CN109604875B - 罐体的加工设备及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种罐体的加工设备及其加工方法，涉及罐式集装箱技术领域。该加工设备包括滚轮架、限位件和机械手臂。滚轮架用于支撑并能够带动筒节周向转动。限位件用于抵顶筒节的一端开口而限制筒节的轴向移动。机械手臂设于滚轮架的另一端外侧，其伸缩臂能够通过伸入或退出筒节内。其安装机械手用于抓取防波板，并经过端部开口将防波板置于筒节内部。其焊接机械人用于配合滚轮架的转动将防波板与筒节内壁焊接。该加工设备的自动化程度高，改进了传统罐体加工工艺的顺序，减少了工件等待时间，提高了生产效率。

Description

罐体的加工设备及其加工方法

技术领域

本发明涉及罐式集装箱技术领域，特别涉及一种罐体的加工设备及其加工方法。

背景技术

目前国内外卷制罐体制造的工艺为：筒体板拼焊—筒体卷制—筒体对接防波板安装—封头安装—环缝焊接—罐内防波板焊接。

其中罐内防波板焊接在最后进行，由于罐体几乎完全封闭，仅有人孔供人员设备进入，只能由焊工进入罐内作业，无法实现自动机械焊接。罐内作业由于工作环境所限，既无法保证焊接质量，又存在作业安全的风险。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种罐体的加工设备，以解决现有技术中的卷制罐制造自动化程度低，人工进行罐内防波板焊接时存在作业风险的问题。

本发明的第二个目的在于提供一种罐体的加工方法，以改进传统的罐体制作工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种罐体的加工设备，所述罐体包括筒体和防波板，所述筒体包括多个筒节；所述加工设备包括：滚轮架，用于支撑呈卧式放置的所述筒节并能够带动筒节周向转动；限位件，设于所述滚轮架的一端外侧，用于抵顶所述筒节的一端开口而限制所述筒节的轴向移动；机械手臂，其设于所述滚轮架的另一端外侧；所述机械手臂包括伸缩臂以及可拆卸地连接于所述伸缩臂端部的安装机械手和焊接机械人；所述伸缩臂能够沿平行于所述滚轮架轴线的方向伸缩，而可将所述安装机械手或所述焊接机械人经所述筒节的端部开口伸入或退出所述筒节内；所述安装机械手用于抓取所述防波板，并经过所述端部开口将防波板置于筒节内部；所述焊接机械人用于配合滚轮架的转动将防波板与筒节内壁焊接。

根据本发明的一个实施例，所述滚轮架包括滚轮底座以及设于滚轮底座上的滚轮件；所述滚轮件支撑所述筒节外壁并带动筒节转动。

根据本发明的一个实施例，所述加工设备还包括抱箍架；所述抱箍架包括抱箍底座和两块相对设于抱箍底座的抱箍板；所述抱箍板具有适配于所述筒节外壁的弧形轮廓，两抱箍板可扣合对接用于包围并压紧所述筒节外壁。

根据本发明的一个实施例，所述加工设备还包括两条并行设置的滑轨；所述滑轨平行于所述滚轮架的轴线；所述抱箍底座可滑动地配合于所述滑轨，以带动所述抱箍板沿所述筒节的轴线移动。

根据本发明的一个实施例，所述限位件为立板；所述立板能够沿所述筒节的轴线相对于筒节移动，以抵顶并贴合所述筒节的端部。

根据本发明的一个实施例，所述机械手臂的数量为两个；两个所述机械手臂的伸缩臂能够交替地与所述筒节相对；其中一个机械手臂的伸缩臂设有所述安装机械手，另一个机械手臂的伸缩臂设有所述焊接机械人。

根据本发明的一个实施例，所述机械手臂还设有旋转座；所述旋转座与所述伸缩臂远离所述安装机械手或所述焊接机械人的另一端部连接，以带动所述伸缩臂一起转动。

本实施例还提供一种罐体的加工方法，该加工方法包括步骤：将筒节呈卧式放置于滚轮架上，并在筒节的一端轴向限位；将防波板经过筒节的另一端开口而安装至筒节内部；转动筒节，对防波板与筒节的周向接缝进行焊接；将焊接有防波板的筒节依次对接固定。

根据本发明的一个实施例，该加工方法还包括步骤：在将防波板安装至筒节内部之前，还对筒节在上下方向进行挤压，使筒节具有扁平变形；在防波板安装至筒节内部后，解除对筒节的挤压。

由上述技术方案可知，本发明提供的一种卷制罐体的加工设备至少具有如下优点和积极效果：

该加工设备中的滚轮架用于支撑筒节，使筒节呈卧式放置，并带动筒节周向转动。其机械手臂设于筒节的一端开口处，可经过该开口处伸入筒节内部进行自动化作业。具体地，机械手臂的安装机械手用于抓取防波板，并将防波板安装在筒节内部。机械手臂的焊接机械人用于配合滚轮架的转动将防波板与筒节内壁进行圆周焊接。如此，基于上述的加工设备，可以实现在筒节对接之前就开始安装防波板；改进了传统防浪板装焊的加工工艺，减少了工件等待时间，提高了生产效率。本发明的加工设备自动化程度高，可避免工人在罐内进行焊接作业，提高防波板焊接质量，改善员工作业环境，实现安全生产。

附图说明

图1为本发明实施例中加工设备的结构示意图。

图2为本发明实施例中机械手臂的结构示意图。

图3为本发明实施例中配置有机械缓存架的机械手臂的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的加工方法的流程示意图。

附图标记说明如下：10-限位件；20-滚轮架；30-抱箍架；40-机械手臂；410-伸缩臂；420-安装机械手；430-焊接机器人；50-滑轨；61-防波板缓存架；62-定位装置；63-悬梁；200-筒节；300-防波板。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本实施例提供一种罐体的加工设备，该罐体包括待加工的筒体和防波板。筒体包括多个可依次首尾对接的筒节。该加工设备包括滚轮架、抱箍架、限位件和机械手臂。其中，滚轮架、抱箍架与限位件共同配合用于支撑、定位、旋转筒节。而机械手臂主要用于实现防波板的抓取、安装和焊接，因此无需工作人员再进入筒内操作，自动化程度高。

基于上述的加工设备，发明人能够改进传统的罐体制作工艺；通过调整罐体的制作顺序，即在筒节对接之前就可以开始安装防波板。如此，加工设备不仅提高了防波板的焊接效率，还改善了员工的作业环境。

请参照图1，图1示出了加工设备的具体结构。以图1的视图方向为参照，该加工设备包括从左到右顺序布置的各个部件如限位件10、滚轮架20、抱箍架30以及机械手臂40。其中，关于左右方位，下文中如无特殊说明，均是以图1的视图方向为基准。

其中，滚轮架20用于支撑一待加工的筒节200。该筒节200呈卧式放置，且筒节200的轴线与上述各部件顺序布置的轴线一致。

限位件10设于筒节200的左端开口处，用于抵顶并限制筒节200的轴向移动。

在本实施例中，限位件10为立板。该立板能够沿筒节200的轴线并相对于筒节200移动，以方便地调整其与筒节200之间的距离。当立板抵顶并贴合筒节200的端部时，立板固定从而限制筒节200移动。

滚轮架20支撑筒节200并带动筒节200转动。滚轮架20包括底座以及设于底座上的滚轮件。滚轮件由多个滚轮相邻连接形成弧形结构，用于对应适配筒节200的环形外壁。滚轮件的滚轮均与筒节200外壁滚动接触，以带动筒节200周向转动。

在本实施例中，滚轮架20设置有两个，并分别设于筒节200的首尾两端处。其目的在于，两个滚轮架20共同配合能够更好地支撑筒节200，并保证转动的稳定性。

抱箍架30用于套设在筒节200上并对筒节200外壁挤压，使其产生变形。

抱箍架30包括抱箍底座和两块相对设于抱箍底座的抱箍板。抱箍板具有适配于筒节200外壁的弧形轮廓，两抱箍板可扣合对接用于包围压紧筒节200外壁。在加工过程中，两抱箍板会将筒体在上下方向进行轻微挤压，让筒体有扁平变形。这样是方便后续的防波板300置于筒节200的安装操作。

在本实施例中，设置有的两条并行设置的供抱箍架30移动的滑轨50。滑轨50平行于筒节200的轴线。抱箍底座沿滑轨50移动，能带动抱箍板沿筒节200的轴线移动。从而抱箍板能够套设在筒节200外壁以施压，或者脱离筒节200解除施压。

值得注意的是，当筒节200被抱箍架30上下挤压时，限位件10会限制筒节200在挤压时受到轴向力而产生轴向移动。另外，在一些实施例中，上述的限位件10即立板也可以滑动地配合于该滑轨50。

请参照图2并结合图1所示，机械手臂40设于筒节200的右端开口。

机械手臂40包括伸缩臂410、安装机械手420和焊接机器人430以及用于驱动上述运动部件的液压系统。另外，为了实现更多的自由度，机械手臂40还配置有旋转座。

其中，伸缩臂410的一端端部可拆式地连接有安装机械手420和焊接机器人430。伸缩臂410的另一端部连接旋转座，并随着旋转座一起转动。伸缩臂410能够沿平行于滚轮架20轴线的方向伸缩，即向左伸出，向右缩回。伸缩臂410将安装机械手420或焊接机器人430经筒节200的右端开口伸入或退出筒节200内。

安装机械手420用于将防波板300安装在筒节200内部的预定位置。该预定位置可以保证各防波板300分布在同一筒节200内部的间距适当。

需要进一步说明的是，安装机械手420是机械手臂40中的一个运动单元。安装机械手420在液压系统的控制下并配合旋转座的旋转和伸缩臂410的伸缩，可以实现以下动作：安装机械手420转动任意角度将防波板300抓取到位，并将防波板300相对筒节200的轴线倾斜一定角度送入至筒节200内。然后转动将防波板300端面与筒节200轴线垂直，最后微调保证防波板300的垂直度和安装位置的正确性。

焊接机器人430用于配合筒节200的转动将防波板300与筒节200内壁焊接。相应地，与安装机械手420同理，焊接机器人430也可以在其他部件的配合下，实现防波板300与筒节200内壁的焊缝周向焊满，以提高焊接效率和质量。

在本实施例中，机械手臂40仅设置一个。该机械手臂40通过换刀动作（即替换焊接机器人430与安装机械手420）独立地实现防波板300的装焊作业。但是在其他具体实施例中，考虑到为了节省机械手臂40换刀的时间，可以在同一筒节200处设置两个机械手臂40。两个机械手臂40的伸缩臂410能够交替地与筒节200相对。其中一个机械手臂40设有焊接机器人430，另一个机械手臂40设有安装机械手420。

进一步地，请参照图3。在机械手臂40旁还设置有并排设置的防波板缓存架61、定位装置62以及设于两者上方的悬梁63。在工作过程中，可滑动的设于悬梁63的类似吊臂等部件能够抓取住防波板缓存架61上的防波板300。吊臂将防波板300移动地送至定位装置62。定位装置62借助机械或拍照激光方式将防波板300定位，以方便后续的机械手臂40的抓取操作。

为了便于本领域的技术人员更好地了解上述加工设备，以下将对其的工作原理进行详细说明。

首先将筒节200呈卧式姿态放置在滚轮架上，在筒节200左端设置限位件10，以阻止筒节200受到挤压时产生向左的轴向移动。接着通过可任意转动角度的安装机械手420通过拍照激光扫描或机械找正定位等方式将防波板300准确地抓取到位。同时动作抱箍架30，将筒节200在上下方向轻微挤压，让筒节200呈扁平变形。安装机械手420将防波板300相对筒节200轴线倾斜一定角度送入至筒节200内，然后转动防波板使其与筒节200轴线垂直，并微调保证垂直度和安装位置正确性。安装完毕后收缩安装机械手420。接着替换为焊接机器人430伸出，并配合滚轮架20转动实现防波板300与筒节200内壁的焊缝周向焊满。如此完成一块防波板300焊接后，方进行下一块防波板300安装及焊接。

如图4所示，本发明还提供一种罐体的加工方法，下面将对图4所示的具体流程进行详细说明。

步骤S110：将筒节呈卧式放置于一滚轮架上，并对筒节的一端轴向限位。

具体地，在筒节的一端设置有限位件10，以限制筒节的轴向移动。

步骤S120：将防波板经过筒节的另一端开口而安装至筒节内部。

具体地，通过安装机械手420实现防波板的安装作业。较优地，在该步骤中，先通过抱箍架30对筒节在上下方向进行挤压，使筒节具有扁平变形；再通过安装机械手420将防波板安装于筒节内部。在安装好后，撤离抱箍架30解除对筒节的挤压。

需要注意的是，在抱箍架30动作时，也可以同时操作安装机械手420实现对于防波板的抓取。当然，操作安装机械手420在抱箍架30动作完成后，去进行抓取动作也是可行的。

步骤S130：转动筒节，对防波板与筒节的周向接缝进行焊接。

步骤S140：将焊接有防波板的筒节依次首尾对接固定，形成完整的筒体。

步骤S150：在筒体的两端安装封头。并通过在筒体上配置人孔盖、管道阀件等零件，从而形成完整的罐体。

基于上述的加工设备，本发明对于传统的罐体制作工艺作出了改进。具体地，改进的罐体工艺步骤依次为：筒节拼焊—筒节卷制—防波板装焊—筒节对接—封头安装—环缝焊接。新的制作工艺调整了传统加工工艺的顺序，减少了工件等待时间，提高了生产效率。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.一种罐体的加工方法，其特征在于，所述方法应用于罐体的加工设备，所述罐体包括筒体和防波板，所述筒体包括多个筒节；该加工方法包括步骤：

将筒节呈卧式放置于一滚轮架上，并在筒节的一端轴向限位；

对筒节在上下方向进行挤压，使筒节具有扁平变形；在防波板安装至筒节内部后，解除对筒节的挤压；

将防波板经过筒节的另一端开口而安装至筒节内部；

转动筒节，对防波板与筒节的周向接缝进行焊接；

将焊接有防波板的筒节依次首尾对接固定；

其中，所述加工设备包括：

滚轮架，包括滚轮底座记忆设于滚轮底座上的滚轮件，所述滚轮件用于支撑呈卧式放置的所述筒节外壁并能够带动筒节周向转动；

限位件，设置为立板，所述立板设于所述滚轮架的一端外侧，能够沿所述筒节的轴线相对于筒节移动，用于抵顶所述筒节的一端开口而限制所述筒节的轴向移动；

机械手臂，其设于所述滚轮架的另一端外侧；

所述机械手臂包括液压系统、伸缩臂以及可拆卸地连接于所述伸缩臂端部的安装机械手和焊接机器人；所述液压系统用于驱动所述伸缩臂、所述安装机械手和所述焊接机器人；所述伸缩臂能够沿平行于所述滚轮架轴线的方向伸缩，而可将所述安装机械手或所述焊接机器人经所述筒节的端部开口伸入或退出所述筒节内；所述安装机械手用于抓取所述防波板，并经过所述端部开口将防波板置于筒节内部；所述焊接机器人用于配合滚轮架的转动将防波板与筒节内壁焊接；

抱箍架，包括抱箍底座和两块相对设于抱箍底座的抱箍板，所述抱箍板具有适配于所述筒节外壁的弧形轮廓，两抱箍板可扣合对接用于包围并压紧所述筒节外壁，能够对所述筒节的外壁进行挤压，以使得所述筒节产生变形；

滑轨，配置有两条，两条所述滑轨并行设置，且所述滑轨平行于所述滚轮架的轴线；所述抱箍底座可滑动地配合于所述滑轨，以带动所述抱箍板沿所述筒节的轴线移动。

2.根据权利要求1所述的罐体的加工方法，其特征在于：

所述机械手臂的数量为两个；

两个所述机械手臂的伸缩臂能够交替地与所述筒节相对；其中一个机械手臂的伸缩臂设有所述安装机械手，另一个机械手臂的伸缩臂设有所述焊接机器人。

3.根据权利要求1所述的罐体的加工方法，其特征在于：

所述机械手臂还设有旋转座；

所述旋转座与所述伸缩臂远离所述安装机械手或所述焊接机器人的另一端部连接，以带动所述伸缩臂一起转动。