[实用新型]变截面H型钢焊缝仿形跟踪焊接装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及焊接设备，尤其涉及工件焊缝为折线或曲线形的焊缝仿形跟踪焊接装置。

技术背景：

自八十年代以来，随着我国国民经济的持续快速发展，和工业厂房钢结构、高层建筑钢结构、民用住宅钢结构、桥梁钢结构等应用日趋广泛，H型钢的需求量与日俱增，对H型钢的型式和质量要求也提出了更高的要求。

目前，我国自制的H型钢生产线包括切割、铣边、捆绑(组立)、焊接、整形几个工段，并以流水线方式生产。但是，其中焊接工段因受设备限制，仍然采用单机作业：把由两个平行的翼板和夹在两翼板之间并与翼板相垂直的腹板组成的H型钢组立件翻转45°，焊炬以铅垂向对准翼板与腹板交线的焊缝进行船形焊接(如图3所示)；因每一工件有四条焊缝，需经四次翻转、焊接方能完成，这不仅工效极低，而且很易产生变形。对变截面H型钢实施焊接时，因焊缝成折线形或曲线形，只能采用工效更低的手工焊接，还常发生因熔焊深度不一致而产生的焊接质量问题。目前，这种落后的焊接设备已成了H型钢生产线提高生产效率和保障产品质量的制约关键因素。

发明内容：

针对目前国内自制H型钢生产线中焊接工段存在的工效低下和质量难以得到确切保障的问题，本实用新型的目的是：设计并提供一种能够与国产H型钢生产线其它工段相匹配的、结构简单的变截面H型钢焊缝仿形跟踪焊接装置，以满足双焊炬平角焊工艺的需要，提高焊接效率和焊接质量。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的设计方案：

因为本装置的主要构件和被焊工件都是在运动状态的，为了叙述方便和清楚，故先将坐标确定如下：本装置基座平面为右手正交坐标系所在平面，工件传动前进方向为X轴正向，Y轴正向为X轴正向逆时针旋转90°，Z轴正向垂直XOY平面向上。

本实用新型的变截面H型钢焊缝仿形跟踪焊接装置由将工件沿Y轴向夹紧并沿X轴正向传动的夹紧传动机构、随组立工件Y轴方向尺寸改变而沿Y轴方向随动的位移机构以及焊炬构成；所述组立件Y轴向夹紧和沿X轴正向传动的夹紧传动机构由焊接装置的基座、三轴驱动箱、伺服油缸、随动滑枕、单轴箱构成，随组立件Y轴向尺寸改变而沿Y轴方向随动的位移机构包括组立件Y轴方向尺寸改变量传递机构、设有杠杆臂的伺服滑阀、受控于伺服滑阀的伺服油缸、随动滑枕和单轴箱；上述各组件及其装配如下：所述焊接装置，其基座长向与Y轴平行且其工件入口与组立设备工件出口相接，基座的Y轴正向端部安装有三轴驱动箱，基座的中前部为组立件入口和组立件通道，基座中部和后部设有两条与Y轴平行的导轨，伺服油缸、固接在伺服油缸前端的随动滑枕和绝缘固接在滑枕前端的单轴箱一体安装在导轨上并与导轨成可滑移配合，与伺服油缸内活塞相接的活塞连杆，其一端固接在基座的后部；所述三轴驱动箱，其上三个轴为轴心线在与ZOX平面相平行的同一平面内的等径轴，且相邻两轴之间设有传动齿轮，其中一轴与减速电机相联；所述组立件Y轴向尺寸改变量传递机构由触头、连接杆、连接杆座、滑杆、滑杆套、滑杆臂构成；触头呈弯月形，且有与工件光滑相切的前端，它与X轴相平行的连接杆成固接，连接杆与连接杆座成可滑移但不可转动连接，连接杆座末端设有一与连接杆相联结构的X向调节螺丝，该连接杆座与一和Y轴平行的滑杆固接，滑杆的后部连接有一与之相垂直并可与伺服滑阀杠杆刀口相触的滑杆臂，该滑杆臂上设有可改变其Y轴向位置的调节螺栓；所述组立件Y轴向尺寸改变量传递机构，其中与Y轴相平行的滑杆与分别固定在单轴和随动滑枕上的绝缘滑杆套均成不可转动的可滑移配合联结，在装在单轴箱上的绝缘滑杆套与连接杆座之间设有张力弹簧；单轴箱中的单轴，其可与组立件相接触的部分开有一环形深槽，触头装在深槽前端轴中心左右位置上；所述两焊炬分别固定在三轴驱动箱前部和单轴箱前部并与翼板成35°～40°夹角。

在上述结构的装置中，组立件是以定速向X轴正向移动的，而随动滑枕在触头与组立件翼板接触时不断将其Y轴向尺寸变化量信号传递给控制伺服油缸的伺服滑阀杠杆；伺服油缸在工件尺寸改变量的作用下即自行作1.1的同步位移，从而达到仿形跟踪的效果。虽然用伺服油缸系统在机械工业中用于仿形加工已有多年历史，且有相当好的精度，但由于本装置中所用单轴半径受强度限制而不能很小，故有一些误差，但误差值都在焊接作业允许的范围内。

附图说明：

图1——本实用新型的变截面H型钢焊缝仿形跟踪焊接装置立体图。

图2——本仿形跟踪焊接装置主要的结构示意图向外折时的工作原理图。

图3——单机焊接作业示意图。

图4——翼板外折α角的工作原理图。

图5——向内折β角时的工作原理图。