一种矿用梯子筋全自动焊接系统的制作方法

专利检索2022-05-11  1



1.本实用新型属于梯子筋焊接技术领域,尤其涉及一种矿用梯子筋全自动焊接系统。


背景技术:

2.梯子筋是像梯子样的钢筋,在煤矿日常生产应用较多。传统的梯子筋加工方法是先选材,之后按照设计尺寸切割长钢筋和短钢筋,最后再将长钢筋和短钢筋放置到焊接位置进行焊接成型。
3.以上传统的梯子筋加工方法工序繁杂,各工序都有注意事项,一项工序出错都会影响整个工序及产品质量,而且,各工序加工地点不同,需要中间材料转运过程,造成了加工效率低下的问题。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的是提供一种矿用梯子筋全自动焊接系统,将各工序集中到一条生产线,减少中间材料转运过程,提升加工效率。
5.本实用新型采用以下技术方案:一种矿用梯子筋全自动焊接系统,包括沿长钢筋前进方向依次设置用于矫直长钢筋的矫直机构、用于拉动长钢筋前进的拉力机构、用于将长钢筋和短钢筋进行焊接的焊接机构和用于切割焊接短钢筋后的长钢筋的切割机构;
6.矫直机构包括支撑框架,支撑框架上前后设置有钢筋导向机构和钢筋矫直机构;钢筋导向机构用于将长钢筋导向后送至钢筋矫直机构的钢筋入口;
7.钢筋矫直机构包括矫直箱,矫直箱的前侧板上设有钢筋入口,矫直箱的后侧板上设有钢筋出口,钢筋入口和钢筋出口之间形成长钢筋前进路径;
8.以长钢筋前进路径为轴,在前侧板和后侧板之间设置有可转动的安装框架,安装框架上在长钢筋前进路径的两侧分别安装有第一矫直辊组和第二矫直辊组;第一矫直辊组和第二矫直辊组用于随安装框架转动时通过矫直辊的辊面挤压长钢筋,以矫直钢筋前进路径上的长钢筋;
9.矫直机构还包括第一动力传动机构,第一动力传动机构用于带动安装框架转动。
10.进一步的,导向机构包括导向块,导向块上贯穿开设有第一通孔;第一通孔与钢筋入口同轴设置。
11.进一步的,钢筋入口和第一通孔之间还设置有导向管,导向管与钢筋入口同轴设置;
12.导向管的内径大于钢筋入口的直径,且小于第一通孔的直径。
13.进一步的,拉力机构包括底座,底座顶部为平行设置的两根第一顶梁,两根第一顶梁均包括前段和后段;每个后段上均设置有滑轨,两个滑轨平行设置;
14.两个后段之间安装有钢筋拉动机构,钢筋拉动机构底部具有两个与滑轨配合的第三滑槽;钢筋拉动机构底部还设置有用于钢筋穿过的第二滑槽;
15.钢筋拉动机构的下方连接有第二动力传动机构,第二动力传动机构用于带动钢筋拉动机构相对于底座前后滑动;钢筋拉动机构用于压紧从第二滑槽中穿过的钢筋,且带动钢筋向后端平移。
16.进一步的,钢筋拉动机构包括第二底板,第二底板底部开设有第三滑槽。
17.进一步的,第二底板上设置有第二垫板,第二垫板上开设有第二滑槽,第二滑槽与滑轨平行设置。
18.进一步的,焊接机构包括焊接单元,焊接单元包括用于放置梯子筋的焊接底板,焊接底板的两侧分别设置有第五气缸,每个第五气缸的输出端均朝向梯子筋的外侧面,每个第五气缸的输出端均安装有压板,压板用于在梯子筋的长钢筋和短钢筋进行焊接时,压紧梯子筋的外侧面;
19.焊接底板的上方间隔设置有两个第四气缸,每个第四气缸的底部均设置有焊机,每个焊机的焊枪均朝向长钢筋和短钢筋之间的焊接点;
20.其中,第四气缸用于当短钢筋放到预定位置后,带动焊机向下运动,以使得焊枪将长钢筋和短钢筋在二者的连接处完成焊接。
21.进一步的,焊接底板中部沿长钢筋的走向开设有条形孔,条形孔后段固定设置有档杆;
22.条形孔内安装有竖杆,竖杆的顶部连接有推杆,推杆与档杆平行设置;竖杆的底部通过连杆连接至第六气缸,第六气缸用于通过连杆和竖杆带动推杆在条形孔内前后移动,以将条形孔区域的短钢筋推至预定位置。
23.进一步的,焊机安装在第二顶梁上。
24.本实用新型的有益效果是:本实用新型通过将矫直机构、拉力机构、焊接机构和切割机构依次布设在长钢筋的前进路线中,进而将梯子筋的加工形成完整的生产线,不再需要将各个工序的物料进行转移,减少物料转移的时间,提升生产效率。
附图说明
25.图1为本实用新型实施例一种矿用梯子筋全自动焊接系统的结构示意图;
26.图2为本实用新型实施例中矫直机构的结构示意图;
27.图3为本实用新型实施例中拉力机构的结构示意图;
28.图4为本实用新型实施例中拉力机构的第二动力传动机构的结构示意图;
29.图5为本实用新型实施例中焊接机构的结构示意图。
30.其中:100.矫直机构;
31.110.支撑框架;
32.120.钢筋矫直机构;121.矫直箱;122.安装框架;123.第一矫直辊组;124. 第二矫直辊组;125.套管;126.排渣板;
33.130.钢筋导向机构;131.导向块;132.导向管;
34.140.第一动力传动机构;141.电机;142.主动轮;143.从动轮;144.皮带;
35.200.拉力机构;
36.210.底座;211.第一顶梁;212.滑轨;
37.220.钢筋固定机构;221.第一底板;222.定位环;223.第一垫板;224.第一气缸;
225.连杆;226.第一压块;227.第一气缸支架;228.第一压块支架;229.第一滑槽;
38.230.钢筋拉动机构;231.第二底板;232.第三气缸;233.第二垫板;234.第二气缸;235.第二连杆;236.第二压块;237.第二气缸支架;238.第二压块支架;239. 第二滑槽;
39.240.第二动力传动机构;241.齿轮轨道;242.齿轮;243.连接件。
40.300.焊接机构;
41.310.支架;311.右底板;312.左底板;
42.320.拉伸单元;321.垫块;322.第四气缸;323.拉环;324.安装板;325.限位板;326.支板;327.限位杆;
43.330.焊接单元;331.焊接底板;332.第五气缸;333.压板;334.第六气缸;335. 推杆;336.档杆;337.焊机;338.第二顶梁;
44.400.切割机构;
45.500.长钢筋。
具体实施方式
46.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
47.本实用新型公开了一种矿用梯子筋全自动焊接系统,如图1所示,包括沿长钢筋500前进方向依次设置用于矫直长钢筋500的矫直机构100、用于拉动长钢筋500前进的拉力机构200、用于将长钢筋500和短钢筋进行焊接的焊接机构300 和用于切割焊接短钢筋后的长钢筋的切割机构400。
48.具体的,如图2所示,矫直机构100包括支撑框架110,支撑框架110上前后设置有钢筋导向机构130和钢筋矫直机构120;钢筋导向机构130用于将长钢筋500导向后送至钢筋矫直机构120的钢筋入口;钢筋矫直机构120包括矫直箱 121,矫直箱121的前侧板上设有钢筋入口,矫直箱121的后侧板上设有钢筋出口,钢筋入口和钢筋出口之间形成长钢筋前进路径。
49.以长钢筋前进路径为轴,在前侧板和后侧板之间设置有可转动的安装框架 122,安装框架122上在长钢筋前进路径的两侧分别安装有第一矫直辊组123和第二矫直辊组124;第一矫直辊组123和第二矫直辊组124用于随安装框架122 转动时通过矫直辊的辊面挤压长钢筋500,以矫直钢筋前进路径上的长钢筋500;矫直机构100还包括第一动力传动机构140,第一动力传动机构140用于带动安装框架122转动。
50.本实用新型通过将矫直机构、拉力机构、焊接机构和切割机构依次布设在长钢筋的前进路线中,进而将梯子筋的加工形成完整的生产线,不再需要将各个工序的物料进行转移,减少物料转移的时间,提升生产效率。
51.另外,在本实用新型实施例中,导向机构130包括导向块131,导向块131 上贯穿开设有第一通孔;第一通孔与钢筋入口同轴设置。钢筋入口和第一通孔之间还设置有导向管132,导向管132与钢筋入口同轴设置;导向管132的内径大于钢筋入口的直径,且小于第一通孔的直径。这样设置,第一通孔、导向管132 和钢筋入口直径依次减小,一方面使得钢筋进入矫直箱121的进入方向更加准确,另一方面,也避免了大弯度钢筋损坏设备。具体的,导向块131可以是安装在支撑框架110顶部的矩形块、梯形块等,可以根据实际需要进行设置。为了保证导向管132的高度适中,在其下方可以设置支撑块或者其他支撑结构,本实施例中
具体为龙门架。
52.作为一种实现方式,矫直箱121为底部敞口的箱体,箱体底部设置有排渣板 126,排渣板126为倾斜设置的平板,且排渣板126靠近钢筋入口的端部高于另一端部。通过设置排渣板126,可以将钢筋矫直过程中产生的废渣或其他杂物收集后统一排放。
53.为了保证第一矫直辊组123和第二矫直辊组124可以起到较好的矫直效果,第一矫直辊组123和第二矫直辊组124中相对位置上的矫直辊间距等于长钢筋 500的直径,且交叉布置。这样,两个矫直辊组的矫直辊同时向钢筋施加压力,能使得长钢筋500快速被矫直,提升矫直效率。
54.本实施例中给出了一种具体的传动形式,具体的,第一动力传动机构140包括设置在支撑框架110上的电机141,电机141的动力输出轴上安装有主动轮142;前侧板的前端面上设置有从动轮143,从动轮143通过皮带144与主动轮142连接;从动轮143与安装框架122固定连接。通过电机141依次带动主动轮142、从动轮143、安装框架122转动,可以提升工作效率。
55.作为一种可能的实现方式,前侧板和后侧板上均设置有轴承座,每个轴承座上均安装有轴承,轴承的内圈用于长钢筋500穿过,轴承的外周上安装有套管 125;前侧板上的套管125一端连接从动轮143,另一端连接安装框架122的前端;后侧板上的套管125的前端连接安装框架122的后端,另一端伸出矫直箱121。这样,能够使得第一动力传动机构140带动钢筋矫直机构120工作,提升矫直效率。
56.在本实施例中,如图3所示,拉力机构200包括底座210,底座210顶部为平行设置的两根第一顶梁211,两根第一顶梁211均包括前段和后段;每个后段上均设置有滑轨212,两个滑轨212平行设置;两个后段之间安装有钢筋拉动机构230,钢筋拉动机构230底部具有两个与滑轨配合的第三滑槽;钢筋拉动机构 230底部还设置有用于钢筋穿过的第二滑槽239;钢筋拉动机构230的下方连接有第二动力传动机构240,第二动力传动机构240用于带动钢筋拉动机构230相对于底座210前后滑动;钢筋拉动机构230用于压紧从第二滑槽239中穿过的钢筋,且带动钢筋向后端平移。
57.通过钢筋拉动机构对穿过其第二滑槽的钢筋压紧,在由第二动力传动机构带动该钢筋拉动机构向前运动,当到达运动极限时松开钢筋,通过第二动力传动机构带动钢筋拉动机构返回原位,再压紧钢筋,重复动作,达到带动钢筋水平横移的效果,并可以在钢筋拉动过程中保持其平直程度。
58.在该实施例中,钢筋拉动机构230包括第二底板231,第二底板231底部开设有第三滑槽。第二底板31可以作为整个钢筋拉动机构30的底层支撑。第三滑槽可以和滑轨12相配合,使得该钢筋拉动机构30运动更加顺畅。当然,也可以采用滑轮等运动方式,可以根据实际需要进行选择。
59.作为一种具体的实现形式,第二底板231上设置有第二垫板233,第二垫板 233上开设有第二滑槽239,第二滑槽239与滑轨212平行设置。通过设置第二垫板233,并在其上开设第二滑槽239,可以使钢筋在拉动时保持在第二滑槽239 内部,起到限位作用,而且,由于钢筋在拉动过程中会对第二底板231进行摩擦,所以增加了第二垫板233,其可以用铆钉或螺栓方式安装到第二底板231上,当第二滑槽239磨损严重后,可以直接刚换第二垫板233,不需要更换面积及体积更大的第二底板231,可以降低维护成本。
60.在本实用新型实施例中,第二垫板233上设置有第二气缸支架237和第二压块支架238;第二气缸支架237的顶部安装有第二气缸234;第二压块支架238 上铰接有第二压块236;第二气缸234的第二伸缩杆朝下,且该第二伸缩杆的自由端通铰接有第二连杆235,第二连杆235的另一端固定连接至第二压块236;第二压块236用于当第二伸缩杆向下运动时,在第二连杆235的带动下向下运动并压紧钢筋。具体的第二压块236可以为饼状,其周边为圆形表面,安装时,连接轴可以不设置在第二压块236的轴线上,利用偏轴原理实现钢筋的压紧,即当第二气缸237的伸缩杆向下运动时,带动第二连杆235的一端向下运动,第二连杆235的另一端带动第二压块236转动,由于第二压块236和第二压块支架238 是铰接的,所以第二压块236会转动,又由于第二压块236并不是沿中心轴转动,所以当第二压块236转动时,其底部会越来越低,当低到一定程度后会压紧钢筋。
61.在本实用新型实施例中,在第二垫板233上、且位于压块236的后部还设置有第三气缸支架,第三气缸支架上安装有第三气缸232,第三气缸232的自由端朝下,且具有与钢筋形状相符的凹槽。通过设置第三气缸232,当其伸缩杆向下运动时,可以通过其自由端的凹槽压紧钢筋,通过该种方式虽然对气缸损耗增加,但是,由于钢筋拉动机构230的存在,所以,该处钢筋的摩擦力不会很大,起到了辅助压紧钢筋的作用。
62.另外,用于钢筋拉动机构230是可以相对于底座210前后运动的,如果程序发生故障或者硬件发生故障,在不需要拉动钢筋的时候进行了拉动钢筋的动作,这对钢筋加工生产来讲是非常危险的,所以,在本实施例中,两个前段之间固定安装有钢筋固定机构220,该钢筋固定机构220的具体结构和钢筋拉动结构230 类似,不同之处在于,该钢筋固定机构220不能移动,当其压紧钢筋后,能够保证钢筋不会平移。
63.具体的,钢筋固定机构220包括第一底板221,第一底板221上设置有第一垫板223,第一垫板223上开设有第一滑槽229,第一滑槽229和第二滑槽239 同轴设置;第一垫板223上设置有第一气缸支架227和第一压块支架228;第一压块支架228上安装有第一压块226;第一气缸支架227的顶部安装有第一气缸 224;第一压块支架228上铰接有第一压块226;第一气缸224的第一伸缩杆朝下,且该第一伸缩杆的自由端通铰接有第一连杆225,第一连杆225的另一端固定连接至第一压块226;第一压块226用于当第一伸缩杆向下运动时,在连杆235的带动下向下运动并压紧钢筋。
64.另外,为了防止钢筋进入第一滑槽229时倾斜角度太大,所以,在第一底板 221上、且位于第一滑槽229的前端设置有定位环222。定位环222的高度稍稍高于第一滑槽229,以避免进入第一滑槽229的钢筋起伏弯曲程度太大,实现对设备的保护。
65.在本实用新型实施例中,如图4所示,第二动力传动机构240包括与第二底板231固定连接的连接件243,连接件243的另一端连接有齿轮242;至少一个第一顶梁211的底部设置有齿轮轨道241,齿轮242还连接至动力装置;动力装置用于带动齿轮242转动,进而通过连接件243带动钢筋拉动机构230前后平移。更为具体的,可以在两个第一顶梁211的底部均设置齿轮轨道241,并且,安装轴承,轴承外部套装套管,内环中安装转轴,转轴端部固定齿轮242,转轴上在通过链条连接电机等动力装置。这样,当动力装置带动齿轮242转动时外部套管不转动,且外部套管会随着齿轮242转动的同时发生平移,在通过连接件243带动钢筋拉动机构230平移。
66.在本实施例中,如图5所示,焊接机构300包括焊接单元330,焊接单元330 包括用
于放置梯子筋的焊接底板331,焊接底板331的两侧分别设置有第五气缸 332,每个第五气缸332的输出端均朝向梯子筋的外侧面,每个第五气缸332的输出端均安装有压板333,压板333用于在梯子筋的长钢筋500和短钢筋进行焊接时,压紧梯子筋的外侧面。
67.焊接底板331的上方间隔设置有两个第四气缸,每个第四气缸的底部均设置有焊机337,每个焊机337的焊枪均朝向长钢筋500和短钢筋之间的焊接点;其中,第四气缸用于当短钢筋放到预定位置后,带动焊机337向下运动,以使得焊枪将长钢筋500和短钢筋在二者的连接处完成焊接。
68.本实施例通过焊接单元,可以将长钢筋500和短钢筋同时放入同一个焊接底板上,并且,当两根长钢筋500之间放入短钢筋后,通过两侧的压板压紧长钢筋 500和短钢筋,再对长钢筋500和短钢筋进行焊接完成加工流程;将梯子筋焊接流水线化,操作统一,可以保证焊接质量,而且,通过机械化的操作还可以提升焊接效果。
69.在本实施例中,焊接底板331中部沿长钢筋500的走向开设有条形孔,条形孔后段固定设置有档杆336;条形孔内安装有竖杆,竖杆的顶部连接有推杆335,推杆335与档杆336平行设置;竖杆的底部通过连杆连接至第六气缸334,第六气缸334用于通过连杆和竖杆带动推杆335在条形孔内前后移动,以将条形孔区域的短钢筋推至预定位置。
70.具体的,当将短钢筋放入条形孔区域时,为了短钢筋的定位更加精确,保证梯子筋的尺寸比例,本实施例通过第六气缸334带动推杆335向后运动,将短钢筋推向档杆336,当短钢筋被档杆336挡住时,推杆335和档杆336会将短钢筋夹在中间,进而实现了短钢筋的位置的固定。
71.由于焊机337是装在整个机构的顶部,所以,本实施例中将焊机337安装在第二顶梁338上。当然,也可以设置支架等,将支架架高进行固定。
72.当移动短钢筋时,必须保证两根长钢筋500之间的间距稍大于短钢筋的长度,所以,在本技术中,焊接单元330的前方还设置有拉伸单元320,拉伸单元320 用于将两根长钢筋500项两侧拉开,以保证推杆335将短钢筋推至预定位置。
73.作为一种具体的实现形式,拉伸单元320包括支架310,支架310的两侧分别设置有左底板312和右底板311;左底板312和右底板311上均安装有钢筋拉伸组件;钢筋拉伸组件包括第四气缸322,第四气缸322的输出端朝向拉伸单元 320的中部,输出端固定连接有垫块321,垫块321上设置有拉环323,拉环323 的轴向与长钢筋500的轴向相同,且拉环323用于长钢筋500穿过;第四气缸322 用于通过垫块321带动拉环323向两侧运动,以拉动拉环323内的长钢筋500向两侧运动。
74.通过左底板312和右底板311,再结合两套钢筋拉伸组件,而且两套钢筋拉伸组件结构作用完全相同,仅仅是施力方向不同,可以使得两根长钢筋500均匀受力,变化幅度相同。
75.在一个实施例中,在垫块321上还设置有限位板325,且左底板312/右底板 311上设置有支板326,限位板325用于随垫块321运动,并在垫块321运动到预定距离时抵压在支板326上。
76.在另一个实施例中,垫块321上还设置有限位板325,且左底板312/右底板 311上设置有支板326,支板326朝向限位板325的一侧还设置有限位杆327;限位板325用于随垫块321运动,并在垫块321运动到预定距离时抵压在限位杆327 上。
77.以上两个实施例区别在于限位杆327,通过使用限位杆327,当长时间使用配件损伤时,可以直接更换限位杆327,避免直接更换限位板325,一方面降低维修成本,另一方面提升更换配件速度。
78.作为一种具体实现方式,左底板312/右底板311均设置有竖向的安装板324,安装板324用于固定安装第四气缸322。通过安装板324,安装方便。
79.上述的一种矿用梯子筋全自动焊接系统的工作过程具体为:
80.将两根长钢筋500的头部分别依次穿过其对应的矫直机构100、拉力机构 200、焊接机构300;
81.同时启动两根长钢筋500对应的拉力机构200,带动长钢筋500向前移动,当移动到预定位置时,将短钢筋放入两根长钢筋500之间,并通过焊接机构300 将短钢筋的两端分别与对应的长钢筋500焊接;
82.继续启动拉力机构200,带动长钢筋500向前移动,直至达到下一个预定位置,继续进行下一个短钢筋的焊接;
83.其中,当拉力机构200带动长钢筋500移动到梯子筋的长度时,通过切割机构400切割长钢筋500,完成梯子筋的加工。
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