本发明属于建筑板材，具体涉及一种结构管芯板材自动焊接引导头及焊接方法。
背景技术：
1、建筑行业中，空心板材解决了实心板材存在的材料浪费严重的问题，因此，空心板材已经在建筑行业中得到普遍应用。近年来，夹心板材也因其特有的优势而逐步普及，特别是将若干个金属管插入双层金属板之间，再焊接成型的结构管夹心板材。通过在金属板中嵌入空心结构管，可以在不牺牲结构强度的前提下显著减轻整体构件的重量。这不仅有利于运输和安装，还能减少建筑物的自重；结构管的加入可以增强板材的整体刚性和稳定性，尤其是在承受弯曲或扭转载荷时，这种设计能够有效分散应力，防止板材变形；结构管可以根据需要调整位置、尺寸和数量，以适应不同的结构设计需求，提供定制化的解决方案；预制成型的夹心板材可以直接在现场进行组装和连接，减少了现场加工的工作量，提高了施工效率，同时也能保证施工质量的一致性。轻量化和良好的绝热性能有助于减少能源消耗，降低建筑物的运营成本，符合现代绿色建筑的理念；结构管夹心板材通过其独特的设计，不仅有效解决了材料浪费问题，还极大地提升了建筑结构的性能，符合现代建筑对于高效、环保、安全和经济性的综合要求。
2、现有技术中，多数设备仅依靠金属板材安装孔自身进行管材定位，或仅配备简单的、非集成化的导向件（如单一固定套筒），且该类导向件仅能在管材穿装初期提供粗略导向，与焊接头无协同配合关系；部分简易设备甚至完全依赖人工手持管材对准安装孔，焊接头则固定在机架上，通过移动板材实现对位，全程无任何系统化的引导结构对管材穿装、焊接位置进行精准控制。然而，管材穿装时易因无持续导向而出现径向偏移，与安装孔同轴度误差大，且焊接头无法与管材、板材连接处精准对位，同时管材在焊接过程中无弹性限位易发生位移，最终导致焊接接头缺陷率高，返工率高，无法满足高精度焊接需求。
3、为此，我们提出一种结构管芯板材自动焊接引导头及焊接方法，以解决上述背景技术中提到的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种结构管芯板材自动焊接引导头及焊接方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种结构管芯板材自动焊接引导头，包括：控制系统，控制系统连接至升降模块、基板模块、插管模块和引导模块；
3、控制系统控制升降模块驱动金属板材水平位移、升降位移或使其保持固定不位移；
4、控制系统控制引导模块在基板模块的侧边进行移动，且引导所需焊接的管材移动至指定的位置，通过所述引导模块的引导框和引导头的配合使用，以使管材穿过金属板材基板后进入至引导头的内部，提供导向避免出现偏移。
5、作为优选的，所述引导模块包括引导框底部连接的底座，引导头连接在引导框的一侧，引导头的内部上下端设有弹性伸缩件，底座的顶部一侧设有焊接机，焊接机的一侧设有焊接头，且焊接头设置在引导头的内部，底座的顶部连接有驱动件，底座的底部设有用于移动的导轨a。该优选方案详细定义了引导模块的结构组成与各组件功能，通过弹性伸缩件的限位、焊接头的内置设计及驱动件的移动功能，使引导模块同时具备导向、固定与焊接三重作用，大幅提升了管材焊接的精准性与稳定性，是设备实现高质量焊接的核心模块。
6、作为优选的，所述升降模块包括基板模块一侧连接有连接架，连接架的内侧设有油缸，连接架的顶部两侧分别连接有导杆，导杆的顶部连接有顶框，导杆的表面滑接有升降框，且升降框的侧边连接有移动运输架。此优选结构通过高强度连接架与缓冲气缸的设计，确保升降模块具备稳定的承载与升降能力，导杆与顶框的配合保证了升降的垂直度，移动运输架的气动夹爪设计则提升了板材夹持的灵活性与安全性。
7、作为优选的，所述插管模块包括上料架，上料架的内部开设有通槽，上料架的底部设有放料框，放料框的侧边设有用于推动管材的气缸b。该优选方案通过倾斜上料架、适配通槽与尼龙推块的设计，实现管材的批量存储与精准推送，既减少了人工上料频率，又避免了管材在输送过程中的损伤与偏移，为引导模块提供稳定的管材供给，提升了设备的连续作业能力。
8、作为优选的，所述金属板材基板的表面等间距开设有安装孔，且管材贯穿至安装孔的内部。此优选设计通过精准的安装孔尺寸与间距设置，为管材的穿装与焊接提供适配基础，避免因安装孔与管材不匹配导致的焊接缺陷，同时预设的管材延伸长度保障了焊接接头的结构强度，是确保最终工件质量的关键前提。
9、作为优选的，所述基板模块包括基板模块顶部连接的安装板，安装板的表面连接有气缸c，气缸c的输出端连接有移动座，金属板材基板连接在安装板的顶部，且移动座与金属板材基板侧边接触。该优选结构通过高精度安装板与对称气缸的设计，实现金属板材基板的水平精准定位，橡胶缓冲垫与可调压力气缸的配合，既保证了定位的稳定性，又避免了板材损伤，为后续管材穿装与焊接提供了稳定的工件支撑平台
10、作为优选的，所述基板模块的顶部侧边连接有调节模块，调节模块包括基板模块顶部连接的安装架，安装架的顶部设有驱动电机a，驱动电机a的输出端连接有螺杆，螺杆的表面螺接有升降板，引导模块设置在升降板的顶部。此优选方案通过伺服电机与滚珠丝杠的高精度组合，实现引导模块高度的精准调节，铝合金升降板与钢制安装架的配合，在保证结构强度的同时降低驱动能耗。
11、作为优选的，所述安装架的侧边连接有导轨b，导轨b的表面滑接有滑块，且滑块连接在升降板的侧边，安装架的背侧连接有光杆，光杆的表面滑接有防护块。该优选结构通过导轨b与滑块的配合，限制升降板的转动自由度，确保升降板仅沿竖直方向移动，提升高度调节的精度；防护块的设计则能遮挡安装架内部的螺杆与导轨，防止灰尘、焊渣等异物进入，保护部件运行精度，延长调节模块的使用寿命。
12、作为优选的，所述升降板的底部连接有导轨c，导轨c的表面滑接有固定块，固定块的底部设有气缸a，气缸a的输出端连接有紧压装置。此优选方案通过气缸a推动紧压装置进一步将待焊接的金属板材压紧在基板模块上。
13、本发明还提供了一种结构管芯板材自动焊接方法，采用上述的结构管芯板材自动焊接引导头，该结构管芯板材自动焊接方法具体包括以下步骤：
14、s1、将两块待焊接的金属板材基板放置于基板模块的安装板顶部，确保两块金属板材基板平行对齐，通过升降模块的移动运输架夹持悬吊住已初步定位的两块金属板材，气缸a推动压紧装置将两块金属板材基板进一步紧贴在基板模块上；控制系统控制升降模块的油缸运行，油缸驱动升降框沿导杆进行升降位移，同时带动金属板材进行水平位移，将金属板材调整至与引导模块、插管模块适配的焊接作业高度和水平位置，让金属板材位于金属板材基板的侧边；
15、s11、将待焊接的管材整齐放入插管模块的放料框内，控制系统控制调节模块的驱动电机a启动，驱动电机a带动螺杆转动，螺杆驱动表面螺接的升降板沿导轨b上的滑块进行升降移动，同时防护块沿光杆同步移动，将引导模块的引导框和引导头移动至与金属板材基板安装孔正对的初始位置；
16、s2、启动插管模块的气缸b，气缸b推动放料框内的管材沿上料架的通槽移动，将管材推送至引导模块的引导框内，确保管材的一端与引导框的内侧壁贴合，为管材进入引导头做好导向准备，控制系统继续控制气缸b缓慢推动管材，使管材逐渐穿过金属板材基板表面等间距开设的安装孔，由于引导头连接在引导框的一侧且与安装孔正对，管材穿过安装孔后直接进入引导头的内部，在管材进入引导头的过程中，引导头内部上下端设有的弹性伸缩件受到管材的挤压发生弹性形变，紧密贴合在管材的表面，进一步对管材进行限位导向，有效避免管材出现偏移，实现管材与金属板材基板安装孔的精准对位；
17、s3、在管材精准对位后，控制系统检测焊接头与管材、金属板材基板安装孔连接处的相对位置，位置确认无误后，控制系统启动焊接机，焊接机通过焊接头对管材与金属板材的连接处进行自动焊接作业，同时，保持弹性伸缩件对管材的限位作用，防止焊接过程中管材因受热变形或外力影响而发生位移；
18、s4、焊接作业完成后，气缸a停止工作，固定块和压紧装置复位，升降模块松开金属板材。
19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20、（1）、通过引导头作为管材穿装与焊接的核心导向部件，其与引导框同轴连接，管材经引导框初步导向后，可直接进入引导头内部，避免管材在穿装过程中出现方向偏差，确保管材与金属板材基板安装孔始终保持同轴状态，同时，焊接头内置在引导头内部，可直接对准管材与板材的连接处，进行焊接，显著提升焊接接头的一致性与可靠性，为后续工件使用提供结构强度保障；
21、（2）、通过控制系统实现全流程自动化作业，从金属板材在金属板材基板的定位固定、管材的自动上料与输送，到引导模块的精准对位、管材的穿装焊接，无需人工干预关键工序，同时避免人工操作的疲劳导致的作业效率下降，适合批量生产场景，增加生产效率；
22、（3）、通过移动运输架先实现金属板材的悬吊夹持，无需人工搬运沉重板材，减少操作人员体力消耗；随后通过油缸驱动升降框沿导杆精准调节板材高度与水平位置，最终将板材平稳放置于安装板顶部，再由气缸c推动移动座完成水平定位，整个过程无需人工手动调整板材位置，避免因人工视觉判断、手动推动产生的定位误差，同时缩短板材定位时间，提升整体作业效率。