可调式矩形钢板焊接总成及焊接方法与流程

本发明涉及自动焊接，特别是一种可调式矩形钢板焊接总成及焊接方法。

背景技术：

1、在核电站的建设过程中会使用到大量的螺纹钢筋-矩形钢板预埋件(下文简称核电预埋件)，所述核电预埋件包括矩形钢板(下文简称钢板)和垂直焊接在矩形钢板一侧端面上的若干根螺纹钢筋(下文简称钢筋)。

2、核电预埋件的焊接作业通常由钢筋埋弧焊机来实现，现以埋弧焊接工艺为基础设计的自动化焊接生产线，将会极大提升核电预埋件的制造效率和产品质量，所述的自动化焊接生产线至少包括钢板上料、钢板除锈、焊接装配及产品出料等功能模块。在上述的功能模块中，实现焊接过程自动化是自动化焊接生产线的设计难点，所述焊接过程自动化应包括“钢板输入焊接工位-钢板定位-钢板与钢筋焊接装配-钢板解锁-钢板输出焊接工位”的操作。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种可调式矩形钢板焊接总成及焊接方法。它应用于核电预埋件自动化焊接生产线，实现了核电预埋件的焊接装配过程中的自动化操作，自动化操作包括“钢板输入焊接工位-钢板定位-钢板与钢筋焊接装配-钢板解锁-钢板输出焊接工位”共五项操作。

2、本发明的技术方案是：可调式矩形钢板焊接总成，用于将钢板与钢筋焊接装配成核电预埋件，其包括前辊筒输送机、后辊筒输送机、钢筋埋弧焊机和钢板定位组件；前辊筒输送机上端设有滚动输送面a；后辊筒输送机上端设有滚动输送面b；钢筋埋弧焊机设在前辊筒输送机的滚动输送面a后端与后辊筒输送机的滚动输送面b前端之间，其用于将钢板与钢筋进行焊接组装；钢板定位组件用于定位处在钢筋埋弧焊机上的钢板。

3、本发明进一步的技术方案是：钢筋埋弧焊机包括底座、焊台、绗架、枪座和焊枪；底座上端设有水平的x向滑轨；焊台下端活动安装在x向滑轨上，焊台上端设有用于承载和运输钢板的钢板承运面，钢板承运面的两端分别为来料端和出料端，所述来料端对接滚动输送面a后端，所述出料端对接滚动输送面b前端；绗架上设有水平的y向滑轨；枪座活动安装在y向滑轨上，枪座上设有竖直的z向滑轨；焊枪活动安装在枪座的z向滑轨上并位于钢板承运面的正上方，焊枪上设有两组上下正对布置的用于夹持钢筋的夹爪，焊枪下端活动安装有水平相对布置的左拢料半环和右拢料半环，左拢料半环和右拢料半环具有合拢和分离两种状态。

4、本发明进一步的技术方案是：钢板定位组件包括钢板拦停装置、水平推板装置和水平靠板装置；钢板拦停装置设在钢板承运面出料端上方；钢板拦停装置包括电机和固定安装在电机机轴上的挡臂；电机设置在钢板承运面的一侧，挡臂连接在电机的机轴上，挡臂在电机的驱动下做竖直平面内的转动，以将钢板拦停在钢板承运面的出料端或放行处在钢板承运面出料端上的钢板；水平推板装置和水平靠板装置对称设置在钢板承运面两侧上方；水平推板装置包括电动推杆和钢板卡座；电动推杆设置在钢板承运面的一侧；钢板卡座由纵向臂和连接在纵向臂两端并且平行布置的横向臂组成，一条纵向臂和两条横向臂合围形成用于定位钢板的卡口a，两条横向臂在位于卡口a内的一侧表面上间隔安装有一列万向球，从而在两条横向臂上分别形成用于与钢板滚动接触的第一滚动面，钢板卡座通过两条第一滚动面定位钢板上两条相对布置的厚度边；钢板卡座的纵向臂可拆卸连接在电动推杆的伸缩杆上，钢板卡座的卡口a朝向钢板承运面并位于钢板承运面上端，钢板卡座在电动推杆的驱动下做水平往复直线运动，进而靠近或远离水平靠板装置；水平靠板装置包括基座a、调节杆、靠板和插销a；基座a设置在钢板承运面的一侧并与钢板拦停装置相对布置，其上设有多个间隔并且水平布置的穿杆孔，多根调节杆分别活动插接在基座a的各个穿杆孔中，调节杆两端分别从基座a两侧伸出，调节杆两端分别朝向和背向钢板承运面，调节杆上设有间隔布置的多个锁定销孔a，靠板与所有调节杆朝向钢板承运面的一端固定连接并正对钢板卡座的卡口a布置，插销a活动插装在调节杆朝向钢板承运面一端的锁定销孔a中。

5、本发明进一步的技术方案是：前辊筒输送机在滚送输送面a后端两侧设有呈八字形对称布置的前聚中纠偏装置，前聚中纠偏装置包括基座a和直线轴承a；基座a设置在滚动输送面a的一侧并位于滚动输送面a后端；一列直线轴承a转动安装在基座a上并呈竖直布置，从而形成一条竖直布置的前导向纠偏面，前导向纠偏面与前辊筒输送机的输送方向呈5-25°夹角。

6、本发明进一步的技术方案是：后辊筒输送机在滚送输送面b后端两侧设有呈八字形对称布置的后聚中纠偏装置，后聚中纠偏装置包括基座b和直线轴承b；基座b设置在滚动输送面b的一侧并位于滚动输送面b后端；一列直线轴承b转动安装在基座b上并呈竖直布置，从而形成一条竖直布置的后导向纠偏面，前导向纠偏面与后辊筒输送机的输送方向呈5-25°夹角。

7、本发明进一步的技术方案是：钢板卡座的纵向臂与横向臂之间采用滑动连接方式，两者通过插销b实现锁定或解锁；纵向臂上设有梯形滑块，梯形滑块沿其长度方向间隔设有多个锁定销孔b，插销横向臂上设有燕尾槽，燕尾槽上设有与所述锁定销孔b相对应的锁定销孔c，横向臂通过燕尾槽滑动连接在梯形滑块上；当插销b依次穿过横向臂上的锁定销孔c和纵向臂上的锁定销孔b，即实现纵向臂与横向臂的锁定，当插销b从横向臂上的锁定销孔c和纵向臂上的锁定销孔b中拔出，即实现横向臂与纵向臂的解锁。

8、本发明进一步的技术方案是：钢板拦停装置的电机滑动安装在焊台侧边并位于钢板承运面输送方向的一侧，电机上设有锁定销孔d，焊台上设有与锁定销孔d位置对应并间隔布置的多个锁定销孔e，电机与焊台之间通过插销c实现解锁或锁定；当插销c依次穿过电机上的锁定销孔d和焊台上的锁定销孔e，即实现电机与焊台的锁定，当插销c从焊台的锁定销孔e和电机的锁定小孔d中拔出，即实现焊台与电机的解锁。

9、本发明的技术方案是：一种核电预埋件焊接装配方法，基于上述的可调式矩形钢板焊接总成，用于将钢板与钢筋焊接装配成核用预埋件；

10、执行方法之前，可调式矩形钢板焊接总成处在初始状态：

11、①.钢筋埋弧焊机中的焊枪处在其移动行程的最上端；

12、②.钢板拦停装置中的挡臂转动至水平状态；

13、③.水平推板装置中的电动推杆的伸缩杆处于缩回状态；

14、s01，钢板进入钢筋埋弧焊机：

15、放置在滚动输送面a上的钢板被前辊筒输送机带动，从滚动输送面a的前端向后端移动；钢板从滚动输送面a的后端排出后，随即进入钢筋埋弧焊机的钢板承运面来料端；钢板被钢板承运面带动，从钢板承运面的来料端向出料端移动；

16、s02，钢板定位：

17、a、当钢板与钢板拦停装置的挡臂接触时，钢板承运面暂停移动，电机驱动挡臂转动至放行钢板的位姿，此时钢板两侧厚度面分别正对水平推板装置的钢板卡座和水平靠板装置的靠板；

18、b、电动推杆的伸缩杆伸出，驱动钢板卡座向靠近靠板的方向移动，将钢板包容在钢板卡座上的卡口a中，直至将钢板推抵在靠板上，此时完成定位，钢板的两端厚度面被定位在钢板卡座的卡口a中并与两条第一滚动面滚动接触，钢板的两侧厚度面分别与靠板和钢板卡座的纵向臂相抵；

19、s03，钢板与钢筋焊接组装核用预埋件：

20、a、根据钢板正面除锈区域所在位置，分别沿x向滑轨调节焊台位置以及沿y向滑轨调节枪座位置，使左拢料半环和右拢料半环合拢后形成的圆柱区间位于钢板除锈区域的正上方；然后沿z向滑轨调节焊枪高度降低，使分离状态下的左拢料半环和右拢料半环降至钢板上端0-1mm的高度；

21、b、由操作人员将钢筋夹持在焊枪上的两组夹爪中，并使钢筋下端抵在钢板正面除锈区域上；然后左拢料半环和右拢料半环合拢形成圆柱区间，此时钢筋位于所述圆柱区间的中心；

22、c、料仓排出的助焊剂通过料斗进入圆柱区间后，钢筋埋弧焊机通电完成钢筋与钢板的埋弧焊；然后左拢料半环和右拢料半环分离，再沿x向滑轨和/或y向滑轨和/或z向滑轨调节左拢料半环和右拢料半环的位置，使左拢料半环和右拢料半环后退至不干涉钢板移动的位置；

23、d、重复本步骤中的a、b、c分步骤，完成其它钢筋的焊接，最终焊接组装成核用预埋件；

24、s04，钢板解锁：

25、电动推杆的伸缩杆缩回，带动钢板卡座退出到不干涉核电预埋件移动的位置，电机驱动挡臂转动至竖直状态，以实现核电预埋件的放行；

26、s05，钢板排出钢筋埋弧焊机：

27、钢板承运面恢复移动，使核电预埋件从钢板承运面的出料端排出，核电预埋件从钢板承运面的出料端排出后，进入后辊筒输送机的滚动输送面b上，被后辊筒输送机带动，从滚动输送面b的前端向后端移动。

28、本发明进一步的技术方案是：s01步骤中，当钢板移动至滚动输送面a的后端，经过前聚中纠偏装置时，被两列直线轴承a形成的前导向纠偏面导向和纠偏，再从滚动输送面a的后端排出。

29、本发明进一步的技术方案是：s04步骤中，当核电预埋件移动至滚动输送面b的后端，经过后聚中纠偏装置时，被两列直线轴承b形成的后导向纠偏面导向和纠偏，再从滚动输送面b的后端排出。

30、本发明与现有技术相比具有如下优点：

31、1、其应用于核电预埋件自动化焊接生产线，实现了核电预埋件的焊接装配过程中的自动化操作，自动化操作包括“钢板输入焊接工位-钢板定位-钢板与钢筋焊接装配-钢板解锁-钢板输出焊接工位”共五项操作。

32、2、前辊筒输送机用于接收钢板储料装置排出的钢板并将钢板送入钢筋埋弧焊机上，另外还起到矫正钢板位姿(以便于焊接前进行钢板定位)和缓存来料钢板(缓存目的在适应钢筋埋弧焊机的工作节拍)的作用。后辊筒输送机用于接收从钢筋埋弧焊机排出的核电预埋件并将核电预埋件输送至供供翻转夹持装置夹持的位置，另外还起到缓存核电预埋件(缓存目的在于适应后续设备的工作节拍)以及矫正核电预埋件位姿(以便于对接后续设备)的作用。钢筋埋弧焊机用于钢板与钢筋焊接组装形成核电预埋件。钢板定位组件用于将移动至钢筋埋弧焊机上的钢板进行精准定位，以便于钢筋埋弧焊机将钢筋准确焊接在钢板正面的预定位置。

33、以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。