一种建筑工程用的金属件焊接装置的制作方法

1.本发明涉及焊接设备技术领域，具体为一种建筑工程用的金属件焊接装置。


背景技术：

2.在建筑工程领域，钢管对接焊接是一项常见的任务，用于连接和加固钢管结构。钢管结构在许多领域中被广泛应用，包括桥梁、建筑、石油和天然气输送管道等。钢管对接焊接的质量直接影响结构的稳定性和安全性。
3.传统的手工焊接方法需要熟练的焊接工人进行操作，其过程繁琐复杂且需要较长的焊接时间，这不仅增加了人力成本，还限制了焊接效率和产能。因此目前大部分的钢管焊接工作通常在自动焊接装置上进行，将两根钢管的端部对接在一起，随后利用焊枪沿着接头位置来进行焊接，能够有效的降低人力成本，提高工作效率。但是目前的焊接装置中，夹持定位结构较为粗糙，一方面会导致钢管偏斜，影响焊接效果，另一方面会导致两个钢管的对接位置不确定，往往需要调整焊枪的位置，而这需要焊接装置中搭载精密的图像识别模块和调节模块，使得设备成本提高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种建筑工程用的金属件焊接装置，以达到低成本定位钢管端部、保证钢管准确对接、提高焊接质量的目的，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种建筑工程用的金属件焊接装置，包括装置基座，所述装置基座上对称设置有第一固定座和第二固定座，且装置基座上固定安装有控制座，所述控制座上固定安装有焊枪，所述第一固定座和第二固定座中均水平设置有支撑管，且支撑管的端部设置有导向管，所述第一固定座和第二固定座上驱动安装有转盘，且转盘上设置有气动夹爪，所述第一固定座和第二固定座中均设置有能够同步反向升降的下螺母和上螺母，且下螺母和上螺母上镜像设置有支撑座，且支撑座上固定连接有第一夹件，所述第一夹件上滚动安装有限位胶球，且限位胶球具有滚动控制开关结构，所述装置基座上设置有中心箱，且中心箱位于第一固定座和第二固定座的中间位置，所述中心箱的中部设置有升降式的底板，且底板的顶部设置有中心挡块，所述中心挡块的两侧对称设置有两个活动支架，且活动支架上固定安装有推动圈，所述推动圈中设置有气动式的第二夹件，且推动圈的水平移动随着底板的升降移动进行。
6.优选的，所述第一固定座和第二固定座关于装置基座的中线对称设置，且第一固定座和第二固定座中设置有通槽，所述焊枪为固定式结构，且焊枪正对着中心挡块进行设置。
7.优选的，所述支撑管贯穿设置在第一固定座和第二固定座上，且导向管与支撑管同轴安装，所述转盘和导向管分别设置在支撑管的两端，且气动夹爪安装在转盘的端面上。
8.优选的，所述第一固定座和第二固定座中竖直设置有限位杆，且下螺母和上螺母滑动安装在限位杆上，且第一固定座和第二固定座中转动安装有驱动杆，且下螺母和上螺
母分别连接在驱动杆的下螺纹副、上螺纹副上。
9.优选的，所述驱动杆通过精密电机进行驱动，下螺母和上螺母关于支撑管的轴线进行对称设置，所述下螺纹副、上螺纹副的螺纹方向反向设置。
10.优选的，所述支撑座安装在下螺母和上螺母的端部，且支撑座竖直设置，所述第一夹件为弧形结构，且限位胶球排列设置在第一夹件的弧形面上。
11.优选的，所述第一夹件中设置有空腔，且空腔中活动设置有限位压板，所述限位压板上固定连接有压紧弹簧和磁块，且支撑座中固定安装有电磁铁。
12.优选的，所述限位压板为弧形板，且限位压板的弧形面与限位胶球接触连接，所述压紧弹簧连接在第一夹件空腔的内壁上，且电磁铁朝向磁块进行设置，且电磁铁和磁块的异名磁极相对设置。
13.优选的，所述中心箱上表面设置有通槽，且中心箱中设置有升降杆，所述底板固定连接在升降杆的顶端，且中心挡块采用圆形块。
14.优选的，所述中心箱中滑动安装有楔块，且活动支架固定安装在楔块上，所述推动圈安装在活动支架的顶部，且推动圈中通过气缸镜像设置有两个第二夹件，所述第二夹件上可拆卸安装有摩擦垫层，所述中心箱中通过竖直的导向杆活动安装有升降框，且升降框的底部与楔块的斜面接触连接，所述升降框位于底板的下方，且楔块上固定连接有弹性件。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1. 本发明的焊接装置在装置基座上进行了第一固定座和第二固定座的设置，可以通过两个固定座分别进行一个钢管的固定，进而利用焊枪将两个钢管焊接在一起成为一根钢管，在两个固定座中均设置有支撑管，支撑管一端的气动夹爪能够起到最终固定并带动钢管转动的作用，使得钢管完成转动式焊接，而支撑管上还设置有活动式的初步固定结构，在两个钢管开始进入到支撑管中时，气动夹爪不工作，可以通过支撑管中设置的第一夹件进行初步固定，利用第一夹件上设置的限位胶球对钢管进行固定，限位胶球是否能够滚动可以控制，在对钢管进行初步固定时，将限位胶球通过支撑座中的滚动控制开关结构进行固定，使得多个限位胶球将钢管固定住，保持钢管端部抵接在中心挡块上，初步固定之后两个钢管的端部到焊接点的距离完全相同，随后可以将两个钢管同步的向着中心移动，使得两者抵接在一起，此时可以通过滚动控制开关结构将限位胶球放松，限位胶球可以转动，此时限位胶球能够将钢管限制在水平方向上移动，使得两个钢管可以相对接，完成准确的焊接工作。
16.2. 本发明的中心挡块起到初步定位的效果，其采用的是升降式结构，一开始利用升降杆带动底板上升，使得中心挡块升高到两个钢管中间，用于钢管的初始定位，在将限位胶球对钢管的固定作用改为导向作用之后，可以使用气缸推动第二夹件，通过第二夹件将钢管从更加靠近端部的位置夹住，再利用升降杆将中心挡块降下来，让出两个钢管对接的空间，当中心挡块下降到一半时，已经让出了钢管对接的位置，此时中心挡块继续下降，同步的对两个推动圈进行驱动，可以将两个钢管同步的向着中心移动，两个钢管的端部能够正好对接在中心位置，焊枪不需要移动调整，就可以正好对着钢管完成焊接工作，不需要精密的定位找准机构，低成本的保证焊接工作高质量完成。
附图说明
17.图1为本发明整体结构的示意图。
18.图2为本发明结构的正视图。
19.图3为本发明固定座结构的第一示意图。
20.图4为本发明固定座结构的第二示意图。
21.图5为本发明固定座结构的底部示意图。
22.图6为本发明活动夹爪结构的立体示意图。
23.图7为本发明活动夹爪结构的侧视图。
24.图8为本发明钢管对中结构的示意图。
25.图9为本发明推动圈结构的示意图。
26.图10为本发明中心箱内部结构的示意图。
27.图中：装置基座1、第一固定座2、第二固定座3、控制座4、焊枪5、支撑管6、导向管7、转盘8、气动夹爪9、限位杆10、下螺母11、上螺母12、驱动杆13、下螺纹副14、上螺纹副15、支撑座16、第一夹件17、限位胶球18、限位压板19、压紧弹簧20、磁块21、电磁铁22、中心箱23、升降杆24、底板25、中心挡块26、楔块27、活动支架28、推动圈29、气缸30、第二夹件31、摩擦垫层32、导向杆33、升降框34、弹性件35。
具体实施方式
28.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例，须知，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.请参阅图1至图10，本发明提供一种技术方案：一种建筑工程用的金属件焊接装置，包括装置基座1，装置基座1上对称设置有第一固定座2和第二固定座3，且装置基座1上固定安装有控制座4，控制座4上固定安装有焊枪5，第一固定座2和第二固定座3中均水平设置有支撑管6，且支撑管6的端部设置有导向管7，第一固定座2和第二固定座3上驱动安装有转盘8，且转盘8上设置有气动夹爪9，第一固定座2和第二固定座3中均设置有能够同步反向升降的下螺母11和上螺母12，且下螺母11和上螺母12上镜像设置有支撑座16，且支撑座16上固定连接有第一夹件17，第一夹件17上滚动安装有限位胶球18，且限位胶球18具有滚动控制开关结构，装置基座1上设置有中心箱23，且中心箱23位于第一固定座2和第二固定座3的中间位置，中心箱23的中部设置有升降式的底板25，且底板25的顶部设置有中心挡块26，中心挡块26的两侧对称设置有两个活动支架28，且活动支架28上固定安装有推动圈29，推动圈29中设置有气动式的第二夹件31，且推动圈29的水平移动随着底板25的升降移动进行。
30.第一固定座2和第二固定座3关于装置基座1的中线对称设置，且第一固定座2和第二固定座3中设置有通槽，焊枪5为固定式结构，且焊枪5正对着中心挡块26进行设置。
31.本发明的焊接装置在装置基座1上进行了第一固定座2和第二固定座3的设置，可以通过两个固定座分别进行一个钢管的固定，使得两个钢管的端部对接在一起并且转动，
进而利用焊枪5将两个钢管焊接在一起成为一根钢管。
32.支撑管6贯穿设置在第一固定座2和第二固定座3上，且导向管7与支撑管6同轴安装，转盘8和导向管7分别设置在支撑管6的两端，且气动夹爪9安装在转盘8的端面上。
33.在两个固定座中均设置有支撑管6，加工时两个钢管从导向管7插入到支撑管6中，最终从气动夹爪9中穿过，两个钢管的端部对接在一起，在进行加工时，利用气动夹爪9将两者固定住进行焊接，并且气动夹爪9可以转动，带动两个钢管转动完成一整圈的焊接工作。
34.第一固定座2和第二固定座3中竖直设置有限位杆10，且下螺母11和上螺母12滑动安装在限位杆10上，且第一固定座2和第二固定座3中转动安装有驱动杆13，且下螺母11和上螺母12分别连接在驱动杆13的下螺纹副14、上螺纹副15上。
35.气动夹爪9主要起到最终固定的作用，在两个钢管开始进入到支撑管6中时，气动夹爪9不工作，可以通过支撑管6中设置的第一夹件17进行初步固定，当钢管从第一夹件17中穿过之后，将两个钢管的端部均顶在中心挡块26上，两个钢管的端部距离焊枪5距离完全相同，此时可以通过下螺母11和上螺母12分别带动两个第一夹件17同步反向移动，进行钢管的初步固定。
36.驱动杆13通过精密电机进行驱动，下螺母11和上螺母12关于支撑管6的轴线进行对称设置，下螺纹副14、上螺纹副15的螺纹方向反向设置。
37.通过精密电机带动转动杆13转动，其上的下螺纹副14、上螺纹副15可以分别对下螺母11和上螺母12进行驱动，由于两者的螺纹方向相反，可以使得下螺母11和上螺母12一个上升一个下降，进而使得下螺母11和上螺母12上的两个第一夹件17可以相向移动，利用第一夹件17上设置的限位胶球18对钢管进行固定。
38.支撑座16安装在下螺母11和上螺母12的端部，且支撑座16竖直设置，第一夹件17为弧形结构，且限位胶球18排列设置在第一夹件17的弧形面上。
39.限位胶球18是否能够滚动可以控制，在对钢管进行初步固定时，将限位胶球18通过支撑座16中的滚动控制开关结构进行固定，使得多个限位胶球18将钢管固定住，保持钢管端部抵接在中心挡块26上。
40.第一夹件17中设置有空腔，且空腔中活动设置有限位压板19，限位压板19上固定连接有压紧弹簧20和磁块21，且支撑座16中固定安装有电磁铁22。
41.正常情况下，压紧弹簧20作用在限位压板19上，使得限位压板19被紧紧的压在限位胶球18上，通过摩擦力将限位胶球18定住，进而利用限位胶球18固定钢管。
42.限位压板19为弧形板，且限位压板19的弧形面与限位胶球18接触连接，压紧弹簧20连接在第一夹件17空腔的内壁上，且电磁铁22朝向磁块21进行设置，且电磁铁22和磁块21的异名磁极相对设置。
43.两个钢管抵接在中心挡块26两侧时，是不能进行焊接的，初步固定之后，需要将两个钢管同步的向着中心移动，使得两者抵接在一起，此时可以通过对电磁铁22通电，产生磁吸力作用在磁块21上，使得限位压板19克服压紧弹簧20的弹力回移，限位压板19将限位胶球18放松，限位胶球18可以转动，此时限位胶球18能够将钢管限制在水平方向上移动，使得两个钢管可以相对接。
44.中心箱23上表面设置有通槽，且中心箱23中设置有升降杆24，底板25固定连接在升降杆24的顶端，且中心挡块26采用圆形块。
45.中心挡块26采用的是升降式结构，一开始利用升降杆24带动底板25上升，使得中心挡块26升高到两个钢管中间，用于钢管的初始定位，在初步固定完成之后，可以取消限位胶球18对钢管的固定，而使用气缸30推动第二夹件31，通过第二夹件31将钢管从更加靠近端部的位置夹住，再利用升降杆24将中心挡块26降下来，让出两个钢管对接的空间。
46.中心箱23中滑动安装有楔块27，且活动支架28固定安装在楔块27上，推动圈29安装在活动支架28的顶部，且推动圈29中通过气缸30镜像设置有两个第二夹件31，第二夹件31上可拆卸安装有摩擦垫层32，中心箱23中通过竖直的导向杆33活动安装有升降框34，且升降框34的底部与楔块27的斜面接触连接，升降框34位于底板25的下方，且楔块27上固定连接有弹性件35。
47.当中心挡块26下降到一半时，已经让出了钢管对接的位置，此时中心挡块26继续下降，可以通过底板25下压升降框34，使得升降框34沿着导向杆33下移，升降框34可以沿着楔块27的斜面对楔块27进行推动，使得活动支架28带着推动圈29向中心移动，由于两个推动圈29是利用升降框34同步驱动的，可以将两个钢管同步的向着中心移动，两个钢管的端部能够正好对接在中心位置，焊枪5不需要移动调整，就可以正好对着钢管完成焊接工作，而不需要精密的定位找准机构。
48.第二夹件31通过摩擦力带动钢管移动，其上的摩擦垫层32可以快速的拆换，保证具有足够的摩擦力，而在中心挡块26回升时，两个推动圈29也可以在弹性件35的作用下复位。
49.本发明在使用时：首先，本发明的焊接装置在装置基座1上进行了第一固定座2和第二固定座3的设置，可以通过两个固定座分别进行一个钢管的固定，使得两个钢管的端部对接在一起并且转动，进而利用焊枪5将两个钢管焊接在一起成为一根钢管，在两个固定座中均设置有支撑管6，加工时两个钢管从导向管7插入到支撑管6中，最终从气动夹爪9中穿过，两个钢管的端部对接在一起，在进行加工时，利用气动夹爪9将两者固定住进行焊接，并且气动夹爪9可以转动，带动两个钢管转动完成一整圈的焊接工作，气动夹爪9主要起到最终固定的作用，在两个钢管开始进入到支撑管6中时，气动夹爪9不工作，可以通过支撑管6中设置的第一夹件17进行初步固定，当钢管从第一夹件17中穿过之后，将两个钢管的端部均顶在中心挡块26上，两个钢管的端部距离焊枪5距离完全相同，此时可以通过下螺母11和上螺母12分别带动两个第一夹件17同步反向移动，进行钢管的初步固定，通过精密电机带动转动杆13转动，其上的下螺纹副14、上螺纹副15可以分别对下螺母11和上螺母12进行驱动，由于两者的螺纹方向相反，可以使得下螺母11和上螺母12一个上升一个下降，进而使得下螺母11和上螺母12上的两个第一夹件17可以相向移动，利用第一夹件17上设置的限位胶球18对钢管进行固定，限位胶球18是否能够滚动可以控制，在对钢管进行初步固定时，将限位胶球18通过支撑座16中的滚动控制开关结构进行固定，使得多个限位胶球18将钢管固定住，保持钢管端部抵接在中心挡块26上，正常情况下，压紧弹簧20作用在限位压板19上，使得限位压板19被紧紧的压在限位胶球18上，通过摩擦力将限位胶球18定住，进而利用限位胶球18固定钢管，两个钢管抵接在中心挡块26两侧时，是不能进行焊接的，初步固定之后，需要将两个钢管同步的向着中心移动，使得两者抵接在一起，此时可以通过对电磁铁22通电，产生磁吸力作用在磁块21上，使得限位压板19克服压紧弹簧20的弹力回移，限位压板19将限位胶球18放松，限位胶球18可以转动，此时限位胶球18能够将钢管限制在水平方向上
移动，使得两个钢管可以相对接，中心挡块26采用的是升降式结构，一开始利用升降杆24带动底板25上升，使得中心挡块26升高到两个钢管中间，用于钢管的初始定位，在初步固定完成之后，可以取消限位胶球18对钢管的固定，而使用气缸30推动第二夹件31，通过第二夹件31将钢管从更加靠近端部的位置夹住，再利用升降杆24将中心挡块26降下来，让出两个钢管对接的空间，当中心挡块26下降到一半时，已经让出了钢管对接的位置，此时中心挡块26继续下降，可以通过底板25下压升降框34，使得升降框34沿着导向杆33下移，升降框34可以沿着楔块27的斜面对楔块27进行推动，使得活动支架28带着推动圈29向中心移动，由于两个推动圈29是利用升降框34同步驱动的，可以将两个钢管同步的向着中心移动，两个钢管的端部能够正好对接在中心位置，焊枪5不需要移动调整，就可以正好对着钢管完成焊接工作，而不需要精密的定位找准机构，第二夹件31通过摩擦力带动钢管移动，其上的摩擦垫层32可以快速的拆换，保证具有足够的摩擦力，而在中心挡块26回升时，两个推动圈29也可以在弹性件35的作用下复位。
50.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种建筑工程用的金属件焊接装置，包括装置基座（1），其特征在于：所述装置基座（1）上对称设置有第一固定座（2）和第二固定座（3），且装置基座（1）上固定安装有控制座（4），所述控制座（4）上固定安装有焊枪（5），所述第一固定座（2）和第二固定座（3）中均水平设置有支撑管（6），且支撑管（6）的端部设置有导向管（7），所述第一固定座（2）和第二固定座（3）上驱动安装有转盘（8），且转盘（8）上设置有气动夹爪（9），所述第一固定座（2）和第二固定座（3）中均设置有能够同步反向升降的下螺母（11）和上螺母（12），且下螺母（11）和上螺母（12）上镜像设置有支撑座（16），且支撑座（16）上固定连接有第一夹件（17），所述第一夹件（17）上滚动安装有限位胶球（18），且限位胶球（18）具有滚动控制开关结构，所述装置基座（1）上设置有中心箱（23），且中心箱（23）位于第一固定座（2）和第二固定座（3）的中间位置，所述中心箱（23）的中部设置有升降式的底板（25），且底板（25）的顶部设置有中心挡块（26），所述中心挡块（26）的两侧对称设置有两个活动支架（28），且活动支架（28）上固定安装有推动圈（29），所述推动圈（29）中设置有气动式的第二夹件（31），且推动圈（29）的水平移动随着底板（25）的升降移动进行。2.根据权利要求1所述的一种建筑工程用的金属件焊接装置，其特征在于：所述第一固定座（2）和第二固定座（3）关于装置基座（1）的中线对称设置，且第一固定座（2）和第二固定座（3）中设置有通槽，所述焊枪（5）为固定式结构，且焊枪（5）正对着中心挡块（26）进行设置。3.根据权利要求1所述的一种建筑工程用的金属件焊接装置，其特征在于：所述支撑管（6）贯穿设置在第一固定座（2）和第二固定座（3）上，且导向管（7）与支撑管（6）同轴安装，所述转盘（8）和导向管（7）分别设置在支撑管（6）的两端，且气动夹爪（9）安装在转盘（8）的端面上。4.根据权利要求1所述的一种建筑工程用的金属件焊接装置，其特征在于：所述第一固定座（2）和第二固定座（3）中竖直设置有限位杆（10），且下螺母（11）和上螺母（12）滑动安装在限位杆（10）上，且第一固定座（2）和第二固定座（3）中转动安装有驱动杆（13），且下螺母（11）和上螺母（12）分别连接在驱动杆（13）的下螺纹副（14）、上螺纹副（15）上。5.根据权利要求4所述的一种建筑工程用的金属件焊接装置，其特征在于：所述驱动杆（13）通过精密电机进行驱动，下螺母（11）和上螺母（12）关于支撑管（6）的轴线进行对称设置，所述下螺纹副（14）、上螺纹副（15）的螺纹方向反向设置。6.根据权利要求1所述的一种建筑工程用的金属件焊接装置，其特征在于：所述支撑座（16）安装在下螺母（11）和上螺母（12）的端部，且支撑座（16）竖直设置，所述第一夹件（17）为弧形结构，且限位胶球（18）排列设置在第一夹件（17）的弧形面上。7.根据权利要求1所述的一种建筑工程用的金属件焊接装置，其特征在于：所述第一夹件（17）中设置有空腔，且空腔中活动设置有限位压板（19），所述限位压板（19）上固定连接有压紧弹簧（20）和磁块（21），且支撑座（16）中固定安装有电磁铁（22）。8.根据权利要求7所述的一种建筑工程用的金属件焊接装置，其特征在于：所述限位压板（19）为弧形板，且限位压板（19）的弧形面与限位胶球（18）接触连接，所述压紧弹簧（20）连接在第一夹件（17）空腔的内壁上，且电磁铁（22）朝向磁块（21）进行设置，且电磁铁（22）和磁块（21）的异名磁极相对设置。9.根据权利要求1所述的一种建筑工程用的金属件焊接装置，其特征在于：所述中心箱
（23）上表面设置有通槽，且中心箱（23）中设置有升降杆（24），所述底板（25）固定连接在升降杆（24）的顶端，且中心挡块（26）采用圆形块。10.根据权利要求1所述的一种建筑工程用的金属件焊接装置，其特征在于：所述中心箱（23）中滑动安装有楔块（27），且活动支架（28）固定安装在楔块（27）上，所述推动圈（29）安装在活动支架（28）的顶部，且推动圈（29）中通过气缸（30）镜像设置有两个第二夹件（31），所述第二夹件（31）上可拆卸安装有摩擦垫层（32），所述中心箱（23）中通过竖直的导向杆（33）活动安装有升降框（34），且升降框（34）的底部与楔块（27）的斜面接触连接，所述升降框（34）位于底板（25）的下方，且楔块（27）上固定连接有弹性件（35）。

技术总结
本发明涉及焊接设备领域，具体为一种建筑工程用的金属件焊接装置，包括装置基座，装置基座上对称设置有第一固定座和第二固定座，第一固定座和第二固定座中均设置有支撑管，第一固定座和第二固定座中均设置有能够同步反向升降的下螺母和上螺母，且下螺母和上螺母上镜像设置有支撑座，且支撑座上固定连接有第一夹件，第一夹件上滚动安装有限位胶球，且限位胶球具有滚动控制开关结构，装置基座上设置有中心箱，中心箱的中部设置有升降式的底板，且底板的顶部设置有中心挡块，中心挡块的两侧对称设置有两个活动支架，且活动支架上固定安装有推动圈；本发明可以达到低成本定位钢管端部、保证钢管准确对接、提高焊接质量的目的。提高焊接质量的目的。提高焊接质量的目的。


技术研发人员：陈晓亮 张秀芳
受保护的技术使用者：江苏泰高建设有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/7/25