CN102615383A - 正面吊臂架箱梁生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种正面吊臂架箱梁生产线，包括组对工装，在组对工装侧旁对称设置一组链条翻转机和一组支撑凳，链条翻转机和支撑凳上方设有可移动自动焊缝机。本发明的优点在于，将内焊缝焊接及翻转和外焊缝焊接及翻转合并为一个工位，简化了加工工位，简化了操作，采用链条翻转机实现工件翻转，自动翻转精确，省时省力，没有安全隐患，并且自动焊缝机一次可焊接两条焊缝，提高了生产效率。

Description

正面吊臂架箱梁生产线

技术领域

本发明涉及一种生产线，特别是涉及一种用于港口集装箱的正面吊臂架箱梁生产线。

背景技术

目前，在生产焊接中厚高强度板箱梁时，特别是在港口集装箱用的正面吊臂架箱梁的生产中，往往需要经过组对、内焊缝焊接及翻转、外焊缝焊接及翻转等生产工序，其生产线存在着工位多，操作复杂的问题，特别是在进行翻转工序时，往往需要工人采用起吊设备进行翻转，费时费力，且操作精度差，还存在安全隐患。

发明内容

针对上述现有技术的不足之处，本发明目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种正面吊臂架箱梁生产线，简化了加工工位，只有两个工位，将内焊缝焊接及翻转和外焊缝焊接及翻转合并为一个工位，简化了操作，采用链条翻转机实现工件翻转，省时省力，没有安全隐患。

本发明采用的技术方案是：

一种正面吊臂架箱梁生产线，包括组对工装，在组对工装侧旁对称设置一

组链条翻转机和一组支撑凳，链条翻转机和支撑凳上方设有可移动自动焊缝机。

其中，可移动自动焊缝机主要包括立柱、横梁、悬臂梁、小滑板、升降拖板、摆动器、焊接系统、控制系统等组成。焊接系统由焊接电源、送丝系统、二氧化碳保护气体、焊缝跟踪系统和冷却系统组成。

立柱平行安装在链条翻转机的轨道一侧，立柱下平面通过地脚螺栓与地基固定，同时通过下平面调节螺栓孔对设备进行调平，使设备达到水平面状态，立柱上端与横梁联接处加工一止口，止口能极大的提高受力；立柱顶端之间设置横梁，横梁上安装有悬臂梁行走齿条、直线导轨，高精度的直线导轨保证了焊接过程中行走的高精度；悬臂梁通过交流伺服电机驱动行星减速机带动主动齿轮与横梁上的齿条啮合实现沿工件焊缝方向的行走，行走时通过安装在横梁上的直线导轨和安装在悬臂梁过渡板上的滑块进行导向，实现沿工件焊缝方向进行精确的行走，同时在悬臂梁上也安装有齿条和行走导向用直线导轨，可实现小滑板在悬臂梁上精确的行走，和升降拖板共同作用使焊接机头达到最佳的焊接位置；在设备未进行自动焊接时，可通过控制箱上按钮手动调整小滑板左右位置，可通过控制箱上按钮手动调整升降拖板上下位置，在设备自动焊接时，可通过接触式光电跟踪探头检测到的焊缝信号，反馈给控制系统，控制系统发出指令通过控制升降拖板上下位置及小滑板左右位置使焊接机头不与焊缝发生偏离，达到理想的焊接效果；摆动器的功能是设备在进行自动焊接时，通过摆动达到形成理想角焊缝的目的。

进一步，所述链条翻转机包括能在轨道上滑动的机座，机座上对称设置两根立柱，立柱上滑动套接伸缩臂，由油缸带动实现升降，两伸缩臂之间设置工件翻转机构。

上述机座采用优质型材焊接后退火精加工而成，具有受力好、强度高的特点，从而保证在长期使用后不会变形；机座上还可安装防倒装置，保证设备不会发生倾倒。立柱和伸缩臂也采用优质型材焊接后退火精加工而成。

链条翻转机采用液压系统为油缸提供动力和系统压力，该液压系统安装在机座上，随设备一起运动。采用控制系统控制整个链条翻转机。

进一步，所述工件翻转机构主要由电机、减速装置、链轮、链条组成，电机通过减速装置带动链轮、链条运动实现工件翻转。

进一步，所述伸缩臂上端向下倾斜固设支板，链轮安装在支板上。这种结构能保证链条对工件形成较小的包角，有利于工件的翻转变位。

进一步，所述支撑凳包括支撑座，支撑座顶面为一水平工作面，该工作面上安装有对夹机构。

进一步，所述支撑凳对应链条翻转机设置在轨道端部。

进一步，所述组对工装包括组对平台、行走龙门架和工件内涨夹具，行走龙门架和工件内涨夹具滑动安装在组对平台上。

其中，行走龙门架主要包括侧安装架2件、横梁架1件、液压系统1套、上板边沿限位装置4套、立板外侧压紧装置2套、顶压装置1套、行走减速电机装置2套。侧安装架和横梁架由高强度方形钢管和钢板焊接后经精加工而成，用于安装各功能组件；上板边沿限位装置、立板外侧压紧装置、顶压装置均由液压缸组件、导向装置、压紧轴承、轴承支架等构成，左右对称布置，用于组对点焊时水平压紧工件上板边沿、水平压紧工件立板、垂直压紧工件上板。从程序上设定一侧作定位基准，依据工件调整好并锁定推出极限位置，先动作到位，靠液压锁锁定位置，另一侧执行夹紧功能，延迟一步动作，调整时留出推

出动作余量，更换工件规格时采用50mm厚导向轴卡板调节；行走减速电机装置，由斜齿-蜗轮蜗杆减速器、变频调速三相交流异步电动机、旋转编码器、传动轴、行走齿轮等构成，两侧各布置一套，采用双驱动行走，由于行走采用直线导轨导向，行走平稳、精度高，对工件的定型一致性好。

工件伸出臂和工件基本臂各配置一套工件内涨夹具，根据组对工件的不同，对应使用不同的工件内涨夹具。由于工件内涨夹具是在组对筒体内压紧状态下移动，四面布置有滚动轴承，既能受压又移动灵活，组对点焊后的工件筒体内腔尺寸，完全由工件内涨夹具最大外形尺寸保证。

进一步，所述组对平台顶面为水平工作面，水平工作面上设置滑轨，滑轨上设有左端头扶正机构和右端头扶正机构，左、右端头扶正机构之间设置多组对中机构和滑动式液压压紧机，组对平台左、右两端对应设置用于带动工件内涨夹具的内涨传动装置和涨紧机构。

其中，内涨传动装置的功能是通过链条为工件内涨夹具移动提供动力。

涨紧机构主要由液压缸组件、带滑块座外球面球轴承、平键导向条、链轮、链轮轴构成。其作用是在组对工装处于工作状态，内涨传动装置拖动工件内涨夹具前行时，液压缸活塞杆推出，将链条涨紧；当组对工作完成后，工件内涨夹具从工件内腔拖出后，液压缸活塞杆缩回，便于取链条挂钩。

左端头扶正机构主要由液压缸组件、安装滑架、顶紧螺杆及其安装架构成，其功能是在工件立板组对时对工件立板初始定位，此端是组对点焊的初始端，当焊接长度达到2米长后，手动松开顶紧螺杆，油缸缩回，拖动本装置离开工作位置。

右端头扶正机构主要由安装滑架、锁紧螺杆、工件顶紧螺杆及其可变位式

安装架构成。为了解决立板放置到位并立即被固定，同时又不影响第二块立板的放置这一技术问题，特将工件顶紧螺杆安装架设计为可变位式安装架，即第一件立板放置到位后即可立即夹紧，大规格工件(如：基本臂)立板及另一侧立板的定位和夹紧装置处于避空位置，到位及避空采用拔销和转销实现。

对中机构设置四套，主要由框架、左/右旋丝杆螺母副、夹头构成，能满足伸出臂和基本臂底板的对中夹紧，其中有一套可满足基本臂底板860mm部位的夹紧，本部件安装时，对夹中心与组对平台中心重合。

滑动式液压压紧机主要由薄型油压缸、导向件、压紧滑座、压头组件构成，功能是压紧底板，通过压紧滑座在导向件里滑动改变位置，以满足工件宽度不同的要求。

进一步，所述行走龙门架顶部内侧设有顶压装置，两边内侧对称设置四组上板边沿限位装置和两组立板外侧压紧装置。

进一步，所述工件内涨夹具包括夹具体，夹具体顶面、底面、左侧面和右侧面均布置有滚动轴承。

本发明只有两个工位，组对工位和焊接翻转工位，可同时满足伸出臂和基本臂的生产。

组对工位采用组对工装实现，其操作步骤如下：

首先设定拖动工件内涨夹具的内涨传动装置端为主动端，平台安装液压涨紧机构端为从动端。组对工装操作流程如下：

1.人工将右端头扶正机构推到从动端极限位置，工件内涨夹具拖到从动端原点位置，主动端左端头扶正机构的液压缸活塞杆缩回，避空；

2.启动行走龙门架行走电机，龙门架快速行走至主动端原点位置；

3.对中机构的夹头摇到打开最大位置，滑动式液压夹紧机的压头组件向外滑到打开的最大位置；

4.吊装工件底板，放置到组对平台上，基本臂底板边沿有缺口端靠紧从动端斜铁（或伸出臂底板有方孔端靠紧从动端斜铁）；

5.确定从动端涨紧机构处于松弛位置，将处于主动端的链条挂钩人工拉到从动端，挂在工件内涨夹具上；

6.工件内涨夹具拖到主动端原点位置；

7.吊装工件立板，基本臂立板端部是斜面端靠紧从动端斜铁（或伸出臂立板未开缺口端靠紧从动端斜铁）；

8.左端头扶正机构的液压缸活塞杆伸出，手动卡住并夹紧立板；

9.手工推动右端头扶正机构到位，手动卡住并夹紧立板，并将另一侧的立板定位夹紧组件搬到避空位置，锁定本装置；

10.吊装第二件工件立板，将两端卡住并锁紧；

11.启动内涨传动装置电机，将工件内涨夹具拉到主动端工作起始原点位置，由于伸出臂内腔尺寸向主动端逐渐减小，因此工件内涨夹具到不了接近开关位置，只能通过观察，手动操作到位，并进行手动电气操作清零；

12.手摇4套对中机构，夹头对中夹紧底板边沿，使底板中心与组对平台中心重合；

13滑动式液压压紧机靠近工件，使压杆能压住工件达6～8mm，操作手动液压阀，将工件底板压紧，共8套滑动式液压压紧机，操作相同；

14.吊装工件盖板，对于基本臂盖板，有边沿突出端靠近主动端，如对于伸出臂盖板，开方孔的一端靠近从动端；

15.调整行走龙门架一侧定位基准：手动操作按钮，让立板外侧压紧装置轴承顶紧立板，锁紧导向轴外端定位套作为基准，然后让另一侧立板外侧压紧装置液压缸活塞杆推出，压紧立板；

16.在两端部放上U型调节组件，调节丝杆伸缩，使盖板边沿相对于立板外面对称放置

17.顶压装置油缸下压到位；

18.以相同基准一侧上板边沿限位装置作定位基准，让油缸活塞杆推出，压紧盖板边沿，锁紧导向轴外端定位套作为基准，然后让另一侧上板边沿限位装置液压缸活塞杆推出，压紧盖板；

19.确认工件内涨夹具与行走龙门架处于同一位置；

20.同时启动行走龙门架行走电机和内涨传动装置电机，行走龙门架和工件内涨夹具同步带着夹紧载荷开始往从动端行走；

21.组对点焊操作者跟在后面走，每间隔一定距离，如300mm或500mm，行走龙门架和工件内涨夹具同步停下，即进行人工点焊工件；

22.当行走了1.5～2米(即点焊长度范围达到了1.5～2米)，左端头扶正机构顶紧螺杆可以松夹，液压缸可以退回；

23.当行走到工件长度一半后，右端头定位扶正机构顶紧螺杆可以松夹，右端头扶正机构就可以推到从动端头；

24.当行走到距工件末端2米时，取掉U型调节组件；

25.装置行走到了工件末端，操作者必须注意，要立即进行封头点焊；

26.最后一个点焊完后，行走龙门架侧压夹紧装置全部松夹，顶压夹紧装置继续压住；

27.行走龙门架与工件内涨夹具继续同步往从动端走，到极限位置后，感应开关分别检测到感应信号后，均自动停下；

28.涨紧机构油缸活塞杆退回，取下内涨夹具挂钩，从主动端将链条从工件筒体内拖出；

29.对中机构和滑动式液压压紧机松夹、退位；

30.采用行车将组对点焊好的工件吊走，行走龙门架先行回到主动端极限位置。

上述便完成了一个焊接循环。

焊接翻转工位采用一组链条翻转机、一组支撑凳，可移动自动焊缝机、内焊缝自动焊接小车实现。本工位将内焊缝焊接及翻转、外焊缝焊接及翻转合并为为一个工位实现，其生产流程如下：

第一步，将组对工装组对完成的工件利用吊运设备吊运至链条翻转机旁的支承凳上；

第二步，利用支承凳上的对夹机构将工件定位夹紧；

第三步，启动内焊缝自动焊接小车，实现对工件下内焊缝焊接；

第四步，松开对夹机构，启动链条翻转机，将链条翻转机行走至链条达到工件下方，液压缸活塞杆举升伸缩臂将工件提升离开支承凳500mm；启动翻转电机，链条运动带动工件翻转180°；液压缸活塞杆缩回伸缩臂将工件放至支承凳上；链条翻转机后退离开工件直至不与可移动自动焊缝机发生干涉；

第五步，对夹机构将工件夹紧，启动内焊缝自动焊接小车，实现对工件其余两条焊缝焊接；

第六步，启动可移动自动焊缝机，对工件上平面两条外焊缝同时进行焊接；

第七步，重复第四步内容；

第八步，启动可移动自动焊缝机，对工件其余两条外焊缝同时进行焊接；

第九步，焊接完成，利用吊装设备将工件吊走。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

简化了加工工位，将内焊缝焊接及翻转和外焊缝焊接及翻转合并为一个工位，简化了操作，采用链条翻转机实现工件翻转，自动翻转精确，省时省力，没有安全隐患，并且自动焊缝机一次可焊接两条焊缝，提高了生产效率。

 

附图说明

图1是本发明的生产线布置图；

图2是图1中组对工装的结构示意图；

图3是图2中组对平台的正视图；

图4是组对平台的俯视图；

图5是图2中行走龙门架的立体结构图；

图6是行走龙门架的正面结构图；

图7是图2中工件内涨夹具的立体结构图；

图8是工件内涨夹具的正面结构图；

图9是链条翻转机与支撑凳的布置图；

图10是链条翻转机上链轮、链条的安装结构图；

图11是支撑凳的结构示意图；

图12是可移动自动焊缝机的正视图；

图13是可移动自动焊缝机的俯视图；

图14是可移动自动焊缝机的左视图。

 

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1至图14所示，一种正面吊臂架箱梁生产线，由组对工位1和焊接翻转工位2构成，组对工位1与焊接翻转工位2并排设置。其中，组对工位1由组对工装110实现工件组对（伸出臂组对或基本臂组对），焊接翻转工位2由两个链条翻转机210、两个支撑凳220、一台可移动自动焊缝机230、一台内焊缝自动焊接小车实现内焊缝焊接及翻转和外焊缝焊接及翻转。两个链条翻转机210对称设置在两组滑动轨道上，两个支撑凳220对应设置在两个链条翻转机210之间的轨道端部，可移动自动焊缝机230平行于滑动轨道设置在链条翻转机210和支撑凳220上方。

如图2所示，所述组对工装110包括组对平台111、行走龙门架112和工件内涨夹具113，行走龙门架112和工件内涨夹具113滑动安装在组对平台111上。

如图3和图4所示，所述组对平台111顶面为水平工作面，水平工作面上设置滑轨，滑轨上设有左端头扶正机构11101和右端头扶正机构11102，左、右端头扶正机构11101、11102之间设置4套对中机构11105和8对滑动式液压压紧机11106，组对平台111左、右两端对应设置用于带动工件内涨夹具113的内涨传动装置11103和涨紧机构11104。

如图5和图6所示，行走龙门架112主要包括侧安装架11202、横梁架11201、液压系统、上板边沿限位装置11204、立板外侧压紧装置11205、顶压装置11203、行走减速电机装置11206。顶压装置11203安装在横梁架11201内侧，左、右侧

安装架11202内侧对称安装四组上板边沿限位装置11204和两组立板外侧压紧装置11205。上板边沿限位装置11204、立板外侧压紧装置11205、顶压装置11203均由液压缸组件、导向装置、压紧轴承、轴承支架等构成，用于组对点焊时水平压紧工件上板边沿、水平压紧工件立板、垂直压紧工件上板。

如图7和图8所示，所述工件内涨夹具113包括夹具体11301，夹具体11301顶面、底面、左侧面和右侧面均布置有滚动轴承11302，该滚动轴承11302沿各面的棱边均匀布置。

如图9和图10所示，所述链条翻转机210包括安装在滑动轨道上的机座213，机座213上对称设置两根立柱211，立柱211上滑动套接伸缩臂212，由油缸带动实现升降。伸缩臂212上端向下倾斜固设支板214，链轮215安装在支板214上，链轮215上安装链条216使链条216在两支板214之间处于水平位置，由电机通过斜齿轮-蜗轮蜗杆减速机带动链条216运动，从而实现工件翻转。

如图11所示，所述支撑凳220包括支撑座221，支撑座221顶面为一水平工作面，该工作面上安装有对夹机构222。

如图12、图13、图14所示，所述可移动自动焊缝机230主要包括立柱231、横梁232、悬臂梁233、小滑板234、升降拖板235、摆动器237、焊接系统、控制系统等组成。焊接系统由焊接电源、送丝系统、二氧化碳保护气体、焊缝跟踪系统和冷却系统组成。

立柱231平行安装在链条翻转机210的滑动轨道一侧，立柱231下平面通过地脚螺栓与地基固定，同时通过下平面调节螺栓孔对设备进行调平，使设备达到水平状态，立柱231上端与横梁232联接处加工一止口，止口能极大的提高受力；立柱231顶端之间设置横梁232，横梁232上安装有悬臂梁行走齿条、

直线导轨，高精度的直线导轨保证了焊接过程中行走的高精度；悬臂梁233通过交流伺服电机驱动行星减速机带动主动齿轮与横梁232上的齿条啮合实现沿工件焊缝方向的行走，行走时通过安装在横梁232上的直线导轨和安装在悬臂梁过渡板上的滑块进行导向，实现沿工件焊缝方向进行精确的行走，同时在悬臂梁233上也安装有齿条和行走导向用直线导轨，可实现小滑板234在悬臂梁233上精确的行走，和升降拖板235共同作用使焊接机头236达到最佳的焊接位置；在设备未进行自动焊接时，可通过控制箱上按钮手动调整小滑板234左右位置，可通过控制箱上按钮手动调整升降拖板235上下位置，在设备自动焊接时，可通过接触式光电跟踪探头检测到的焊缝信号，反馈给控制系统，控制系统发出指令通过控制升降拖板235上下位置及小滑板234左右位置使焊接机头236不与焊缝发生偏离，达到理想的焊接效果；摆动器237的功能是设备在进行自动焊接时，通过摆动达到形成理想角焊缝的目的。

Claims (10)

1.一种正面吊臂架箱梁生产线，包括组对工装，其特征在于：在组对工装侧旁对称设置一组链条翻转机和一组支撑凳，链条翻转机和支撑凳上方设有可移动自动焊缝机。

2.按照权利要求1所述的正面吊臂架箱梁生产线，其特征在于：所述链条翻转机包括能在轨道上滑动的机座，机座上对称设置两根立柱，立柱上滑动套接伸缩臂，由油缸带动实现升降，两伸缩臂之间设置工件翻转机构。

3.按照权利要求2所述的正面吊臂架箱梁生产线，其特征在于：所述工件翻转机构主要由电机、减速装置、链轮、链条组成，电机通过减速装置带动链轮、链条运动实现工件翻转。

4.按照权利要求3所述的正面吊臂架箱梁生产线，其特征在于:所述伸缩臂上端向下倾斜固设支板，链轮安装在支板上。

5.按照权利要求2或3或4所述的正面吊臂架箱梁生产线，其特征在于：所述支撑凳包括支撑座，支撑座顶面为一水平工作面，该工作面上安装有对夹机构。

6.按照权利要求5所述的正面吊臂架箱梁生产线，其特征在于：所述支撑凳对应链条翻转机设置在轨道端部。

7.按照权利要求6所述的正面吊臂架箱梁生产线，其特征在于：所述组对工装包括组对平台、行走龙门架和工件内涨夹具，行走龙门架和工件内涨夹具滑动安装在组对平台上。

8.按照权利要求7所述的正面吊臂架箱梁生产线，其特征在于：所述组对平台顶面为水平工作面，水平工作面上设置滑轨，滑轨上设有左端头扶正机构

和右端头扶正机构，左、右端头扶正机构之间设置多组对中机构和滑动式液压压紧机，组对平台左、右两端对应设置用于带动工件内涨夹具的内涨传动装置和涨紧机构。

9.按照权利要求7所述的正面吊臂架箱梁生产线，其特征在于：所述行走龙门架顶部内侧设有顶压装置，两边内侧对称设置四组上板边沿限位装置和两组立板外侧压紧装置。

10.按照权利要求7所述的正面吊臂架箱梁生产线，其特征在于：所述工件内涨夹具包括夹具体，夹具体顶面、底面、左侧面和右侧面均布置有滚动轴承。

Images