CN112404870A - 船用单筋肘板自动定位焊接翻转装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船用单筋肘板自动定位焊接翻转装置，涉及机械加工设备领域，包含有焊接机械手机构、定位机构、翻转平台机构、放料平台机构和控制系统，所述焊接机械手机构、定位机构、翻转平台机构和放料平台机构按顺序依次平行放置，所述翻转平台机构上用以放置若干点焊固定的单筋肘板，并在焊接完成后将单筋肘板翻转180°，所述定位机构用以将若干单筋肘板调整到一条直线上，所述焊接机械手机构用以对若干单筋肘板进行自动焊接，所述放料平台机构用以承接焊接完毕的翻转180°的单筋肘板，所述控制系统与各机构的执行部件连接，控制整个装置按程序自动运行。本发明提高生产效率，降低生产生成本，加工精度高，全自动完成工序，省工省力。

Description

船用单筋肘板自动定位焊接翻转装置

技术领域

本发明涉及机械加工设备领域，具体的说是一种船用单筋肘板自动定位焊接翻转装置。

背景技术

目前在我国的船舶制造业中，单筋肘板的生产，一直沿用人工操作的方法，随着工业4.0智能制造的发展，原有单筋肘板生产工艺凸显出落后弊端。据统计，某40 万吨矿砂船，单船共有单筋肘板13048 个，焊缝长度为27603米，其中长度小于1.5米的单筋肘板占比88%，因此，单筋肘板不仅是船体制造中数量最多的结构件，还具有焊缝规格多、长度短的特点，也是工序多、位移多的工种。提高我国船舶制造业的性价比，逾越不过单筋肘板传统工艺的提升。

发明内容

为解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种船用单筋肘板自动定位焊接翻转装置，改善传统船用单筋肘板的成型工艺，将多种工序集成于一台设备，提高生产效率，降低生产生成本，加工精度高，全自动完成工序，省工省力。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种船用单筋肘板自动定位焊接翻转装置，包含有焊接机械手机构、定位机构、翻转平台机构、放料平台机构和控制系统，所述焊接机械手机构、定位机构、翻转平台机构和放料平台机构按顺序依次平行放置，所述翻转平台机构上用以放置若干点焊固定的单筋肘板，并在焊接完成后将单筋肘板翻转180°，所述定位机构用以将若干单筋肘板调整到一条直线上，所述焊接机械手机构用以对若干单筋肘板进行自动焊接，所述放料平台机构用以承接焊接完毕的翻转180°的单筋肘板，所述控制系统与各机构的执行部件连接，控制整个装置按程序自动运行。

所述焊接机械手机构包含有焊接机械手和设置于其下方的输送轨道，所述焊接机械手可在输送轨道上直线滑动。

所述定位机构包含有定位输送轨道、定位进给部件、滑座、气缸、导向部件、夹板一和夹板二，所述滑座设置于定位输送轨道上，并与定位进给部件连接，实现在定位输送轨道上直线滑动，所述气缸设置为两个，气缸座分别设置于滑座上，两个所述气缸的活塞杆分别连接夹板一和夹板二，所述夹板一设置为基准边，所述夹板二设置为辅助边，通过两个所述气缸推动的夹板一和夹板二将若干单筋肘板夹持在一条直线上。

两个所述气缸的气缸座与夹板一、夹板二之间分别通过导向部件连接，所述导向部件设置为直线轴和直线轴承结构。

所述翻转平台机构包含有翻转油缸、主动端翻转支承座、连接轴、翻转平台、吸附部件和从动端翻转支承座，所述翻转平台的两端分别通过连接轴与主动端翻转支承座、从动端翻转支承座连接，所述翻转油缸设置于主动端翻转支承座上，并与主动端翻转支承座一端的连接轴连接，用以驱动翻转平台的翻转，所述吸附部件设置于翻转平台上，用以吸附工件。

所述翻转平台采用分体再固定连接的结构。

所述吸附部件采用若干电磁铁，其吸附表面与翻转平台的工作面共面。

所述放料平台机构包含有放料输送轨道、移动平台、放料平台、放料进给部件、升降部件和导向部件，所述放料输送轨道垂直于翻转平台机构居中设置于其下方，并有一部分突出于翻转平台机构，所述移动平台设置于放料输送轨道上并与放料进给部件连接，实现在放料输送轨道上直线移动，所述放料平台平行设置于移动平台的上方，所述移动平台上表面设置升降部件及导向部件，所述升降部件与放料平台连接，带动放料平台升降运动，所述放料平台上设置用于放置单筋肘板的沟槽。

所述移动平台和放料平台均采用分体固定连接的组合结构。

本发明颠覆了船用单筋肘板传统人工操作加工的成型工艺，设计了翻转平台机构以放置若干分散的单筋肘板，设计了定位机构将其定位于一条直线，利用焊接机械手自动完成单筋肘板的焊接工序，设计了放料平台承接翻转平台上翻转180°后的单筋肘板，再进行自由边的倒角工序，整个过程自动完成，循环往复，提高了单筋肘板焊接生产效率2-3倍，焊接机械手的使用接触了对于焊接技工的依赖，提高了焊缝质量的稳定性以及焊接精准度，改善了工人的工作环境，整套设备结构简单易组装，操作过程秩序一人，实现生产的全程自动化，大大降低了生产成本和用工成本，适合大规模推广应用。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2为本发明定位机构的结构示意图；

图3为本发明定位机构的俯视结构示意图；

图4为本发明翻转平台机构的结构示意图；

图5为本发明翻转平台机构的俯视结构示意图；

图6为本发明放料平台机构的结构示意图；

图7为本发明放料平台机构的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：

如图1所示，该船用单筋肘板自动定位焊接翻转装置，包含有焊接机械手机构1、定位机构2、翻转平台机构3、放料平台机构4和控制系统，所述焊接机械手机构1、定位机构2、翻转平台机构3和放料平台机构4按顺序依次平行放置，所述翻转平台机构3上用以放置若干点焊固定的单筋肘板，并在焊接完成后将单筋肘板翻转180°，所述定位机构2用以将若干单筋肘板调整到一条直线上，所述焊接机械手机构1用以对若干单筋肘板进行自动焊接，所述放料平台机构4用以承接焊接完毕的翻转180°的单筋肘板，所述控制系统与各机构的执行部件连接，控制整个装置按程序自动运行。

所述焊接机械手机构1包含有焊接机械手11和设置于其下方的输送轨道12，所述焊接机械手11可在输送轨道12上直线滑动。本实施例中，所述焊接机械手11按照单筋肘板焊接要求选用市场上的成熟产品，输送轨道12的设计，焊接机械手11可在输送轨道12上直线滑动，适合较长距离内进行自动焊接。

如图2-3所示，作为优选的方式，本实施例中，所述定位机构2包含有定位输送轨道21、定位进给部件22、滑座23、气缸24、导向部件25、夹板一26和夹板二27，所述滑座23设置于定位输送轨道21上，并与定位进给部件22连接，实现在定位输送轨道21上直线滑动，所述气缸24设置为两个，气缸座分别设置于滑座23上，两个所述气缸24的活塞杆分别连接夹板一26和夹板二27，所述夹板一26设置为基准边，所述夹板二27设置为辅助边，通过两个所述气缸24推动的夹板一26和夹板二27将若干单筋肘板夹持在一条直线上。所述定位机构2利用气缸推力大于拉力、推力与拉力相差不大的特点，以一个气缸推动的夹板以26作为基准边，另一个气缸拉回的夹板二27作为辅助边，夹板一26和夹板二27共同夹持住单筋肘板的筋板，从而使各单筋肘板的筋板处于一条直线上，进而使单筋肘板焊接适宜使用焊接机械手进行自动焊接。

本实施例中，所述滑座23通过直线导轨和滑块的组合结构与定位输送轨道21连接，定位进给部件22采用适宜长距离输送的齿轮齿条结构，配合伺服电机或变频电机，满足空行程快速移动、工作时慢速移动的需求。

进一步地，本实施例中，两个所述气缸24的气缸座与夹板一26、夹板二27之间分别通过导向部件25连接，所述导向部件25设置为直线轴和直线轴承结构。

如图4-5所示，作为优选的方式，本实施例中，所述翻转平台机构3包含有翻转油缸31、主动端翻转支承座32、连接轴33、翻转平台34、吸附部件35和从动端翻转支承座36，所述翻转平台34的两端分别通过连接轴33与主动端翻转支承座32、从动端翻转支承座36连接，所述翻转油缸31设置于主动端翻转支承座32上，并与主动端翻转支承座32一端的连接轴33连接，用以驱动翻转平台34的翻转，所述吸附部件35设置于翻转平台34上，用以吸附工件。

进一步地，为了减少单筋肘板焊接打磨过程中过渡工序对工件加工时长的影响，所述翻转平台34工作区域的长度应该足够，又由于翻转平台34的长度较长，为便于翻转攻台34的加工制作，本实施例中，所述翻转平台34采用分体再固定连接的结构。

进一步地，所述吸附部件35采用若干电磁铁，合理布局在翻转平台34上，其吸附表面与翻转平台34的工作面共面。考虑到平台翻转时的安全性，电磁铁供电系统中设置备用蓄电池，防止突然断电时工件掉落造成的安全隐患发生。

如图6-7所示，作为优选的方式，本实施例中，所述放料平台机构4包含有放料输送轨道41、移动平台42、放料平台43、放料进给部件44、升降部件45和导向部件46，所述放料输送轨道41垂直于翻转平台机构3居中设置于其下方，并有一部分突出于翻转平台机构3，所述移动平台42设置于放料输送轨道41上并与放料进给部件44连接，实现在放料输送轨道41上直线移动，所述放料平台43平行设置于移动平台42的上方，所述移动平台42上表面设置升降部件45及导向部件46，所述升降部件45与放料平台43连接，带动放料平台43升降运动，所述放料平台43上设置用于放置单筋肘板的沟槽。本实施例中，移动平台42与放料输送轨道41之间仍然采用直线导轨和滑块的连接结构，放料进给部件44仍然采用齿轮齿条结构，使用普通电机配合限位开关，实现移动平台42的定点移动。所述放料平台43上的沟槽，作为单筋肘板翻转180°后的放置位置，从而使单筋肘板底板水平放置，便于后期打磨单筋肘板自由边。

进一步地，由于移动平台42和放料平台43的长度需要足够长，为便于加工制作，本实施例中，所述移动平台42和放料平台43均分段制作，制作完成后利用螺栓销轴固定连接。

所述升降部件45采用多个油缸合理布局与移动平台42上，油缸升降可节省安装控件，当然亦可使用升降机装置进行升降，所述导向部件46采用直线轴和导向套合理布局于移动平台42上，可增加升降过程中的稳定性。

本实施例中，所述控制系统主要包含有控制柜、操作柜和控制程序。所述控制柜、操作柜根据现场情况选择合适位置放置。所述控制程序根据本设备专向开发。由于定位机构行程长，在操作柜处操作不易观察，可为定位机构配置遥控器，便于操作。

下面简述本发明的工作流程：

1.将单筋肘板底板、筋板依次放置于翻转平台34上，并根据图纸将底板、筋板点焊连接；

2.利用定位机构2将单筋肘板的筋板调整到一条直线上；

3.焊接机械手11进行自动焊接；

4.焊接完成后，翻转平台34上吸附部件35将单筋肘板牢牢固定在翻转平台34上，然后翻转平台34翻转180°；

5.放料平台机构4中移动平台42带动放料平台43移动到翻转平台34下方，放料平台43上升至适当位置；

6.翻转平台机构3中吸附部件35释放工件，工件下落至放料平台43上；

7.放料平台43下降，移动平台42带动放料平台43返回起始位置；

8.翻转平台34反向翻转180°复位；

9.将翻转后的单筋肘板打磨倒角自由边；

10.将打磨后的单筋肘板吊装至放料区；

11.重复上述流程，直至所有工件加工完成

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种船用单筋肘板自动定位焊接翻转装置，其特征在于，包含有焊接机械手机构（1）、定位机构（2）、翻转平台机构（3）、放料平台机构（4）和控制系统，所述焊接机械手机构（1）、定位机构（2）、翻转平台机构（3）和放料平台机构（4）按顺序依次平行放置，所述翻转平台机构（3）上用以放置若干点焊固定的单筋肘板，并在焊接完成后将单筋肘板翻转180°，所述定位机构（2）用以将若干单筋肘板调整到一条直线上，所述焊接机械手机构（1）用以对若干单筋肘板进行自动焊接，所述放料平台机构（4）用以承接焊接完毕的翻转180°的单筋肘板，所述控制系统与各机构的执行部件连接，控制整个装置按程序自动运行。

2.根据权利要求1所述的一种船用单筋肘板自动定位焊接翻转装置，其特征在于，所述焊接机械手机构（1）包含有焊接机械手（11）和设置于其下方的输送轨道（12），所述焊接机械手（11）可在输送轨道（12）上直线滑动。

3.根据权利要求1所述的一种船用单筋肘板自动定位焊接翻转装置，其特征在于，所述定位机构（2）包含有定位输送轨道（21）、定位进给部件（22）、滑座（23）、气缸（24）、导向部件（25）、夹板一（26）和夹板二（27），所述滑座（23）设置于定位输送轨道（21）上，并与定位进给部件（22）连接，实现在定位输送轨道（21）上直线滑动，所述气缸（24）设置为两个，气缸座分别设置于滑座（23）上，两个所述气缸（24）的活塞杆分别连接夹板一（26）和夹板二（27），所述夹板一（26）设置为基准边，所述夹板二（27）设置为辅助边，通过两个所述气缸（24）推动的夹板一（26）和夹板二（27）将若干单筋肘板夹持在一条直线上。

4.根据权利要求3所述的一种船用单筋肘板自动定位焊接翻转装置，其特征在于，两个所述气缸（24）的气缸座与夹板一（26）、夹板二（27）之间分别通过导向部件（25）连接，所述导向部件（25）设置为直线轴和直线轴承结构。

5.根据权利要求1所述的一种船用单筋肘板自动定位焊接翻转装置，其特征在于，所述翻转平台机构（3）包含有翻转油缸（31）、主动端翻转支承座（32）、连接轴（33）、翻转平台（34）、吸附部件（35）和从动端翻转支承座（36），所述翻转平台（34）的两端分别通过连接轴（33）与主动端翻转支承座（32）、从动端翻转支承座（36）连接，所述翻转油缸（31）设置于主动端翻转支承座（32）上，并与主动端翻转支承座（32）一端的连接轴（33）连接，用以驱动翻转平台（34）的翻转，所述吸附部件（35）设置于翻转平台（34）上，用以吸附工件。

6.根据权利要求5所述的一种船用单筋肘板自动定位焊接翻转装置，其特征在于，所述翻转平台（34）采用分体再固定连接的结构。

7.根据权利要求5所述的一种船用单筋肘板自动定位焊接翻转装置，其特征在于，所述吸附部件（35）采用若干电磁铁，其吸附表面与翻转平台（34）的工作面共面。

8.根据权利要求1所述的一种船用单筋肘板自动定位焊接翻转装置，其特征在于，所述放料平台机构（4）包含有放料输送轨道（41）、移动平台（42）、放料平台（43）、放料进给部件（44）、升降部件（45）和导向部件（46），所述放料输送轨道（41）垂直于翻转平台机构（3）居中设置于其下方，并有一部分突出于翻转平台机构（3），所述移动平台（42）设置于放料输送轨道（41）上并与放料进给部件（44）连接，实现在放料输送轨道（41）上直线移动，所述放料平台（43）平行设置于移动平台（42）的上方，所述移动平台（42）上表面设置升降部件（45）及导向部件（46），所述升降部件（45）与放料平台（43）连接，带动放料平台（43）升降运动，所述放料平台（43）上设置用于放置单筋肘板的沟槽。

9.根据权利要求8所述的一种船用单筋肘板自动定位焊接翻转装置，其特征在于，所述移动平台（42）和放料平台（43）均采用分体固定连接的组合结构。

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