CN102581429B - 一种板材自动焊接设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板材自动焊接设备和方法，该焊接设备包括机架，所述机架具有可放置板材的操作台，还包括第一焊车、第二焊车以及可控制所述第一焊车、第二焊车自动分工、分时移动并控制所述第一焊车、第二焊车对所述板材进行焊接的控制机构，所述第一焊车和所述第二焊车并排设于所述机架上，且位于所述操作台上方，所述第一焊车和所述第二焊车电连接于所述控制机构。与现有技术相比，本发明中的该焊接设备的机架上设置有两台焊车，且在控制机构的控制下，两台焊车可以自动的分时、分工的对板材进行焊接，从而提高焊接设备的焊接效率，在整个焊接过程中，不需要工人进行跟进或操作。

Description

一种板材自动焊接设备和方法

技术领域

本发明涉及焊接器械的技术领域，尤其涉及一种板材自动焊接设备和方法。

背景技术

集装箱始于1956年，几十年来的发展，已使集装箱化运输在全球得以广泛应用。

在集装箱制造过程中，集装箱上需要对接焊缝的地方比较多，工人的工作量大，现有技术中。由于难以在一个机架上实际操控多台焊车，现有的焊接设备一般单个机架上都只设置一台焊车，这样，焊接设备的焊接效率就较低，其焊接速度就比较慢，导致工厂的单班产能也较低，如果工厂需要大幅度的提高产能，就必须大量的增加焊接设备，焊接设备增多，就必须占用大量的场地用于放置焊接设备以及需要较多的工人对每个焊接设备进行跟进。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供了一种板材自动焊接设备，该板材自动焊接设备的焊接效率高，且能实现全自动焊接，不需要工人进行焊接跟进。

本发明是这样实现的，一种板材自动焊接设备，其包括机架，所述机架具有可放置板材的操作台，包括第一焊车、第二焊车以及可控制所述第一焊车、第二焊车自动分工、分时移动并控制所述第一焊车、第二焊车对所述板材进行焊接的控制机构，所述第一焊车和所述第二焊车并排设于所述机架上，且位于所述操作台上方，所述第一焊车和所述第二焊车电连接于所述控制机构。

进一步地，所述机架设有可导向所述第一焊车、所述第二焊车移动的导轨，所述导轨置于所述操作台上方，所述第一焊车以及所述第二焊车可活动连接于所述导轨。

进一步地，还包括可移动并可对板材进行定位的定位机构，所述定位机构电连接于所述控制机构。

进一步地，所述定位机构包括置于所述机架两侧的动力元件以及连接于所述动力元件的压架，所述压架位于所述操作台的上方。

进一步地，所述压架内设有一贯穿所述压架的通腔，所述通腔连通所述操作台。

进一步地，所述操作台设有可对准板材需要焊接的焊缝的凹槽。

进一步地，还包括可检查板材放置在所述操作台上的位置的传感器，所述传感器电连接于所述控制机构。

进一步地，还包括可设置所述第一焊车参数的第一操作屏以及可设置所述第二焊车参数的第二操作屏，所述第一操作屏和所述第二操作屏分别电连接于所述控制机构。

本发明还提供一种板材自动焊接方法，其包括以下步骤：

(1)以机架的中部作为权利要求1中所述的第一焊车和所述第二焊车的零点，焊接开始时，使所述第一焊车和所述第二焊车分别位于该零点处；

(2)通过控制机构分别控制所述第二焊车和所述第一焊车沿所述机架一端移动并扫描板材的焊缝，所述第一焊车移动一段距离后，所述控制机构控制所述第一焊车沿所述机架另一端移动并扫描板材的焊缝；

(3)当所述第一焊车和所述第二焊车扫描完毕后，所述控制系统根据扫描结果控制所述第一焊车和所述第二焊车朝所述零点移动并对板材进行焊接；

(4)所述第二焊车结束对板材的焊缝的焊接后，由控制系统控制所述第二焊车沿所述机架一端移动一段距离，当所述第一焊车焊接的焊缝与所述第二焊车焊接的焊缝重合时，所述第一焊车停止焊接。

(5)由所述控制机构分别控制所述第一焊车和所述第二焊车复位至所述机架的零点处。

进一步地，在上述步骤(2)和(3)中，由所述控制机构控制所述第一焊车滞后于所述第二焊车移动。

与现有技术相比，本发明中的该焊接设备的机架上设置两台焊车，且在控制机构的控制下，该两台焊车可以自动的分时、分工的对板材进行焊接，从而提高焊接设备的焊接效率，在整个焊接过程中，不需要工人进行跟进或操作。

附图说明

图1是本发明实施例提供的板材自动焊接设备的立体示意图一；

图2是本发明实施例提供的板材自动焊接设备的立体示意图二；

图3是本发明实施例提供的板材自动焊接设备的立体示意图三；

图4是本发明实施例提供的板材自动焊接设备的左视示意简图；

图5是本发明实施例提供的板材自动焊接设备的主视示意简图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种板材自动焊接设备，其包括机架，所述机架具有可放置板材的操作台，包括第一焊车、第二焊车以及可控制所述第一焊车、第二焊车自动分工、分时移动并控制所述第一焊车、第二焊车对所述板材进行焊接的控制机构，所述第一焊车和所述第二焊车并排设于所述机架上，且位于所述操作台上方，所述第一焊车和所述第二焊车电连接于所述控制机构。

本发明中，该焊接设备的机架上设置有两台焊车，且在控制机构的控制下，该两台焊车可以自动的分时、分工的对板材进行焊接，从而提高焊接设备的焊接效率，在整个焊接过程中，不需要工人进行跟进或操作。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

如图1～5所示，为本发明提供的一较佳实施例。

该焊接设备1包括有一机架12、控制机构、焊车，该机架12作为整个焊接设备1的整体架体，其内部具有一操作台121，板材2可以放置在该操作台121上，焊车由控制机构控制，且放置在操作台121的上方，其可以在机架12上移动，从而对板材2进行焊接操作，控制机构作为整个焊接设备1的控制中心，控制焊车在整个焊接过程自动操作，不需要人工参与。

为了使得该焊接设备1的焊接效率高，能够更快的完成板材2的焊接，焊接设备1上设有两台焊车，分别为第一焊车111和第二焊车112，第一焊车111和第二焊车112并排、可活动地设置在机架12上，且分别电连接于控制机构，该第一焊车111和第二焊车112在控制机构的控制下，在机架12上移动，分工完成对板材2的焊缝进行焊接，工作人员可以对焊接设备1的控制机构进行焊接参数进行设置，使得焊接设备1的控制机构能够控制焊车分时、自动运行，且相互之间不会发生干涉，共同协调的完成板材2的整个焊接过程。

为了导向焊车的运行，该焊接设备1内具有一导轨14，该导轨14设置在操作台121的上方，沿焊车移动的方向放置，且焊车可以活动地连接于该导轨14，这样，在控制机构的控制下，焊车可以沿着导轨14移动。

本实施例中，为了使得放进机架12操作台121的板材2在焊接过程中不会出现移位，以避免板材2的焊接质量，该焊接设备1还设有一可活动的定位机构13，该定位机构13电连接于控制机构，这样，当板材2由外部的运输工具放置在操作台121后，定位机构13从上而下的压紧板材2，使得板材2稳固的固定在操作台121上，定位机构13对板材2定位后，焊车开始对焊材进行焊接，且板材2在焊接的过程中不会出现移位。

具体地，该定位机构13包括放置在机架12两侧的动力元件131以及压架132，该压架132位于操作台121的上方，且该压架132的两侧分别连接在动力元件131上，由动力元件131带动上下移动，从而实现对板材2的压紧。

焊车上具有可以对板材2进行焊接的焊枪，为了使得焊车的焊枪可以穿过压架132对板材2进行焊接，该压架132具有一通腔1321，该通腔1321贯穿整个压架132的上下端面，且连通机架12内的操作台121，这样，定位机构13对板材2定位好以后，焊枪就可以穿过该通腔1321对板材2进行焊接。

本实施例中，压架132的外形呈矩形状，且其内的通腔1321也呈矩形状，该通腔1321可以连通整个操作台121，这样，在整个焊接过程中，焊枪不会碰到压架132。

本实施例中，动力元件131为气缸，且压架132的两侧分别连接在气缸的收缩杆上，由收缩杆带动压架132上下移动，当然，动力元件131也可以是其他形式的元件，只要其带有可上下收缩的构件，且该构件可带动压架132上下移动就可以，如电机等。

为了便于焊枪对板材2进行焊接，在操作台121上设有一凹槽122，该凹槽122可对准板材2需要焊接的地方，当两个板材2放在操作台121上时，其相互之间需要焊接的焊缝则置于凹槽122上，这样，焊枪伸进通腔1321内对板材2进行焊接，也不会损坏到操作台121。

当板材2放置在操作台121上，为了控制机构能够接受到板材2放置好的信息以及检测板材2的位置是否定位好，本焊接设备1还具有传感器，该传感器电连接于控制机构，且可以检测板材2放置在操作台121上的位置是否准确，当传感器检测到板材2处于操作台121上准确的位置时，动力元件131将驱动压架132向下移动，从而压紧板材2。

为了便于对焊接过程的各参数设置，以应对各种不同的焊接情况，本焊接设备1还设有操作屏，该操作屏电连接于控制机构，且可以对焊车的各参数进行设置。

具体地，操作屏分为第一操作屏15和第二操作屏16，该第一操作屏15和第二操作屏16分别电连接于控制机构，且第一操作屏15可以控制以及设定第一焊车111的参数，该第二操作屏16可控制并设定第二焊车112的参数。

本实施例中，焊接设备1的整个操作过程如下：当板材2放置在操作台121内后，传感器检测板材2放置的位置是否准确，并将信号传给控制机构，控制机构根据传感器的信号选择下一步操作，当板材2放置的位置准确时，控制机构控制定位机构13对板材2进行横向定位和纵向定位，保证焊材的焊缝位于操作台121的凹槽122上，当板材2定位好以后，原本位于机架12中部的第一焊车111和第二焊车112开始对焊缝进行扫描，第一焊车111和第二焊车112分别向焊缝的两端扫描，当扫描结束后，开始从两端向中间对板材的焊缝进行焊接。

在上述的操作过程中，预先定义第一焊车111和第二焊车112的零点，扫描开始前，第一焊车111和第二焊车112分别位于各自零点处，扫描开始后，首先，第二焊车112先开始沿焊缝向一端移动扫描，延时一定时间后，第一焊车111往第二焊车112方向后退一定距离(该段距离可以根据用户的实际需要在控制系统里进行预设值)，再向焊缝的另一端扫描，第一焊车111和第二焊车112分别扫描至焊缝两端的端点，扫描结束后，第二焊车112和第一焊车111分别从焊缝的一端和另一端向焊缝的中部进行焊接，第二焊车112先完成焊接，为了避免第一焊车111和第二焊车112之间发生干涉，第二焊车112完成焊接后，向焊接的反方向移动一段距离并停止，该段距离可以根据用户的实际需要在控制系统内进行预设置，第一焊车111焊接到焊缝的中部以后，继续向焊缝的一端焊接，直到其所焊接的焊缝和第二焊车112所焊接的焊缝对接后，第一焊车111才收弧，且收弧延时尽量小，该延时的参数可根据实际需要自由设置，收弧段的焊接速度参数也可以根据实际需要自由设置，收弧后，第一焊车111回到零点。同时，第二焊车112也移动至焊缝的中部，从而完成整个焊接过程。

本实施例中，根据实际需要，可以设置零点的位置在机架中部附近或机架两端或机架其他位置。

为了避免第一焊车111和第二焊车112之间相互干涉，本实施例中，第一焊车111和第二焊车112之间采取避让措施，其中，第二焊车112为主动避让，具体的过程如下：焊缝扫描启动时，第一焊车111相对于第二焊车112滞后一定时间起动，第二焊车112先完成焊接作业，焊完后，第二焊车112后退一定距离避让第一焊车111，等第一焊车111完成焊接作业后再复位。

为了避免焊缝长度变化、起弧点位置变化、收弧点位置变化以及焊接速度的改变造成第一焊车111和第二焊车112之间相互干涉，本实施例中，第一焊车111和第二焊车112扫描结束后，系统自动判断是双焊车是否干涉，通过运算确定第一焊车111和第二焊车112不会发生干涉时，双车扫描结束后，按正常作业程序进行焊接作业；如果通过运算确定第一焊车111和第二焊车112会发生干涉，那么第二焊车112扫描结束后仍按正常作业程序进行焊接作业，但第一焊车111扫描结束后要延时一定时间再进行焊接作业程序，延时的长短可以通过系统自动确定，消除因参数变化导致第一焊车111和第二焊车112会发生干涉现象。

本实施例中，为了适应不同长度板材2的焊接以及减少参数调节，将第一焊车111的起弧端作为固定定位，即当板材2的长度变化时，第一焊车111的参数不做任何调整，只需改变第二焊车112的起弧位置。

本实施例中，该焊接设备1可以对板材2的板边有打磨坡口和没打磨坡口两种状态进行自动识别，并采用相应的轨迹识别程序进行轨迹跟踪。

上述第一焊车111和第二焊车112对焊缝进行扫描、焊接的过程中，其全部操作都为控制机构所控制。

本实施例的焊接设备1，其在对板材2对接焊过程中，实现对不同状态的板材2的焊缝的自动焊接，同时提升生产效率及单班产能50％以上，不需单独安排人员进行焊接操作，大幅度提升人均效率，保证焊接质量。

本实施例中，该焊接设备1多用于对集装箱的板材2进行焊接。

本发明还提供了一种板材自动焊接方法，其包括以下步骤：

(1)预先定义以机架12的中部作为第一焊车111和第二焊车112的零点，当焊接开始前，第一焊车111和第二焊车112处于准备阶段，第一焊车111和第二焊车112分别位于该零点处；

(2)焊接开始后，控制机构分别控制第二焊车112沿机架12一端移动并扫描板材2的焊缝，并也控制第一焊车111沿机架12的一端移动并扫描板材2的焊缝，当第一焊车111移动一段距离后，控制机构控制该第一焊车111沿机架12的另一端移动并扫描板材2的焊缝；

(3)当第一焊车111和第二焊车112扫描完毕后，该第一焊车111和第二焊车112分别位于机架12的两端，控制系统根据扫描结果分别控制第一焊车111和第二焊车112朝机架12的零点移动并对板材2进行焊接；

(4)当第二焊车112结束对板材2的焊缝的焊接后，控制系统控制该第二焊车112沿机架12的一端移动一段距离，当第一焊车111焊接的焊缝与第二焊车112焊接的焊缝重合时，控制系统控制第一焊车111停止焊接；

(5)当第一焊车111和第二焊车112焊接结束后，控制机构分别控制第一焊车111和第二焊车112复位，即第一焊车111和第二焊车112分别移动至机架12的零点处。

为了避免第一焊车111和第二焊车112之间的相互干涉，上述的步骤(2)和步骤(3)中，控制机构控制第一焊车111滞后于第二焊车112启动，即控制机构先控制第二焊车112启动移动，一定时间后，控制机构再控制第一焊车111启动移动。

为了避免其它非参数改变因素导致第二焊车112作业时间延长，造成第一焊车111和第二焊车112相撞，该焊接设备1采取安全防护功能，控制机构设置了第一焊车111和第二焊车112之间安全距离参数，该距离参数可根据实际需要自由设置，当第一焊车111和第二焊车112太靠近时，第二焊车112将停止停止并后退一定距离，该距离参数可根据实际需求自由设置，同时控制系统记下第二焊车112的停止点到收弧点剩余焊缝长度，第一焊车111继续焊接，第一焊车111的焊接收弧点在原位置向前移动第二焊车112未焊的焊缝长度，从而保证焊缝的接头正常。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种板材自动焊接设备，其包括机架，所述机架具有可放置板材的操作台，其特征在于，包括第一焊车、第二焊车以及可控制所述第一焊车、第二焊车自动分工、分时移动并控制所述第一焊车、第二焊车对所述板材进行焊接的控制机构，所述第一焊车和所述第二焊车并排设于所述机架上，且位于所述操作台上方，所述第一焊车和所述第二焊车电连接于所述控制机构；所述板材自动焊接设备还包括可移动并可对板材进行定位的定位机构，所述定位机构电连接于所述控制机构；所述定位机构包括置于所述机架两侧的动力元件以及连接于所述动力元件的压架，所述压架位于所述操作台的上方；所述压架内设有一贯穿所述压架的通腔，所述通腔连通所述操作台；所述操作台设有可对准板材需要焊接的焊缝的凹槽，所述凹槽与所述通腔正对布置；定义所述机架的任一位置为零点，所述控制机构控制第一焊车及第二焊车分别从零点沿机架的一端移动并扫描板材的焊缝，移动一定距离后，控制所述第一焊车沿所述机架另一端移动并扫描板材的焊缝，扫描完毕后，所述控制机构控制第一焊车及第二焊车分别从机架的两端朝零点移动，焊接板材的焊缝，控制第二焊车先焊接至机架零点后，停止焊接并后退，控制第一焊车焊接的焊缝与第二焊车焊接的焊缝重合。

2.如权利要求1所述的一种板材自动焊接设备，其特征在于，所述机架设有可导向所述第一焊车、所述第二焊车移动的导轨，所述导轨置于所述操作台上方，所述第一焊车以及所述第二焊车可活动连接于所述导轨。

3.如权利要求1至2任一项所述的一种板材自动焊接设备，其特征在于，还包括可检查板材放置在所述操作台上的位置的传感器，所述传感器电连接于所述控制机构。

4.如权利要求1至2任一项所述的一种板材自动焊接设备，其特征在于，还包括可设置所述第一焊车参数的第一操作屏以及可设置所述第二焊车参数的第二操作屏，所述第一操作屏和所述第二操作屏分别电连接于所述控制机构。

5.一种板材自动焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)以机架的中部作为权利要求1中所述的第一焊车和所述第二焊车的零点，焊接开始时，使所述第一焊车和所述第二焊车分别位于该零点处；

(2)通过控制机构分别控制所述第二焊车和所述第一焊车沿所述机架一端移动并扫描板材的焊缝，所述第一焊车移动一段距离后，所述控制机构控制所述第一焊车沿所述机架另一端移动并扫描板材的焊缝；

(3)当所述第一焊车和所述第二焊车扫描完毕后，所述控制系统根据扫描结果控制所述第一焊车和所述第二焊车朝所述零点移动并对板材进行焊接；

(4)所述第二焊车结束对板材的焊缝的焊接后，由控制系统控制所述第二焊车沿所述机架一端移动一段距离，当所述第一焊车焊接的焊缝与所述第二焊车焊接的焊缝重合时，所述第一焊车停止焊接。

(5)由所述控制机构分别控制所述第一焊车和所述第二焊车复位至所述机架的零点处。

6.如权利要求5所述的一种板材自动焊接方法，其特征在于，在上述步骤(2)和(3)中，由所述控制机构控制所述第一焊车滞后于所述第二焊车移动。