CN112658562A - 一种起重机主梁内立缝自动焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及起重机制造领域，具体说是一种起重机主梁内立缝自动焊接设备，包括运行地轨、单元焊接机构和电控模块，所述单元焊接机构为多个，且单元焊接机构滑动设置于所述运行地轨上，所述单元焊接机构包括滑移机构、坐标移动架、激光定位机构和焊接机构，所述电控模块设置于单元焊接机构上，且所述电控模块控制单元焊接机构进行焊接操作；该自动焊接设备采用数控系统控制多点自动焊接，焊接质量和焊接效率较人工焊接取得了质的提升，自动化程度显著提高，并且不需要工人钻进主梁空腔进行焊接，明显改善工人的工作环境，保证了工人的身体健康，从而促进企业安全高效地进行生产。

Description

一种起重机主梁内立缝自动焊接设备

技术领域

本发明涉及起重机制造领域，具体说是一种起重机主梁内立缝自动焊接设备。

背景技术

随着我国工业水平和制造能力的快速发展，起重机的应用范围越来越广泛。起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。其中桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。

桥式起重机由主梁和端梁构成，二者刚性连接，主梁的长度方向与起重机两侧的大车轨道的方向相垂直，端梁的长度方向与起重机两侧的大车轨道的方向相平行。主梁在制造时是通过焊接来实现的，目前，主梁的制造工艺为，首先将相互垂直的主梁腹板和主梁内板点焊成型，然后，将主梁放倒并放置在焊接架上，由工人钻进主梁腹板和主梁内板的空腔内进行人工焊接，对主梁腹板和主梁内板的交叉内立缝进行全焊操作，这样的主梁焊接制造工艺存在诸多缺陷，比如，工人钻进主梁空腔内进行人工焊接，由于空间狭小，工人焊接姿势受限，从而导致内立缝焊接质量较差，对工人焊接水平要求较高，并且焊接效率非常低，几天也焊不好一根主梁；同时，工人在狭小密闭黑暗的空腔内焊接施工，大量且对人体有害的焊烟，会对工人的身体健康造成极其强烈的损害，因此，如何克服上述存在的技术问题和缺陷成为重点需要解决的问题。

发明内容

本发明的发明目的在于克服背景技术中所描述的缺陷，从而实现一种起重机主梁内立缝自动焊接设备，该自动焊接设备采用数控系统控制多点自动焊接，焊接质量和焊接效率较人工焊接取得了质的提升，自动化程度显著提高，并且不需要工人钻进主梁空腔进行焊接，明显改善工人的工作环境，保证了工人的身体健康，从而促进企业安全高效地进行生产。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种起重机主梁内立缝自动焊接设备，包括运行地轨、单元焊接机构和电控模块，所述单元焊接机构为多个，且单元焊接机构滑动设置于所述运行地轨上，所述电控模块设置于单元焊接机构上，且所述电控模块控制单元焊接机构进行焊接操作；所述单元焊接机构包括滑移机构、坐标移动架、激光定位机构和焊接机构，所述滑移机构滑动设置于所述运行地轨上，所述坐标移动架固定设置于滑移机构上，随滑移机构在运行地轨上移动，所述激光定位机构固定设置于坐标移动架上，用于检测主梁内筋板的位置和焊缝位置，所述焊接机构固定设置于滑移机构和坐标移动架上，对主梁内立缝进行自动焊接。

在上述的起重机主梁内立缝自动焊接设备中，所述滑移机构包括平移滑轨、平移齿条、滑移平台和滑移电机，所述平移滑轨平行设置于运行地轨两侧，所述平移齿条固定且平行设置于其中一条平移滑轨一侧的运行地轨上，所述滑移平台通过固定其上的平移滑块滑动设置于所述平移滑轨上，所述滑移电机固定设置于滑移平台上，且滑移电机的输出轴上设置有与平移齿条配合传动的滑移齿轮。

在上述的起重机主梁内立缝自动焊接设备中，所述坐标移动架包括X轴支撑梁、Y轴移动机构、Y轴旋转机构和Z轴移动机构，所述X轴支撑梁竖直固定设置于滑移机构上，所述Y轴移动机构一端通过Y轴旋转机构可旋转垂直设置于X轴支撑梁的顶端，所述Z轴移动机构竖直设置于Y轴移动机构上。

在上述的起重机主梁内立缝自动焊接设备中，所述Y轴旋转机构包括Y轴旋转齿盘、Y轴旋转台和Y轴旋转电机，所述Y轴旋转台通过轴承可旋转设置于X轴支撑梁顶端，所述Y轴旋转齿盘固定设置于Y轴旋转台下方的X轴支撑梁顶端，所述Y轴旋转电机竖直设置于Y轴旋转台上，且Y轴旋转电机输出轴上设置有与Y轴旋转齿盘啮合传动的Y轴旋转齿轮，所述Y轴移动机构的一端固定设置于Y轴旋转台上。

在上述的起重机主梁内立缝自动焊接设备中，所述Y轴移动机构包括Y轴支撑梁、Y轴滑轨、Y轴齿条、Y轴滑台和Y轴滑移电机，所述Y轴支撑梁的一端固定设置于Y轴旋转机构上，所述Y轴滑轨和Y轴齿条平行设置于Y轴支撑梁一侧，所述Y轴滑台通过与Y轴滑轨配合的滑块滑动设置于Y轴滑轨上，所述Y轴滑移电机固定设置于Y轴滑台上，所述Y轴滑移电机输出轴上设置有与Y轴齿条啮合传动的Y轴滑移齿轮，Y轴滑移电机带动Y轴滑移齿轮在Y轴齿条上啮合传动，所述Z轴移动机构固定设置于Y轴滑台一侧。

在上述的起重机主梁内立缝自动焊接设备中，所述Z轴移动机构包括Z轴支撑梁、Z轴滑轨、Z轴齿条和Z轴滑移电机，所述Z轴滑轨和Z轴齿条平行设置于Z轴支撑梁一侧，所述Z轴滑移电机固定设置于Y轴滑台上，Y轴滑台的侧部还固定设置有与Z轴滑轨配合的Z轴滑块，所述Z轴滑移电机输出轴上设置有与Z轴齿条啮合传动的Z轴滑移齿轮，Z轴滑移电机带动Z轴滑移齿轮在Z轴齿条上啮合传动，从而带动Z轴支撑梁在竖直方向上上下升降，焊接机构固定设置于Z轴支撑梁的底端。

在上述的起重机主梁内立缝自动焊接设备中，所述焊接机构包括数控焊机、桶装焊丝和数控焊枪，所述数控焊机和桶装焊丝均固定设置于滑移机构上，所述数控焊枪固定设置于Z轴支撑梁的底端，所述数控焊机和数控焊枪的工作受电控模块控制；所述数控焊机外围的滑移机构上固定设置有承载台，所述筒状焊丝固定设置于所述承载台上。

在上述的起重机主梁内立缝自动焊接设备中，所述激光定位机构包括内板检测激光器和焊缝检测激光器，所述内板检测激光器固定设置于Y轴支撑梁远离Y轴旋转机构一端的侧壁上，所述焊缝检测激光器通过支架固定设置于数控焊枪上，且焊缝激光器的激光照射方向朝向数控焊枪的焊接工作部，内板检测激光器和焊缝检测激光器的检测数据反馈给电控模块。

本发明的起重机主梁内立缝自动焊接设备的有益效果：

1.本发明的起重机主梁内立缝自动焊接设备，采用数控系统控制多个单元焊接机构在运行地轨上多点同时自动焊接，焊缝成型美观、外表光滑无砂眼、气孔、夹渣、裂纹等缺陷，焊接速度比人工快4倍以上，焊接质量和焊接效率较人工焊接取得了飞跃性的提升，主梁内立缝焊接自动化程度得到了显著提高。

2.本发明的起重机主梁内立缝自动焊接设备，采用主梁站立位数控自动焊接，取代了工人在狭小密闭黑暗的空腔内焊接的施工方式，极大改善了工人的工作环境和劳动强度，并且避免了强光和有毒焊烟对工人身体健康的侵害，促进了安全生产。

3.本发明的起重机主梁内立缝自动焊接设备，设置有双激光器的激光定位机构，内板检测激光器可自动寻找主梁内板位置，可以自动识别主梁高低内板和位置；焊缝检测激光器可以自动寻找内立焊缝位置，反馈给电控模块，电控模块控制焊接机构进行焊接，焊接精度极高，并且全程无需人工干预，自动化程度非常高。

4.本发明的起重机主梁内立缝自动焊接设备，设置有焊接机构，焊接机构设置有数控焊枪和桶装焊丝，使用桶装焊丝，较人工焊接的普通焊丝来说，减少更换焊丝次数和时间，进一步提高焊接效率。

5.本发明的起重机主梁内立缝自动焊接设备，能够在某一台单元焊接机构出现故障未修复的情况下，不影响其他单元焊接机构继续焊接，并可以调用其他单元焊接机构完成故障单元焊接机构的焊接工作，极大地降低了自动焊接设备的停工概率。

附图说明

图1是本发明的起重机主梁内立缝自动焊接设备的结构示意图；

图2是图1中A的放大结构示意图；

图3是单元焊接机构的结构示意图；

图4是图3中B的放大结构示意图；

图5是图3中C的放大结构示意图；

图6是图3中D的放大结构示意图。

图中：1-运行地轨；

2-滑移机构，201-平移滑轨，202-平移齿条，203-滑移平台，204-滑移电机；

3-坐标移动架，301-X轴支撑梁；

302-Y轴移动机构，321-Y轴支撑梁，322-Y轴滑轨，323-Y轴齿条，324-Y轴滑台，325-Y轴滑移电机；

303-Y轴旋转机构，331-Y轴旋转齿盘，332-Y轴旋转台，333-Y轴旋转电机；

304-Z轴移动机构，341-Z轴支撑梁，342-Z轴滑轨，343-Z轴滑移电机，344-Z轴滑块；

4-激光定位机构，401-内板检测激光器，402-焊缝检测激光器；

5-焊接机构，501-数控焊机，502-桶装焊丝，503-数控焊枪；

6-主梁腹板，7-主梁内板，8-电控模块。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体的实施方式对本发明的起重机主梁内立缝自动焊接设备做更加详细的描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本实施例的起重机主梁内立缝自动焊接设备，该自动焊接设备采用数控系统控制多点自动焊接，焊接质量和焊接效率较人工焊接取得了质的提升，自动化程度显著提高，并且不需要工人钻进主梁空腔进行焊接，明显改善工人的工作环境，保证了工人的身体健康，从而促进企业安全高效地进行生产。参见图1-图6，其主要包括运行地轨、单元焊接机构和电控模块，所述单元焊接机构为多个，单元焊接机构的数量可根据待焊接主梁长度来决定，且单元焊接机构滑动设置于所述运行地轨上，所述电控模块设置于单元焊接机构上，且所述电控模块控制单元焊接机构进行焊接操作；所述单元焊接机构包括滑移机构、坐标移动架、激光定位机构和焊接机构，所述滑移机构滑动设置于所述运行地轨上，所述坐标移动架固定设置于滑移机构上，随滑移机构在运行地轨上移动，所述激光定位机构固定设置于坐标移动架上，用于检测主梁内筋板的位置和焊缝位置，所述焊接机构固定设置于滑移机构和坐标移动架上，对主梁内立缝进行自动焊接。

在上述的起重机主梁内立缝自动焊接设备中，参见图1和图2，所述滑移机构包括平移滑轨、平移齿条、滑移平台和滑移电机，所述平移滑轨平行设置于运行地轨两侧，所述平移齿条固定且平行设置于其中一条平移滑轨一侧的运行地轨上，所述滑移平台通过固定其上的平移滑块滑动设置于所述平移滑轨上，所述滑移电机固定设置于滑移平台上，且滑移电机的输出轴上设置有与平移齿条配合传动的滑移齿轮。

在本实施例中，参见图6，在上述的起重机主梁内立缝自动焊接设备中，参见图1、图3和图4，所述坐标移动架包括X轴支撑梁、Y轴移动机构、Y轴旋转机构和Z轴移动机构，所述X轴支撑梁竖直固定设置于滑移机构上，所述Y轴移动机构一端通过Y轴旋转机构可旋转垂直设置于X轴支撑梁的顶端，所述Z轴移动机构竖直设置于Y轴移动机构上。

所述Y轴旋转机构包括Y轴旋转齿盘、Y轴旋转台和Y轴旋转电机，所述Y轴旋转台通过轴承可旋转设置于X轴支撑梁顶端，所述Y轴旋转齿盘固定设置于Y轴旋转台下方的X轴支撑梁顶端，所述Y轴旋转电机竖直设置于Y轴旋转台上，且Y轴旋转电机输出轴上设置有与Y轴旋转齿盘啮合传动的Y轴旋转齿轮，所述Y轴移动机构的一端固定设置于Y轴旋转台上。

在本实施例中，参见图4，所述Y轴移动机构包括Y轴支撑梁、Y轴滑轨、Y轴齿条、Y轴滑台和Y轴滑移电机，所述Y轴支撑梁的一端固定设置于Y轴旋转机构上，所述Y轴滑轨和Y轴齿条平行设置于Y轴支撑梁一侧，所述Y轴滑台通过与Y轴滑轨配合的滑块滑动设置于Y轴滑轨上，所述Y轴滑移电机固定设置于Y轴滑台上，所述Y轴滑移电机输出轴上设置有与Y轴齿条啮合传动的Y轴滑移齿轮，Y轴滑移电机带动Y轴滑移齿轮在Y轴齿条上啮合传动，所述Z轴移动机构固定设置于Y轴滑台一侧。

参见图4，在本实施例中，所述Z轴移动机构和Y轴移动机构基本相同，主要包括Z轴支撑梁、Z轴滑轨、Z轴齿条和Z轴滑移电机，所述Z轴滑轨和Z轴齿条平行设置于Z轴支撑梁一侧，所述Z轴滑移电机固定设置于Y轴滑台上，Y轴滑台的侧部还固定设置有与Z轴滑轨配合的Z轴滑块，所述Z轴滑移电机输出轴上设置有与Z轴齿条啮合传动的Z轴滑移齿轮，Z轴滑移电机带动Z轴滑移齿轮在Z轴齿条上啮合传动，从而带动Z轴支撑梁在竖直方向上上下升降，焊接机构固定设置于Z轴支撑梁的底端。

在上述的起重机主梁内立缝自动焊接设备中，参见图1和图5，所述焊接机构包括数控焊机、桶装焊丝和数控焊枪，所述数控焊机和桶装焊丝均固定设置于滑移机构上，所述数控焊枪固定设置于Z轴支撑梁的底端，所述数控焊机和数控焊枪的工作受电控模块控制，数控焊机的型号优选OTC XD600G焊机；所述数控焊机外围的滑移机构上固定设置有承载台，所述筒状焊丝固定设置于所述承载台上，焊丝的送丝机构为常规技术，在此就不再赘述，并且焊丝从空心的Y轴支撑梁内穿过，使焊丝供给不受外部影响。

参见图3和图5，在上述的起重机主梁内立缝自动焊接设备中，所述激光定位机构包括内板检测激光器和焊缝检测激光器，所述内板检测激光器固定设置于Y轴支撑梁远离Y轴旋转机构一端的侧壁上，所述焊缝检测激光器通过支架固定设置于数控焊枪上，且焊缝激光器的激光照射方向朝向数控焊枪的焊接工作部，内板检测激光器和焊缝检测激光器的检测数据反馈给电控模块。

本发明的起重机主梁内立缝自动焊接设备的工作原理：首先，将电焊成型的待焊接主梁吊运置本自动焊接设备运行地轨一侧，并进行位置固定，然后电控模块运行该型号主梁的自动焊接程序，控制运行地轨上的多个单元焊接机构开始自动运行：滑移机构在运行地轨上滑动，直至激光定位机构的内板检测激光器寻找到该单元焊接机构负责焊接的主梁内板位置，然后，Y轴移动机构和Z轴移动机构联动，使焊接机构的数控焊枪伸进主梁内腔，同时，数控焊枪上的焊缝检测激光器开始自动寻找内立焊缝，寻找到内立焊缝的位置后，焊接机构在电控模块的控制下自动开始进行内立缝的焊接工作，本自动焊接设备还设置有Y轴旋转机构，增加了坐标移动架的自由度，并且允许筋板定位偏差在500mm以内，均可以配合焊缝检测激光器进行准确定位焊缝位置，容错能力大幅提高，当数控焊枪焊接完一个空腔的四条立缝时，通过坐标移动架和滑移机构配合将数控焊枪送至下一个主梁空腔内继续进行焊接，直至主梁所有内立焊缝焊接完毕。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中如使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种起重机主梁内立缝自动焊接设备，其特征在于：包括运行地轨、单元焊接机构和电控模块，所述单元焊接机构为多个，且单元焊接机构滑动设置于所述运行地轨上，所述电控模块设置于单元焊接机构上，且所述电控模块控制单元焊接机构进行焊接操作。

2.根据权利要求1所述的起重机主梁内立缝自动焊接设备，其特征在于：所述单元焊接机构包括滑移机构、坐标移动架、激光定位机构和焊接机构，所述滑移机构滑动设置于所述运行地轨上，所述坐标移动架固定设置于滑移机构上，随滑移机构在运行地轨上移动，所述激光定位机构固定设置于坐标移动架上，用于检测主梁内筋板的位置和焊缝位置，所述焊接机构固定设置于滑移机构和坐标移动架上，对主梁内立缝进行自动焊接。

3.根据权利要求2所述的起重机主梁内立缝自动焊接设备，其特征在于：所述滑移机构包括平移滑轨、平移齿条、滑移平台和滑移电机，所述平移滑轨平行设置于运行地轨两侧，所述平移齿条固定且平行设置于其中一条平移滑轨一侧的运行地轨上，所述滑移平台通过固定其上的平移滑块滑动设置于所述平移滑轨上，所述滑移电机固定设置于滑移平台上，且滑移电机的输出轴上设置有与平移齿条配合传动的滑移齿轮。

4.根据权利要求2所述的起重机主梁内立缝自动焊接设备，其特征在于：所述坐标移动架包括X轴支撑梁、Y轴移动机构、Y轴旋转机构和Z轴移动机构，所述X轴支撑梁竖直固定设置于滑移机构上，所述Y轴移动机构一端通过Y轴旋转机构可旋转垂直设置于X轴支撑梁的顶端，所述Z轴移动机构竖直设置于Y轴移动机构上。

5.根据权利要求4所述的起重机主梁内立缝自动焊接设备，其特征在于：所述Y轴旋转机构包括Y轴旋转齿盘、Y轴旋转台和Y轴旋转电机，所述Y轴旋转台通过轴承可旋转设置于X轴支撑梁顶端，所述Y轴旋转齿盘固定设置于Y轴旋转台下方的X轴支撑梁顶端，所述Y轴旋转电机竖直设置于Y轴旋转台上，且Y轴旋转电机输出轴上设置有与Y轴旋转齿盘啮合传动的Y轴旋转齿轮，所述Y轴移动机构的一端固定设置于Y轴旋转台上。

6.根据权利要求5所述的起重机主梁内立缝自动焊接设备，其特征在于：所述Y轴移动机构包括Y轴支撑梁、Y轴滑轨、Y轴齿条、Y轴滑台和Y轴滑移电机，所述Y轴支撑梁的一端固定设置于Y轴旋转机构上，所述Y轴滑轨和Y轴齿条平行设置于Y轴支撑梁一侧，所述Y轴滑台通过与Y轴滑轨配合的滑块滑动设置于Y轴滑轨上，所述Y轴滑移电机固定设置于Y轴滑台上，所述Y轴滑移电机输出轴上设置有与Y轴齿条啮合传动的Y轴滑移齿轮，Y轴滑移电机带动Y轴滑移齿轮在Y轴齿条上啮合传动，所述Z轴移动机构固定设置于Y轴滑台一侧。

7.根据权利要求6所述的起重机主梁内立缝自动焊接设备，其特征在于：所述Z轴移动机构包括Z轴支撑梁、Z轴滑轨、Z轴齿条和Z轴滑移电机，所述Z轴滑轨和Z轴齿条平行设置于Z轴支撑梁一侧，所述Z轴滑移电机固定设置于Y轴滑台上，Y轴滑台的侧部还固定设置有与Z轴滑轨配合的Z轴滑块，所述Z轴滑移电机输出轴上设置有与Z轴齿条啮合传动的Z轴滑移齿轮，Z轴滑移电机带动Z轴滑移齿轮在Z轴齿条上啮合传动，从而带动Z轴支撑梁在竖直方向上上下升降，焊接机构固定设置于Z轴支撑梁的底端。

8.根据权利要求7所述的起重机主梁内立缝自动焊接设备，其特征在于：所述焊接机构包括数控焊机、桶装焊丝和数控焊枪，所述数控焊机和桶装焊丝均固定设置于滑移机构上，所述数控焊枪固定设置于Z轴支撑梁的底端，所述数控焊机和数控焊枪的工作受电控模块控制。

9.根据权利要求8所述的起重机主梁内立缝自动焊接设备，其特征在于：激光定位机构包括内板检测激光器和焊缝检测激光器，所述内板检测激光器固定设置于Y轴支撑梁远离Y轴旋转机构一端的侧壁上，所述焊缝检测激光器通过支架固定设置于数控焊枪上，且焊缝激光器的激光照射方向朝向数控焊枪的焊接工作部。

10.根据权利要求7所述的起重机主梁内立缝自动焊接设备，其特征在于：所述数控焊机外围的滑移机构上固定设置有承载台，所述筒状焊丝固定设置于所述承载台上。

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