一种钢结构型材焊接装置及其焊接方法与流程

1.本发明涉及钢结构型材焊接的技术领域，具体涉及一种钢结构型材焊接装置及其焊接方法。


背景技术：

2.钢结构型材是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。
3.在钢结构型材的加工过程中，需要对其进行焊接处理，这就需要使用到专门的焊接装置，中国专利cn202122487010.0中公开了一种轻钢结构加工用焊接装置，包括稳定底座，稳定底座顶端的一侧可拆卸安装有固定螺栓，稳定底座的顶端可拆卸安装有定位设备，稳定底座顶端的表面可拆卸安装有安装架，安装架内部的顶端可拆卸安装有连接滑杆，连接滑杆的表面活动套接有第一滑块，保证装置的焊接效果，避免了因为焊接装置本身不具备工件定位功能。
4.但是，本技术人在实施上述方案的过程中发现其存在如下缺点：1、需要人工作业来对钢结构型材进行进给处理，作业强度大、作业繁琐；2、无法从钢结构型材的底面、侧面同时施加驱动力度，导致钢结构型材进给作业无法稳定的进行；3、对于钢结构型材的锁定效果差，存在焊接过程中钢结构型材意外滑动的情况，降低焊接质量。


技术实现要素：

5.基于上述背景技术，本发明提供了一种钢结构型材焊接装置，以解决需要人工作业来对钢结构型材进行进给处理，作业强度大、作业繁琐；无法从钢结构型材的底面、侧面同时施加驱动力度，导致钢结构型材进给作业无法稳定的进行；对于钢结构型材的锁定效果差，存在焊接过程中钢结构型材意外滑动的情况，降低焊接质量的问题。
6.本发明采用以下的技术方案：一种钢结构型材焊接装置，包括工作台，所述工作台水平设置，所述工作台的正上方设有焊接安装架，所述焊接安装架上活动设有焊接机构，所述工作台的两端均转动设有驱动辊，所述工作台的底面设有进给电机，所述进给电机的输出轴通过齿轮组来带动驱动辊的转轴旋转，两个所述驱动辊分别位于焊接安装架的两侧位置处；所述工作台的四个角落处均设有辅助驱动机构，同一个所述驱动辊的转轴的两端分别通过传动机构带动两个相对的辅助驱动机构同时旋转，相对的两个所述辅助驱动机构分别驱动钢结构型材的两个侧壁，所述驱动辊用于驱动钢结构型材的底面，四个所述辅助驱动机构和两个所述驱动辊共同配合以驱动钢结构型材向前进给；所述辅助驱动机构还能够从两侧限位住钢结构型材的侧壁。
7.优选的，所述辅助驱动机构包括竖轴，所述工作台的四角处均固定有固定架，所述竖轴通过轴承转动安装在固定架上，所述竖轴的周向环绕设有多个弧形驱动板，所述竖轴
的外壁和弧形驱动板的内壁之间设有连接件，所述传动机构设置在竖轴的底端和驱动辊的转轴之间。
8.优选的，相邻的两个所述弧形驱动板之间沿圆周方向留有间隙，所述弧形驱动板的数量为四个，所述弧形驱动板的外壁上设有橡胶层，所述弧形驱动板的内壁的顶端、底端均设有连接件，所述连接件沿着竖轴的径向分布，所述连接件为矩形螺旋弹簧。
9.优选的，所述传动机构包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮安装在竖轴的底端上，所述第二锥齿轮安装在驱动辊的转轴的端部上，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮之间的传动比为1：1。
10.优选的，所述竖轴的侧壁上安装有锁定机构，所述锁定机构的自由端能够贯穿弧形驱动板并延伸到弧形驱动板的外部，相对的两个所述锁定机构的自由端之间共同夹持锁定住钢结构型材的两个侧壁，以避免钢结构型材的意外滑动。
11.优选的，所述锁定机构包括电动伸缩杆、安装板、锁定块和通槽口，所述电动伸缩杆的内端固定在竖轴的外壁上，所述安装板竖直固定在电动伸缩杆的自由端上，所述锁定块固定在安装板的侧壁上，所述通槽口开设在弧形驱动板上，当所述电动伸缩杆向外伸长时，所述电动伸缩杆的自由端通过安装板带动锁定块从通槽口内贯穿通过，所述锁定块用于挤压锁定住钢结构型材的侧壁。
12.优选的，所述锁定块的数量为两个，两个所述锁定块分别固定在安装板的顶端、底端上，所述通槽口的数量为两个，两个所述通槽口分别对应两个锁定块分布，两个所述通槽口之间留有间距。
13.优选的，所述焊接机构包括焊接电机、焊接驱动螺杆、滑块、焊接伸缩杆和焊接枪，所述焊接电机安装在焊接安装架的一端上，所述焊接驱动螺杆转动安装在焊接安装架的两端之间，所述焊接电机通过焊接驱动螺杆带动滑块沿着焊接安装架的横向移动，所述焊接伸缩杆固定在滑块的底面上，所述焊接枪安装在焊接伸缩杆的底端上。
14.此外，本发明还公开了一种钢结构型材焊接装置的焊接方法，包括如下步骤：s1、启动所述进给电机，所述进给电机的输出轴通过齿轮组带动转轴、驱动辊旋转，所述转轴通过传动机构带动竖轴旋转，所述竖轴通过连接件带动弧形驱动板旋转，所述弧形驱动板辅助驱动钢结构型材向前进给；s2、启动并伸长所述电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的自由端通过安装板带动锁定块朝向钢结构型材移动，当所述锁定块挤压定位住钢结构型材的侧壁时关闭所述电动伸缩杆；s3、启动焊接电机，所述焊接电机的输出轴带动焊接驱动螺杆旋转，所述焊接驱动螺杆带动滑块沿横向移动，所述滑块通过焊接伸缩杆带动焊接枪沿横向移动；s4、启动并伸长所述焊接伸缩杆，所述焊接伸缩杆的底端带动焊接枪向下移动，启动焊接枪，所述焊接枪对钢结构型材进行焊接处理。
15.本发明具有的有益效果是：一、当需要对钢结构型材进行进给时，启动进给电机，进给电机的输出轴带动第二直齿轮旋转，第二直齿轮带动第一直齿轮旋转，第一直齿轮带动转轴旋转，转轴带动驱动辊旋转，两个驱动辊同时旋转，驱动辊给钢结构型材的底面施加摩擦力，从而两个驱动辊共同带动钢结构型材向前移动以进给，以便于工作人员对下一个焊接位置进行焊接处理，通过
进给电机和两个驱动辊来驱动钢结构型材移动进给，便捷省力、能够稳定的进行进给处理，使得焊接作业更加顺利；二、两个驱动辊、四个所述辅助驱动机构共同配合以带动钢结构型材向前进给，确保钢结构型材进给的稳定性，增加钢结构型材底壁、侧壁上的摩擦力，避免钢结构型材在进给过程中打滑，确保钢结构型材能够稳定的向前进给，确保焊接作业顺利的进行。此外，辅助驱动机构还能够从两侧限位住钢结构型材的侧壁，避免钢结构型材横向滑动，确保焊接处理的稳定性；三、当转轴旋转时，转轴通过传动机构带动竖轴旋转，竖轴通过连接件带动弧形驱动板旋转，多个弧形驱动板连续旋转，且多个弧形驱动板的外壁依次和钢结构型材的侧壁接触并驱动，从而实现钢结构型材的连续进给，其中，竖轴固定支撑起连接件，连接件固定支撑起弧形驱动板，弧形驱动板的旋转可以辅助驱动钢结构型材的连续进给；四、使用中，当需要不同宽度的钢结构型材时，钢结构型材的侧壁会向外撑开弧形驱动板，弧形驱动板的内壁向外挤压矩形螺旋弹簧，矩形螺旋弹簧被压缩变短，从而两个最内侧的弧形驱动板之间的距离增加，以适应不同宽度的钢结构型材，提高使用的适应性，其中，矩形螺旋弹簧还具有缓冲的效果，可以避免弧形驱动板硬性撞击钢结构型材，具有保护钢结构型材的效果；五、当弧形驱动板被钢结构型材向外撑开时，相邻的两个弧形驱动板互相靠近，其中，相邻的两个所述弧形驱动板之间沿圆周方向留有间隙的设计，可以适应弧形驱动板的位置移动，避免相邻的两个弧形驱动板互相撞击，以保护弧形驱动板，延长使用寿命；六、使用中，当启动并伸长电动伸缩杆时，电动伸缩杆的自由端带动安装板朝向钢结构型材移动，安装板带动锁定块朝向钢结构型材移动，锁定块从通槽口内贯穿通过，然后锁定块的靠近钢结构型材的一端延伸到弧形驱动板的外部，从而相对的两个锁定块共同夹持住钢结构型材的两个侧壁，具有锁定钢结构型材的功能，避免钢结构型材意外滑动，确保焊接作业的顺利进行。
附图说明
16.图1为本发明的一种钢结构型材焊接装置的立体图；图2为本发明的一种钢结构型材焊接装置的俯视图；图3为本发明的一种钢结构型材焊接装置的侧剖视图；图4为本发明的一种钢结构型材焊接装置中锁定机构位置处的主剖视图；图5为本发明的一种钢结构型材焊接装置中锁定机构位置处的主剖视图（当锁定块挤压锁定住钢结构型材的侧壁时）；图6为本发明的一种钢结构型材焊接装置的图5中a处放大图；图7为本发明的一种钢结构型材焊接装置中弧形驱动板处的正视图。
17.其中，工作台1、驱动辊2、转轴21、固定架3、第一锥齿轮41、第二锥齿轮42、竖轴51、连接件52、弧形驱动板53、焊接安装架6、滑块61、焊接驱动螺杆62、焊接电机63、焊接伸缩杆64、焊接枪65、电动伸缩杆71、安装板72、锁定块73、通槽口74、钢结构型材8。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明进行具体的说明：实施例1：如图1-3所示，一种钢结构型材焊接装置，包括工作台1，所述工作台1水平设置，其中，工作台1的底面四角均竖直固定有支撑腿，所述工作台1的正上方设有焊接安装架6，其中，焊接安装架6沿着工作台1的宽度方向分布，且焊接安装架6位于工作台1的长度对称线的正上方，所述焊接安装架6上活动设有焊接机构，所述工作台1的两端均转动设有驱动辊2，所述驱动辊2沿着工作台1的宽度方向分布，两个所述驱动辊2关于焊接安装架6对称分布，所述驱动辊2的顶面高于工作台1的顶面，所述工作台1的底面设有进给电机，所述进给电机的输出轴通过齿轮组来带动驱动辊2的转轴21旋转，两个所述驱动辊2分别位于焊接安装架6的两侧位置处，具体的，转轴21转动安装在工作台1上的矩形框口内，所述转轴21上安装有第一直齿轮，进给电机的输出轴上安装有第二直齿轮，且第一直齿轮、第二直齿轮互相啮合。
19.使用中，先把钢结构型材8放置在两个驱动辊2的顶面上，工作人员根据焊接位置的需要可以调节焊接机构的位置，待焊接机构对准需要焊接的位置时，使用焊接机构对钢结构型材8进行焊接处理。当需要对钢结构型材8进行进给时，启动进给电机，进给电机的输出轴带动第二直齿轮旋转，第二直齿轮带动第一直齿轮旋转，第一直齿轮带动转轴21旋转，转轴21带动驱动辊2旋转，两个驱动辊2同时旋转，驱动辊2给钢结构型材8的底面施加摩擦力，从而两个驱动辊2共同带动钢结构型材8向前移动以进给，以便于工作人员对下一个焊接位置进行焊接处理，通过进给电机和两个驱动辊2来驱动钢结构型材8移动进给，便捷省力、能够稳定的进行进给处理，使得焊接作业更加顺利。
20.如图1-3所示，所述工作台1的四个角落处均设有辅助驱动机构，其中，四个辅助驱动机构分为前、后两组，每组内包含有两个辅助驱动机构，同一个所述驱动辊2的转轴21的两端分别通过传动机构带动两个相对的辅助驱动机构同时旋转，相对的两个所述辅助驱动机构分别驱动钢结构型材8的两个侧壁，所述驱动辊2用于驱动钢结构型材8的底面，四个所述辅助驱动机构和两个所述驱动辊2共同配合以驱动钢结构型材8向前进给；所述辅助驱动机构还能够从两侧限位住钢结构型材8的侧壁。
21.使用中，当转轴21带动驱动辊2旋转时，转轴21的端部通过传动机构带动辅助驱动机构旋转，其中，四个辅助驱动机构同时旋转，四个辅助驱动机构分别位于钢结构型材8的两侧位置处，四个辅助驱动机构同时辅助驱动钢结构型材8的两个侧壁，具体的，钢结构型材8的前端的两侧分别设有一个辅助驱动机构，钢结构型材8的后端的两侧分别设有一个辅助驱动机构，同时，两个驱动辊2分别驱动钢结构型材8的底面的前端、后端，也即，两个驱动辊2、四个所述辅助驱动机构共同配合以带动钢结构型材8向前进给，确保钢结构型材8进给的稳定性，增加钢结构型材8底壁、侧壁上的摩擦力，避免钢结构型材8在进给过程中打滑，确保钢结构型材8能够稳定的向前进给，确保焊接作业顺利的进行。此外，辅助驱动机构还能够从两侧限位住钢结构型材8的侧壁，避免钢结构型材8横向滑动，确保焊接处理的稳定性。
22.如图1-3所示，所述辅助驱动机构包括竖轴51，所述工作台1的四角处均固定有固定架3，所述竖轴51通过轴承转动安装在固定架3上，其中，竖轴51的中轴线沿着竖直方向分
布，所述竖轴51的周向环绕设有多个弧形驱动板53，具体的，弧形驱动板53的数量为四个，每个弧形驱动板53沿着高度方向分布，且弧形驱动板53的虚拟轴线和竖轴51的轴线互相重合，所述竖轴51的外壁和弧形驱动板53的内壁之间设有连接件52，所述传动机构设置在竖轴51的底端和驱动辊2的转轴21之间。
23.使用中，当转轴21旋转时，转轴21通过传动机构带动竖轴51旋转，竖轴51通过连接件52带动弧形驱动板53旋转，多个弧形驱动板53连续旋转，且多个弧形驱动板53的外壁依次和钢结构型材8的侧壁接触并驱动，从而实现钢结构型材8的连续进给，其中，竖轴51固定支撑起连接件52，连接件52固定支撑起弧形驱动板53，弧形驱动板53的旋转可以辅助驱动钢结构型材8的连续进给。此外，弧形驱动板53的外壁抵压接触住钢结构型材8的侧壁，可以横向限位住钢结构型材8，避免钢结构型材8横向滑动，提高钢结构型材8进给的稳定性。
24.如图1-3所示，相邻的两个所述弧形驱动板53之间沿圆周方向留有间隙，所述弧形驱动板53的数量为四个，其中，每个所述弧形驱动板53对应的圆心角为70度，所述弧形驱动板53的外壁上设有橡胶层，橡胶层上开设有防滑纹路，所述弧形驱动板53的内壁的顶端、底端均设有连接件52，且同一个弧形驱动板53内壁上的两个连接件52位于同一个竖直面内，所述连接件52沿着竖轴51的径向分布，所述连接件52为矩形螺旋弹簧。
25.使用中，当需要不同宽度的钢结构型材8时，钢结构型材8的侧壁会向外撑开弧形驱动板53，弧形驱动板53的内壁向外挤压矩形螺旋弹簧，矩形螺旋弹簧被压缩变短，从而两个最内侧的弧形驱动板53之间的距离增加，以适应不同宽度的钢结构型材8，提高使用的适应性，其中，矩形螺旋弹簧还具有缓冲的效果，可以避免弧形驱动板53硬性撞击钢结构型材8，具有保护钢结构型材8的效果。
26.此外，当弧形驱动板53被钢结构型材8向外撑开时，相邻的两个弧形驱动板53互相靠近，其中，相邻的两个所述弧形驱动板53之间沿圆周方向留有间隙的设计，可以适应弧形驱动板53的位置移动，避免相邻的两个弧形驱动板53互相撞击，以保护弧形驱动板53，延长使用寿命，开设有防滑纹路的橡胶层可以增加和钢结构型材8之间侧摩擦力，避免发生打滑的情况，确保钢结构型材8能够稳定的向前进给。最后，每个弧形驱动板53的内壁的顶端、底端均设有连接件52的设计，可以增加弧形驱动板53上的稳固力度，提高弧形驱动板53的安装稳定性。
27.如图4、5所示，所述传动机构包括第一锥齿轮41和第二锥齿轮42，所述第一锥齿轮41安装在竖轴51的底端上，所述第二锥齿轮42安装在驱动辊2的转轴21的端部上，所述第一锥齿轮41和第二锥齿轮42之间的传动比为1：1，具体的，转轴21的端部延伸至工作台1的外侧位置处，第二锥齿轮42固定安装在转轴21的端部上。
28.使用中，当转轴21发生旋转时，转轴21带动第二锥齿轮42旋转，第二锥齿轮42带动第一锥齿轮41旋转，第一锥齿轮41带动竖轴51旋转，从而实现动力从转轴21传递到竖轴51的功能，其中，所述第一锥齿轮41和第二锥齿轮42之间的传动比为1：1的设计，使得驱动辊2、辅助驱动机构同时联动，也即，驱动辊2、弧形驱动板53同时联动旋转，使得钢结构型材8的底面、侧面同时同步进给，提高钢结构型材8进给的稳定性。
29.如图3所示，所述焊接机构包括焊接电机63、焊接驱动螺杆62、滑块61、焊接伸缩杆64和焊接枪65，所述焊接电机63安装在焊接安装架6的一端上，所述焊接驱动螺杆62通过轴承转动安装在焊接安装架6的两端之间，所述焊接电机63通过焊接驱动螺杆62带动滑块61
沿着焊接安装架6的横向移动，具体的，焊接安装架6的内底面上开设有条形滑槽，滑块61滑动设置在条形滑槽内，且滑块61和焊接驱动螺杆62之间螺纹连接，所述焊接伸缩杆64固定在滑块61的底面上，所述焊接枪65安装在焊接伸缩杆64的底端上。
30.使用中，当需要改变焊接点位时，工作人员启动焊接电机63，焊接电机63的输出轴带动焊接驱动螺杆62旋转，焊接驱动螺杆62带动滑块61沿焊接安装架6的横向移动，同时，滑块61在条形滑槽内横向滑动，条形滑槽可以避免滑块61发生翻转，滑块61通过焊接伸缩杆64带动焊接枪65横向移动，从而改变焊接点位，增加焊接位置的覆盖范围，当焊接枪65移动到焊接点位后，启动焊接枪65以对钢结构型材8进行焊接处理。
31.实施例2：如图4-7所示，所述竖轴51的侧壁上安装有锁定机构，所述锁定机构的自由端能够贯穿弧形驱动板53并延伸到弧形驱动板53的外部，相对的两个所述锁定机构的自由端之间共同夹持锁定住钢结构型材8的两个侧壁，以避免钢结构型材8的意外滑动。
32.使用中，当把钢结构型材8进给到所需位置后，同时启动相对的两个锁定机构，两个锁定机构的自由端互相靠近，使得两个锁定机构的自由端共同夹持固定住钢结构型材8的两个侧壁，具有定位钢结构型材8的作用，避免钢结构型材8意外滑动，提高焊接作业的稳定性。
33.如图4-7所示，所述锁定机构包括电动伸缩杆71、安装板72、锁定块73和通槽口74，所述电动伸缩杆71的内端固定在竖轴51的外壁上，所述安装板72竖直固定在电动伸缩杆71的自由端上，所述锁定块73固定在安装板72的侧壁上，所述通槽口74开设在弧形驱动板53上，当所述电动伸缩杆71向外伸长时，所述电动伸缩杆71的自由端通过安装板72带动锁定块73从通槽口74内贯穿通过，所述锁定块73用于挤压锁定住钢结构型材8的侧壁。
34.本装置中，每个竖轴51周围的锁定机构的数量为四个，四个锁定机构和四个弧形驱动板53对应分布，确保可以在多个位置处都能进行锁定处理，提高使用的灵活性。使用中，当启动并伸长电动伸缩杆71时，电动伸缩杆71的自由端带动安装板72朝向钢结构型材8移动，安装板72带动锁定块73朝向钢结构型材8移动，锁定块73从通槽口74内贯穿通过，然后锁定块73的靠近钢结构型材8的一端延伸到弧形驱动板53的外部，从而相对的两个锁定块73共同夹持住钢结构型材8的两个侧壁，具有锁定钢结构型材8的功能，避免钢结构型材8意外滑动，确保焊接作业的顺利进行。
35.如图4-7所示，所述锁定块73的数量为两个，两个所述锁定块73分别固定在安装板72的顶端、底端上，其中，安装板72为竖直分布的条形板状结构，锁定块73为长方体块状结构，所述通槽口74的数量为两个，两个所述通槽口74分别对应两个锁定块73分布，两个所述通槽口74之间留有间距，其中，通槽口74的纵截面为矩形结构。
36.使用中，安装板72能够带动两个锁定块73同时移动，其中，两个锁定块73同时分别从两个通槽口74内贯穿通过，此两个锁定块73同时接触挤压住钢结构型材8的同一个侧壁，增加接触面积，提高对钢结构型材8夹持锁定的力度，进一步提高钢结构型材8的稳定性。此外，安装板72关于电动伸缩杆71的中心线对称分布，两个锁定块73关于电动伸缩杆71的中心线对称分布，以增加安装的稳定性，确保顺利的进行锁定作业。
37.此外，本发明还公开了一种钢结构型材焊接装置的焊接方法，包括如下步骤：s1、启动所述进给电机，所述进给电机的输出轴通过齿轮组带动转轴21、驱动辊2
旋转，所述转轴21通过传动机构带动竖轴51旋转，所述竖轴51通过连接件52带动弧形驱动板53旋转，所述弧形驱动板53辅助驱动钢结构型材8向前进给；s2、启动并伸长所述电动伸缩杆71，所述电动伸缩杆71的自由端通过安装板72带动锁定块73朝向钢结构型材8移动，当所述锁定块73挤压定位住钢结构型材8的侧壁时关闭所述电动伸缩杆71；s3、启动焊接电机63，所述焊接电机63的输出轴带动焊接驱动螺杆62旋转，所述焊接驱动螺杆62带动滑块61沿横向移动，所述滑块61通过焊接伸缩杆64带动焊接枪65沿横向移动；s4、启动并伸长所述焊接伸缩杆64，所述焊接伸缩杆64的底端带动焊接枪65向下移动，启动焊接枪65，所述焊接枪65对钢结构型材8进行焊接处理。
38.当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。