一种大型钢结构焊渣清理装置的制作方法

1.本发明涉及焊接装置领域，具体而言，涉及一种大型钢结构焊渣清理装置。


背景技术：

2.钢结构焊接技术是钢结构制造的关键技术和制造质量的保证，在建筑工程中起着非常重要的作用。在大型钢管的焊接过程中，一般需要通过吊机将钢管吊到工作台上进行焊接，但是这种方式效率低下，并且还需要在焊接后由人工敲打和摩擦实现焊渣的去除，十分不便。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种大型钢结构焊渣清理装置，以解决相关技术中的问题。
4.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种大型钢结构焊渣清理装置，包括龙门翻转机构、钢结构对接机构和焊接台，所述龙门翻转机构用于带动多个钢结构对接机构进行翻转，所述钢结构对接机构用于固定钢管并对接至焊接台进行焊接，所述钢结构对接机构上安装有焊渣振落机构和顶升摆动机构，所述焊渣振落机构用于使焊接后的钢管产生共振，所述顶升摆动机构用于从钢管底部对钢管进行间歇性顶起，使钢管左右摆动。所述龙门翻转机构有两个，且对称设置在焊接台两侧，所述龙门翻转机构包括主架体、固定在主架体顶部的安装支座和转动连接在安装支座上的转动棱台，所述安装支座上安装有摆动驱动电机，所述摆动驱动电机的输出轴与所述转动棱台同轴固定以带动转动棱台转动，所述转动棱台多面棱柱结构，所述转动棱台的每个面上安装有一个钢结构对接机构。所述钢结构对接机构包括钢结构放置平台，所述钢结构放置平台的截面为u形结构，在钢结构放置平台的上表面设有用于放置钢管的钢结构轨道，所述钢结构轨道的两侧面均设有若干防偏移组件，所述防偏移组件用于固定钢结构轨道上的钢管，所述钢结构放置平台的下方平行设置有底仓，所述底仓与所述转动棱台固定，所述底仓通过顶升摆动机构与所述钢结构放置平台连接。
5.进一步地，所述钢结构放置平台的底面两侧边处设有两个对称的边板，两个所述边板之间连接有下连接臂，所述顶升摆动机构包括两个并排设置的限制板，所述限制板与所述钢结构放置平台固定连接，所述限制板的下方平行设置有挡板，所述挡板的顶部固定有滑动杆，所述滑动杆可滑动地穿过限制板并延伸至限制板上方，所述限制板与所述挡板之间设有复位弹簧，所述复位弹簧套设于滑动杆外部，所述滑动杆的顶端固定有摆动环扣，所述摆动环扣可滑动地套接在下连接臂上并可在下连接臂上转动。
6.进一步地，两个所述挡板的底部均设有凸轮，两个所述凸轮的朝向相反，且两个凸轮之间通过中间轴连接，所述顶升摆动机构还包括用于驱动中间轴转动的减速电机。
7.进一步地，所述焊渣振落机构包括固定于所述钢结构放置平台末端底面的防护罩，所述防护罩的顶部安装有敲打结构，所述敲打结构包括杠杆，所述杠杆的两端处均设有
连接杆，所述连接杆的末端连接有敲打头，在所述杠杆上沿其长度方向开有长圆孔，所述防护罩的顶部中间位置设有中心铰接座与所述杠杆的中间处铰接，所述防护罩内安装有往复传动组件，所述往复传动组件包括两个对称设置的齿条，两个所述齿条之间设有两个与其分别啮合的第一齿轮，两个第一齿轮上均同轴固定有不完全齿轮，两个不完全齿轮之间设有第二齿轮，两个所述不完全齿轮均与第二齿轮啮合，所述齿条的顶端有一段光滑部，该光滑部穿过固定在防护罩内壁上的导向环并与其滑动连接，所述光滑部的顶端连接有活动轴，所述活动轴嵌设于长圆孔内并与长圆孔活动连接，所述防护罩外部安装有击打驱动电机，所述击打驱动电机的输出轴穿过防护罩并与第二齿轮同轴固定。
8.进一步地，所述防偏移组件包括固定于钢结构放置平台侧边上的外管体，所述外管体内部开有圆柱槽，所述圆柱槽内固定有螺线圈，所述圆柱槽内滑动连接有磁铁块，所述磁铁块的末端设有橡胶头，所述磁铁块的一端直径增大，形成限位部，所述圆柱槽的开口处直径小于限位部的直径。
9.进一步地，所述焊接台包括支柱和位于所述支柱顶端的上台面，所述上台面上对称开有两个通槽，所述通槽下方的支柱内安装有夹持机构。
10.进一步地，所述夹持机构包括两个对称设置的推动气缸和气动夹具，所述推动气缸的缸体安装于支柱内部，所述推动气缸的活塞杆端部安装有第一铰座，所述第一铰座一端铰接有第二铰座，且所述第一铰座上安装有用于驱动第二铰座转动的角度调节电机。
11.进一步地，所述气动夹具包括安装于第二铰座末端的上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体通过螺栓固定，在所述下壳体的上表面上开有凹槽，所述凹槽内安装有夹持驱动气缸，所述夹持驱动气缸的活塞杆端部安装有滑块，所述滑块与凹槽滑动连接，所述滑块前端铰接有两个对称的连杆，两个所述连杆的末端均铰接有对称的夹爪，所述夹爪的一端底部固定有t形块，所述下壳体的顶部靠近前端处开有t形槽，两个所述t形块均位于所述t形槽内可在所述t形槽内滑动，两个所述夹爪相对的一侧均设有粗糙纹。
12.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过龙门翻转机构和钢结构对接机构能够完成不间断的钢管上料，使得两个焊接钢管迅速对接在焊接台上，并且配以共振形式去除焊渣的设备，使整个焊接工艺一次完成，大大提高了工作效率。
附图说明
13.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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
14.图1为本发明整体结构示意图；
15.图2为本发明中龙门翻转机构和钢结构对接机构的装配图；
16.图3为本发明中钢结构对接机构的结构示意图之一；
17.图4为本发明中钢结构对接机构的结构示意图之二；
18.图5为本发明中顶升摆动机构的结构示意图；
19.图6为本发明中焊渣振落机构的结构示意图；
20.图7为本发明中焊渣振落机构的结构分解示意图；
21.图8为本发明中焊渣振落机构的局部结构示意图；
22.图9为本发明中防偏移组件的结构示意图；
23.图10为本发明中部分结构的位置示意图；
24.图11为本发明中升降驱动气缸和套环的连接示意图；
25.图12为本发明中夹持机构的结构示意图；
26.图13为本发明中夹持机构的结构分解示意图；
27.图14为本发明中敲打头的剖视图。
28.图示说明：1、龙门翻转机构；11、主架体；12、安装支座；13、转动棱台；14、摆动驱动电机；2、钢结构对接机构；21、钢结构放置平台；211、钢结构轨道；22、底仓；23、顶升摆动机构；231、限制板；232、滑动杆；233、复位弹簧；234、挡板；235、减速电机；236、中间轴；237、凸轮；238、主动齿轮；239、从动齿轮；230、摆动环扣；24、边板；25、焊渣振落机构；251、防护罩；252、击打驱动电机；253、敲打结构；2531、杠杆；2532、连接杆；2533、敲打头；2534、长圆孔；2535、金属球；2536、弹力绳；254、往复传动组件；2541、齿条；2542、第一齿轮；2543、第二齿轮；2544、不完全齿轮；255、导向环；256、中心铰接座；257、活动轴；26、下连接臂；27、防偏移组件；271、外管体；2711、圆柱槽；2712、限位环；272、螺线圈；273、磁铁块；274、橡胶头；3、焊接台；31、支柱；32、上台面；321、通槽；4、横向移动机构；41、导轨；411、滑槽；42、丝杆；43、丝杆驱动电机；44、u形架；45、滑轮；46、丝杠螺母；5、纵向移动机构；51、升降架；511、升降槽；52、升降驱动气缸；53、套环；6、传动机构；61、主动轮；62、从动轮；63、皮带；7、清理筒；71、转轴；8、夹持机构；81、推动气缸；82、第一铰座；83、角度调节电机；84、第二铰座；85、气动夹具；851、上壳体；852、下壳体；8521、t形槽；853、夹持驱动气缸；854、滑块；855、夹爪；8551、粗糙纹；856、连杆；857、t形块。
具体实施方式
29.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
30.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
31.一种大型钢结构焊渣清理装置，本实施例的装置适用于对大型方管，如q345b无缝方管进行焊接过程中使用，其包括龙门翻转机构1、钢结构对接机构2和焊接台3，龙门翻转机构1用于带动多个钢结构对接机构2进行翻转，钢结构对接机构2用于固定钢管并对接至焊接台3进行焊接，钢结构对接机构2上安装有焊渣振落机构25和顶升摆动机构23，焊渣振落机构25用于使焊接后的钢管产生共振，顶升摆动机构23用于从钢管底部对钢管进行间歇性顶起，使钢管左右摆动。
32.具体的，龙门翻转机构1有两个，且对称设置在焊接台3两侧，龙门翻转机构1包括主架体11、固定在主架体11顶部的安装支座12和转动连接在安装支座12上的转动棱台13，安装支座12上安装有摆动驱动电机14，摆动驱动电机14的输出轴与转动棱台13同轴固定以带动转动棱台13转动，转动棱台13多面棱柱结构，转动棱台13的每个面上安装有一个钢结
构对接机构2。
33.钢结构对接机构2包括钢结构放置平台21，钢结构放置平台21的截面为u形结构，在钢结构放置平台21的上表面设有用于放置钢管的钢结构轨道211，钢结构轨道211的两侧面均设有若干防偏移组件27，防偏移组件27用于固定钢结构轨道211上的钢管。防偏移组件27包括固定于钢结构放置平台21侧边上的外管体271，外管体271内部开有圆柱槽2711，，圆柱槽2711内固定有螺线圈272，圆柱槽2711内滑动连接有磁铁块273，磁铁块273的末端设有橡胶头274，磁铁块273的一端直径增大，形成限位部，圆柱槽2711的开口处直径小于限位部的直径，形成限位环2712，限位环2712的内径小于圆柱槽2711的内径。当钢管放置在钢结构轨道211中后，当螺线圈272通电后产生磁性，其与磁铁块273异名磁极相对，在螺线圈272通电后与磁铁块273产生斥力，给磁铁块273一个向外的强磁力，使得磁铁块273一端的橡胶头274抵紧钢管对钢管进行限位。
34.进一步地，钢结构放置平台21的下方平行设置有底仓22，底仓22与转动棱台13固定，具体的，底仓22通过型钢与转动棱台13进行焊接固定，底仓22通过顶升摆动机构23与钢结构放置平台21连接。钢结构放置平台21的底面两侧边处设有两个对称的边板24，两个边板24之间连接有下连接臂26，顶升摆动机构23包括两个并排设置的限制板231，限制板231与钢结构放置平台21固定连接，限制板231的下方平行设置有挡板234，挡板234的顶部固定有滑动杆232，滑动杆232可滑动地穿过限制板231并延伸至限制板231上方，限制板231与挡板234之间设有复位弹簧233，复位弹簧233套设于滑动杆232外部，滑动杆232的顶端固定有摆动环扣230，摆动环扣230可滑动地套接在下连接臂26上并可在下连接臂26上转动。两个挡板234的底部均设有凸轮237，两个凸轮237的朝向相反，且两个凸轮237之间通过中间轴236连接，顶升摆动机构23还包括用于驱动中间轴236转动的减速电机235，减速电机235的输出轴同轴固定有主动齿轮238，中间轴236的中部同轴固定有从动齿轮239。在具体使用时，顶升摆动机构23的减速电机235开启后，会带动中间轴236快速旋转，从而使两个凸轮237快速转动，两个凸轮237间歇顶起滑动杆232，滑动杆232上的摆动环扣230也间歇顶起，使得整个钢结构放置平台21左右摇摆，将钢结构放置平台21上的钢管左右倾斜摆动，将其上部的焊渣抖落到两旁。
35.其次，焊渣振落机构25包括固定于钢结构放置平台21末端底面的防护罩251，防护罩251的顶部安装有敲打结构253，敲打结构253包括杠杆2531，杠杆2531的两端处均设有连接杆2532，连接杆2532的末端连接有敲打头2533，在杠杆2531上沿其长度方向开有长圆孔2534，防护罩251的顶部中间位置设有中心铰接座256与杠杆2531的中间处铰接，防护罩251内安装有往复传动组件254，往复传动组件254包括两个对称设置的齿条2541，两个齿条2541之间设有两个与其分别啮合的第一齿轮2542，两个第一齿轮2542上均同轴固定有不完全齿轮2544，两个不完全齿轮2544之间设有第二齿轮2543，两个不完全齿轮2544均与第二齿轮2543啮合，齿条2541的顶端有一段光滑部，该光滑部穿过固定在防护罩251内壁上的导向环255并与其滑动连接，光滑部的顶端连接有活动轴257，活动轴257嵌设于长圆孔2534内并与长圆孔2534活动连接，防护罩251外部安装有击打驱动电机252，击打驱动电机252的输出轴穿过防护罩251并与第二齿轮2543同轴固定。在顶升摆动机构23带动钢管左右摇晃的过程中，同时配合焊渣振落机构25使用。击打驱动电机252带动第二齿轮2543转动，在第二齿轮2543转动的过程中，不断与两侧的不完全齿轮2544的齿进行啮合，由于中心铰接座256
与杠杆2531的中间处铰接，两侧的两个齿条2541迅速上下摆动，使得杠杆2531快速来回摆动，从而带动两个敲打头2533不停快速敲打钢管，使得钢管产生共振。如此一来，钢管上由于焊接掉落的焊渣会在共振作用下脱离钢管表面，并在顶升摆动机构23带动钢管左右摇晃的过程中掉落在一旁。
36.具体的，敲打头2533为金属材质，且其内部中空，在其内部设有金属球2535，金属球2535的四周通过弹力绳2536固定在敲打头2533的内壁上。能够保证在击打的过程中金属球2535在内部不断振动，能够使得钢管更快速进入共振状态。
37.进一步地，还包括位于焊接台3上方的清理筒7，清理筒7由横向移动机构4和纵向移动机构5带动其横向和纵向移动，横向移动机构4包括对称分布于焊接台3两侧的导轨41，导轨41通过主架体安装于焊接台3侧面，导轨41的上表面开有滑槽411，滑槽411上方设有u形架44，u形架44的底部转动连接有滑轮45，滑轮45嵌合在滑槽411内部并可在其内部滚动，u形架44的顶部安装有丝杠螺母46，两个导轨41的上方均平行设置有丝杆42，丝杆42分别穿过位于其同侧的丝杠螺母46并与其螺纹连接，其中一个丝杆42通过安装于导轨41一端板上的丝杆驱动电机43进行驱动，丝杆驱动电机43的输出轴通过传动机构6传动带动另一个丝杆42同步转动。纵向移动机构5包括分别安装于两个丝杠螺母46顶部的升降架51，升降架51上竖直开有升降槽511，升降架51的顶部安装有升降驱动气缸52，升降驱动气缸52的底部活塞杆的端部穿过升降架51并延伸至升降槽511内，升降驱动气缸52的活塞杆端部安装有套环53，在其中一个套环53上安装有清理筒驱动电机带动清理筒7转动。清理筒7的两端同轴固定有转轴71，清理筒7两端的转轴分别嵌设于两侧的套环53内并与套环53转动连接在清理筒7的表面附着有钢丝面。在具体使用时，通过丝杆驱动电机43带动丝杆42正向或反向转动，使得丝杠螺母46沿着丝杆42前后移动，可以对钢管表面残留的焊渣进行去除。其中，升降驱动气缸52能够带动清理筒7上下升降，使其下降到合适位置能够接触到钢管表面，再由前述的丝杆42带动清理筒7来回移动对钢管表面进行摩擦。将焊渣振落机构25去除后的钢管表面进行二次清洁，去除残留的焊渣。
38.具体的，传动机构6包括主动轮61和从动轮62，主动轮61和从动轮62通过皮带63连接传动，其中，主动轮61与丝杆驱动电机43的输出轴及其中一根丝杆42同轴固定；从动轮62与另一根丝杆42同轴固定。
39.焊接台3包括支柱31和位于支柱31顶端的上台面32，上台面32上对称开有两个通槽321，通槽321下方的支柱31内安装有夹持机构8。夹持机构8包括两个对称设置的推动气缸81和气动夹具85，推动气缸81的缸体安装于支柱31内部，推动气缸81的活塞杆端部安装有第一铰座82，第一铰座82一端铰接有第二铰座84，且第一铰座82上安装有用于驱动第二铰座84转动的角度调节电机83。气动夹具85包括安装于第二铰座84末端的上壳体851和下壳体852，上壳体851和下壳体852通过螺栓固定，在下壳体852的上表面上开有凹槽，凹槽内安装有夹持驱动气缸853，夹持驱动气缸853的活塞杆端部安装有滑块854，滑块854与凹槽滑动连接，滑块854前端铰接有两个对称的连杆856，两个连杆856的末端均铰接有对称的夹爪855，夹爪855的一端底部固定有t形块857，下壳体852的顶部靠近前端处开有t形槽8521，两个t形块857均位于t形槽8521内可在t形槽8521内滑动，两个夹爪855相对的一侧均设有粗糙纹8551。夹持驱动气缸853的活塞杆在缩回时，带动滑块854在凹槽内向后移动，通过连杆856拉动夹爪855，由于夹爪855被t形块857和t形槽8521限制只能在t形槽8521中水平移
动，所以两个夹爪855相互靠近以夹紧钢管。其次，推动气缸81用于推动或拉动两个气动夹具85运动，使两侧的钢管焊接面紧密贴合在一起进行焊接。角度调节电机83能够带动第二铰座84沿着第一铰座82旋转90
°
，在钢管放置在焊接台3上之前，推动气缸81和气动夹具85呈水平状态，在钢管放置在焊接台3上之后，气动夹具85旋转90
°
朝上，正好从通槽321转动至钢管的位置，使得两侧的夹爪855位于钢管两侧，这时再由夹持驱动气缸853驱动夹爪855进行夹紧。
40.需要注意的是，焊接台3的上台面32高度是略低于对齐后的钢结构放置平台21的高度的，因需要留出一定间距为顶升摆动机构23对焊接后钢管晃动时的钢管进行避让。
41.在具体使用时，本实施例中的转动棱台13为六面棱柱，及包含六个钢结构对接机构2，对称设置在焊接台3两侧，不断提供钢管至焊接台3进行焊接，摆动驱动电机14每次转动60
°
，每次转动后钢结构放置平台21恰好到达焊接台3的上台面32边缘。另一侧的钢结构放置平台21处于倒置状态，此时工作人员在下方通过升降机对钢管进行上料，钢管被升降机升降至倒置的钢结构放置平台21中的钢结构轨道211内，此时螺线圈272上电，使得两侧的各个橡胶头274夹紧钢管，完成上料。注意上料时钢管前端略超出钢结构放置平台21一部分，使得到达焊接台3的上台面32边缘的钢结构放置平台21上后，钢管恰好落在通槽321上方，此时夹爪855能夹紧钢管的一端，此时螺线圈272断电，并通过推动气缸81的活塞杆回缩，带动两个钢管向一侧靠近并将焊接面紧密贴合在一起，此时由工作人员进行焊接。焊接完成后通过焊渣振落机构25、顶升摆动机构23及清理筒7对焊渣进行清理。清理完成后夹爪855松开，通过吊机将焊接好的钢管吊走。转动棱台13再次转动60
°
，以此往复循环进行焊接和焊接后的焊渣清理。
42.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
43.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。