CN103769719A - 一种集装箱鹅背梁自动焊接设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集装箱鹅背梁自动焊接设备，包括机架和设置在机架上的操作架，机架上设置有一组或一组以上的自动焊机组，自动焊机组位于操作架的上方，且每个自动焊机组上设置有两焊枪机构。由于本发明提供的设备具有两焊枪机构，因而能对鹅背梁的两侧同时进行焊接，有效地提高了鹅背梁焊接的速度和焊接的质量。同时，本发明还提供了一种集装箱鹅背梁自动焊接方法，利用上述设备对需焊接的鹅背梁逐条进行焊接，并且在对每条鹅背梁进行焊接时均同时对其两侧进行焊接，从而有效地提高了鹅背梁焊接的速度和焊接的质量。

Description

一种集装箱鹅背梁自动焊接设备及方法

技术领域

本发明涉及焊接器械的技术领域，特别涉及一种集装箱鹅背梁自动焊接设备及方法。

背景技术

集装箱是现代运输过程中必不可少的一部分，集装化运输在全球广泛运用。集装箱的主要型号为40英尺、45英尺，集装箱的鹅颈槽由鹅主梁、鹅面板及一定数量的鹅背梁组成，鹅背梁呈“C”型，按一定间距扣置在鹅面板背面，如图1所示；其中，鹅背梁的四周要求全焊，以防止水汽进入其内腔而产生锈蚀。 

40英尺箱鹅颈槽长约3307mm，设置有12根鹅背梁，最小间距215mm；45英尺箱鹅颈槽长约3992mm，设置有鹅背梁16根，最小间距215mm；其中，40英尺、45英尺箱鹅颈槽的鹅背梁长均约1029mm。由于鹅背梁数量多、间距小，现有的鹅颈线安排4个台位焊接鹅背梁，其中第1台位是鹅背梁包角、点焊台，第4台位是清理、补焊台，鹅背梁两侧的焊道由第2、第3台位焊接。鹅背梁两侧的焊道由2个台位分摊，其焊接现场具体为第2台位安排3个焊工，第3台位安排2个焊工。每个焊工平均需焊接4-8条鹅背梁焊道。而目前40英尺箱的生产节拍在3分钟/台以内，节奏快、劳动强度高，且手工焊接工作量大，造成焊接质量难以得到保证，常出现偏焊，漏焊、补焊多，成型不美观等缺陷。 

发明内容

本发明一方面为一种集装箱鹅背梁自动焊接设备，用于焊接鹅颈槽上经过点焊、包角焊后的鹅背梁和鹅面板，其特征在于，该集装箱鹅背梁自动焊接设备包括机架和设置在所述机架上的操作架，所述机架上设置有一组或一组以上的自动焊机组，所述自动焊机组位于所述操作架的上方，且每个所述自动焊机组上设置有两焊枪机构。

一些实施例中，还包括一导轨机构，所述导轨机构包括一个或一个以上的纵向直线导轨，所述纵向直线导轨设置于所述机架上且位于所述操作架的上方，所述自动焊机组设置于所述纵向直线导轨上，并沿所述纵向直线导轨纵向移动。

一些实施例中，所述导轨机构还包括两相互平行的横向直线导轨，所述横向直线导轨设置于所述机架上，每个所述纵向直线导轨的两端分别设置在所述两相互平行的横向直线导轨上，且每个所述纵向直线导轨可沿所述横向直线导轨横向移动。

一些实施例中，两相互平行的横向直线导轨中的任一个或两个设置有横向定位机构，用于对所述纵向直线导轨沿所述横向直线导轨移动时进行定位。

一些实施例中，所述横向定位机构包括：

定位尺，设置在所述横向直线导轨上，所述定位尺上与每根所述鹅背梁对应位置处均设置有定位孔；

定位锥销，与所述定位孔相匹配，所述定位锥销设置在所述纵向直线导轨上；在定位时，所述定位锥销穿过所述纵向直线导轨的底边并伸进所述定位孔内实现定位。

一些实施例中，所述两焊枪机构相互平行，且分别设置于所述纵向直线导轨的两侧，当所述两焊枪机构分别对准所述鹅背梁的两侧时，所述两焊枪机构沿所述纵向直线导轨移动，对所述鹅背梁的两侧进行焊接。

一些实施例中，所述焊枪机构包括焊枪装置和焊枪升降装置，所述焊枪装置包括焊枪和用于夹持所述焊枪的夹持机构，所述焊枪的枪头内设置有焊丝，所述焊枪升降装置用于控制所述焊枪相对于鹅背梁两侧焊缝的距离。

一些实施例中，所述焊枪机构还包括高度微调机构和宽度微调机构，所述焊枪装置通过所述高度微调机构和宽度微调机构与所述焊枪升降装置相连。

一些实施例中，所述自动焊机组还包括跟踪装置，所述跟踪装置上端位于所述两焊枪机构之间并与所述两焊枪机构相连，且所述跟踪装置下端压在所述鹅背梁的背面上。

一些实施例中，所述操作架的一侧与所述机架相连，且可绕其与所述机架的连接处翻转。

一些实施例中，所述操作架上设置有一翻转动力装置，所述翻转动力装置提供动力使所述操作架翻转。

一些实施例中，所述两相互平行的横向直线导轨形成的平面与翻转后的操作架所在的平面平行。

一些实施例中，还包括一限位机构，用于限制所述操作架的翻转角度。

一些实施例中，所述限位机构为限位块，所述限位块设置于所述机架上，且位于所述操作架与所述机架连接处。

一些实施例中，还包括一输送机构，待焊接的鹅颈槽通过所述输送机构移入或移出所述操作架。

一些实施例中，所述输送机构为一滚轮机构，所述滚轮机构设置于所述机架上。

一些实施例中，所述操作架的一端设置有端部定位机构，另一端设置有端部压紧机构，所述端部定位机构和所述端部压紧机构用于将所述鹅颈槽固定在所述操作架上。

一些实施例中，所述端部压紧机构包括：

回转压紧气缸，一端与所述操作架相连，所述回转压紧气缸的另一端设置有一第一伸出轴；

压臂，与所述第一伸出轴相连；

压紧螺栓，与所述压臂相连，且所述压紧螺栓与所述鹅颈槽的端面相对。

一些实施例中，所述端部定位机构主要包括：

两个定位板，所述两个定位板分别通过轴设置在所述操作架的端面上，且所述定位板可绕所述轴旋转，所述两个定位板之间通过一连杆相连；

气缸，通过一铰链设置在所述操作架上，且所述气缸与所述连杆相连，所述气缸工作带动所述连杆前后摆动，从而带动所述定位板伸出或缩回所述操作架的上端面。

本发明另一方面为一种集装箱鹅背梁自动焊接方法，利用以上所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备进行焊接，包括以下步骤：

a.将经过点焊、包角焊后的鹅颈槽移至所述操作架上，并将所述鹅颈槽固定在所述操作架上；

b.将所述自动焊机组移至第一条需焊接的鹅背梁上方，将所述焊枪机构下压使其对准所述第一条鹅背梁的两侧，所述焊枪机构纵向移动并对第一条鹅背梁进行焊接；

c.将所述焊枪机构抬起，并横向移动至下一条需焊接的鹅背梁上方，将所述焊枪机构下压使其对准所述下一条鹅背梁的两侧，所述焊枪机构纵向移动并开始对下一条鹅背梁进行焊接；

d.重复上述步骤c，直至需焊接的鹅背梁全部焊接完成。

一些实施例中，所述操作架的一侧与所述机架相连，且可绕其与所述机架的连接处翻转。

一些实施例中，在所述步骤a与步骤b之间还包括翻转操作架使其呈一定角度倾斜的步骤。

一些实施例中，通过一翻转动力装置翻转操作架，使其呈一定角度倾斜。

一些实施例中，步骤c完成后还包括以下步骤：将所述自动焊机组纵向移动至初始位置处。

一些实施例中，步骤d完成后还包括以下步骤：将需焊接的鹅背梁全部焊接完成后，所述自动焊机组横向移动至初始位置，所述鹅颈槽与所述操作架分离，并将所述鹅颈槽移出。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

（1）本发明采用多组双头自动焊机组，同时焊接鹅背梁两侧的焊缝，有效的提高了焊接速度，即在劳动生产率提高的同时，有效的降低了工人的劳动强度；

（2）本发明设置了横向直线导轨和纵向直线导轨，方便双头自动焊机组的横向和纵向移动，可进行多次焊接，使得该装置能够连续、快速地完成多条鹅背梁的焊接，焊接速度快、效率高；同时在，横向直线导轨上设置有横向定位机构，从而保证了焊接精度，提高了焊接质量；

（3）本发明在自动焊机组上通过设置跟踪装置，从而保证了焊枪的焊接精度，提高了焊接质量；

（4）本发明将鹅颈槽固定设置在操作架上，通过动力装置使其呈倾斜状，从而方便了焊接过程的操作；且操作架上还设置有端部定位机构和端部压紧机构，用于紧固鹅颈槽，从而起到保证焊接质量的效果。

 

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为集装箱上鹅颈槽的结构示意图；

图2为本发明集装箱鹅背梁自动焊接设备的结构示意图；

图3为本发明集装箱鹅背梁自动焊接设备的正视图；

图4为本发明集装箱鹅背梁自动焊接设备的左视图；

图5为本发明集装箱鹅背梁自动焊接设备的右视图；

图6-1为本发明中端部定位机构的安装示意图；

图6-2为本发明中端部定位机构的结构示意图；

图7为本发明中端部压紧机构的结构示意图；

图8-1为本发明中横向定位机构的结构示意图；

图8-2为本发明中横向定位机构的剖视图；

图9为本发明中限位块的结构示意图；

图10为本发明中焊枪微调、焊枪夹持及焊枪跟踪装置的结构示意图；

图11为本发明焊枪机构的侧视图；

图12为本发明跟踪装置正视图；

图13为本发明跟踪装置俯视图。

符号说明：

1-鹅颈槽            11-鹅面板             12-鹅背梁

2-机架              21-焊机安放平台       22-横向直线导轨 

23-纵向直线导轨     231-支腿              2311-支腿底边 

3-滚轮机构          4-操作架              41-端部压紧机构

411-压紧螺栓        412-压臂              413-回转压紧气缸

414-气缸固定底座    42-横向定位机构       420-定位尺

4201-定位孔         421-限位套筒          4211-凹口

422-锥销把手        423-压紧弹簧          424-凸出销 

425-锥销头          43-端部定位机构       4301-定位板 

4302-支座           4303-轴               4304-连杆

4305-气缸           4306-铰链座           4307-第二伸出轴

4308-弯折杆         4309-销轴             4310-铰链

44-翻转气缸         45-限位块             5-自动焊机组

5101-升降直线导轨   5102-移动架           5103-滑块

5104-焊枪升降气缸   5105-电机             5106-第三伸出轴

5107-齿轮           5108-齿条             5109-减速器 

5201-高度齿条管     5202-高度微调部件     5203-高度微调手轮

5301-宽度齿条管     5302-宽度微调部件     5303-宽度微调手轮

5402-焊枪夹持管     5403-锁紧螺栓         55-跟踪装置

5501-固定棒         5502-跟踪轴承         5503-固定板 

5504-夹箍结构       5505-偏心轴

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

一般鹅颈槽焊接台位布置顺序为：材料堆放台→准备台→鹅背梁包角、点焊台→鹅背梁焊接台一→鹅背梁焊接台二→清理、补焊台→焊鹅颈槽→打磨、清飞溅→存储台，共九个台位。本发明提供的一种集装箱鹅背梁自动焊接设备和方法用于鹅颈线中的鹅背梁焊接台一和鹅背梁焊接台二，其余台位保持现有的不变。现参考图2至图13详细描述根据本发明提供的一种集装箱鹅背梁自动焊接设备和方法的实施例，该设备主要包括机架2、操作架4、自动焊机组5，用于已进行过点焊、包角工序的集装箱鹅颈槽上的鹅背梁12与鹅面板11之间的焊接。

具体的，机架2的最上端设置有一焊机安放平台21，用于放置焊机；机架2上设置有一操作架4，鹅颈槽1放置在操作架4上。在本实施例中，操作架4具体可为一种翻转架，即操作架4的一侧与机架2相连，且可绕其与机架2连接处翻转；操作架4的另一侧设置有一翻转动力装置，为操作架4的翻转提供动力；具体的，翻转动力装置可为一翻转气缸44，其设置在操作架4另一侧的底部上，具体的设置方式为：翻转气缸44的一端设置在机架2上，另一端设置在操作架4上。翻转气缸44启动后带动操作架4翻转。当然，操作架4的翻转方式也可通过其他方式来实现，此处不作限制。

操作架4与机架2连接处还设置有一限位块45，如图9所示，限位块45具体可设置在机架2上；限位块45用于限制操作架4的翻转角度，通过改变限位块45的大小，可改变操作架4最终的翻转角度，在本实施例中，限位块45的限制角度为45°。当然，在该实施例中是通过限位块45来限制操作架4的翻转角度的，然而本发明并不以此为限，还可以通过其它限位机构来限制操作架4的翻转角度。

操作架4的两端及底部还设置有输送机构，待焊接的鹅颈槽1通过输送机构移入或移出操作架4。在本实施例中输送机构为一滚轮机构3，滚轮机构3设置于机架2上，用于辅助将鹅颈槽1推入、推出操作架4，当然滚轮机构3也可采用皮带输送机构来代替，此处不作限制。在操作过程中，操作架4的初始状态为水平设置，当鹅颈槽1在滚轮机构3的作用下移至操作架4上后，翻转气缸44启动，使得操作架4翻转至限位块45限定角度时停止，最终使得鹅颈槽1呈倾斜状，便于焊接流程的操作。当然，本实施例中将操作架4设置为一翻转架，是为了方便操作自动焊机组5对鹅背梁进行焊接。在其它实施例中，也可将操作架4水平固定设置，操作自动焊机组5进行焊接，此处不做限制。

在本实施例中，操作架4的一端的端面上设置有一端部定位机构43，该端为鹅颈槽1移出端，端部定位机构43用于对鹅颈槽1进行定位。具体的，如图6-1、图6-2所示，端部定位机构43包括至少一定位板4301，定位板4301通过支座4302设置到操作架4的端面上；支座4302的一端固定设置在操作架4的端面上，定位板4301的中间部分通过轴4303设置在支座4302的外侧端端面上，且定位板4301可绕轴4303旋转，定位板4301在绕轴4303旋转的过程中可伸出或缩回操作架4的上端面，操作架4的上端面即为放置鹅颈槽1的面。在本实施例中，端部定位机构43包括两个定位板4301，两个定位板4301分别通过两个支座4302设置在操作架4上，且两个定位板4301均平行于操作架4的端面；两个定位板4301的一端通过一连杆4304相连，连杆4304与定位板4301之间通过销轴4309相连，连杆4304在沿操作架4端面的长度方向上移动的过程中，带动定位板4301伸出或缩回操作架4的上端面。当鹅颈槽1被推入操作架4上时，通过将连杆4304向一侧移动使得定位板4301伸出操作架4的上端面，从而阻挡鹅颈槽1移出操作架4；当鹅颈槽1需要被推出操作架4时，只需将连杆4304向另一侧移动，使得定位板4301缩回操作架4的上端面，从而便于鹅颈槽1推出操作架4。当然，端部定位机构43也可只包括一个定位板4301，也可包括两个以上的定位板4301，定位板4301的个数以及尺寸大小可根据鹅颈槽1的尺寸大小等因素进行调整，此处不作限制。

在本实施例中，端部定位机构43还包气缸4305，气缸4305的一端通过一铰链座4306垂直设置在其中一个支座4302的侧面上，使得气缸4305的所在平面平行于操作架4的端面，且气缸4305位于两个支座4302之间；气缸4305的一端与铰链座4306相连，且可绕与铰链座4306的连接处转动；气缸4305的另一端设置有第二伸出轴4307，第二伸出轴4307与一弯折杆4308相连；弯折杆4308呈90°弯折，弯折杆4308的一端通过铰链4310与第二伸出轴4307相连，且第二伸出轴4307可绕与弯折杆4308的连接处转动，弯折杆4308的另一端固定连接到连杆4304上，气缸4305所在平面平行于连杆4304所在的平面。启动气缸4305，使得气缸4305的第二伸出轴4307伸出或缩回气缸4305内，第二伸出轴4307的伸缩运动通过弯折杆4308带动连杆4304沿操作架4端面的长度方向移动，从而使得定位板4301伸出或缩回操作架4的上端面。当然，第一动力装置的实现形式以及设置位置均可根据具体情况进行调整，此处不作限制。

将鹅颈槽1向操作架4上移动，直至鹅颈槽1的端部碰到抬起的定位板4301为止，停止推进鹅颈槽1，从而实现鹅颈槽1的端部定位。当然，此处端部定位机构43只是其中一种结构形式，在具体实施时可采用其他定位结构来代替，此处不作限制。

在本实施例中，操作架4的另一端上设置有端部压紧机构41当鹅颈槽1移至操作架4上并一端抵在定位板4301上时，端部压紧机构41位于鹅颈槽1的另一端位置处，端部压紧机构41在操作架4上的具体设置位置可根据鹅颈槽1的长度进行设定，此处不作限制。具体的，如图7所示，该端部压紧机构41主要包括压臂412、压紧螺栓411、回转压紧气缸413以及气缸固定底座414，回转压紧气缸413一端通过气缸固定底座414固定在操作架4上；回转压紧气缸413的另一端上设置有一第一伸出轴，第一伸出轴平行于操作架4，压臂412与第一伸出轴相连；压紧螺栓411设置在压臂412上，且使得压紧螺栓411平行于第一伸出轴，压紧螺栓411与鹅颈槽1的侧边相对。初始状态下，压紧螺栓411位于操作架4的上端面以下，当鹅颈槽1被推至操作架4上且一端抵住定位板4301后，启动回转压紧气缸413，首先让第一伸出轴转动，使得压紧螺栓411转至操作架4的上端面以上，然后让第一伸出轴做回缩运动，使得压紧螺栓411压紧在鹅颈槽1的端面上，回转压紧气缸413停止工作，从而达到固定压紧鹅颈槽1的效果。当鹅颈槽1焊接完成后，启动回转压紧气缸413，首先第一伸出轴做伸出运动，使得压紧螺栓411离开鹅颈槽1的端面，然后第一伸出轴转动，使得压紧螺栓411转至操作架4的上端面以下。

在本实施例中，机架2上设置有两组自动焊机组5，自动焊机组5通过导轨机构设置在机架2上使其可纵向、横向移动；当然，自动焊机组5的设计组数可根据具体情况进行设定，可设计一组，也可设置两组或两组以上，此处不作限制。

为了使自动焊机组5能够在机架2上移动，以方便进行焊接，该设备还设置有一导轨机构。具体的，机架2上设置有两相互平行的横向直线导轨22，横向直线导轨22位于操作架4的上方，且其形成的平面与操作架4所在平面平行；当需将操作架4翻转成倾斜状进行焊接工作时，此时也需将两相互平行的横向直线导轨22设置为其形成的平面与操作架4翻转一定角度后所在的平面相平行。机架2上还设置有两根纵向直线导轨23，自动焊机组5设置在纵向直线导轨23上，并可沿纵向直线导轨23进行纵向移动；纵向直线导轨23的两端通过支腿231分别垂直连接到两根横向直线导轨22上，纵向直线导轨23带动自动焊机组5在横向直线导轨22上横向移动，具体的可通过在纵向直线导轨23两端的支腿231底部设置滚轮的方式，来实现纵向直线导轨23在横向直线导轨22上的移动。自动焊接组5通过纵向直线导轨23纵向移动完成一条鹅背梁的焊接，再沿横向直线导轨22移至下一条鹅背梁位置上方进行焊接，直至所需焊接的鹅背梁焊接完成。

在本实施例中，参考图2和图11，每组自动焊机组5包括两个焊枪机构和跟踪装置。具体的，两个焊枪机构分别设置在纵向直线导轨23的两侧，两个焊枪机构分别对鹅背梁12的两侧边与鹅面板11之间的接触面进行焊接；具体的，焊枪机构与一电机5105相连，电机5105下端连接有一减速器5109，减速器5109的下端设置有一齿轮5107，纵向直线导轨23上设置有与齿轮5107相匹配的齿条5108，电机5105和减速器5109通过齿轮5107和齿条5108相配合与纵向直线导轨23相连；电机5105为减速器5109提供动力，减速器5109带动齿轮5107转动并沿齿条5108移动，从而带动移动架5102沿纵向直线导轨23移动。其中，每个焊枪机构包括焊枪升降装置、高度微调机构、宽度微调机构和焊枪装置。

在本实施例中，焊枪升降装置包括升降直线导轨5101和焊枪升降气缸5104。升降直线导轨5101通过一移动架5102设置在纵向直线导轨23的一侧，移动架5102与电机5105相连；该升降直线导轨5101上还设置有滑块5103，滑块5103可沿升降直线导轨5101上下移动。焊枪升降气缸5104设置在移动架5102上，且位于升降直线导轨5101的上方；焊枪升降气缸5104的下端具有一第三伸出轴5106，第三伸出轴5106与滑块5103的上端相连；焊枪升降气缸5104是通过接通外部高压气源来获得动力，从而带动第三伸出轴5106做伸缩运动。升降直线导轨5101和焊枪升降气缸5104，实现焊枪机构在垂直于鹅背梁12背面方向上高度的大范围调节。

在本实施例中，高度微调机构包括高度齿条管5201和高度微调部件5202，高度齿条管5201的上端与滑块5103的下端相连，且保证高度齿条管5201垂直于鹅背梁12的背面；高度微调部件5202套设在高度齿条管5201上，且高度微调部件5202上设置有高度微调手轮5203，通过旋转高度微调手轮5203可使高度微调部件5202沿高度齿条管5201上下移动。

在本实施例中，宽度微调机构包括宽度齿条管5301和宽度微调部件5302。宽度齿条管5301的一端与高度微调部件5202相连，宽度齿条管5301垂直于高度齿条管5201；宽度齿条管5301在与鹅背梁12的背面相平行的平面内，相对于鹅背梁12的长度方向上向鹅背梁12所在的一侧旋转一定角度；宽度微调部件5302套设在宽度齿条管5301，且宽度微调部件5302上设置有宽度微调手轮5303，通过旋转宽度微调手轮5303可使宽度微调部件5302沿宽度齿条管5301移动。宽度微调机构在鹅背梁12宽度方向上，对焊枪装置相对于鹅背梁12的距离进行微调，从而保证焊枪装置与焊缝的精确定位，确保了焊接质量。

在本实施例中， 焊枪装置包括焊枪和用于夹持焊枪的焊枪夹持管5402，焊枪夹持管5402的上端与宽度微调部件5302相连，且焊枪夹持管5402与高度齿条管5201平行；焊枪设置在焊枪夹持管5402内，并通过一锁紧螺栓5403夹紧焊枪，焊枪的头部设置有焊丝，焊枪装置焊接时焊枪与鹅背梁12两侧的焊缝相对。

在本实施例中，焊枪机构还包括跟踪装置55，主要包括一固定棒5501和跟踪轴承5502。具体的，如图12、图13所示，固定棒5501的上端通过一固定板5503与高度齿条管5201相连，使得固定棒5501垂直于鹅背梁12，且保证焊枪机构在沿鹅背梁12两侧焊缝焊接时，跟踪轴承5502与焊枪同步，即焊枪将鹅背梁12焊接到哪，跟踪轴承5502就沿鹅背梁12滚到哪。另外，固定棒5501的长度可根据具体情况来设定，保证当焊枪对枪完毕后跟踪轴承5502刚好压在鹅背梁12的背面的中间位置上。在本实施例中，固定板5503设计为一等腰三角形，其底边两端延伸并设计有夹箍结构5504，固定板5503通过夹箍结构5504并配备螺丝来与两个焊枪装置的高度齿条管5201相连；固定板5503的顶角与固定棒5501的一端相连，固定板5503的尺寸大小根据焊枪的位置来设计，保证焊枪与固定棒5501之间形成的平面垂直于鹅背梁12的背面。当然，此处固定板5503的结构形式只是一种实施例，在具体运用时可根据焊枪的结构进行调整，此处不作限制。在本实施例中，跟踪轴承5502的一侧与固定棒5501的另一端相连，跟踪轴承5502的另一侧面上还设置有一偏心轴5505，偏心轴5505用于跟踪轴承5502与鹅背梁12的背面之间相对位置的微调，确保跟踪轴承5502能紧贴鹅背梁12的背面。当焊枪装置向下运动时，带动跟踪装置一起向下运动并压在鹅背梁12的背面上，跟踪轴承5502压紧鹅背梁12宽度的中间位置，保证了自动焊枪组5沿纵向直线导轨23运动进行焊接时，焊枪始终对着焊缝，且焊枪和焊缝的距离恒定，不会发生偏移或焊缝粗细不一，从而提高了焊接质量。

在本实施例中，两相互平行的横向直线导轨22中的任意一个或两个设置有横向定位机构42，用于自动焊机组5与每根鹅背梁12之间的定位。具体的，参考图8-1、图8-2，焊枪定位机构42包括定位尺420，两相互平行的横向直线导轨22中的任意一个或两个上设置有定位尺420，定位尺420上与每根鹅背梁对应位置处均设置有定位孔4201，当然，定位孔4201也可直接设置在横向直线导轨22上，可根据具体情况进行设计，此处不作限制。焊枪定位机构42还包括定位锥销，定位锥销进一步包括限位套筒421、锥销把手422、压紧弹簧423；具体的，限位套筒421呈上下开口的中空状，限位套筒421的下端固定设置在纵向直线导轨23的底边上，具体为支腿231的支腿底边2311上，且支腿底边2311上与限位套筒421的对应位置上设置有通孔。锥销把手422由上端的大径部分和下端的小径部分组成，小径部分的直径与限位套筒421中空部分的直径相匹配，保证小径部分能穿过限位套筒421和支腿底边2311，且使得小径部分能够沿限位套筒421的内侧壁上下移动；大径部分的直径大于限位套筒421中空部分的直径，这样设置的目的是为了方便锥销把手422的提起和放下的操作。锥销把手422的小径部分上还设置有一凸出销424，凸出销424与锥销把手422垂直连接，在本实施例中凸出销424采用螺纹圆柱销，当然也可采用其他结构的销，此处不作限制；限位套筒421的侧壁的顶端上设置有一凹口4211，且该凹口4211的尺寸与凸出销424的尺寸相匹配，使得凸出销424可位于凹口4211内；当锥销把手422的小径部分穿过限位套筒421以及支腿底边2311后，压紧弹簧423套设在小径部分上，锥销把手422的底部还设置有一锥销头425，使得压紧弹簧423 处于压缩状态位于锥销头425与支腿底边2311之间，此时在压紧弹簧423的作用下，凸出销424卡在凹口4211内。

当焊枪机构沿着横向直线导轨22横向移动至所需焊接的鹅背梁的位置处后，锥销把手422下端设置的锥销头425伸进定位孔4201内，从而实现整个焊枪机构的横向定位，使得焊枪机构在沿纵向直线导轨23移动焊接时其横向位置不改变，保证了纵向直线导轨23上的焊枪机构与焊缝间位置的精确度，保证了焊接的质量。当需要横向移动纵向直线导轨23的时候，只需要将锥销把手422上端的大径部分向上提起，使得锥销头425脱离定位孔4201，然后将焊枪机构移动至下一条所需焊接的鹅背梁位置处，然后放开锥销把手422，在压紧弹簧423弹簧力的作用下，锥销头425伸进相应的定位孔4201内。

在本实施例中，每组自动焊机组的宽度缩减为450mm左右，从而腾出了更多的操作空间，使得机架上能够布置两台以上的双头自动焊机组，并保证横向移动双头自动焊机组时，机台操作空间足够且不产生相互干涉。自动焊机组宽度尺寸的减小使得设置的自动焊机组的组数可以增加，从而提高了生产效率，有效的降低了工人的劳动强度。

本发明提供的一种集装箱鹅背梁自动焊接设备用于点焊、包角焊台位后的两个台位上，在运用于生产的过程中，考虑到在1个台位最少需焊接12条焊道（即6根鹅背梁），以及工人的操作习惯，每个台位安装2台或两台以上的双头自动焊机组，每台位安排2人操作2组双头自动焊机，即：2台倾斜双头自动焊机*3次焊接*2两条焊道=12条焊道，满足设计要求。当然，本发明也可通过设置控制机构，来控制该装置的各部分，从而实现全自动化，此处不作限制。

本发明还提供了一种集装箱鹅背梁自动焊接方法，利用如上所述的集装箱鹅背梁自动焊接装置，其具体步骤如下：

a. 将经过点焊、包角焊后的鹅颈槽1移至所述操作架4上，并将鹅颈槽1固定在所述操作架4上。

具体的，操作架4初始位置呈水平设置，首先将操作架4一端上设置的端部定位机构43上的定位板4301抬起，在滚轮组3的作用下将鹅颈槽1推入到操作架4上，直至鹅颈槽1的端部碰到定位板4301后停止；鹅颈槽1停止推入后，开启操作架4另一端上的端部压紧机构41，在回转压紧气缸413的作用下，带动压紧螺栓411压紧鹅颈槽1的另一端，从而将鹅颈槽1固定在操作架4上，以便后期焊接过程的操作。

另外，步骤a完成后还可包括以下步骤：翻转操作架4，使其呈一定角度倾斜。具体的，鹅颈槽1固定好后，启动翻转气缸44，使得操作架4向外翻转，直至翻转到限位块45所限制的翻转角度为止，翻转气缸44停止运动；在本实施例中，操作架4向外翻转45°，操作架4带动鹅颈槽1呈45°角倾斜。

当然，操作架4的翻转角度可根据具体情况进行设定，操作架4也可翻转0°，即操作架4不翻转，本实施例中将其翻转呈倾斜状，是为了提高焊接速度和方便后期对自动焊机组5的操作，此处不作限制。

b. 将自动焊机组5移至第一条需焊接的鹅背梁上方，将焊枪机构下压使得焊枪对准第一条鹅背梁的两侧，焊枪机构纵向移动并对第一条鹅背梁进行焊接。

具体的，操作架4固定后，将设置在纵向直线导轨23上的两组自动焊机组5通过横向直线导轨22分别移至各自的第一条所需焊接的鹅背梁的上方。在本实施例中，如图2所示，右侧的自动焊机组5的初始位置为鹅颈槽1上最右侧的鹅背梁所处的位置处，左侧的自动焊机组5的初始位置为鹅颈槽1上中间一根鹅背梁所处的位置处；当然，两组自动焊机组5的初始位置也可根据具体情况进行设置，此处只是一种实施例，并不作限制。

自动焊机组5初始位置确定后，通过横向定位机构42将纵向直线导轨23固定；然后，启动焊枪升降气缸5104，焊枪机构以及跟踪装置55在焊枪升降气缸5104的作用下下压，并进行焊枪机构的对枪；对枪完毕后，启动焊枪机构沿纵向直线导轨23纵向运动进行第一根鹅背梁的焊接。

c、将所述焊枪机构抬起，并横向移动至下一条需焊接的鹅背梁上方，将所述焊枪机构下压使其对准所述下一条鹅背梁的两侧，所述焊枪机构纵向移动并开始对下一条鹅背梁进行焊接。

具体的，当每组自动焊机组5的第一鹅背梁焊接结束后，焊枪机构停止工作，在焊枪升降气缸5104的作用下，焊枪机构和跟踪装置55抬起。将纵向直线导轨23下侧的横向定位机构42打开，然后使每组自动焊组沿横向直线导轨22向左移动，并移至下一条鹅背梁位置处。焊枪机构和跟踪装置抬起后还进一步包括：焊枪机构和跟踪装置抬起后，每组自动焊机组5均复位，纵向移动至初始位置处；当然，该步骤也可省略直接进入下一个步骤，此处不做限制。

d、重复上述步骤c，直至需焊接的鹅背梁全部焊接完成。

具体的，重复上述步骤c，直至焊接完所要焊接的鹅背梁；所要焊接的鹅背梁焊接完成后，自动焊机组5横向移动至初始位置；若本发明在工作时操作架4是呈倾斜状设置的，需将操作架4翻转至水平位置，若本发明在工作时操作架4是水平放置的，则直接进行以下步骤；松开端部压紧机构41，收起端部定位机构43的定位板4301，并在滚轮机构3的作用下推出鹅颈槽1。

综上所述，该装置包括机架、设置在机架上的操作架，鹅颈槽放置在操作架上并进行定位、压紧；机架上还设置有横、纵向直线导轨和一组或一组以上的自动焊机组，且横、纵向直线导轨和自动焊机组位于操作架的上方；自动焊机组设置在纵向直线导轨上，纵向直线导轨的两端分别设置在两根相互平行的横向直线导轨上；每组自动焊机组包括两个焊枪机构和跟踪装置，跟踪装置设置在焊枪机构上，且焊枪机构和跟踪装置可以上下移动。本发明相比于现有技术，采用倾斜双头自动焊机，能有效的提高鹅背梁焊接速度和焊接质量，即在劳动生产率提高的同时，有效的降低了工人的劳动强度。

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (25)

1.一种集装箱鹅背梁自动焊接设备，用于焊接鹅颈槽上的鹅背梁和鹅面板，其特征在于，该集装箱鹅背梁自动焊接设备包括机架和设置在所述机架上的操作架，所述机架上设置有一组或一组以上的自动焊机组，所述自动焊机组位于所述操作架的上方，且每个所述自动焊机组上设置有两焊枪机构。

2.根据权利要求1所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述集装箱鹅背梁自动焊接设备还包括一导轨机构，所述导轨机构包括一个或一个以上的纵向直线导轨，所述纵向直线导轨设置于所述机架上且位于所述操作架的上方，所述自动焊机组设置于所述纵向直线导轨上，并沿所述纵向直线导轨纵向移动。

3.根据权利要求2所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述导轨机构还包括两相互平行的横向直线导轨，所述横向直线导轨设置于所述机架上，每个所述纵向直线导轨的两端分别设置在所述两相互平行的横向直线导轨上，且每个所述纵向直线导轨可沿所述横向直线导轨横向移动。

4.根据权利要求3所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，两相互平行的横向直线导轨中的任一个或两个设置有横向定位机构，用于对所述纵向直线导轨沿所述横向直线导轨移动时进行定位。

5.根据权利要求4所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述横向定位机构包括：

定位尺，设置在所述横向直线导轨上，所述定位尺上与每根所述鹅背梁对应位置处均设置有定位孔；

定位锥销，与所述定位孔相匹配，所述定位锥销设置在所述纵向直线导轨上；在定位时，所述定位锥销穿过所述纵向直线导轨的底边并伸进所述定位孔内实现定位。

6.根据权利要求3所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述两焊枪机构相互平行，且分别设置于所述纵向直线导轨的两侧，当所述两焊枪机构分别对准所述鹅背梁的两侧时，所述两焊枪机构沿所述纵向直线导轨移动，对所述鹅背梁的两侧进行焊接。

7.根据权利要求6所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述焊枪机构包括焊枪装置和焊枪升降装置，所述焊枪装置包括焊枪和用于夹持所述焊枪的夹持机构，所述焊枪的枪头内设置有焊丝，所述焊枪升降装置用于控制所述焊枪相对于鹅背梁两侧焊缝的距离。

8.根据权利要求7所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述焊枪机构还包括高度微调机构和宽度微调机构，所述焊枪装置通过所述高度微调机构和宽度微调机构与所述焊枪升降装置相连。

9.根据权利要求1或3或6所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述自动焊机组还包括跟踪装置，所述跟踪装置上端位于所述两焊枪机构之间并与所述两焊枪机构相连，且所述跟踪装置下端压在所述鹅背梁的背面上。

10.根据权利要求3所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述操作架的一侧与所述机架相连，且可绕其与所述机架的连接处翻转。

11.根据权利要求10所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述操作架上设置有一翻转动力装置，所述翻转动力装置提供动力使所述操作架翻转。

12.根据权利要求10所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述两相互平行的横向直线导轨形成的平面与翻转后的操作架所在的平面平行。

13.根据权利要求12所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述集装箱鹅背梁自动焊接设备还包括一限位机构，用于限制所述操作架的翻转角度。

14.根据权利要求13所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述限位机构为限位块，所述限位块设置于所述机架上，且位于所述操作架与所述机架连接处。

15.根据权利要求1或2所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述集装箱鹅背梁自动焊接设备还包括一输送机构，待焊接的鹅颈槽通过所述输送机构移入或移出所述操作架。

16.根据权利要求15所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述输送机构为一滚轮机构，所述滚轮机构设置于所述机架上。

17.根据权利要求1或2所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述操作架的一端设置有端部定位机构，另一端设置有端部压紧机构，所述端部定位机构和所述端部压紧机构用于将所述鹅颈槽固定在所述操作架上。

18.根据权利要求17所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述端部压紧机构包括：

回转压紧气缸，一端与所述操作架相连，所述回转压紧气缸的另一端设置有一第一伸出轴；

压臂，与所述第一伸出轴相连；

压紧螺栓，与所述压臂相连，且所述压紧螺栓与所述鹅颈槽的端面相对。

19.根据权利要求17所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备，其特征在于，所述端部定位机构主要包括：

两个定位板，所述两个定位板分别通过轴设置在所述操作架的端面上，且所述定位板可绕所述轴旋转，所述两个定位板之间通过一连杆相连；

气缸，通过一铰链设置在所述操作架上，且所述气缸与所述连杆相连，所述气缸工作带动所述连杆前后摆动，从而带动所述定位板伸出或缩回所述操作架的上端面。

20.一种集装箱鹅背梁自动焊接方法，其特征在于，利用权利要求5所述的集装箱鹅背梁自动焊接设备进行焊接，包括以下步骤：

a.将经过点焊、包角焊后的鹅颈槽移至所述操作架上，并将所述鹅颈槽固定在所述操作架上；

b.将所述自动焊机组移至第一条需焊接的鹅背梁上方，将所述焊枪机构下压使其对准所述第一条鹅背梁的两侧，所述焊枪机构纵向移动并对第一条鹅背梁进行焊接；

c.将所述焊枪机构抬起，并横向移动至下一条需焊接的鹅背梁上方，将所述焊枪机构下压使其对准所述下一条鹅背梁的两侧，所述焊枪机构纵向移动并开始对下一条鹅背梁进行焊接；

d.重复上述步骤c，直至需焊接的鹅背梁全部焊接完成。

21.根据权利要求20所述的集装箱鹅背梁自动焊接方法，其特征在于，所述操作架的一侧与所述机架相连，且可绕其与所述机架的连接处翻转。

22.根据权利要求21所述的集装箱鹅背梁自动焊接方法，其特征在于，在所述步骤a与步骤b之间还包括翻转操作架使其呈一定角度倾斜的步骤。

23.根据权利要求22所述的集装箱鹅背梁自动焊接方法，其特征在于，通过一翻转动力装置翻转操作架，使其呈一定角度倾斜。

24.根据权利要求20所述的集装箱鹅背梁自动焊接方法，其特征在于，步骤c完成后还包括以下步骤：将所述自动焊机组纵向移动至初始位置处。

25.根据权利要求20所述的集装箱鹅背梁自动焊接方法，其特征在于，步骤d完成后还包括以下步骤：将需焊接的鹅背梁全部焊接完成后，所述自动焊机组横向移动至初始位置，所述鹅颈槽与所述操作架分离，并将所述鹅颈槽移出。

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