板的顶面与底面之间均贯穿连通有安装管，所述第一角调箱与第二角调箱相靠近的内侧壁均贯穿联通有连接管，两个所述安装管分别通过两个软管与两个连接管相连通，两个所述连接管相靠近的一端之间固定连通有直管，所述直管的底部延伸至集尘箱的内部，所述集尘箱的两个内侧壁均贯穿连通有出风管。
12.进一步地，所述第一角调机构包括第一电动推杆与第一垫板，所述第一电动推杆固定安装在第一角调箱的内壁，所述第一电动推杆输出端固定安装有第一连接板，所述连接板远离第一电动推杆的一侧设置有第一滚轮，所述第一垫板侧面与第一角调箱的内侧壁固定连接，所述第一垫板的顶面铰接有第一撑板，所述第一角调箱的顶面开设有第一开口，所述第一撑板远离第一垫板的一端穿过第一开口并延伸至第一角调箱的外部，所述第一撑
板倾斜设置且第一撑板的底面开设有第一卡槽，所述第一滚轮的外侧面与第一卡槽活动连接，所述第一角调箱顶面远离第二角调箱的一侧固定安装有第一垫块，所述第一转板的底面与第一垫块的顶部相接触。
13.进一步地，所述第二角调机构包括第二电动推杆与第二垫板，所述第二电动推杆固定安装在第二角调箱的内壁，所述第二电动推杆输出端固定安装有第二连接板，所述连接板远离第二电动推杆的一侧设置有第二滚轮，所述第二垫板侧面与第二角调箱的内侧壁固定连接，所述第二垫板的顶面铰接有第二撑板，所述第二角调箱的顶面开设有第二开口，所述第二撑板远离第二垫板的一端穿过第二开口并延伸至第二角调箱的外部，所述第二撑板倾斜设置且第二撑板的底面开设有第二卡槽，所述第二滚轮的外侧面与第二卡槽活动连接，所述第二角调箱顶面远离第一角调箱的一侧固定安装有第二垫块，所述第二转板的底面与第二垫块的顶部相接触。
14.进一步地，所述第一转板与第二转板的底面均开设有凹槽，所述凹槽的内侧壁之间固定安装有滑杆，所述滑杆的外表面活动连接有滑套，两个所述滑套的底面分别与第一撑板、第二撑板相铰接。
15.进一步地，所述直管的顶部密封，所述直管中部设置有压力泵，压力泵的两个侧面通过支架分别与第一角调箱、第二角调箱的侧面固定连接，所述直管的底部设置有电磁阀，且直管底部穿过集尘箱的内顶壁并延伸至集尘箱的内部，所述集尘箱的内壁之间固定安装有两个相对称的滤板，两个所述滤板分别安装在直管的两侧。
16.进一步地，所述固定机构包括圆弧底座与圆弧顶盖，所述圆弧底座底部与安装块固定连接，所述圆弧底座与圆弧顶盖相靠近的侧面均固定安装有连接块，位于同一侧的两个连接块之间通过螺栓固定连接，所述圆弧底座的内侧面固定安装有均匀分布的支撑块，均匀分布的支撑块的顶部之间固定安装有弧形下卡座，所述圆弧顶盖的内侧面通过多个弹簧固定安装有弧形上卡座。
17.进一步地，所述圆弧顶盖的内顶壁开设有两个相对称的螺纹孔，螺纹孔的内侧壁之间螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的顶部固定安装有转盘，所述转盘顶面的一侧固定安装有握把，所述螺纹杆底部通过轴承活动连接有弧形夹板，所述弧形上卡座、弧形下卡座以及弧形夹板的内侧面均固定安装有防滑垫。
18.该种用于桁架加工的杆件拼装焊接方法，包括以下步骤：
19.步骤一：将两个固定机构的圆弧顶盖从圆弧底座上拆卸下来，将两个待焊接的杆件分别放置在两个圆弧底座上，将两个圆弧顶盖分别覆盖在两个圆弧底座上，通过螺栓与螺母将圆弧顶盖与圆弧底座进行固定，利用弧形上卡座与弧形下卡座对杆件进行预夹紧；
20.步骤二：通过焊接要求确认焊接模式，焊接模式包括平角焊接、锐角焊接以及钝角焊接，通过焊接模式对第一转板与第二转板的角度进行对应调节；
21.步骤三：第一转板与第二转板的角度调节完成后，对杆件在固定机构中的伸出位置进行调节，使两个待焊接杆件的焊接位置相接触，顺时针转动转盘将螺纹杆旋进圆弧顶盖，弧形夹板与杆件表面接触并对杆件进行夹持；
22.步骤四：杆件夹持完成后，手持外接焊接机对两个杆件进行焊接，焊接完成后，通过螺栓将圆弧顶盖从圆弧底座上拆卸下来，将焊接完成的两个杆件从圆弧底座上取出即完成了杆件焊接过程。
23.进一步地，步骤二中通过焊接模式对第一转板与第二转板的角度进行调节的具体过程包括：
24.当焊接模式为平角焊接时，不对第一转板与第二转板的角度进行调节；
25.当焊接模式为钝角焊接时，启动第二电动推杆伸出，通过第二滚轮推动第二撑板逆时针转动，第二撑板逆时针转动时推动第二转板进行逆时针转动，直至第一转板与第二转板形成的角度达到焊接要求；
26.当焊接模式为锐角焊接时，同时启动第一电动推杆与第二电动推杆伸出，使第一转板顺时针转动、第二转板逆时针转动，直至第一转板与第二转板形成的角度达到焊接要求。
27.本发明具备下述有益效果：
28.1、通过第一角调机构与第二角调机构分别对第一转板与第二转板进行旋转控制，从而可以针对不同角度的焊接要求均能够对杆件进行焊接固定，从而提高焊接装置的适用性，针对三类焊接要求，采用三种控制模式对杆件进行自适应焊接；
29.2、通过固定机构的弹簧与弧形上卡座对杆件进行预夹紧，使杆件在转板旋转时能够固定不动，从而保证第一转板与第二转板转动时杆件的稳定性，在完成第一转板与第二转板的角度调节后，工作人员用手对杆件在固定机构中的相对位置进行调节，从而使两个杆件的焊接位置紧密接触，在杆件调节完成后再通过螺纹杆与弧形夹板对杆件进行固定夹持，保证两个杆件的焊接稳定性；
30.3、通过设置的安装管、连接管以及软管等结构，可以在第一转板、第二转板旋转时，安装管随第一转板、第二转板同步转动，因此无论采用哪种焊接模式进行焊接时，均能够通过安装管抽气进行散热以及碎屑吸收，吸收后的碎屑被收入集尘箱内，打开箱门后即可对集尘箱内的碎屑进行处理。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明结构主视图；
33.图2为本发明集尘箱结构主视剖视图；
34.图3为本发明第一角调箱结构主视剖视图；
35.图4为本发明第二角调箱结构主视剖视图；
36.图5为本发明第一撑板与第二撑板的结构主视剖视图；
37.图6为本发明固定机构结构主视剖视图；
38.图7为本发明图6中a-a的剖面示意图；
39.图8为本发明图6中b-b的剖面示意图；
40.图9为本发明钝角焊接时第一转板与第二转板的结构示意图；
41.图10为本发明锐角焊接时第一转板与第二转板的结构示意图；
42.图11为现有技术中桁架杆件的焊接夹角示意图。
43.图中：1、工作平台；2、集尘箱；3、第一角调箱；4、第二角调箱；5、第一角调机构；501、第一电动推杆；502、第一垫板；503、第一连接板；504、第一滚轮；505、第一撑板；506、第一开口；507、第一卡槽；508、第一转板；509、第一垫块；6、第二角调机构；601、第二电动推杆；602、第二垫板；603、第二连接板；604、第二滚轮；605、第二撑板；606、第二开口；607、第二卡槽；608、第二转板；609、第二垫块；7、凹槽；8、滑杆；9、滑套；10、安装管；11、连接管；12、软管；13、直管；14、压力泵；15、滤板；16、出风管；17、固定机构；1701、圆弧底座；1702、圆弧顶盖；1703、连接块；1704、支撑块；1705、弧形下卡座；1706、圆孔；1707、弹簧；1708、弧形上卡座；1709、螺纹杆；1710、转盘；1711、弧形夹板。
具体实施方式
44.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
45.如图11所示，桁架杆件在焊接时，两个杆件形成的夹角存在图中a、b、c、d四种情况，现有技术中的杆件拼装焊接装置通常只能够针对a和b中的平角与直角的情况进行焊接，而在c和d中，两个杆件形成的夹角分别为锐角和钝角，在这两种情况对杆件进行焊接时，现有技术通常采用人工按压固定，角度仪手动测量，其精准度不足且人力浪费严重。
46.实施例一
47.如图1-10所示，一种用于桁架加工的杆件拼装焊接装置，包括工作平台1，工作平台1顶部固定安装有集尘箱2，集尘箱2的顶部固定安装有两个相对称的第一支柱，工作平台1顶部固定安装有两个相对称的第二支柱，位于左侧的第一支柱与第二支柱的顶部之间固定安装有第一角调箱3，位于右侧的第一支柱与第二支柱的顶部之间固定安装有第二角调箱4，第一角调箱3与第二角调箱4的内侧壁分别设置有第一角调机构5与第二角调机构6，在采用平角焊接模式时，第一角调机构5与第二角调机构6不工作，将两个杆件分别放置在两个固定机构17内部进行固定且两个杆件的焊接位置相接触后，即可直接对两个杆件进行焊接，焊接方式可采用手持式焊接机进行，也可在第一角调箱3与第二角调箱4的顶部之间架设焊接机，焊接机的种类很多，有单点单功能、单点双功能、单点多功能(此种焊机也只有一个焊头，变换定位板的形式后可作90
°
角至180
°
角之间任意角度的焊接)，还有两点、三点、四点乃至六点焊机及四角焊机等，焊接机作为现有技术，其具体结构在此不作赘述。
48.如图3所示，第一角调机构5包括第一电动推杆501与第一垫板502，第一电动推杆501固定安装在第一角调箱3的内壁，第一电动推杆501输出端固定安装有第一连接板503，连接板远离第一电动推杆501的一侧设置有第一滚轮504，第一垫板502侧面与第一角调箱3的内侧壁固定连接，第一垫板502的顶面铰接有第一撑板505，通过第一电动推杆501伸出使第一撑板505旋转，从而通过第一撑板505推动第一转板508转动，对第一转板508的倾斜角度进行调节，第一角调箱3的顶面开设有第一开口506，第一撑板505远离第一垫板502的一端穿过第一开口506并延伸至第一角调箱3的外部，第一撑板505倾斜设置且第一撑板505的底面开设有第一卡槽507，第一滚轮504的外侧面与第一卡槽507活动连接，第一滚轮504卡入第一卡槽507内部，保证了第一滚轮504与第一撑板505的接触稳定性，第一角调箱3的顶
部设置有第一转板508，第一角调箱3顶面远离第二角调箱4的一侧固定安装有第一垫块509，第一转板508的底面与第一垫块509的顶部相接触，在焊接模式为锐角焊接时，通过第一角调机构5与第二角调机构6相配合，使第一转板508与第二转板608同步转动，直至第一转板508与第二转板608形成的夹角为锐角，且第一转板508与第二转板608夹角满足焊接要求，即可对杆件进行焊接。
49.如图4所示，第二角调机构6包括第二电动推杆601与第二垫板602，第二电动推杆601固定安装在第二角调箱4的内壁，第二电动推杆601输出端固定安装有第二连接板603，连接板远离第二电动推杆601的一侧设置有第二滚轮604，第二垫板602侧面与第二角调箱4的内侧壁固定连接，第二滚轮604卡入第二卡槽607内部，保证了第二滚轮604与第二撑板605的接触稳定性，第二垫板602的顶面铰接有第二撑板605，第二角调箱4的顶面开设有第二开口606，第二撑板605远离第二垫板602的一端穿过第二开口606并延伸至第二角调箱4的外部，第二撑板605倾斜设置且第二撑板605的底面开设有第二卡槽607，第二滚轮604的外侧面与第二卡槽607活动连接，第二角调箱4的顶部设置有第二转板608，第二角调箱4顶面远离第一角调箱3的一侧固定安装有第二垫块609，第二转板608的底面与第二垫块609的顶部相接触，在第二转板608与第二角调箱4顶面相平行时，第二转板608的底面与第二垫块609的顶面正好互相接触，从而在平角焊接时保证两个杆件形成的夹角为一百八十度；在采用钝角焊接时，采用第二电动推杆601将第二撑杆顶起，从而使第二转板608进行转动，第二转板608与水平放置的第一转板508形成的角度为钝角，从而对第一转板508与第二转板608上的两个杆件进行焊接。
50.第一转板508与第二转板608相靠近的一端相铰接，第一转板508与第二转板608的底面均开设有凹槽7，凹槽7的内侧壁之间固定安装有滑杆8，滑杆8的外表面活动连接有滑套9，两个滑套9的底面分别与第一撑板505、第二撑板605相铰接，第一撑板505与第二撑板605转动时推动滑套9在滑杆8上滑动，从而推动第一转板508、第二转板608转动，对第一转板508、第二转板608的角度进行调节，可在第一角调箱3与第二角调箱4的顶部之间设置角度仪，第一转板508与第二转板608的实际角度值由角度仪进行测量，角度仪是用来检测角度的。角度仪基体中的轴往一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少，计数与角度仪的初始位置有关，当初始化角度仪时，它的计数值被设置为0，通过计算旋转的角度，可以很容易的测出位置和速度。
51.第一转板508与第二转板608的顶面与底面之间均贯穿连通有安装管10，第一角调箱3与第二角调箱4相靠近的内侧壁均贯穿联通有连接管11，两个安装管10分别通过两个软管12与两个连接管11相连通，两个连接管11相靠近的一端之间固定连通有直管13，第一转板508、第二转板608在转动时，安装管10随第一转板508、第二转板608转动，软管12保证了安装管10转动时与连接管11的连通，无论采用何种焊接模式进行杆件焊接，两个安装管10均能够对准焊接位置对其进行吸热降温，同时将焊接产生的碎屑抽入直管13中，直管13的顶部密封，直管13中部设置有压力泵14，压力泵14的两个侧面通过支架分别与第一角调箱3、第二角调箱4的侧面固定连接，直管13的底部设置有电磁阀，且直管13底部穿过集尘箱2的内顶壁并延伸至集尘箱2的内部，集尘箱2的内壁之间固定安装有两个相对称的滤板15，两个滤板15分别安装在直管13的两侧，集尘箱2的两个内侧壁均贯穿连通有出风管16，集尘箱2的正面设置有箱门，箱门一侧与集尘箱2的正面相铰接，集尘箱2正面的另一侧固定安装
有把手，且把手上还设有防滑线圈，在完成焊接后可打开箱门将集尘箱2内的碎屑取出进行集中处理。
52.结合实际应用情况，锐角焊接模式的应用频率最低，钝角焊接模式的应用频率其次，平角焊接模式的应用频率最高，结合本技术的三种角度调节方式，频率最高的平角焊接模式不需要角度调节，操作最为简单方便；钝角焊接模式应用频率适中，实施时控制第二转板608转动使第二转板608与第一转板508形成钝角；锐角焊接模式应用频率最小，其操作步骤也就最多，通过对第一转板508与第二转板608的旋转角度同时进行控制，以达到锐角焊接的目的；因此，本技术中的三种焊接模式对应三种处理方式与桁架杆件的焊接应用频率相对应，频率最高的模式操作最为方便，进一步提高了桁架杆件焊接的适用性。
53.如图6-8所示，第一转板508与第二转板608的顶部均通过安装块设置有固定机构17，固定机构17包括圆弧底座1701与圆弧顶盖1702，圆弧底座1701底部与安装块固定连接，圆弧底座1701与圆弧顶盖1702相靠近的侧面均固定安装有连接块1703，位于同一侧的两个连接块1703之间通过螺栓固定连接，通过螺栓可以对圆弧底座1701与圆弧顶盖1702进行拆卸与安装，在完成杆件焊接后，两个焊接在一起的杆件无法从两个固定机构17中抽出，此时将两个圆弧顶盖1702从两个圆弧底座1701上拆卸下来，即可将焊接在一起的两个杆件取出，圆弧底座1701的内侧面固定安装有均匀分布的支撑块1704，均匀分布的支撑块1704的顶部之间固定安装有弧形下卡座1705，圆弧顶盖1702的内侧面开设有均匀分布的圆孔1706，圆孔1706内壁固定安装有弹簧1707，均匀分布的弹簧1707远离圆弧顶盖1702的一端之间固定安装有弧形上卡座1708，弹簧1707与弧形上卡座1708用于对杆件进行预夹紧，在杆件进入到圆弧底座1701与圆弧顶盖1702之间时，通过弧形上卡座1708与弧形下卡座1705对杆件进行弹性夹持，从而保证第一转板508、第二转板608转动时杆件与固定机构17之间不会出现相对滑动，而在第一转板508、第二转板608的焊接完成后，即可手动对杆件在固定机构17中的相对位置进行调节以使得两个杆件的焊接位置相接触，之后再采用螺纹杆1709旋进的方式通过弧形夹板1711对杆件进行固定夹持，保证杆件在焊接过程中的稳定性，圆弧顶盖1702的内顶壁开设有两个相对称的螺纹孔，螺纹孔的内侧壁之间螺纹连接有螺纹杆1709，螺纹杆1709的顶部固定安装有转盘1710，转盘1710顶面的一侧固定安装有握把，螺纹杆1709底部通过轴承活动连接有弧形夹板1711，弧形上卡座1708、弧形下卡座1705以及弧形夹板1711的内侧面均固定安装有防滑垫。
54.实施例二
55.一种用于桁架加工的杆件拼装焊接方法，包括以下步骤：
56.步骤一：将两个固定机构17的圆弧顶盖1702从圆弧底座1701上拆卸下来，将两个待焊接的杆件分别放置在两个圆弧底座1701上，将两个圆弧顶盖1702分别覆盖在两个圆弧底座1701上，通过螺栓与螺母将圆弧顶盖1702与圆弧底座1701进行固定，利用弧形上卡座1708与弧形下卡座1705对杆件进行预夹紧；
57.步骤二：通过焊接要求确认焊接模式，焊接模式包括平角焊接、锐角焊接以及钝角焊接，通过焊接模式对第一转板508与第二转板608的角度进行对应调节，当焊接模式为平角焊接时，不对第一转板508与第二转板608的角度进行调节；当焊接模式为钝角焊接时，启动第二电动推杆601伸出，通过第二滚轮604推动第二撑板605逆时针转动，第二撑板605逆时针转动时推动第二转板608进行逆时针转动，直至第一转板508与第二转板608形成的角
度达到焊接要求；当焊接模式为锐角焊接时，同时启动第一电动推杆501与第二电动推杆601伸出，使第一转板508顺时针转动、第二转板608逆时针转动，直至第一转板508与第二转板608形成的角度达到焊接要求；
58.步骤三：第一转板508与第二转板608的角度调节完成后，对杆件在固定机构17中的伸出位置进行调节，使两个待焊接杆件的焊接位置相接触，顺时针转动转盘1710将螺纹杆1709旋进圆弧顶盖1702，弧形夹板1711与杆件表面接触并对杆件进行夹持；
59.步骤四：杆件夹持完成后，手持外接焊接机对两个杆件进行焊接，焊接完成后，通过螺栓将圆弧顶盖1702从圆弧底座1701上拆卸下来，将焊接完成的两个杆件从圆弧底座1701上取出即完成了杆件焊接过程。
60.该种用于桁架加工的杆件拼装焊接装置及方法，工作时，将两个待焊接的杆件分别放置在两个圆弧底座1701上，将两个圆弧顶盖1702与圆弧底座1701进行固定，利用弧形上卡座1708与弧形下卡座1705对杆件进行预夹紧，通过焊接模式对第一转板508与第二转板608的角度进行对应调节，第一转板508与第二转板608的角度调节完成后，对杆件在固定机构17中的伸出位置进行调节，使两个待焊接杆件的焊接位置相接触，顺时针转动转盘1710将螺纹杆1709旋进圆弧顶盖1702，弧形夹板1711与杆件表面接触并对杆件进行夹持，然后通过外接焊接机对两个杆件进行焊接。
61.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。