CN107971702A - 板单元制作工艺以及工艺装备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种板单元制作工艺装备以及板单元制作工艺，包括传输道，用于将板单元或其组成构件传输至各加工工位，传输道包括相互平行的第一传输线和第二传输线；筋板运送系统，与第一传输线的尾段相连，用于将筋板从筋板备料区运送至第一传输线上；吊装设备，用于将被推送至第一传输线上的筋板吊运至底板的表面；焊接设备，用于将筋板焊接在底板的表面。本发明利用新型自动化流水线工艺，改善现有制作方式和工艺方法，实现板单元制作工艺的升级，达到降低劳动强度、改善生产环境、提高生产质量的目的。

Description

板单元制作工艺以及工艺装备

技术领域

本发明涉及结构制造领域，尤其是涉及一种板单元制作工艺以及工艺装备。

背景技术

在机械装备、桥梁、建筑、运输等众多领域，都离不开形形色色的大型结构件。大型结构件，尤其是大型钢结构，作为机械或建筑结构等的骨架，在民用和工业领域都发挥着基础性的作用。板单元结构包括底板和连接在底板表面的筋板，板单元是组成更高一级结构件(例如箱形梁、开口截面梁、箱体结构等)的基本单元。其力学原理为：外界或其他部件传到该单元的的载荷主要通过底板来承受或传递，当载荷为压力时，在底板上相应产生压应力，当底板的外形尺寸超过一定范围时，在压应力的作用下会产生屈服变形，从而使底板减弱或丧失承载能力。增强底板承载能力的常用措施之一为在底板的表面设置加强筋，加强筋可起到阻止底板变形的作用，从而提高底板，或者说该板单元承受外界载荷，尤其是压力载荷的能力。

所以，将加强筋连接到底板上，是结构制造领域的常见工序。加强筋通常是被焊接到底板上，目前的制造板单元的工艺具体为：1.利用车间里的行车将底板吊装到焊接工位；2.打磨底板上的油漆，以便将加强筋焊接到底板上，如果底板上现存有将与加强筋发生交叉的焊缝，还需将该焊缝打磨至与底板表面齐平；3.在底板的表面划线，以便将加强筋放置在正确的位置上；4.再次利用车间里的行车将加强筋吊运至底板上方；5.调整加强筋的位置，并将其点焊固定在底板上；6.将加强筋焊接到底板上；7.人工对板单元进行火工校正，以消除板单元的焊接变形。

目前的生产工艺中，板单元制作需要大量人工来保证生产进度，人工成本高，劳动强度大，焊接返修率高。所以对板单元制作过程中的工序进行优化，从而达到降低劳动强度、改善生产环境、提高生产质量的目的。

发明内容

本发明的目的在于将板单元制作过程中的工序进行优化，利用新型自动化工艺，改善现有制作方式和工艺方法，实现板单元制作工艺的升级，达到降低劳动强度、改善生产环境、提高生产质量的目的。

本发明提供了一种板单元制作工艺装备，板单元包括底板以及焊接在底板表面的筋板，包括：传输道，用于将板单元或其组成构件传输至各加工工位，传输道包括相互平行的第一传输线和第二传输线，在板单元的制作过程中，板单元和/或其组成构件由第一传输线传输至第二传输线；筋板运送系统，与第一传输线的尾段相连，用于将筋板从筋板备料区运送至第一传输线上，筋板运送系统包括多根排链，各根排链分别环绕在第一传输线上，每根排链环绕形成的平面与第一传输线的延伸方向垂直，每根排链沿其延伸方向间隔地设置有多个推料块，筋板放置于相邻的两个推料块之间，当排链环绕第一传输线运动时，可通过其上设置的推料块将筋板从筋板备料区推送至第一传输线上；

吊装设备，用于将被推送至第一传输线上的筋板吊运至底板的表面；焊接设备，用于将筋板焊接在底板的表面。

进一步地，排链的数量为沿第一传输线的延伸方向间隔设置的多条，每条排链上的推料块与其他排链上相应位置处的推料块相互对齐。

进一步地，筋板备料区设置有料架，筋板被切割成等长度的标准化筋板单元存放于料架上。

进一步地，第一传输线上设置有检测开关，当检测开关检测到筋板被运送至第一传输线上时，控制排链停止运动。

进一步地，吊装设备包括控制器和抓取装置，控制器用于根据设计文件计算筋板位于底板表面的位置，并控制抓取装置抓取筋板并将其放置在底板的相应位置上。

进一步地，抓取装置包括两个夹持臂，每个夹持臂包括夹持端，两个夹持臂可沿与第一传输线的延伸方向垂直的方向移动，以使得两个夹持臂的夹持端之间靠拢或远离，当两个夹持端之间相互靠拢时，可夹紧筋板的与底板相连的连接板。

进一步地，夹持端上设置有夹持滚轮，夹持滚轮为沿上下方向间隔设置的多个，每个夹持滚轮的位置可沿与连接板相垂直的方向移动，以在夹紧连接板时，调整连接板与底板的角度。

进一步地，抓取装置还包括用于抵住筋板的顶部的限位臂，抓取装置可通过限位臂向筋板施加向下的压力，以使得筋板贴合在底板上。

进一步地，筋板包括与连接板垂直相连的顶板；抓取装置还包括用于抵住筋板的顶板的限位臂，所抓取装置可通过限位臂向筋板施加向下的压力，以使得筋板贴合在底板上；限位臂与筋板的顶板接触的端部设置有多个抵推滚轮，抵推滚轮为沿水平方向间隔设置的多个且可沿竖直方向移动。

进一步地，焊接设备为焊接机器人。

进一步地，焊接机器人的数量为多台，当连接至底板的筋板的数量为多块时，多台焊接机器人可对多块筋板同时进行焊接操作。

进一步地，还包括点焊设备，当筋板被吊运至底板的表面时，可对底板和筋板实施定位点焊。

进一步地，还包括划线设备，用于在底板上绘制用于标记筋板位置的标识符号，划线设备包括控制部，用于读取设计文件信息，并根据设计文件信息计算出标识符号在底板上的标识位置；执行部，根据输入部计算出的标识位置，在标识位置绘制出标识符号。

进一步地，还包括打磨设备，打磨设备包括驱动装置和打磨机头，驱动装置可驱动打磨机头对底板上的底漆和/或焊缝余高进行打磨。

进一步地，还包括的矫形设备，设置于板单元上方，用于对板单元的焊接变形进行矫正，包括可向下加压的加压模块和设置于加压模块下方的矫形滚轮，当板单元从矫形设备下方通过时，矫形滚轮可与板单元的上表面接触，并将来自加压模块的向下的压力传递至板单元，以对在矫形设备下方通过的板单元的焊接变形进行矫正。

本发明还提供了一种板单元制作工艺，板单元包括底板以及焊接在底板表面的筋板，板单元或其组成构件通过传输道传输至各加工工位，传输道包括相互平行的第一传输线和第二传输线，在板单元的制作过程中，板单元或其组成构件由第一传输线传输至第二传输线，板单元制作工艺包括以下步骤：底板传输，通过第一传输线将底板传输至用于装配筋板的工位；筋板传输，通过筋板运送系统将筋板从筋板备料区传输至第一传输线上；筋板吊运，通过吊装设备将被传输至第一传输线上的筋板吊运至底板的表面；焊接，通过焊接设备将筋板焊接在底板的表面；其中，筋板运送系统与第一传输线的尾端相连，包括多根排链，各根排链分别环绕在第一传输线上，每根排链环绕形成的平面与第一传输线的延伸方向垂直，每根排链沿其延伸方向间隔地设置有多个推料块，筋板放置于相邻的两个推料块之间，当排链环绕第一传输线运动时，可通过其上设置的推料块将筋板从筋板备料区推送至第一传输线上。

进一步地，吊装设备包括控制器和抓取装置，控制器用于根据设计文件计算筋板位于底板表面的位置，并控制抓取装置抓取筋板并将其放置在底板的位置上。

进一步地，抓取装置包括两个夹持臂，每个夹持臂包括夹持端，两个夹持臂可沿与第一传输线的延伸方向垂直的方向移动，以使得两个夹持臂的夹持端之间靠拢与远离，当两个夹持端之间相互靠拢时，可夹紧筋板的与底板相连的连接板。

进一步地，在焊接步骤之前，还包括筋板扶正步骤，即通过夹持端上设置的夹持滚轮调整连接板与底板的角度，夹持滚轮为沿上下方向间隔设置的多个，每个夹持滚轮的位置可沿与连接板相垂直的方向移动，以在夹紧连接板时，可调整连接板与底板的角度。

进一步地，在焊接步骤之前，还包括间隙调整步骤，即通过抓取装置的限位臂将筋板按压在筋板的表面，以消除筋板与底板之间的间隙，限位臂可抵住筋板的顶部，抓取装置可通过限位臂向筋板施加向下的压力，以使得筋板贴合在底板上。

进一步地，在筋板吊运步骤之后，还包括间隙调整步骤，即通过抓取装置的限位臂将筋板按压在底板的表面，以消除筋板与底板之间的间隙，其中，筋板包括与连接板垂直相连的顶板；限位臂可抵住筋板的顶板，所抓取装置可通过限位臂向筋板施加向下的压力，以使得筋板贴合在底板上；限位臂与筋板的顶板接触的端部设置有多个抵推滚轮，抵推滚轮为沿水平方向间隔设置的多个且可沿与顶板相垂直的方向移动。

进一步地，焊接设备为焊接机器人。

进一步地，焊接机器人的数量为多台，当连接至底板的筋板的数量为多块时，多台焊接机器人可对多块筋板同时进行焊接操作。

进一步地，在焊接步骤之前，还包括点焊步骤，即当筋板被吊运至底板的表面时，通过点焊设备对底板和筋板实施定位点焊。

进一步地，在焊接步骤之前，还包括划线步骤，通过划线设备在底板上绘制用于标记筋板位置的标识符号，划线步骤包括数据输入，通过划线设备的控制部读取设计文件信息，并根据设计文件信息计算出标识符号在底板上的标识位置；执行，在控制部的控制下，通过划线设备的执行部根据输入部计算出的标识位置，在标识位置绘制出标识符号。

进一步地，在焊接步骤之前，还包括打磨步骤，即通过打磨设备对底板上的底漆和/或焊缝余高进行打磨，打磨设备包括驱动装置和打磨机头，驱动装置可驱动打磨机头对底板上的底漆和/或焊缝余高进行打磨。

进一步地，在焊接步骤之后，还包括滚压矫形步骤，即通过矫形设备对板单元的焊接变形进行矫正，矫形设备设置于板单元上方，用于对板单元的焊接变形进行矫正，包括可向下加压的加压模块和设置于加压模块下方的矫形滚轮，当板单元从矫形设备下方通过时，矫形滚轮可与板单元的上表面接触，并将来自加压模块的向下的压力传递至板单元，以对在矫形设备下方通过的板单元的焊接变形进行矫正。

与现有技术相比，本发明的优点为：

1.筋板的输送和搬运采用自动物流及自动抓取，显著提高了板单元的制作效率；

2.筋板自动进行装配和定位，提高了筋板的装配精度；

3.改善打磨及划线作业方式，采用自动化打磨及定位划线作用，提高了作业精度和作业效率；

4.多个筋板可同时焊接，提高了作业效率。

附图说明

图1为板单元横截面图；

图2为本发明提供的板单元制作工艺装备的总体布置图；

图3为本发明提供的筋板运送系统的布置图；

图4为本发明提供的抓取装置的结构图；

图5-1为本发明提供的打磨设备的结构图；

图5-2为图5-1的左视图；

图6为本发明提供的间隙调整设备的结构图；

图7为本发明提供的矫形设备的结构图；

图8为本发明一个实施例提供的板单元制作工艺流程图；

图9为本发明另一个实施例提供的板单元制作工艺流程图。

元件标号说明

100板单元 101底板 102筋板 102a连接板 102b顶板

200工艺装备

210传输道 211第一传输线 212第二传输线

220吊装设备 221控制器 223抓取装置 223a夹持臂 223b夹持滚轮

223c限位臂 223d抵推滚轮

240打磨设备 241驱动装置 242打磨机头

250间隙调整设备

280矫形设备 281加压模块 282矫形滚轮

300筋板备料区 301料架

400筋板运送系统 401排链 402推料块

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”，不应理解为对本发明的限制。

以下以箱形梁为例对本发明中板单元的结构进行说明，但本发明中的板单元不止可应用于箱形梁结构中，也可应用于开口截面梁、箱体结构、框架结构等结构件中。箱形梁是一种应用非常普遍的大梁结构，可用于承受竖向、侧向弯曲载荷、扭转载荷、剪切载荷等，具有良好的力学综合性能。箱形梁由上面板、下面板和两侧腹板组成。在垂直向下载荷F的作用下，上面板以及两侧腹板的上部区域中存在压应力。根据材料力学可知，当板材的尺寸超过一定限度时，在压应力的作用下，板材会产生垂直于板材方向的屈曲变形，即板材丧失稳定性。而随着结构件的日益大型化，具有更大外形尺寸的板材不断被应用到结构中。为防止板材失稳，一个办法是增加板材的厚度，在相同外载的作用下降低板材中的压应力，但这不仅会增加结构的重量，从而增加整体结构的成本，并且太厚的板材工艺性往往较差，在大型结构中较少采用这种方法来解决板材的受压稳定性问题；另一个办法即在板材的表面焊接加强筋，例如上面板的下表面、下面板的上表面以及腹板的内侧表面焊接筋板，筋板(即加强筋)可阻止板材沿其垂直方向的变形，从而提高板材的抗压稳定性。箱形梁的下面板以及腹板的下侧在垂直向下载荷F的作用下，板材内部受拉应力作用，发生屈曲变形的风险较小，但板材在运输、安装的过程中，在其自身重力作用下，仍有发生失稳的风险，所以通常表面也需设置加强筋。

如上所述，在板材表面连接筋板是提高板材抗压稳定性的重要途径，所以表面连接有筋板的板材存在于大量的结构件中，是形成结构件的一种基本组成单元。在本发明中，将此基本单元称为板单元。图1示出一种板单元100的横截面图，板单元100包括底板101，以及设置在底板101表面的筋板102，下文以L型角钢为例，说明本发明的工作原理及工作过程。但本发明涉及的筋板102的形状不限于此，还可以为等边角钢或扁钢等。目前板单元的制作需要大量人工介入，生产成本高，劳动强度大，焊接返修率高。本发明的目的在于将板单元制作过程中的工序进行优化，利用新型自动化流水线工艺，改善现有制作方式和工艺方法，实现板单元制作工艺的升级，达到降低劳动强度、改善生产环境、提高生产质量的目的。

图2示出了本发明一个实施例提供的板单元100的制作工艺装备200，具体如下。

工艺装备200包括传输道210，传输道210用于将底板101、筋板102以及装配完毕的板单元100传送至各加工工位。需要说明的是，传输道210本身可具有驱动装置，也可仅起支撑导向的作用。在本发明的另一个实施例中，传输道210不仅可驱动板材沿传输道210的延伸方向向前移动，在某些位置处，也可驱动板材向后移动，以实现对板材位置的局部调整。在传输道210的传送方向上，设置有多个板材存储区211，板材(包括底板101，筋板102和板单元100)可在各个板材存储区211进行一定时间的停留，当被需要时，再继续向前传送至下一个工位。

在本发明中，传输道210呈折线状分布，即传输道210包括相互平行的第一传输线211和第二传输线212。在板单元100的制作过程中，板单元100或其组成构件(包括底板101和筋板102)由第一传输线211传输至第二传输线212。即板单元100的制作工艺从第一传输线211开始，在制作过程中由第一传输线211传输至第二传输线212。

在第一传输线211的尾段，设置有筋板运送系统400，筋板运送系统400用于将筋板202从筋板备料区300传送至第一传输线211上。本发明中，如图3和图4所示，筋板传送系统400设置在第一传输线211的尾段，包括多根排链401以及设置在排链401上的推料块402。排链401的延伸方向与第一传输线211的延伸方向垂直，各根排链401分别环绕在第一传输线211上，每根排链401环绕形成的平面与第一传输线211的延伸方向垂直。每根排链401沿其延伸方向间隔地设置有多个推料块402。筋板102放置在相邻两块推料块402之间，当排链401环绕第一传输线211运动时，可通过其上设置的推料块402将筋板202推送至第一传输线211上。在一个实施例中，筋板102的放置方向与第一传输线211的延伸方向平行，可为后续的筋板装配工序提供便利。

进一步地，当筋板102被传送至第一传输线211上之后，吊装设备220将筋板102吊起，并将之安置在待安装的底板101上。在另一个实施例中，当筋板102被传送至第一传输线211上之后，第一传输线211将筋板102传输至吊装设备220的下方，之后吊装设备220动作将筋板102吊装至底板101的表面。

进一步地，当筋板102被吊装至底板101的表面后，利用焊接设备270将筋板102焊接在底板101的表面，以形成板单元100。焊接设备270可以为现有技术中的焊接设备，更为优选的焊接设备270在下文中详述。

本发明提供的板单元制作工艺装备，利用传输道对板单元及其组成构件进行传输，采用自动物流及吊装技术，显著地提高了板单元的制作效率。在第一传输线的尾段设置筋板传送系统，可同步对底板和筋板进行传输，进一步提高了制作效率。

在一个优选实施例中，筋板备料区300内设置有料架301，料架301上储存有标准化筋板。标准化筋板102按需要储存在料架301上。本发明中，标准化筋板102指具有标准长度的筋板，在一个实施例中，板单元100的长度为15～30m，宽度为1.0～3.5m，标准化筋板的长度为9m。

在一个优选实施例中，如图4所示，用于从筋板备料区300运送筋板的排链401的数量可以为多条，多条排链401沿第一传输线211的延伸方向间隔地设置，每条排链401安装的推料块402与其他排链401上相应位置处的推料块402相互对齐，即多条排链401上的推料块402成排地设置，从而可在相邻的两排推料块402之间容纳筋板102。设置多条排链401可以提供足够的推力，且可使得筋板102在推动过程中保持稳定的方位，有利于后续的筋板装配工序。进一步地，第一传输线211上设置有检测装置，当检测装置检测到传送过来的筋板102时，排链401停止运送，吊装设备220将筋板102吊起，并将之安置在待安装的底板101上。在另一个实施例中，当检测装置检测到传送过来的筋板102时，第一传输线211将筋板102传输至吊装设备220的下方，之后吊装设备220动作将筋板102吊装至底板101的表面。当筋板102被吊装设备220吊起后，筋板运送系统400可开始运送下一组筋板102。

进一步地，吊装设备220安装在横跨传输道210的门架横梁上，门架可沿传输道210的延伸方向移动，从而可带动吊装设备200沿传输道210移动。在另一个实施例中，吊装设备220也可安装在位于传输道210上方的行车上。

在一个实施例中，吊装设备220包括控制器221和抓取装置223。控制器221用于根据设计文件计算筋板102位于底板101表面的位置，并控制抓取装置223抓取筋板102并将其放置在底板101的该位置上。抓取装置223是可在控制器221的控制下完成升降运动和横向移动的设备，横向移动的方向是指与第一传输线211的延伸方向相垂直的方向。抓取装置223可以是卡爪式抓取装置，也可以是磁吸式抓取装置。

图5-1和图5-2示出了一个优选实施例中抓取装置223的结构图。所述抓取装置223包括两个相对设置的夹持臂223a，每个夹持臂223a包括一个用于夹持筋板102的夹持端，两个夹持臂223a的两个夹持端也相对设置，从而可以夹持住筋板102。每个夹持臂223a可沿与第一传输线211的延伸方向相垂直的方向移动，以使得两个夹持臂211的两个夹持端之间可以相对靠拢或远离。进一步地，筋板102至少包括与底板101相连的连接板102a，当两个夹持端之间相互靠拢时，可夹紧该连接板102a。

进一步地，每个夹持端上设置有多个沿上下方向间隔设置的夹持滚轮223b，每个夹持滚轮223b可沿与连接板102a所在平面相垂直的方向移动。当夹持端夹持住连接板102a时，通过移动夹持滚轮223b，可以调整连接板102a与底板101的角度，例如将连接板102a调整至与底板101相互垂直的角度。

进一步地，抓取装置223还包括用于抵住所述筋板102的顶部的限位臂223c，抓取装置223可通过限位臂223c向筋板102施加向下的压力，以使得筋板102贴合在底板101上。由于筋板102在吊运过程中的变形等因素，当筋板102被搁置到底板101上时，可能与底板101之间存在空隙。空隙不仅会影响焊接质量，并且会在板单元100内部产生较大的内应力，影响板单元100的使用寿命。限位臂223c的作用在于压紧筋板102，消除筋板102与底板101之间的间隙。限位臂223c还有保持板单元100形状的作用，可以减少后续点焊工序中板单元100的焊接变形。在一个实施例中，筋板102包括与连接板102a垂直相连的顶板102b，例如角钢、T排等，在限位臂223c与顶板102b接触的端部沿水平方向间隔设置地设置有多个抵推滚轮223d，各个抵推滚轮223d可沿竖直方向移动，当通过夹持滚轮223b的移动调整连接板102a与底板101之间的角度时，相应地调整223d的位置，以避免在筋板102内部产生装配应力。另外，通过限位臂223c将筋板102压紧在底板101上，还可以减少点焊工序中板单元100的焊接变形，提高筋板102与底板101的装配精度。

进一步地，工艺装备200还包括焊接设备。焊接设备设置在焊接工位上，沿传送道210的传送方向，焊接工位位于划线工位的下游。在另一个实施例中，焊接工位位于装配工位的下游。焊接设备也可以是手工焊设备、埋弧自动焊设备等，在一个实施例中，焊接设备可以为焊接机器人，从而进一步提高该工艺流程的自动化程度。在另一个实施例中，焊接机器人的数量为多台，当在底板101上筋板102的数量为多块时，可对多块筋板102同时进行焊接，进一步提高效率。多台焊接机器人可通过协同系统进行控制，从而保证同时焊接的有序进行。

在一个优选实施例中，工艺装备200还包括划线设备。划线设备设置划线工位上。划线设备用于在待装配的底板101上绘制出用于标记筋板102安装位置的标识符号。筋板102在底板101上的位置是根据板单元100的承载要求，在设计阶段确定的。在板单元100的制作过程中，筋板102需被精确地连接在所需位置上。标识符号的作用是保证筋板102被放置在正确的位置上，即在放置筋板时，可以标识符号作为位置参照。当筋板102被安装在底板101上之后，可根据划线设备绘制的标识符号检验筋板102的位置精度偏差。标识符号的形式不作限定，例如线条、标记点等。另外，考虑到整体结构件的其他制作工艺，划线设备也可在底板101上绘制出用于标记隔板、腹板等其他板件位置的标识符号。

在一个优选实施例中，划线设备230包括控制部和执行部。在一个实施例中，控制部用于根据设置文件信息读取标识符号的标识位置，并控制执行部根据该标识位置在底板101上划线，在一个实施例中，执行部可以是机械臂。

在一个实施例中，划线工位上还设置有打磨设备240。在筋板102被焊接到底板101之前，底板101可能已经经历了涂装工序。底板101上的油漆会影响到焊接电弧的生成，从而对焊接质量产生影响。在一个优选实施例中，在划线设备在底板101上划线之前，先将底板210上待连接部位的油漆打磨掉。另外，底板101可能是由数块板材通过对接焊缝焊接而成的，如图5所示，当筋板102与该对接焊缝有交叉时，需先利用打磨设备240将焊缝余高部分先进行打磨至与底板101的表面齐平。

图6示出了一个实施例中打磨设备240的结构图。打磨设备240包括驱动装置241和打磨机头242，所述驱动装置241可驱动打磨机头242进行移动。在一个实施例中，打磨机头242可以包括打磨砂轮。打磨砂轮在高速旋转的过程中，可对底板101上的油漆和焊缝余高部分进行打磨。

在另一个实施例中，装配工位上还设置有点焊设备，点焊设备的作用在于将位置调整好后的筋板102用点焊的方式初步固定于底板102的表面，使得板单元100在移至下个工位的过程中，底板101与筋板102之间不会发生相对位移。用点焊的方式对筋板102进行固定，具有较高的操作效率，且对板材的力学性能不会产生实质影响。点焊可以人工进行，也可以借助自动焊接设备。在一个实施例中，点焊设备为焊接机器人，进一步提高工艺装备200的自动化水平。

在一个实施例中，如图2所示，工艺装备200还包括矫形设备280。矫形设备280设置在矫形工位上，沿传输道210的传送方向，矫形工位位于焊接工位的下游。板单元100在经过焊接后会产生焊接变形。矫形设备的目的在于消除该焊接变形，使板单元100的外形尽可能恢复至平整的状态。

在一个实施例中，如图7所示，矫形设备280设置传输道210的上方，包括加压模块281和设置于加压模块281下方的矫形滚轮282。当板单元100从矫形设备280下方，即矫形滚轮282与传送道210之间通过时，矫形滚轮282向下移动至与板材接触，此时加压模块281向下施加压力，此压力由矫形滚轮282传递至板单元100，当板单元100由矫形滚轮282下方通过时，可在该压力的作用下恢复至平整的状态。在本发明中，板单元的矫正过程无需额外安排时间，只需在正常传送过程中即可完成矫正，较高了制造效率；另外，利用专用设备保证矫正精度，避免了人工火工矫正的不可控性，提高了制造精度。

在一个实施例中，工艺装备200包括控制系统，在对板单元100进行加工之前，预先将板单元100的形状尺寸数据输入至控制系统中。进一步地，控制系统与传输道210上的检测装置以及工艺装备200中的各加工设备连接，控制系统根据待加工的板单元100的形状尺寸数据，控制传输道210将板单元100或板单元100的各组成构件传输到待加工位置，以及对各加工设备的位置进行定位调整，以实现整个工艺装备的自动化。

本发明提供的板单元制作工艺装备，包括用于传输板单元以及板单元组成构件的传输道，采用自动物流及抓取技术，显著地提高了板单元的制作效率。在第一传输线的尾段设置筋板传送系统，可同步对底板和筋板进行传输，进一步提高了制作效率。

另外，本发明提供的板单元制作工艺装备还包括划线设备、打磨设备、矫形设备等，进一步提高了板单元的定位、装配和制作的精度和效率。本发明提供的板单元制作工艺装备利用新型自动化流水线工艺，改善现有制作方式和工艺方法，实现板单元制作工艺的升级，达到降低劳动强度、改善生产环境、提高生产质量的目的。

如图8所示，本发明还提供了一种板单元制作工艺，用于将筋板102焊接在底板101的表面，该制作工艺包括以下步骤：

本发明还提供了一种板单元100的制作工艺，板单元100包括底板101以及焊接在底板101表面的筋板102，板单元100或其组成构件通过传输道210传输至各加工工位，传输道210包括相互平行的第一传输线211和第二传输线212，在板单元100的制作过程中，板单元100或其组成构件由第一传输线211传输至第二传输线212，板单元100的制作工艺包括以下步骤：

底板传输S101，通过第一传输线211将底板102传输至用于装配筋板102的工位；

筋板传输S102，通过筋板运送系统400将筋板102从筋板备料区300传输至第一传输线211上；

筋板吊运S103，通过吊装设备220将被传输至第一传输线上211的筋板102吊运至底板101的表面；

焊接S104，通过焊接设备270将筋板102焊接在底板101的表面；其中，筋板运送系统400与第一传输线211的尾端相连，包括与第一传输线211垂直设置的排链401，排链401的一端连接筋板备料区300，另一端环绕在第一传输线211上，沿排链401的延伸方向间隔地设置有多个推料块402，筋板102与第一传输线211的延伸方向平行地放置于相邻的两块推料块402之间，当排链401环绕第一传输线211运动时，可通过其上设置的推料块402将筋板102从筋板备料区300推送至第一传输线211上。

本发明提供的板单元制作工艺，利用传输道对板单元及其组成构件进行传输，采用自动物流及吊装技术，显著地提高了板单元的制作效率。在第一传输线的尾段设置筋板传送系统，可同步对底板和筋板进行传输，进一步提高了制作效率。

进一步地，吊装设备220包括控制器221和抓取装置223，控制器221用于根据设计文件计算筋板102位于底板101表面的位置，并控制抓取装置223抓取筋板102并将其放置在底板101的相应位置上。

进一步地，抓取装置223包括两个夹持臂223a，每个夹持臂223a包括夹持端，两个夹持臂可沿与第一传输线211的延伸方向垂直的方向移动，以使得两个夹持臂223a的夹持端之间靠拢与远离，当两个夹持端223a之间相互靠拢时，可夹紧筋板102的与底板101相连的连接板102a。

如图9所示，在另一个实施例中，在焊接步骤S104之前，还包括筋板扶正步骤S203，即通过夹持端上设置的夹持滚轮223b调整连接板102a与底板101的角度，夹持滚轮223b为沿上下方向间隔设置的多个，每个夹持滚轮223b的位置可沿与连接板102a相垂直的方向移动，以在夹紧连接板102a时，可调整连接板102a与底板101的角度。

进一步地，在焊接步骤S104之前，还包括间隙调整步骤S204，即通过抓取装置223的限位臂223c将筋板102按压在底板101的表面，以消除筋板102与底板101之间的间隙，限位臂223c可抵住筋板102的顶部，抓取装置223可通过限位臂223c向筋板102施加向下的压力，以使得筋板102贴合在底板101上。

在另一个实施例中，筋板102包括与连接板102a垂直相连的顶板102b；限位臂223c可抵住筋板102的顶板102b，抓取装置223可通过限位臂223c向筋板102施加向下的压力，以使得筋板102贴合在底板101上；限位臂223c与筋板102的顶板102b接触的端部设置有多个抵推滚轮223d，抵推滚轮223d为沿水平方向间隔设置的多个且可沿与顶板102b相垂直的方向移动。

进一步地，焊接设备270为焊接机器人。

进一步地，焊接机器人的数量为多台，当连接至底板101的筋板102的数量为多块时，多台焊接机器人可对多块筋板102同时进行焊接操作。

进一步地，在筋板吊运步骤S103之后，还包括点焊步骤S205，即当筋板102被吊运至底板101的表面时，通过点焊设备260对底板101和筋板102实施定位点焊。

进一步地，在焊接步骤S104之前，还包括划线步骤S202，通过划线设备230在底板101上绘制用于标记筋板102位置的标识符号，划线步骤S800包括数据输入步骤S801，通过划线设备230的控制部231读取设计文件信息，并根据设计文件信息计算出标识符号在底板101上的标识位置；执行，在控制部231的控制下，通过划线设备230的执行部232根据输入部计算出的标识位置，在标识位置绘制出标识符号。

进一步地，在焊接步骤S202之前，还包括打磨步骤S201，即通过打磨设备240对底板101上的底漆和/或焊缝余高进行打磨，打磨设备240包括驱动装置241和打磨机头242，驱动装置241可驱动打磨机头242对底板101上的底漆和/或焊缝余高进行打磨。

进一步地，在焊接步骤S104之后，还包括矫形步骤S206，即通过矫形设备280对板单元100的焊接变形进行矫正，矫形设备280设置于板单元100上方，用于对板单元100的焊接变形进行矫正，包括可向下加压的加压模块281和设置于加压模块281下方的矫形滚轮282，当板单元100从矫形设备280下方通过时，矫形滚轮282可与板单元100的上表面接触，并将来自加压模块281的向下的压力传递至板单元100，以对在矫形设备下方通过的板单元100的焊接变形进行矫正。

本发明提供的板单元制作工艺，包括用于传输板单元以及板单元组成构件的传输道，采用自动物流及抓取技术，显著地提高了板单元的制作效率。在第一传输线的尾段设置筋板传送系统，可同步对底板和筋板进行传输，进一步提高了制作效率。

另外，本发明提供的板单元制作工艺还包括划线步骤、打磨步骤、矫形步骤等，进一步提高了板单元的定位、装配和制作的精度和效率。本发明提供的板单元制作工艺利用新型自动化流水线工艺，改善现有制作方式和工艺方法，实现板单元制作工艺的升级，达到降低劳动强度、改善生产环境、提高生产质量的目的。

上述的说明是本发明中具体实施方式的实施例，用于更清楚地说明本发明的发明构思，但其并非是用于对本发明的权利要求范围的限定。根据本发明的发明构思，本领域技术人员能够容易地变型和修改上述的实施例，这些属于本发明的发明构思内的变型和修改均包含在本发明后附的权利要求的范围之内。

Claims (27)

1.一种板单元制作工艺装备，所述板单元包括底板以及焊接在所述底板表面的筋板，其特征在于，包括：

传输道，用于将所述板单元或其组成构件传输至各加工工位，所述传输道包括相互平行的第一传输线和第二传输线，在所述板单元的制作过程中，所述板单元和/或其组成构件由所述第一传输线传输至所述第二传输线；

筋板运送系统，与所述第一传输线的尾段相连，用于将所述筋板从筋板备料区运送至所述第一传输线上，所述筋板运送系统包括多根排链，各根所述排链分别环绕在所述第一传输线上，每根所述排链环绕形成的平面与所述第一传输线的延伸方向垂直，每根所述排链沿其延伸方向间隔地设置有多个推料块，所述筋板放置于相邻的两个所述推料块之间，当所述排链环绕所述第一传输线运动时，可通过其上设置的所述推料块将所述筋板从筋板备料区推送至所述第一传输线上；

吊装设备，用于将被推送至所述第一传输线上的所述筋板吊运至所述底板的表面；

焊接设备，用于将所述筋板焊接在所述底板的表面。

2.根据权利要求1所述的板单元制作工艺装备，其特征在于，所述排链的数量为沿所述第一传输线的延伸方向间隔设置的多条，每条所述排链上的所述推料块与其他所述排链上相应位置处的所述推料块相互对齐。

3.根据权利要求1所述的板单元制作工艺装备，其特征在于，所述筋板备料区设置有料架，所述筋板被切割成等长度的标准化筋板单元存放于所述料架上。

4.根据权利要求1所述的板单元制作工艺装备，其特征在于，所述第一传输线上设置有检测开关，当所述检测开关检测到所述筋板被运送至所述第一传输线上时，控制所述排链停止运动。

5.根据权利要求1所述的板单元制作工艺装备，其特征在于，所述吊装设备包括控制器和抓取装置，所述控制器用于根据设计文件计算所述筋板位于所述底板表面的位置，并控制所述抓取装置抓取所述筋板并将其放置在所述底板的相应位置上。

6.根据权利要求5所述的板单元制作工艺装备，其特征在于，所述抓取装置包括两个夹持臂，每个所述夹持臂包括夹持端，两个所述夹持臂可沿与所述第一传输线的延伸方向垂直的方向移动，以使得两个所述夹持臂的所述夹持端之间靠拢或远离，当两个所述夹持端之间相互靠拢时，可夹紧所述筋板的与所述底板相连的连接板。

7.根据权利要求6所述的板单元制作工艺装备，其特征在于，所述夹持端上设置有夹持滚轮，所述夹持滚轮为沿上下方向间隔设置的多个，每个所述夹持滚轮的位置可沿与所述连接板相垂直的方向移动，以在夹紧所述连接板时，调整所述连接板与所述底板的角度。

8.根据权利要求6所述的板单元制作工艺装备，其特征在于，所述抓取装置还包括用于抵住所述筋板的顶部的限位臂，所述抓取装置可通过所述限位臂向所述筋板施加向下的压力，以使得所述筋板贴合在所述底板上。

9.根据权利要求7所述的板单元制作工艺装备，其特征在于，

所述筋板包括与所述连接板垂直相连的顶板；

所述抓取装置还包括用于抵住所述筋板的所述顶板的限位臂，所述抓取装置可通过所述限位臂向所述筋板施加向下的压力，以使得所述筋板贴合在所述底板上；

所述限位臂与所述筋板的顶板接触的端部设置有多个抵推滚轮，所述抵推滚轮沿水平方向间隔设置且可沿竖直方向移动。

10.根据权利要求1所述的板单元制作工艺装备，其特征在于，所述焊接设备为焊接机器人。

11.根据权利要求10所述的板单元制作工艺装备，其特征在于，所述焊接机器人的数量为多台，当连接至所述底板的所述筋板的数量为多块时，多台所述焊接机器人可对多块所述筋板同时进行焊接操作。

12.根据权利要求1所述的板单元制作工艺装备，其特征在于，还包括点焊设备，当所述筋板被吊运至所述底板的表面时，可对所述底板和所述筋板实施定位点焊。

13.根据权利要求1所述的板单元制作工艺装备，其特征在于，还包括划线设备，用于在所述底板上绘制用于标记所述筋板位置的标识符号，所述划线设备包括

控制部，用于读取设计文件信息，并根据所述设计文件信息计算出所述标识符号在所述底板上的标识位置；

执行部，根据所述控制部计算出的所述标识位置，在所述标识位置绘制出所述标识符号。

14.根据权利要求1或13所述的板单元制作工艺装备，其特征在于，还包括打磨设备，所述打磨设备包括驱动装置和打磨机头，所述驱动装置可驱动所述打磨机头对所述底板上的底漆和/或焊缝余高进行打磨。

15.根据权利要求1所述的板单元制作工艺装备，其特征在于，还包括的矫形设备，设置于所述板单元上方，用于对所述板单元的焊接变形进行矫正，包括可向下加压的加压模块和设置于所述加压模块下方的矫形滚轮，当所述板单元从所述矫形设备下方通过时，所述矫形滚轮可与所述板单元的上表面接触，并将来自所述加压模块的向下的压力传递至所述板单元，以对在所述矫形设备下方通过的所述板单元的焊接变形进行矫正。

16.一种板单元制作工艺，所述板单元包括底板以及焊接在所述底板表面的筋板，其特征在于，所述板单元或其组成构件通过传输道传输至各加工工位，所述传输道包括相互平行的第一传输线和第二传输线，在所述板单元的制作过程中，所述板单元或其组成构件由所述第一传输线传输至所述第二传输线，所述板单元制作工艺包括以下步骤：

底板传输，通过所述第一传输线将所述底板传输至用于装配所述筋板的工位；

筋板传输，通过筋板运送系统将所述筋板从筋板备料区传输至所述第一传输线上；

筋板吊运，通过吊装设备将被传输至所述第一传输线上的所述筋板吊运至所述底板的表面；

焊接，通过焊接设备将所述筋板焊接在所述底板的表面；

其中，所述筋板运送系统与所述第一传输线的尾端相连，包括多根排链，各根所述排链分别环绕在所述第一传输线上，每根所述排链环绕形成的平面与所述第一传输线的延伸方向垂直，每根所述排链沿其延伸方向间隔地设置有多个推料块，所述筋板放置于相邻的两个所述推料块之间，当所述排链环绕所述第一传输线运动时，可通过其上设置的所述推料块将所述筋板从筋板备料区推送至所述第一传输线上。

17.根据权利要求16所述的板单元制作工艺，其特征在于，所述吊装设备包括控制器和抓取装置，所述控制器用于根据设计文件计算所述筋板位于所述底板表面的位置，并控制所述抓取装置抓取所述筋板并将其放置在所述底板表面的所述位置上。

18.根据权利要求17所述的板单元制作工艺，其特征在于，所述抓取装置包括两个夹持臂，每个所述夹持臂包括夹持端，两个所述夹持臂可沿与所述第一传输线的延伸方向垂直的方向移动，以使得两个所述夹持臂的所述夹持端之间靠拢与远离，当两个所述夹持端之间相互靠拢时，可夹紧所述筋板与所述底板相连的连接板。

19.根据权利要求17所述的板单元制作工艺，其特征在于，在所述焊接步骤之前，还包括筋板扶正步骤，即通过所述夹持端上设置的夹持滚轮调整所述连接板与所述底板的角度，所述夹持滚轮为沿上下方向间隔设置的多个，每个所述夹持滚轮的位置可沿与所述连接板相垂直的方向移动，以在夹紧所述连接板时，可调整所述连接板与所述底板的角度。

20.根据权利要求19所述的板单元制作工艺，其特征在于，在所述焊接步骤之前，还包括间隙调整步骤，即通过所述抓取装置的限位臂将所述筋板按压在所述底板的表面，以消除所述筋板与所述底板之间的间隙，所述限位臂可抵住所述筋板的顶部，所述抓取装置可通过所述限位臂向所述筋板施加向下的压力，以使得所述筋板贴合在所述底板上。

21.根据权利要求7所述的板单元制作工艺，其特征在于，在所述筋板吊运步骤之后，还包括间隙调整步骤，即通过所述抓取装置的限位臂将所述筋板按压在所述筋板的表面，以消除所述筋板与所述底板之间的间隙，其中，

所述筋板包括与所述连接板垂直相连的顶板；

所述限位臂可抵住所述筋板的所述顶板，所述抓取装置可通过所述限位臂向所述筋板施加向下的压力，以使得所述筋板贴合在所述底板上；

所述限位臂与所述筋板的顶板接触的端部设置有多个抵推滚轮，所述抵推滚轮沿水平方向间隔设置且可沿与所述顶板相垂直的方向移动。

22.根据权利要求16所述的板单元制作工艺，其特征在于，所述焊接设备为焊接机器人。

23.根据权利要求22所述的板单元制作工艺，其特征在于，所述焊接机器人的数量为多台，当连接至所述底板的所述筋板的数量为多块时，多台所述焊接机器人可对多块所述筋板同时进行焊接操作。

24.根据权利要求16所述的板单元制作工艺，其特征在于，在所述焊接步骤之前，还包括点焊步骤，即当所述筋板被吊运至所述底板的表面时，通过点焊设备对所述底板和所述筋板实施定位点焊。

25.根据权利要求16所述的板单元制作工艺，其特征在于，在所述焊接步骤之前，还包括划线步骤，通过划线设备在所述底板上绘制用于标记所述筋板位置的标识符号，所述划线步骤包括：

数据输入，通过所述划线设备的所述控制部读取设计文件信息，并根据所述设计文件信息计算出所述标识符号在所述底板上的标识位置；

执行，在所述控制部的控制下，通过所述划线设备的执行部根据所述输入部计算出的所述标识位置，在所述标识位置绘制出所述标识符号。

26.根据权利要求16或25所述的板单元制作工艺，其特征在于，在所述焊接步骤之前，还包括打磨步骤，即通过打磨设备对所述底板上的底漆和/或焊缝余高进行打磨，所述打磨设备包括驱动装置和打磨机头，所述驱动装置可驱动所述打磨机头对所述底板上的底漆和/或焊缝余高进行打磨。

27.根据权利要求16所述的板单元制作工艺，其特征在于，在所述焊接步骤之后，还包括滚压矫形步骤，即通过矫形设备对所述板单元的焊接变形进行矫正，所述矫形设备设置于所述板单元上方，用于对所述板单元的焊接变形进行矫正，包括可向下加压的加压模块和设置于所述加压模块下方的矫形滚轮，当所述板单元从所述矫形设备下方通过时，所述矫形滚轮可与所述板单元的上表面接触，并将来自所述加压模块的向下的压力传递至所述板单元，以对在所述矫形设备下方通过的所述板单元的焊接变形进行矫正。