[發明專利]機器人焊接鋼拱架連接板用自動定位裝置

在審

• 申請號: 202210073599.6
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114393360A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 肖凱鋒;王飛;呂保中;厲海涵;高亮;陳俊男;邢鵬飛;楊陽;詹雙華;程榮爐
• 申請（專利權）人: 浙江交工金筑交通建設有限公司
• 主分類號: B23K37/04
• 分類號: B23K37/04;B23K37/00
• 代理公司: 杭州君銳知產專利代理事務所(普通合伙) 33443
• 代理人: 鄭陽政

本發明涉及一種機器人焊接鋼拱架連接板用自動定位裝置,包括三維移動架和連接在三維移動架上的鋼端板固定機械手，所述鋼端板固定機械手包括背板、連接在背板豎向一側的背板部豎定位條、連接在背板下側的背板部水平定位條、設置在背板上的將鋼端板吸附在背板上用的電磁鐵、螺紋連接在背板部豎定位條上的伸入到背板正面上的橫向定位頂桿和螺紋連接在背板部水平定位條上的伸入到背板的正面上的豎向定位頂桿，背板部水平定位條同背板部豎定位條垂直。本發明旨在提供一種機器人焊接鋼拱架連接板用自動定位裝置，用于將鋼端板固定在鋼拱架端面，為鋼端板的自動化焊接奠定了基礎。

技術領域

本發明屬于隧道施工技術領域，具體涉及一種機器人焊接鋼拱架連接板用自動定位裝置。

背景技術

在隧道施工過程需要用到鋼拱架對隧道底壁進行支撐，隧道鋼拱架由若干鋼拱架分段連接而成構成，鋼拱架分段包括由工字鋼制作而成的弧形結構的鋼拱架主體、焊接在鋼拱架主體兩端的鋼端板構成，使用時相鄰的鋼拱架分段通過鋼端板平整抵接在一起然后將鋼端板固定（如焊接，螺絲配合螺母鎖緊）在一起實現對接，為了使得對接在一起的鋼拱架分段受力不產生偏移，則要求鋼端板所在的平面為同弧形主體所在的圓的直徑的面且弧形主動位于鋼端板的幾何中心。鋼拱架主體為直線結構的工字鋼通過彎圓機完成對應曲率的弧形、然后用裁斷結構裁斷出要求長度的鋼拱架主體。現有技術中將鋼端板焊接到鋼拱架主體上時為人工握持住進行定位在需要的位置，費力且制約了鋼端板焊接自動化的實現。

發明內容

本發明旨在提供一種機器人焊接鋼拱架連接板用自動定位裝置，用于將鋼端板固定在鋼拱架端面，為鋼端板的自動化焊接奠定了基礎。

以上技術問題時通過以下技術方案解決的：一種機器人焊接鋼拱架連接板用自動定位裝置,其特征在于,包括三維移動架和連接在三維移動架上的鋼端板固定機械手，所述鋼端板固定機械手包括背板、連接在背板豎向一側的背板部豎定位條、連接在背板下側的背板部水平定位條、設置在背板上的將鋼端板吸附在背板上用的電磁鐵、螺紋連接在背板部豎定位條上的伸入到背板正面上的橫向定位頂桿和螺紋連接在背板部水平定位條上的伸入到背板的正面上的豎向定位頂桿，背板部水平定位條同背板部豎定位條垂直，工字鋼包括兩塊側鋼板和將兩塊側鋼板的中部連接在一起的連接鋼板，兩塊側鋼板和連接鋼板三者呈“工”字形連接在一起，鋼端板為矩形；使鋼端板同鋼拱架主體連接在一起的方法為：第一步、將鋼端板安裝到鋼端板固定機械手上：調整橫向定位頂桿伸入到背板正面的距離到設定值，調整豎向定位頂桿伸入到背板正面的距離到設定值，將鋼端板平置在背板上，調整鋼端板的一側邊緣同背板部豎定位條抵接在一起，使鋼端板抵接在背板部水平定位條上；第二步、啟動所述電磁鐵，電磁鐵產生的磁力將鋼端板吸附在背板上；第三步、通過所述三維移動架移動鋼端板固定機械手而使得鋼端板抵接在鋼拱架主體的端面上到橫向定位頂桿頂在側鋼板上、豎向定位頂桿頂在連接鋼板上，此時鋼端板的幾何中心同工字鋼橫截面的幾何中心對齊；第四步、將鋼端板同鋼拱架主體焊接在一起。能夠方便地實現鋼端板和鋼拱架主動橫截面的對中固定，從而使得每一塊鋼端板同鋼拱架主體的位置一致性好，便于鋼拱架之間通過螺絲穿過鋼端板上的螺絲孔進行螺絲連接時，對接在一起的鋼拱架位于同一個圓上。

本發明還包括控制單元和調節輸送給電磁鐵的電流大小的電流調節開關，鋼拱架主體的端面為平面，背板的背面設有球型連接頭，所述背板通過所述球型連接頭球面鉸接在所述三維移動架上；第三步后先調整鋼端板到鋼拱架主體的整個端面都同鋼端板抵接在一起，然后進行第四步，第四步后停止給電磁鐵供電；調整鋼端板到鋼拱架主體的整個端面都同鋼端板抵接在一起的方法為：通過控制單元去控制電流調節開關增大輸入給電磁鐵的電流以增大電磁鐵的吸附力，從而使得電磁鐵對鋼拱架主體也產生吸附力，該吸附力驅動背板以所述球型連接頭為支點轉動以改變鋼端板的狀態到鋼拱架主體的整個端面都同鋼端板抵接在一起，鋼拱架主體的整個端面都同鋼端板抵接在一起后則鋼端板不能夠轉動。能夠方便地實現鋼端板同鋼拱架主體的整個端面抵接在一起，使得鋼拱架對接時，兩根鋼拱架上的鋼端板能夠配置貼合在一起，從而提高鋼拱架對接在一起時的連接穩固性。