CN104439638B - 一种龙门架式自动角焊车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及船舶结构建造技术领域，具体涉及一种用于船舶钢结构平面板架单元件型材角焊缝焊接的龙门架式自动角焊车，包括门架行走机构、若干焊接小车架提升机构、电气控制系统、柔性拖链动力系统、CO2气体保护焊接设备，所述焊接小车架提升机构悬挂设置于所述门架行走机构下方，所述电气控制系统控制门架行走机构、CO2气体保护焊接设备、焊接小车架提升机构的运行，所述柔性拖链动力系统为所述电气控制系统供电，及为CO2气体保护焊接设备提供工作所需气源其不仅能够保证角焊缝焊接质量，而且能减轻施工人员劳动强度，大大提高焊接效率，降低生产成本。

Description

一种龙门架式自动角焊车
技术领域
本发明涉及船舶结构建造技术领域，具体涉及一种用于船舶钢结构平面板架单元件型材角焊缝焊接的龙门架式自动角焊车。
背景技术
船舶建造企业在平面板架单元件型材角焊缝焊接上大多采用的仍然是“单人，单机，单焊缝”的焊接模式，平面板架单元件由于每条型材角焊缝不能同时，同方向，同技术参数焊接施工而导致焊缝收缩量不相同，平面板架焊接变形难以控制，焊缝质量差，焊缝修补工作量及板架矫正工作量大，工作效率低。目前国内先进船舶建造企业均已引进如“T排焊接流水线”等自动化角焊接设备，在地面上布置履带式传动装置，焊机设备固定式工位布置，此种自动化焊接设备虽然焊接效率高，但前期投入成本较高，且对车间其他吊机设备、动能干扰较大，往往与车间硬件设施不匹配等缺陷，不能发挥其最大功效。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种龙门架式自动角焊车，其不仅能够保证角焊缝焊接质量，而且能减轻施工人员劳动强度，大大提高焊接效率，降低生产成本。
本发明通过以下技术方案实现该目的：
一种龙门架式自动角焊车，包括门架行走机构、若干焊接小车架提升机构、电气控制系统、柔性拖链动力系统、CO2气体保护焊接设备，所述焊接小车架提升机构悬挂设置于所述门架行走机构下方，所述CO2气体保护焊接设备的焊接主机设置于门架行走机构上，CO2气体保护焊接设备的焊接机头设置于焊接小车架提升机构上，所述电气控制系统控制门架行走机构、CO2气体保护焊接设备、焊接小车架提升机构的运行，所述柔性拖链动力系统为所述电气控制系统供电，及为CO2气体保护焊接设备提供工作所需气源。
其中，所述门架行走机构呈“半龙门架”形式，包括平台横梁及与该平台横梁一端垂直连接的立柱，所述平台横梁的自由端通过一上行走大车设置于车间的上轨道，所述立柱的自由端通过一下行走大车设置于车间的下轨道，所述上行走大车、下行走大车分别沿上轨道、下轨道运动并带动平台横梁移动。
其中，所述焊接小车架提升机构包括焊接小车架以及用于连接焊接小车架与平台横梁的悬挂式轨道，所述悬挂式轨道包括一端与焊接小车架连接的内轨道、一端与平台横梁连接的外轨道，所述内轨道与外轨道通过导向滑轮机构滑动连接，所述焊接小车架还通过一电动葫芦与平台横梁连接，电动葫芦提供焊接小车架上升或下降的动力。
其中，所述焊接小车架的上部设置有固定架，所述固定架上设置有若干焊接机头，所述焊接小车架的下部设置有存放箱，所述存放箱的外周设置有防盗格栅网，所述导向滑轮机构包括导向滑轮、定位轴、固定空心轴及螺母，所述定位轴套设于所述固定空心轴内，所述固定空心轴套设于导向滑轮中，所述导向滑轮机构依托所述悬挂式轨道进行上下滑移。
进一步的，还包括设置于立柱与下行走大车之间的可拆卸法兰盘机构，所述可拆卸法兰盘机构包括用于与立柱连接的上肘板以及用于承载上肘板的托板、用于与下行走大车连接的若干下肘板以及用于承载下肘板的圆管，还包括可拆卸连接的上、下螺栓盘，所述下肘板及圆管分为两段，其中一段的两端分别与托板、上螺栓盘连接，另一段的两端分别与下螺栓盘、下行走大车连接。
其中，所述平台横梁上设置有平台板，所述平台板上设置有若干桶包装焊丝，所述桶包装焊丝通过送丝软管与焊接机头连接，自动为焊接机头输送焊丝，所述焊接主机设置于平台板上。
进一步的，还包括用于连接下行走大车与下轨道的接地装置，所述接地装置包括一可沿下轨道滑动的滑板，所述滑板与下行走大车通过螺栓连接，还包括接地线，所述接地线的两端分别与下行走大车、滑板连接。
其中，所述柔性拖链动力系统包括由柔性电缆组成的动力电源、CO2气体柔性总管、柔性拖链，以及用于承载动力电源、CO2气体柔性总管和柔性拖链的拖链支撑架、柔性拖链托架，所述拖链支撑架焊接在平台横梁的靠近上行走大车的一端，所述柔性拖链托架沿着上行走大车的轴线方向设置于拖链支撑架的下方。
其中，所述电气控制系统提供所述门架行走机构及所述CO2气体保护焊接设备控制接口，实现焊接机头驱动系统与门架行走机构驱动系统同步控制。
其中，所述焊接小车架提升机构的数量为四个，每个焊接小车架提升机构上的焊接机头的数量也为四个。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
1)本发明的龙门架式自动角焊车能保证角焊缝焊接工艺参数稳定、焊缝均匀、焊接质量高，大大减少焊接过程中人为影响因素；
2)本发明的龙门架式自动角焊车的每个焊接小车架提升机构相对门架行走机构可单独升降，同时门架行走机构行走距离为60米，可满足车间不同位置、不同高度平面板架型材结构长时间、连续自动焊接施工，具有结构简单、紧凑、合理，投入成本相对较低，设备工装布置对车间要求低，可灵活布置，焊接效率高，焊接质量好等优点，克服了目前平面板架型材角焊缝焊接“单人、单焊机、单焊缝”及焊接过程中需频繁更换焊丝、收拉焊线等工序造成的工效低下的问题；
3)本发明采用“龙门架式”结构，行走路轨与现有磁吸吊路轨并用，减少场地改造投入，缩减开支，设备布置对车间要求较低，可灵活布置，对现有车间其他吊运设备、动能干扰较小，可以快速融入既有生产体系和流程中；
4)设计4套可单独控制的焊接小车架提升机构，可上下调节距地高度，每套焊接小车架提升机构配备4台焊枪，每台焊枪与主焊机相连，并配备一大桶包装焊丝，主焊机与桶包装焊丝置于横梁平台之上，有效节省场地空间，可保证不同板架部件长时间连续施焊需求；
5)门架行走机构行走一次同时可完成自动跟踪完成多条纵向型材角焊缝焊接施工，大大提高焊接效率达8-10倍，节约劳动成本，降低施工人员劳动强度。
附图说明
图1为本发明的龙门架式自动角焊车的主视图。
图2为本发明的龙门架式自动角焊车的俯视图。
图3为本发明的龙门架式自动角焊车的侧视图。
图4为本发明的焊接小车架提升机构的结构示意图。
图5为本发明的导向滑轮机构的结构示意图。
图6为本发明的可拆卸法兰盘机构的结构示意图。
图7为图6中沿A-A线的剖面结构示意图。
图8为图6中沿B-B线的剖面结构示意图。
图9为本发明的接地装置的结构示意图。
图10为本发明接地装置的另一视角的结构示意图。
图中：1-平台横梁；2-立柱；3-上行走大车；4-上轨道；5-下行走大车；6-下轨道；7-焊接小车架；8-内轨道；9-外轨道；10-导向滑轮机构；101-导向滑轮；102-定位轴；103-固定空心轴；104-螺母；11-电动葫芦；12-固定架；13-焊接机头；14-防盗格栅网；15-可拆卸法兰盘机构；151-上肘板；152-托板；153-下肘板；154-圆管；155-上螺栓盘；156-下螺栓盘；16-平台板；17-桶包装焊丝；18-焊接主机；19-接地装置；191-滑板；192-螺栓；193-接地线；20-控制电箱；21-拖链支撑架；22-柔性拖链托架。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细描述。
实施例：
如图1-2所示，本实施例的龙门架式自动角焊车，包括门架行走机构、若干焊接小车架提升机构、电气控制系统、柔性拖链动力系统、CO2气体保护焊接设备，所述焊接小车架提升机构悬挂设置于所述门架行走机构下方，所述CO2气体保护焊接设备的焊接主机18设置于门架行走机构上，CO2气体保护焊接设备的焊接机头13设置于焊接小车架提升机构上，所述电气控制系统控制门架行走机构、CO2气体保护焊接设备、焊接小车架提升机构的运行，所述柔性拖链动力系统为所述电气控制系统供电，及为CO2气体保护焊接设备提供工作所需气源。
其中，所述门架行走机构呈“半龙门架”形式，包括平台横梁1及与该平台横梁1一端垂直连接的立柱2，所述平台横梁1的自由端通过一上行走大车3设置于车间的上轨道4，所述立柱2的自由端通过一下行走大车5设置于车间的下轨道6，所述上行走大车3、下行走大车5分别沿上轨道4、下轨道6运动并带动平台横梁1移动。门架行走机构所使用的变频交流电机采用无级调速形式，速度范围覆盖了CO2气体保护焊机头焊接速度及半自动角焊小车行走速度，可保证门架行走机构速度与半自动角焊小车焊接运行动作同步，行走机构速度调速范围宽广，运行平稳均匀。柔性电缆及CO2气体柔性总管放置在柔性拖链舱体内，柔性拖链铺放在柔性拖链托架22，其中拖链长度为30米，拖链托架长度前、后各30米，确保门架行走机构行走范围可达60米，覆盖范围广。
如图3所示，控制电箱20是电气控制系统的操作控制箱，作为本发明的龙门架式自动角焊车的“控制中枢”，其通过电箱基座固定在下行走小车上，控制电箱20的控制区域包括：大车行走控制区及焊接设备控制区，其中大车行走控制区包括大车行走方向按钮、速度调整按钮、急停开关按钮；焊接设备控制区包括焊机电源开关按钮、电动葫芦11电源开关按钮。另外电箱控制系统中还设置了线控调速开关，施工人员可根据角焊车焊接情况及时调整门架行走速度。
如图4所示，所述焊接小车架提升机构包括焊接小车架7以及用于连接焊接小车架7与平台横梁1的悬挂式轨道，所述悬挂式轨道包括一端与焊接小车架7连接的内轨道8、一端与平台横梁1连接的外轨道9，所述内轨道8与外轨道9通过导向滑轮机构10可相对滑动，所述焊接小车架7还通过一电动葫芦11与平台横梁1连接，电动葫芦11提供焊接小车架7上升或下降的动力。每个焊接小车架提升机构相对门架行走机构可单独升降，同时门架行走机构行走距离长，可满足车间不同位置、不同高度平面板架型材结构长时间、连续自动焊接施工，具有结构简单、紧凑、合理，投入成本相对较低，设备工装布置对车间要求低，可灵活布置，焊接效率高，焊接质量好等优点。
其中，所述焊接小车架7的上部设置有固定架12，所述固定架12上设置有若干焊接机头13，所述焊接小车架7的下部设置有存放箱，所述存放箱的外周设置有防盗格栅网14。
如图5所示，所述导向滑轮机构10包括导向滑轮101、定位轴102、固定空心轴103及螺母104，所述定位轴102套设于所述固定空心轴103内，所述固定空心轴103套设于导向滑轮101中，所述导向滑轮机构10依托所述悬挂式轨道进行上下滑移。
如图6-8所示，还包括设置于立柱2与下行走大车5之间的可拆卸法兰盘机构15，所述可拆卸法兰盘机构15包括用于与立柱2连接的上肘板151以及用于承载上肘板151的托板152、用于与下行走大车5连接的若干下肘板153以及用于承载下肘板153的圆管154，还包括可拆卸连接的上螺栓盘155、下螺栓盘156，所述下肘板153及圆管154分为两段，其中一段的两端分别与托板152、上螺栓盘155连接，另一段的两端分别与下螺栓盘156、下行走大车5连接。
其中，所述平台横梁1上设置有平台板16，所述平台板16上设置有若干桶包装焊丝17，所述桶包装焊丝17通过送丝软管与焊接机头13连接，自动为焊接机头13输送焊丝，所述焊接主机18设置于平台板16上。
如图9-10所示，还包括用于连接下行走大车5与下轨道6的接地装置19，所述接地装置19包括一可沿下轨道6滑动的滑板191，所述滑板191与下行走大车5通过螺栓192连接，还包括接地线193，所述接地线193的两端分别与下行走大车5、滑板191连接。
其中，所述柔性拖链动力系统包括由柔性电缆组成的三箱五线制动力电源、CO2气体柔性总管、柔性拖链，以及用于承载动力电源、CO2气体柔性总管和柔性拖链的拖链支撑架21、柔性拖链托架22，所述拖链支撑架21焊接在平台横梁1的靠近上行走大车3的一端，所述柔性拖链托架22沿着上行走大车3的轴线方向设置于拖链支撑架21的下方。
其中，所述电气控制系统提供所述门架行走机构及所述CO2气体保护焊接设备控制接口，实现焊接机头13驱动系统与门架行走机构驱动系统同步控制。
其中，所述焊接小车架提升机构的数量为四个，每个焊接小车架提升机构上的焊接机头13的数量也为四个，门架行走机构行走一次同时可完成自动跟踪完成16条纵向型材角焊缝焊接施工，大大提高焊接效率达8-10倍，节约劳动成本，降低施工人员劳动强度。
以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种龙门架式自动角焊车，其特征在于：包括门架行走机构、若干焊接小车架提升机构、电气控制系统、柔性拖链动力系统、CO2气体保护焊接设备，所述焊接小车架提升机构悬挂设置于所述门架行走机构下方，所述CO2气体保护焊接设备的焊接主机设置于门架行走机构上，CO2气体保护焊接设备的焊接机头设置于焊接小车架提升机构上，所述电气控制系统控制门架行走机构、CO2气体保护焊接设备、焊接小车架提升机构的运行，所述柔性拖链动力系统为所述电气控制系统供电，及为CO2气体保护焊接设备提供工作所需气源，所述门架行走机构呈“半龙门架”形式，包括平台横梁及与该平台横梁一端垂直连接的立柱，所述平台横梁的自由端通过一上行走大车设置于车间的上轨道，所述立柱的自由端通过一下行走大车设置于车间的下轨道，所述上行走大车、下行走大车分别沿上轨道、下轨道运动并带动平台横梁移动；所述焊接小车架提升机构包括焊接小车架以及用于连接焊接小车架与平台横梁的悬挂式轨道，所述悬挂式轨道包括一端与焊接小车架连接的内轨道、一端与平台横梁连接的外轨道，所述内轨道与外轨道通过导向滑轮机构滑动连接，所述焊接小车架还通过一电动葫芦与平台横梁连接，电动葫芦提供焊接小车架上升或下降的动力。
2.根据权利要求1所述的龙门架式自动角焊车，其特征在于：所述焊接小车架的上部设置有固定架，所述固定架上设置有若干焊接机头，所述焊接小车架的下部设置有存放箱，所述存放箱的外周设置有防盗格栅网，所述导向滑轮机构包括导向滑轮、定位轴、固定空心轴及螺母，所述定位轴套设于所述固定空心轴内，所述固定空心轴套设于导向滑轮中，所述导向滑轮机构依托所述悬挂式轨道进行上下滑移。
3.根据权利要求1所述的龙门架式自动角焊车，其特征在于：还包括设置于立柱与下行走大车之间的可拆卸法兰盘机构，所述可拆卸法兰盘机构包括用于与立柱连接的上肘板以及用于承载上肘板的托板、用于与下行走大车连接的若干下肘板以及用于承载下肘板的圆管，还包括可拆卸连接的上、下螺栓盘，所述下肘板及圆管分为两段，其中一段的两端分别与托板、上螺栓盘连接，另一段的两端分别与下螺栓盘、下行走大车连接。
4.根据权利要求1所述的龙门架式自动角焊车，其特征在于：所述平台横梁上设置有平台板，所述平台板上设置有若干桶包装焊丝，所述桶包装焊丝通过送丝软管与焊接机头连接，自动为焊接机头输送焊丝，所述焊接主机设置于平台板上。
5.根据权利要求1所述的龙门架式自动角焊车，其特征在于：还包括用于连接下行走大车与下轨道的接地装置，所述接地装置包括一可沿下轨道滑动的滑板，所述滑板与下行走大车通过螺栓连接，还包括接地线，所述接地线的两端分别与下行走大车、滑板连接。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的龙门架式自动角焊车，其特征在于：所述柔性拖链动力系统包括由柔性电缆组成的动力电源、CO2气体柔性总管、柔性拖链，以及用于承载动力电源、CO2气体柔性总管和柔性拖链的拖链支撑架、柔性拖链托架，所述拖链支撑架焊接在平台横梁的靠近上行走大车的一端，所述柔性拖链托架沿着上行走大车的轴线方向设置于拖链支撑架的下方。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的龙门架式自动角焊车，其特征在于：所述电气控制系统提供所述门架行走机构及所述CO2气体保护焊接设备控制接口，实现焊接机头驱动系统与门架行走机构驱动系统同步控制。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的龙门架式自动角焊车，其特征在于：所述焊接小车架提升机构的数量为四个，每个焊接小车架提升机构上的焊接机头的数量也为四个。
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