CN104801822A - 集装箱拼板焊接设备及自动焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集装箱拼板焊接设备及一种自动焊接方法，集装箱拼板焊接设备包括：将集装箱顶或侧板的板材自动上料的自动上料装置；支撑并固定待焊接板材的拼板台，以及自动焊接装置，自动焊接装置包括：侧顶定位机构、压紧机构、定位机构、行走机构、焊枪升降机构、焊枪、焊枪行走机构以及引弧板顶出定位机构。根据本发明的集装箱拼板焊接设备，极大的降低了原先工人作业的劳动强度，增加了焊接效率，提高了焊接质量，保护了工人安全。能够将工人数量降低为原来的一半，极大程度的降低了人工成本。除监控人员外，工人不需要直接接触工件和设备，也不进行焊接操作，改善了工人操作环境。

Description

集装箱拼板焊接设备及自动焊接方法

技术领域

本发明涉及集装箱制造领域，尤其涉及一种集装箱拼板焊接设备及一种自动焊接方法。

背景技术

目前集装箱行业，集装箱顶板和侧板仍采用人工上料，人工步行进行点焊拼板的工艺，人工成本高，劳动强度大，已经不能满足机械自动化生产的要求。因此研发一套与自动上料相结合的自动拼板焊接装置，实现顶板和侧板的全自动上料、拼板流水生产线，通过改善以机械代替人工的作业方法，以达到节约人工，降低劳动强度，改善生产环境的目的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种集装箱拼板焊接设备，其特征在于，包括：自动上料装置；拼板台，所述拼板台接收所述自动上料装置搬运的板材，所述拼板台支撑并固定待焊接的所述板材，将焊接好的所述板材输送至下一工位；以及自动焊接装置，所述自动焊接装置将所述拼板台上的至少两个所述板材点焊拼接成一体，所述自动焊接装置设置在沿所述拼板台的长度方向铺设的轨道上，所述自动焊接装置包括：侧顶定位机构，侧顶定位机构将两张所述板材向两张所述板材之间的焊缝处挤压，以减小两张所述板材之间的焊缝；压紧机构，所述压紧机构能够上下移动，在竖直方向向下压紧所述板材；定位机构，所述定位机构将所述板材向所述板材的一端对齐；行走机构，所述行走机构驱动所述自动焊接装置在所述轨道上的移动；焊枪升降机构；所述焊枪升降机构能够沿竖直方向移动；焊枪，所述焊枪设置在所述焊枪升降机构的下端；焊枪行走机构，所述焊枪行走机构驱动所述焊枪在所述板材的焊缝方向上的水平移动；以及引弧板顶出定位机构，所述引弧板顶出定位机构顶出所述引弧板，并将所述引弧板定位在所述焊缝的端部位置处。

优选地，所述自动焊接装置包括两个所述焊枪升降机构、两个所述焊枪和两个所述焊枪行走机构，所述两个焊枪分别设置在所述两个焊枪升降机构的下端，两个所述焊枪行走机构分别驱动所述两个焊枪在所述板材的焊缝方向上的水平移动。

优选地，所述自动上料装置包括：上料升降机构，所述上料升降机构能够沿竖直方向移动；上料吸盘，所述上料吸盘设置在所述上料升降机构的下端，用于吸附所述板材；以及上料行走机构，所述上料行走机构驱动所述上料升降机构水平方向的移动。

优选地，所述拼板台包括：输送链，设置在所述拼板台的顶部两侧，能够输送所述板材；模板，用于在焊接过程中支撑所述板材，所述模板将所述板材支撑在高于输送链的高度；以及模板升降机构，所述模板设置在所述模板升降机构的顶部，所述模板升降机构驱动所述模板的上升和下降。

本发明还公开了一种集装箱板材的自动焊接方法，其特征在于，使用上述的集装箱拼板焊接设备，并包括以下步骤：步骤一：所述自动上料装置将所述板材输送至所述拼板台并定位；步骤二：所述压紧机构在竖直方向将所述板材向下压紧展平，所述侧顶定位机构将所述板材对接；所述焊枪行走机构驱动所述焊枪沿所述板材的焊缝方向的移动，所述焊枪升降机构驱动所述焊枪沿竖直方向的移动，所述焊枪进行焊接；步骤三：所述引弧板顶出定位机构顶出引弧板，所述焊枪将所述引弧板与所述板材焊接；步骤四：所述输送链将完成焊接的所述板材输送至下一工位。

优选地，所述步骤一包括：A1、所述上料升降机构下降至板材堆放位置，所述吸盘将所述板材吸附；A2、所述上料升降机构上升，所述上料行走机构驱动所述上料升降机构行进至所述模板上方，所述上料升降机构下降；A3、所述模板升降机构将所述模板升起至高于所述输送链的位置；A4、所述上料升降机构下降将所述板材松开，使所述板材位于所述模板上的第一位置；A5、所述定位机构将所述板材向一端对齐，所述上料升降机构回到初始位置；A6、重复A1-A2，所述上料升降机构下降将所述板材松开，将所述板材松开，使所述板材位于上一循环放置在所述模板上的所述板材旁边，重复A5。

优选地，所述步骤二包括：B1、所述行走机构驱动所述自动焊接装置行走至第一焊缝位置；B2、所述压紧机构下降，将所述板材压紧；B3、所述侧顶定位机构向所述板材的中间推动所述板材，使拼板之间的焊缝减小；B4、所述焊枪水平移动至所述焊缝的焊接起始位置；B5、所述焊枪升降机构驱动所述焊枪下降至焊缝处，进行点焊；B6、所述焊枪升降机构驱动所述焊枪上升，所述焊枪行走机构沿所述焊缝移动至下一焊接位置，所述焊枪升降机构驱动所述焊枪下降至焊缝处，进行点焊；B7、焊接完成后，所述焊枪升降机构驱动所述焊枪升起。

优选地，所述步骤三包括：C1、所述引弧板顶出定位机构将引弧板顶出并定位；C2、所述焊枪行走机构行走至引弧板焊接位置；C3、重复B5动作，进行引弧板焊接；C4、C3动作完成后；所述焊枪升降机构驱动所述焊枪升起，所述焊枪行走机构驱动所述焊枪升降机构回到所述焊接起始位置，等待下一个循环的开始；C5、所述压紧机构和所述侧顶定位机构升起。

优选地，所述步骤四包括：D1、所述行走机构驱动所述自动焊接装置移动至下一焊缝位置；D2、依次重复进行B2、B3、B4、B5、B6和B7动作；D3、焊接完成后，所述模板升降机构驱动所述模板下降至低于所述输送链的位置，以使所述板材由所述输送链支撑，所述输送链将所述板材输送至下一工位。

根据本发明的集装箱拼板焊接设备，极大的降低了原先工人作业的劳动强度，增加了焊接效率，提高了焊接质量，保护了工人安全。能够将工人数量降低为原来的一半，极大程度的降低了人工成本。除监控人员外，工人不需要直接接触工件和设备，也不进行焊接操作，改善了工人操作环境。

附图说明

本发明实施方式的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

图1为本发明的集装箱拼板焊接设备的一种实施方式的正视图；以及

图2为图1所示的集装箱拼板焊接设备的侧视图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

本发明公开了一种集装箱拼板焊接设备，包括：一种集装箱拼板焊接设备，其特征在于，包括：自动上料装置；拼板台，拼板台接收自动上料装置搬运的板材4，拼板台支撑并固定待焊接的板材4，将焊接好的所述板材4输送至下一工位；以及自动焊接装置8，自动焊接装置8将拼板台上的至少两个板材点焊拼接成一体，自动焊接装置8设置在沿拼板台的长度方向铺设的轨道上，自动焊接装置包括：侧顶定位机构9，侧顶定位机构9将两张板材4向两张板材4之间的焊缝处挤压，以减小两张板材4之间的焊缝；压紧机构10，压紧机构10能够上下移动，在竖直方向向下压紧板材4；定位机构11，定位机构11将板材4向板材4的一端对齐；行走机构12，行走机构12驱动自动焊接装置8在轨道上的移动；焊枪升降机构14；焊枪升降机构14能够沿竖直方向移动；焊枪16，焊枪16设置在焊枪升降机构14的下端；焊枪行走机构13，焊枪行走机构13驱动焊枪16在板材4的焊缝方向上的水平移动；以及引弧板顶出定位机构15，引弧板顶出定位机构15顶出引弧板，并将引弧板定位在焊缝的端部位置处。

根据本发明的集装箱拼板焊接设备，极大的降低了原先工人作业的劳动强度，增加了焊接效率，提高了焊接质量，保护了工人安全。能够将工人数量降低为原来的一半，极大程度的降低了人工成本。除监控人员外，工人不需要直接接触工件和设备，也不进行焊接操作，改善了工人操作环境。

图1和图2示出了本发明的一种优选实施方式的集装箱拼板焊接设备，其中自动焊接装置8包括两个焊枪升降机构14、两个焊枪16和两个焊枪行走机构13，两个焊枪16分别设置在两个焊枪升降机构14的下端，两个焊枪行走机构13分别驱动两个焊枪16在板材的焊缝方向上的水平移动。分别设置两个焊枪16能够加快点焊板材4的速度，在相同时间内可以比只有一个焊枪16的自动焊接装置8焊接更多的板材4，提高了生产效率，而且，两个焊枪16可以从焊缝的中间位置向两端移动并点焊，可以提高焊接精度。

优选地，自动上料装置包括上料升降机构1、上料吸盘2以及上料行走机构3，上料升降机构1能够沿竖直方向移动，上料吸盘2设置在上料升降机构1的下端，用于吸附板材4；上料行走机构3驱动上料升降机构1和上料吸盘2的水平方向的移动。上料吸盘可以设置为多个，以牢固地吸附板材4。

进一步优选地，拼板台包括：输送链7，设置在拼板台的顶部两侧，能够输送板材4；模板5，用于在焊接过程中支撑板材4，模板5将板材4支撑在高于输送链7的高度；以及模板升降机构6，模板5设置在模板升降机构6的顶部，模板升降机构6驱动模板5的上升和下降。当模板5高于输送链7时，模板5上的板材4不与输送链7接触，板材4只在模板5上固定，这样增加了板材4的稳定性，在焊接时固定地更加牢固。

优选地，自动焊接装置8设置在轨道上，由诸如步进行走电机的行走机构12通过链条传动或齿轮齿条传动带动自动焊接装置8在轨道上的移动。具体地，如图1和图2所示出一种优选实施方式中的自动焊接装置8包括：

侧顶定位机构9，侧顶定位机构9采用50*50的方向气缸，端部采用弹性聚氨酯棒，安装角度竖直于拼板缝波形的背面，目的是用气缸的推力作用将两侧板材4向拼缝处挤压，保证板材的焊缝缝隙缩小，能够满足焊接要求。

压紧机构10，压紧机构10设置为在能够上下移动，在一种优选实施方式中，压紧机构10两侧由气缸提供动力，气缸头连接到压紧主梁上，压紧主梁上采取弹性压瓦机构，气缸下降时，压瓦将板材4压紧。

定位机构11，定位机构11用于对齐板材4的端部。一种优选实施方式的定位机构11的一端为固定端定位块，一端为连杆摆动机构；固定端定位块焊接于输送链7上，保证所有固定块于同一直线；摆动连杆机构由气缸带动，气缸伸出，摆杆将板材向固定端推动，靠紧固定端定位块，板材端部对齐；

行走机构12，行走机构12驱动自动焊接装置8的水平方向的移动；

两个焊枪升降机构14，用于带动焊枪16上升下降；

两个焊枪16，两个焊枪16分别设置在焊枪升降机构14的下端；

两个焊枪行走机构13，两个焊枪行走机构13用于分别驱动焊枪16的水平方向上相反的移动；以及引弧板顶出定位机构15，一种优选实施方式的引弧板顶出机构15包含方向槽、方形柱、凸轮、气缸；将规格尺寸统一的引弧板置于方型深槽内，由气缸运动带动凸轮机构将方形柱向上顶起，气缸每动作一次，凸轮旋转将方形柱向上顶起一个引弧板厚度，将引弧板与板材对齐，引弧板顶出定位机构15将引弧板与板材4对齐进行焊接。

本发明还公开了一种集装箱自动焊接方法，该集装箱自动焊接方法包括四个步骤：

步骤一：自动上料装置将板材4输送至拼板台的指定位置并定位；

步骤二：压紧机构10将板材4压紧展平，侧顶定位机构9将板材4对接；焊枪行走机构13驱动焊枪16的水平移动，焊枪升降机构14驱动焊枪16的沿竖直方向的移动，焊枪16进行板材焊接；

步骤三：引弧板顶出定位机构15顶出引弧板，焊枪将引弧板与板材焊接；

步骤四：输送链7将完成焊接的板材输送至下一工位。

其中，步骤一优选地包括以下步骤：

A1、上料升降机构1下降至板材堆放位，吸盘2将板材4吸附；

A2、吸附着板材的上料升降机构1上升，上料行走机构3驱动上料升降机构1行进至模板上方，停止前行，开始下降；

A3、模板升降机构6将模板5升起，至高于输送链7的位置；

A4、上料升降机构1开始下降，到达模板5处，吸盘2将板材4松开，使得板材4由模板5支撑。

A5、定位机构11将板材4向一端靠齐。

进一步优选地，步骤一还可以包括：A6、板材4向一端全部靠齐后延时2S，进行步骤二，以及A7、在A6动作的同时，上料升降机构1由行走装置3驱动回到初始位置，重复动作A1，A1动作完成后，上料升降机构1将板材4升起，等待下一个节拍的循环。

步骤二优选地包括以下步骤：

B1、自动拼板机8在行走机构12的驱动下前行，行走至第一焊缝位置停止，即第一块板材4和第二块板材4之间的位置；

B2、自动拼板机8停止后传送信号给压紧机构10，压紧机构10下降，将板材压紧；

B3、压紧机构10下降到指定位置后，发送信号给侧顶定位机构9，侧顶定位机构9动作，推动第一块板材4和第二块板材4，使它们之间的焊缝减小，以满足焊接要求；

B4、B3动作完成后，延时2S，两个焊枪行走机构13动作，找到中间零点位置，即焊接起始位置，该焊接起始位置优选地是焊接拼缝长度方向上的中间位置；

B5、焊枪升降机构14动作，带动焊枪16下落，开始进行拼板点焊；

B6、B5动作结束，焊枪升降机构14动作，焊枪16收回，同时两个焊枪行走机构13沿焊缝向焊缝两端分别移动，进一步优选地，分别到达五处指定位置后焊枪行走机构13停止，并重复B5动作；

B7、焊枪行走机构13分别行进至焊缝的两个终端位置，重复完成B5动作后，焊枪升降机构14动作，焊枪16升起，等待步骤3。然而，本领域技术人员通过本公开可以显而易见地得知，在只有一个焊枪的情况下，焊接起始位置也可以是焊缝的一端的位置。

步骤三优选地包括如下步骤：

C1、引弧板顶出定位机构15动作，将引弧板顶出并定位；

C2、焊枪行走机构13得到信号行走，至引弧板焊接指定位置停止；

C3、重复B5动作，进行引弧板焊接；

C4、C3动作完成后；焊枪升降机构14动作，焊枪16升起，行走机构13回到中间零点，等待下一个循环的开始。

C5、压紧机构10和侧顶定位机构9升起，等待步骤四。

步骤四具体包含如下几个步骤：

D1、自动拼板机8接到信号，由行走机构12的驱动下前行，行走至下一焊缝位置停止，下一焊缝是第二块板材4和第三块板材4之间的焊缝；

D2、依次重复进行B2、B3、B4、B5、B6和B7动作；

D3、重复步骤四多次，优选地重复步骤四3次，从而完成20尺集装箱顶板或侧板的拼板焊接；

D4、D3完成后，模板升降机构6带动模板5下降低于输送链7，输送链7启动，将板材4输送至下一个工序。

40尺集装箱顶板或侧板的板材可使用两台自动拼板机8同时进行作业，作业步骤同上。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (9)

1.一种集装箱拼板焊接设备，其特征在于，包括：

自动上料装置；

拼板台，所述拼板台接收所述自动上料装置搬运的板材，所述拼板台支撑并固定待焊接的所述板材，将焊接好的所述板材输送至下一工位；以及

自动焊接装置，所述自动焊接装置将所述拼板台上的至少两个所述板材点焊拼接成一体，所述自动焊接装置设置在沿所述拼板台的长度方向铺设的轨道上，所述自动焊接装置包括：

侧顶定位机构，所述侧顶定位机构将两张所述板材向两张所述板材之间的焊缝处挤压，以减小两张所述板材之间的焊缝；

压紧机构，所述压紧机构能够沿竖直方向移动，在竖直方向向下压紧所述板材；

定位机构，所述定位机构将所述板材向所述板材的一端对齐；

行走机构，所述行走机构驱动所述自动焊接装置在所述轨道上的移动；

焊枪升降机构；所述焊枪升降机构能够沿竖直方向移动；

焊枪，所述焊枪设置在所述焊枪升降机构的下端；

焊枪行走机构，所述焊枪行走机构驱动所述焊枪在所述板材的焊缝方向上的水平移动；以及

引弧板顶出定位机构，所述引弧板顶出定位机构顶出所述引弧板，并将所述引弧板定位在所述焊缝的端部位置处。

2.根据权利要求1所述的集装箱拼板焊接设备，其特征在于，所述自动焊接装置包括两个所述焊枪升降机构、两个所述焊枪和两个所述焊枪行走机构，所述两个焊枪分别设置在所述两个焊枪升降机构的下端，两个所述焊枪行走机构分别驱动所述两个焊枪在所述板材的焊缝方向上的水平移动。

3.根据权利要求1或2所述的集装箱拼板焊接设备，其特征在于，所述自动上料装置包括：

上料升降机构，所述上料升降机构能够沿竖直方向移动；

上料吸盘，所述上料吸盘设置在所述上料升降机构的下端，用于吸附所述板材；以及

上料行走机构，所述上料行走机构驱动所述上料升降机构水平方向的移动。

4.根据权利要求3所述的集装箱拼板焊接设备，其特征在于，所述拼板台包括：

输送链，设置在所述拼板台的顶部两侧，能够输送所述板材；

模板，用于在焊接过程中支撑所述板材，所述模板将所述板材支撑在高于输送链的高度；以及

模板升降机构，所述模板设置在所述模板升降机构的顶部，所述模板升降机构驱动所述模板的上升和下降。

5.一种集装箱板材的自动焊接方法，其特征在于，使用权利要求4所述的集装箱拼板焊接设备，并包括以下步骤：

步骤一：所述自动上料装置将所述板材输送至所述拼板台并定位；

步骤二：所述压紧机构在竖直方向将所述板材向下压紧展平，所述侧顶定位机构将所述板材对接；所述焊枪行走机构驱动所述焊枪沿所述板材的焊缝方向的移动，所述焊枪升降机构驱动所述焊枪沿竖直方向的移动，所述焊枪进行焊接；

步骤三：所述引弧板顶出定位机构顶出引弧板，所述焊枪将所述引弧板与所述板材焊接；

步骤四：所述输送链将完成焊接的所述板材输送至下一工位。

6.根据权利要求5所述的自动焊接方法，其特征在于，所述步骤一包括：

A1、所述上料升降机构下降至板材堆放位置，所述吸盘将所述板材吸附；

A2、所述上料升降机构上升，所述上料行走机构驱动所述上料升降机构行进至所述模板上方，所述上料升降机构下降；

A3、所述模板升降机构将所述模板升起至高于所述输送链的位置；

A4、所述上料升降机构下降将所述板材松开，使所述板材位于所述模板上的第一位置；

A5、所述定位机构将所述板材向一端对齐，所述上料升降机构回到初始位置；

A6、重复A1-A2，所述上料升降机构下降将所述板材松开，将所述板材松开，使所述板材位于上一循环放置在所述模板上的所述板材旁边，重复A5。

7.根据权利要求5所述的自动焊接方法，其特征在于，所述步骤二包括：

B1、所述行走机构驱动所述自动焊接装置行走至第一焊缝位置；

B2、所述压紧机构下降，将所述板材压紧；

B3、所述侧顶定位机构向所述板材的中间推动所述板材，使拼板之间的焊缝减小；

B4、所述焊枪水平移动至所述焊缝的焊接起始位置；

B5、所述焊枪升降机构驱动所述焊枪下降至焊缝处，进行点焊；

B6、所述焊枪升降机构驱动所述焊枪上升，所述焊枪行走机构沿所述焊缝移动至下一焊接位置，所述焊枪升降机构驱动所述焊枪下降至焊缝处，进行点焊；

B7、焊接完成后，所述焊枪升降机构驱动所述焊枪升起。

8.根据权利要求5所述的自动焊接方法，其特征在于，所述步骤三包括：

C1、所述引弧板顶出定位机构将引弧板顶出并定位；

C2、所述焊枪行走机构行走至引弧板焊接位置；

C3、重复B5动作，进行引弧板焊接；

C4、C3动作完成后；所述焊枪升降机构驱动所述焊枪升起，所述焊枪行走机构驱动所述焊枪升降机构回到所述焊接起始位置，等待下一个循环的开始；

C5、所述压紧机构和所述侧顶定位机构升起。

9.根据权利要求5所述的自动焊接方法，其特征在于，所述步骤四包括：

D1、所述行走机构驱动所述自动焊接装置移动至下一焊缝位置；

D2、依次重复进行B2、B3、B4、B5、B6和B7动作；

D3、焊接完成后，所述模板升降机构驱动所述模板下降至低于所述输送链的位置，以使所述板材由所述输送链支撑，所述输送链将所述板材输送至下一工位。