CN108067771A - 用于集装箱的自动焊接设备和自动焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于集装箱的自动焊接设备和自动焊接方法，其中自动焊接设备具有机架，且自动焊接设备包括：升降导向机构，其包括起重装置和升降平台，起重装置位于所述机架的顶端，起重装置与升降平台连接并可使升降平台上下升降；焊接机构导向柱，焊接机构导向柱的一端固定至升降平台，且焊接机构导向柱的另一端延伸穿过机架的顶端并可随升降平台一起相对于机架可上下移动；以及焊接机构，焊接机构连接至焊接机构导向柱并可沿焊接机构导向柱上下滑动，焊接机构包括：焊枪；以及控制装置，控制装置配置为控制焊枪进行焊接操作。该自动焊接设备可实现自动焊接，从而减少焊接工作量、节省人力。

Description

用于集装箱的自动焊接设备和自动焊接方法
技术领域
本发明涉及集装箱领域，尤其涉及一种用于集装箱的自动焊接设备和自动焊接方法。
背景技术
集装箱中有很多待焊接件，其中特别是集装箱的内侧板与角柱搭接处。因此，现有技术中对集装箱的内侧板与角柱的焊接，通常是采用工人进行手工焊接的方式。这种手工焊接方式一方面需要的人工多，劳动强度大；另一方面，由于工人之间的焊接技能存在差异，导致焊接质量往往参差不齐。
因此，需要提供一种用于集装箱的自动焊接设备和自动焊接方法，以解决上述问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，公开了一种用于集装箱的自动焊接设备，所述自动焊接设备具有机架，其中所述自动焊接设备包括：升降导向机构，所述升降导向机构包括起重装置和升降平台，所述起重装置位于所述机架的顶端，所述起重装置与所述升降平台连接并可使所述升降平台上下升降；焊接机构导向柱，所述焊接机构导向柱的一端固定至所述升降平台，且所述焊接机构导向柱的另一端延伸穿过所述机架的顶端并可随所述升降平台一起相对于所述机架可上下移动；以及焊接机构，所述焊接机构连接至所述焊接机构导向柱并可沿所述焊接机构导向柱上下滑动，所述焊接机构包括：焊枪；以及控制装置，所述控制装置配置为控制所述焊枪进行焊接操作。
根据本发明的自动焊接设备能够实现焊接机构的自动升降以及自动焊接，并且通过将连接有焊接机构的焊接机构导向柱固定至升降平台，一方面可以使焊接机构在焊接机构导向柱上下滑动，另一方面还可以使焊接机构与焊接机构导向柱一起随升降平台上下升降，根据本发明的该技术方案不仅能够自动、精确地进行焊接操作，而且增加了焊接操作中的灵活性，并且该焊接工序最多只需要一个人操作，节省了人力成本，同时通过机械化作业替代了人工作业，降低了工人的劳动强度并提高了工作效率，同时还可以提高焊接质量。
优选地，所述焊接机构还包括仿形装置，所述仿形装置包括四连杆部和气缸，在所述四连杆部上设置有仿形杆，在所述仿形杆上设有仿形针，所述焊枪设置在所述仿形针的上方，所述气缸可驱动所述四连杆部伸出和缩回，当所述四连杆部伸出时，所述仿形针可搭接在待焊接处。
优选地，所述焊接机构还包括旋转驱动装置，所述仿形装置连接至所述旋转驱动装置，所述旋转驱动装置可驱动所述仿形装置在焊接位置和收回位置之间旋转，当所述仿形装置处于所述焊接位置时，所述仿形杆延伸出所述升降平台之外，且所述焊枪可进行焊接操作，当所述仿形装置处于所述收回位置时，所述仿形杆处于所述升降平台内侧。
优选地，所述焊接机构还包括探测开关，所述探测开关可探测待焊接处，且所述控制装置配置为在所述探测开关探测到待焊接处时控制所述焊枪进行焊接操作。
优选地，所述焊接机构还包括滑动驱动装置，所述滑动驱动装置可驱动所述焊接机构沿所述焊接机构导向柱上下滑动。
优选地，所述起重装置包括起重机和设置在所述起重机中的钢丝绳，所述钢丝绳的一端连接至所述升降平台。
优选地，所述钢丝绳的另一端连接有配重块。
优选地，所述起重装置还包括制动机。
优选地，所述升降导向机构还包括多个平台导向柱，所述多个平台导向柱的一端分别固定至所述升降平台，所述多个平台导向柱的另一端分别延伸穿过所述机架的顶端并相对于所述机架可上下移动。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种使用上述自动焊接设备的自动焊接方法，所述自动焊接方法包括：S1当集装箱放置到位时，控制所述起重装置使所述升降平台下降；S2当所述升降平台下降经过所述集装箱的楣板后，控制所述焊接机构沿所述焊接机构导向柱上升；S5当所述升降平台下降到底部且所述焊接机构上升到顶部时，控制所述焊枪进行焊接。
优选地，步骤S5中控制所述焊枪进行焊接之前还包括：S3驱动仿形装置从收回位置旋转至焊接位置。
优选地，步骤S3之后且步骤S5之前还包括：S4驱动四连杆部伸出，以使仿形针搭接在待焊接处。
根据本发明的自动焊接方法能够实现焊接机构的自动升降以及自动焊接，并且通过将连接有焊接机构的焊接机构导向柱固定至升降平台，一方面可以使焊接机构在焊接机构导向柱上下滑动，另一方面还可以使焊接机构与焊接机构导向柱一起随升降平台上下升降，根据本发明的该技术方案不仅能够自动、精确地进行焊接操作，而且增加了焊接操作中的灵活性，并且该焊接工序最多只需要一个人操作，节省了人力成本，同时通过机械化作业替代了人工作业，降低了工人的劳动强度并提高了工作效率，同时还可以提高焊接质量。
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是根据本发明的一个实施方式的自动焊接设备的主视示意图；
图2是根据本发明的一个实施方式的自动焊接设备的左视示意图；
图3是根据本发明的一个实施方式的自动焊接设备以及集装箱的俯视示意图；以及
图4是根据本发明的一个实施方式的自动焊接方法的流程示意图。
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。
本发明提供了一种自动焊接设备，如图1所示。可以理解，该自动焊接设备可以对任何适合于该自动焊接设备的待焊接件进行焊接，下文仅以集装箱的内侧板与角柱之间的焊接为例对该自动焊接设备进行详细描述。
如图1-2所示，该自动焊接设备100具有机架140，机架140可以放置在地面上。进一步，自动焊接设备100包括升降导向机构110、焊接机构导向柱120以及焊接机构130。下文将对其进行详细描述。
具体地，升降导向机构110包括起重装置111和升降平台112。起重装置111放置于机架140的顶端，起重装置111与升降平台112连接，并可使升降平台112上下升降。进一步，起重装置111包括起重机，优选地，该起重机可以为卷扬机。卷扬机进一步包括导向轮111a和连接在导向轮111a上的钢丝绳111b，钢丝绳111b的一端连接至升降平台112，从而在卷扬机的作用下，升降平台112可以上下移动。由于升降平台112的重量过高，进一步优选地，钢丝绳111b的另一端连接有配重块111c。
优选地，起重装置111中还包括制动机(未示出)，从而当升降平台112在升降的过程中需要在某个位置停止时，制动机可以使升降平台112随时停止，从而增加了操作的灵活性。
如图1-3所示，为保持升降平台112在升降时的稳定性，优选地，升降导向机构110还包括三个平台导向柱113，该三个平台导向柱113的一端均分别固定至升降平台112，且三个平台导向柱113的另一端均分别延伸穿过机架140的顶端并可随升降平台112一起相对于机架140可移动。优选地，该三个平台导向柱113间隔均匀地固定至升降平台112，平台导向柱113可随升降平台112一起上下移动，并且在平台导向柱113的作用下，升降平台112可以直线上下。虽然在图示实施方式中，升降导向机构110包括三个平台导向柱113，但是可以理解，本领域技术人员可以根据实际需要设置其他数量的平台导向柱，例如2个或4个、5个等。
下文对焊接机构导向柱以及焊接机构进行描述。
如图1和图2所示，焊接机构导向柱120的一端固定至升降平台112并可随升降平台112上下升降，且焊接机构导向柱120的另一端延伸穿过机架140的顶端。
焊接机构130连接在焊接机构导向柱120上并可滑动驱动装置134的驱动下沿焊接机构导向柱120上下滑动。优选地，该滑动驱动装置134可以为升降电机，升降电机可驱动焊接机构130沿焊接机构导向柱120上下滑动。具体地，焊接机构130包括焊枪131、仿形装置132、旋转驱动装置133、滑动驱动装置134、探测开关以及控制装置。下文将一一对其进行描述。
仿形装置132包括四连杆部141和气缸(未示出)。四连杆部141上设置有仿形杆143，仿形杆143连接有仿形针144，焊枪131设置在仿形针144的正上方，实现跟踪焊缝的目的。气缸可驱动四连杆部141伸出和缩回，当四连杆部141伸出时，仿形针144可搭接在焊道位置，通过气缸动作，仿行针144下落，焊枪131进行焊接。
结合图3所示，旋转驱动装置133可驱动仿形装置132在焊接位置A和收回位置B之间旋转。优选地，该旋转驱动装置133为涡轮电机，仿形装置132连接至该涡轮电机。当仿形装置132处于焊接位置A时，仿形杆143延伸出升降平台112之外，且搭接到焊道位置，即集装箱200的内侧板230和角件220之间，从而焊枪131可进行焊接操作；而当仿形装置132处于收回位置B时，仿形杆143处于升降平台112的内侧，以避免与楣板210干涉。
优选地，焊接机构130还包括探测开关和控制装置，探测开关可探测待焊接处，控制装置配置为在探测开关探测到待焊接处时控制焊枪进行焊接操作。优选地，焊接机构130包括多个探测开关，从而可方便地为控制装置的执行提供信号，进而实现各机构的自动化动作。
如图1和图3所示，优选地，自动焊接设备100包括两个焊接机构导向柱120以及与两个焊接机构导向柱120分别对应的焊接机构130。当对集装箱200的内侧板230和角柱210进行焊接操作时，两个焊接机构导向柱120以及焊接机构130可分别在集装箱200内部两侧分别对内侧板230和角柱210进行焊接，提高了焊接效率。
根据本发明的自动焊接方法能够实现焊接机构的自动升降以及自动焊接，并且通过将连接有焊接机构的焊接机构导向柱固定至升降平台，一方面可以使焊接机构在焊接机构导向柱上下滑动，另一方面还可以使焊接机构与焊接机构导向柱一起随升降平台上下升降，根据本发明的该技术方案不仅能够自动、精确地进行焊接操作，而且增加了焊接操作中的灵活性，并且该焊接工序最多只需要一个人操作，节省了人力成本，同时通过机械化作业替代了人工作业，降低了工人的劳动强度并提高了工作效率，同时还可以提高焊接质量。
下文将结合图4对利用上述自动焊接设备进行的自动焊接方法进行详细描述。
如图4所示，首先进行步骤S1：当集装箱200放置到位时，控制起重装置111使升降平台112下降。此处所述的集装箱200放置到位是指自动焊接设备的主体结构，例如升降导向机构110、焊接机构导向柱120、焊接机构130等容置在集装箱200的内部。其中可通过感应开关来检测集装箱200是否放置到位，从而系统基于检测结果而控制起重装置111动作，也可通过操作人员目视检查集装箱是否放置到位，从而手动控制起重装置111动作。
接下来是步骤S2：当升降平台112下降经过集装箱200的楣板210后，控制焊接机构130沿焊接机构导向柱120上升。当升降平台112下降到底部时，间断焊接机构130也上升到顶部。
接着进行步骤S3：当升降平台112下降到底部且焊接机构130上升到顶部时，旋转驱动装置133驱动仿形装置132从收回位置B旋转至焊接位置A，接着进入步骤S4。
在步骤S4中，气缸驱动四连杆部141伸出，以使仿形针144搭接在集装箱200的内侧板230和角件220之间处。然后进入步骤S5。
在步骤S5中，控制装置控制焊枪131进行焊接操作。优选地，控制装置通过PLC程序控制从而实现间断焊接，并且焊接一定长度后下落一段距离再进行重复焊接。
当焊接到集装箱的底部后，仿形装置132从焊接位置A旋转至收回位置B，并且升降平台112以及焊接机构130上升，当两者到达顶部后，自动焊接设备停止动作，一个循环动作结束。
根据本发明的自动焊接方法能够实现焊接机构的自动升降以及自动焊接，并且通过将连接有焊接机构的焊接机构导向柱固定至升降平台，一方面可以使焊接机构在焊接机构导向柱上下滑动，另一方面还可以使焊接机构与焊接机构导向柱一起随升降平台上下升降，根据本发明的该技术方案不仅能够自动、精确地进行焊接操作，而且增加了焊接操作中的灵活性，并且该焊接工序最多只需要一个人操作，节省了人力成本，同时通过机械化作业替代了人工作业，降低了工人的劳动强度并提高了工作效率，同时还可以提高焊接质量。
应当了解，上述实施方式提供了用于集装箱的内侧板和角件的自动焊接方法的优选实施方式，实际上，该自动焊接设备和方法也可以用于集装箱的其他位置的焊接。可以理解，上述自动焊接方法中各个步骤的顺序可以是同时或者先后进行，根据需求调节其顺序。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
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。本领域技术人员可以理解的是，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 (12)

1.一种用于集装箱的自动焊接设备，所述自动焊接设备具有机架，其特征在于，所述自动焊接设备包括：
升降导向机构，所述升降导向机构包括起重装置和升降平台，所述起重装置位于所述机架的顶端，所述起重装置与所述升降平台连接并可使所述升降平台上下升降；
焊接机构导向柱，所述焊接机构导向柱的一端固定至所述升降平台，且所述焊接机构导向柱的另一端延伸穿过所述机架的顶端并可随所述升降平台一起相对于所述机架可上下移动；以及
焊接机构，所述焊接机构连接至所述焊接机构导向柱并可沿所述焊接机构导向柱上下滑动，所述焊接机构包括：
焊枪；以及
控制装置，所述控制装置配置为控制所述焊枪进行焊接操作。
2.如权利要求1所述的自动焊接设备，其特征在于，所述焊接机构还包括：
仿形装置，所述仿形装置包括四连杆部和气缸，在所述四连杆部上设置有仿形杆，在所述仿形杆上设有仿形针，所述焊枪设置在所述仿形针的上方，所述气缸可驱动所述四连杆部伸出和缩回，当所述四连杆部伸出时，所述仿形针可搭接在待焊接处。
3.如权利要求2所述的自动焊接设备，其特征在于，所述焊接机构还包括：
旋转驱动装置，所述仿形装置连接至所述旋转驱动装置，所述旋转驱动装置可驱动所述仿形装置在焊接位置和收回位置之间旋转，当所述仿形装置处于所述焊接位置时，所述仿形杆延伸出所述升降平台之外，且所述焊枪可进行焊接操作，当所述仿形装置处于所述收回位置时，所述仿形杆处于所述升降平台内侧。
4.如权利要求1所述的自动焊接设备，其特征在于，所述焊接机构还包括探测开关，所述探测开关可探测待焊接处，且所述控制装置配置为在所述探测开关探测到待焊接处时控制所述焊枪进行焊接操作。
5.如权利要求1所述的自动焊接设备，其特征在于，所述焊接机构还包括滑动驱动装置，所述滑动驱动装置可驱动所述焊接机构沿所述焊接机构导向柱上下滑动。
6.如权利要求1所述的自动焊接设备，其特征在于，所述起重装置包括起重机和设置在所述起重机中的钢丝绳，所述钢丝绳的一端连接至所述升降平台。
7.如权利要求6所述的自动焊接设备，其特征在于，所述钢丝绳的另一端连接有配重块。
8.如权利要求6所述的自动焊接设备，其特征在于，所述起重装置还包括制动机。
9.如权利要求1所述的自动焊接设备，其特征在于，所述升降导向机构还包括多个平台导向柱，所述多个平台导向柱的一端分别固定至所述升降平台，所述多个平台导向柱的另一端分别延伸穿过所述机架的顶端并相对于所述机架可上下移动。
10.使用根据权利要求1-9中任一项所述的自动焊接设备的自动焊接方法，其特征在于，所述自动焊接方法包括：
S1当集装箱放置到位时，控制所述起重装置使所述升降平台下降；
S2当所述升降平台下降经过所述集装箱的楣板后，控制所述焊接机构沿所述焊接机构导向柱上升；
S5当所述升降平台下降到底部且所述焊接机构上升到顶部时，控制所述焊枪进行焊接。
11.如权利要求10所述的自动焊接方法，其特征在于，步骤S5中控制所述焊枪进行焊接之前还包括：
S3驱动仿形装置从收回位置旋转至焊接位置。
12.如权利要求11所述的自动焊接方法，其特征在于，步骤S3之后且步骤S5之前还包括：
S4驱动四连杆部伸出，以使仿形针搭接在待焊接处。
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