CN114378470A - 用于t型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备，包括龙门框架、腹板夹持装置、面板夹持装置和焊接装置。腹板夹持装置包括至少两个安装在顶梁的腹板柔性定位器，所有腹板柔性定位器沿顶梁的延伸方向布置，在夹持腹板的所有腹板柔性定位器中，所有夹持中心连成的弧线与腹板的弧形相一致。面板夹持装置包括至少两个安装在底座上的面板柔性定位器，所有面板柔性定位器沿底座的延伸方次布置，在夹持面板的所有面板柔性定位器中，所有夹持中心连成的弧线与面板的弧形相一致。焊接装置用于对腹板和面板的待焊接的接触位置进行焊合。本申请的技术方案能够实现T型材弧形腹板和弧形面板的自动化焊接，提高了焊接效率。

Description

用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备

技术领域

本申请涉及船舶制造的技术领域，具体而言，涉及一种用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备。

背景技术

在船舶制造中，T型材(T型肋骨)是船舶制造所需的重要部件，在T型材中，有些弧形的T型材，其主要由弧形腹板和弧形面板焊接而成。

在对弧形腹板和弧形面板进行拼接焊接时，一般需要对弧形腹板和弧形面板进行定位，然后再对腹板和面板的焊缝进行焊接。但是，由于不同尺寸型号的弧形腹板的半径尺寸不同，不同尺寸型号的弧形面板的半径尺寸也不相同，因此在对弧形腹板和弧形面板进行定位夹持时需要不同的夹装工具，降低夹装工具通用性，更换夹装工具也降低了焊接效率。同时，在焊接开始前，传统的夹持定位后，弧形腹板和弧形面板在相接触的某些位置可能间隙过大，这也将进一步导致弧形腹板和弧形面板之间部分位置的焊缝较大，影响焊接的质量。

因此，如何设计出一种能够有效夹持和定位不同半径尺寸的弧形腹板和弧形面板，也有效减小弧形腹板和弧形面板之间焊缝的焊接设备，成为船舶制造领域非常热门的研究内容。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备，其能够实现T型材弧形腹板和弧形面板的自动化焊接，其具备满足不同半径尺寸的弧形腹板和弧形面板的夹持定位能力，在保证焊接精度、焊缝质量的前提下，完成T型才批量连接的焊接工作，提高了焊接效率。

本申请提供了一种用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备，包括龙门框架、腹板夹持装置、面板夹持装置和焊接装置。

龙门框架包括顶梁、位于顶梁下方的底座以及支撑顶梁的立柱。腹板夹持装置包括至少两个安装在顶梁上的腹板柔性定位器，且所有腹板柔性定位器沿顶梁的延伸方向依次布置，每个腹板柔性定位器包括夹钳升降装置和安装在夹钳升降装置上并用于夹持腹板的夹钳装置；在夹持腹板的所有腹板柔性定位器中，夹钳升降装置使对应的夹钳装置停留在不同的预定高度，使夹持腹板的所有夹钳装置的夹持中心连成的弧线与腹板的弧形相一致。面板夹持装置包括至少两个安装在底座上的面板柔性定位器，且所有面板柔性定位器沿底座的延伸方向依次布置，每个面板柔性定位器包括夹紧升降装置和安装在夹紧升降装置上并用于夹持面板的夹紧装置；在夹持面板的所有面板柔性定位器中，每个夹紧升降装置使对应的夹紧装置停留在不同的预定高度，使夹持面板的所有夹紧装置的夹持中心连成的弧线与面板的弧形相一致。焊接装置用于在弧形的腹板与弧形的面板抵接后，对腹板和面板的待焊接的接触位置进行焊合。

在一种可实施的方案中，用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备还包括横移轨道、第一端部定位装置和第二端部定位装置。横移轨道设置在龙门框架的底座的侧边。第一端部定位装置和第二端部定位装置都安装在横移轨道上且可沿横移轨道水平移动，第一端部定位装置用顶持腹板和面板的左侧的末端，第二端部定位装置用顶持腹板和面板的右侧的末端，在第一端部定位装置和第二端部定位装置的顶持下，腹板和面板的长度方向两端的末端都相互对齐。

在一种可实施的方案中，第一端部定位装置与第二端部定位装置的结构相同；第一端部定位装置包括端部升降装置、旋转装置和定位挡板，端部升降装置安装在横移轨道上，旋转装置安装在端部升降装置的输出端部，定位挡板安装在旋转装置上，且定位挡板的平面朝向腹板和面板的方向；旋转装置用于使定位挡板旋转预定角度，以使定位挡板的顶持平面与腹板和面板的端部平面相贴合。

在一种可实施的方案中，用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备还包括上下料装置，其包括至少两个上下料单元，两个上下料单元平行设置在龙门框架一侧；每个上下料单元包括：上下料机架，设置在龙门框架的底座的一侧；物料升降装置，其设置在上下料机架上，且物料升降装置可在上下料机架上朝靠近或远离腹板夹持装置和面板夹持装置的方向移动；物料夹持器，其包括滚轮和两个扶正辊，滚轮设置在物料升降装置上，且滚轮的轴线与物料升降装置的移动方向平行，两个扶正辊竖直平行设置在物料升降装置上，且两个扶正辊的中间间隙与滚轮相对应；滚轮用于支撑腹板或面板，扶正辊的中间间隙用于夹持腹板和面板。

在一种可实施的方案中，上下料单元还包括调整机构，其设置在物料升降装置上，用于调整两个扶正辊之间的间隙宽度。

在一种可实施的方案中，用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备还包括多自由度的焊接机器人和3D结构光相机。多自由度的焊接机器人可移动的安装在龙门框架的顶梁上，焊接机器人的执行末端安装有焊枪。3D结构光相机其安装在焊接机器人的执行末端，用于扫描腹板与面板焊接处的坡口以得到焊接坡口的点云数据。

在一种可实施的方案中，腹板柔性定位器的夹钳装置包括夹钳基座、夹钳活动座和夹钳执行机构。夹钳基座，其安装在夹钳升降装置的输出端；夹钳活动座，其与夹钳基座可旋转连接，且夹钳活动座可与夹钳基座保持在预定角度；夹钳执行机构，其安装在夹钳活动座上，且夹钳执行机构跟随夹钳活动座的转动而同步转动，夹钳执行机构夹持腹板时，夹钳执行机构的夹持点处的切线斜率刚好与腹板的夹持点处的切线斜率相同。

在一种可实施的方案中，夹钳执行机构包括两个活动板、导向装置和夹钳调节装置，导向装置安装在夹钳基座上，两个活动板安装在导向装置上并可沿导向装置滑动，夹钳调节装置用于使两个活动板沿导向装置滑动以相互靠近，从而用于夹紧腹板。

在一种可实施的方案中，面板夹持装置的夹紧装置包括夹紧基座、夹紧活动座、至少两个支撑辊和夹紧执行机构。夹紧基座安装在夹紧升降装置的输出端；夹紧活动座与夹紧基座可旋转连接，且夹紧活动座可与夹紧基座保持预定角度；至少两个支撑辊平行设置在夹紧活动座上，且轴线与面板的宽度方向平行；在夹持面板时，夹紧活动座旋转预定角度，以使至少两个支撑辊的圆周表面与面板的下侧表面相切；夹紧执行机构设置在夹紧活动座上，其夹持方向与支撑辊的轴线方向平行，夹紧执行机构用于从面板的宽度方向对面板夹持。

在一种可实施的方案中，夹紧执行机构包括第一夹紧辊、第二夹紧辊和夹紧调整装置，夹紧调整装置安装在夹紧活动座上，第一夹紧辊和第二夹紧辊竖直平行安装在夹紧调整装置上，夹紧调整装置用于使第一夹紧辊和第二夹紧辊相互靠近或相互远离。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

使用本申请的技术方案对弧形腹板和弧形面板进行焊接时，主要包括以下步骤及效果：

首先，可以先对弧形的腹板进行夹持定位，腹板夹持装置的多个腹板柔性定位器动作，通过夹钳升降装置使对应的夹钳装置停留在不同的预定高度，使夹持腹板的所有夹钳装置的夹持中心连成的弧线与腹板的弧形相一致，从而实现腹板夹持装置对弧形腹板的夹持。为了适配不同半径尺寸的弧形腹板的夹持时，只需夹钳升降装置调整夹钳装置的高度，便可以改变夹持腹板的所有夹钳装置的夹持中心连成的弧线以适应不同半径尺寸的弧形的腹板。

然后，再对弧形的面板进行夹持定位，面板夹持装置的多个面板柔性定位器动作，通过夹紧升降装置使对应的夹紧装置停留在不同的预定高度，使夹持面板的所有夹紧装置的夹持中心连成的弧线与面板的弧形相一致，从而实现面板夹持装置对弧形面板的夹持。当遇到不同半径尺寸的弧形面板时，只需夹紧升降装置调整夹紧装置的高度，便可以改变夹持面板的所有夹紧装置的夹持中心连成的弧线以适应不同半径尺寸的弧形面板。

最后，夹持腹板的所有夹钳装置进一步向下下降预定高度，同时，夹持面板的所有夹紧装置进一步向上升高预定高度，使弧形的腹板与弧形的面板相互紧密抵接，从而对两者之间的缝隙实现较为准确的控制，然后焊接装置对腹板和面板的待焊接的接触位置进行焊合。同时，若弧形的腹板与弧形的面板在抵接处的某几个位置缝隙偏大，可以单独动作此处位置附近的腹板柔性定位器和面板柔性定位器，在一定的变形极限范围内对腹板和面板施加力量，进一步缩小偏大的缝隙，对后续的焊缝实现有效控制，提高了焊接质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为根据本申请实施例示出的一种用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备的整体结构示意图；

图2为根据本申请实施例示出的一种用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备的整体结构正面示意图；

图3为根据本申请实施例示出的一种腹板夹持装置的结构示意图；

图4为根据本申请实施例示出的一种腹板柔性定位器的结构示意图；

图5为根据本申请实施例示出的一种夹钳装置的结构示意图；

图6为图5夹钳装置的内部结构示意图；

图7为根据本申请实施例示出的一种面板夹持装置的结构示意图；

图8为根据本申请实施例示出的一种面板柔性定位器的结构示意图；

图9为根据本申请实施例示出的一种夹紧装置的结构示意图；

图10为图2中A处的放大结构示意图；

图11为根据本申请实施例示出的一种上下料单元的结构示意图；

图12为图11中B处的放大结构示意图；

图13为根据本申请实施例示出的一种焊接装置的结构示意图；

图14为图13中C处的放大结构示意图。

图中：10、龙门框架；11、顶梁；12、底座；13、立柱；20、腹板夹持装置；21、腹板柔性定位器；22、夹钳升降装置；23、夹钳装置；231、夹钳基座；232、夹钳活动座；233、夹钳执行机构；2331、活动板；2332、导向装置；2333、夹钳调节装置；30、面板夹持装置；31、面板柔性定位器；32、夹紧升降装置；33、夹紧装置；331、夹紧基座；332、夹紧活动座；333、支撑辊；334、夹紧执行机构；3341、第一夹紧辊；3342、第二夹紧辊；3343、夹紧调整装置；40、焊接装置；50、横移轨道；60、第一端部定位装置；61、端部升降装置；62、旋转装置；63、定位挡板；70、第二端部定位装置；80、上下料装置；81、上下料单元；82、上下料机架；83、物料升降装置；84、物料夹持器；841、滚轮；842、扶正辊；85、调整机构；90、焊接机器人；100、腹板；200、面板；300、3D结构光相机。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1-9所示，本申请提供了一种用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备，包括龙门框架10、腹板夹持装置20、面板夹持装置30和焊接装置40。

其中，龙门框架10包括顶梁11、位于顶梁11下方的底座12以及支撑顶梁11的立柱13。腹板夹持装置20包括至少两个安装在顶梁11上的腹板柔性定位器21，且所有腹板柔性定位器21沿顶梁11的延伸方向依次布置，每个腹板柔性定位器21包括夹钳升降装置22和安装在夹钳升降装置22上并用于夹持腹板100的夹钳装置23；在夹持腹板100的所有腹板柔性定位器21中，夹钳升降装置22使对应的夹钳装置23停留在不同的预定高度，使夹持腹板100的所有夹钳装置23的夹持中心连成的弧线与腹板100的弧形相一致。面板夹持装置30包括至少两个安装在底座12上的面板柔性定位器31，且所有面板柔性定位器31沿底座12的延伸方向依次布置，每个面板柔性定位器31包括夹紧升降装置32和安装在夹紧升降装置32上并用于夹持面板200的夹紧装置33；在夹持面板200的所有面板柔性定位器31中，每个夹紧升降装置32使对应的夹紧装置33停留在不同的预定高度，使夹持面板200的所有夹紧装置33的夹持中心连成的弧线与面板200的弧形相一致。焊接装置40用于在弧形的腹板100与弧形的面板200抵接后，对腹板100和面板200的待焊接的接触位置进行焊合。

使用本实施例的技术方案对弧形的腹板100和弧形的面板200进行焊接时，主要包括以下步骤及效果：

首先，可以先对弧形的腹板100进行夹持定位，腹板夹持装置20的多个腹板柔性定位器21动作，通过夹钳升降装置22使对应的夹钳装置23停留在不同的预定高度，使夹持腹板100的所有夹钳装置23的夹持中心连成的弧线与腹板100的弧形相一致，从而实现腹板夹持装置20对弧形腹板的夹持。为了适配不同半径尺寸的弧形腹板100的夹持时，只需夹钳升降装置22调整夹钳装置23的高度，便可以改变夹持腹板100的所有夹钳装置23的夹持中心连成的弧线以适应不同半径尺寸的弧形的腹板100。

然后，再对弧形的面板200进行夹持定位，面板夹持装置30的多个面板柔性定位器31动作，通过夹紧升降装置32使对应的夹紧装置33停留在不同的预定高度，使夹持面板200的所有夹紧装置33的夹持中心连成的弧线与面板200的弧形相一致，从而实现面板夹持装置30对弧形面板的夹持。当遇到不同半径尺寸的弧形面板200时，只需夹紧升降装置32调整夹紧装置33的高度，便可以改变夹持面板200的所有夹紧装置33的夹持中心连成的弧线以适应不同半径尺寸的弧形面板200。

最后，夹持腹板100的所有夹钳装置23进一步向下下降预定高度，同时，夹持面板200的所有夹紧装置33进一步向上升高预定高度，使弧形的腹板100与弧形的面板200相互紧密抵接，从而对两者之间的缝隙实现较为准确的控制，然后焊接装置40对腹板100和面板200的待焊接的接触位置进行焊合。同时，若弧形的腹板100与弧形的面板200在抵接处的某几个位置缝隙偏大，可以单独动作此处位置附近的腹板柔性定位器21和面板柔性定位器31，在一定的变形极限范围内对腹板100和面板200施加力量，进一步缩小偏大的缝隙，对后续的焊缝实现有效控制，从而提高焊接质量。

在一种实施方案中，腹板柔性定位器21可沿顶梁11的延伸方向等间距布置，高度可以被布置成：所有的腹板柔性定位器21的高度方向的重心的连线可以形成预设的弧线，预设的弧线可根据加工频次较高的腹板100的弧形来设置。则在夹持弧形的腹板100时，使所有的腹板夹持装置20在初始状态的所有夹持点的连线便已经形成一定的弧线，从而使腹板夹持装置20夹持点形成的弧线能适应更小半径的弧形腹板100。当然，腹板柔性定位器21也可以在同一高度布置，对于弯曲较小(即半径较大)的弧形腹板比较适合，也能减小整个装备的整体高度，减小整体体积，节省空间。

在一种实施方案中，如图2和图10所示，用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备还包括横移轨道50、第一端部定位装置60和第二端部定位装置70。横移轨道50设置在龙门框架10的底座12的侧边。第一端部定位装置60和第二端部定位装置70都安装在横移轨道50上且可沿横移轨道50水平移动，第一端部定位装置60用顶持腹板100和面板200的左侧的末端，第二端部定位装置70用顶持腹板100和面板200的右侧的末端，在第一端部定位装置60和第二端部定位装置70的顶持下，腹板100和面板200的长度方向两端的末端都相互对齐。第一端部定位装置60和第二端部定位装置70相当于两个对向设置的夹具，将腹板100和面板200两端的端面对齐，保证两者焊接时不会出现左右错位的情况。同时，第一端部定位装置60和第二端部定位装置70还可以将腹板100和面板200夹持在整个龙门框架10的中心，以便于使焊接的轨迹以龙门框架10中心呈对称状态，更利于计算坐标，方便焊接装置40进行焊接作业。

在一种实施方案中，如图2和图10所示，第一端部定位装置60与第二端部定位装置70的结构相同。第一端部定位装置60包括端部升降装置61、旋转装置62和定位挡板63，端部升降装置61安装在横移轨道50上，旋转装置62安装在端部升降装置61的输出端部，定位挡板63安装在旋转装置62上，且定位挡板63的平面朝向腹板100和面板200的方向。旋转装置62用于使定位挡板63旋转预定角度，以使定位挡板63的顶持平面与腹板100和面板200的端部平面相贴合。定位挡板63可以是一块整体挡板，第一端部定位装置60与第二端部定位装置70上的挡板的平面分别贴合腹板100和面板200两端的端部平面，从而实现对腹板100和面板200端面的对齐。定位挡板63也可以是两个不同的定位件，其工作原理及效果与上述相同。

在一种实施方案中，如图1、2、11和12所示，用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备还包括上下料装置80，其包括至少两个上下料单元81，两个上下料单元81平行设置在龙门框架10一侧，两个上下料单元81夹持腹板100的两个位置以送入腹板夹持装置20的夹持位置的下方，两个上下料单元81夹持面板200的两个位置以送入面板夹持装置30的夹持位置的上方。上下料装置80实现自动化上下料，进一步提高效率。

在一种实施方案中，如图11和12所示，每个上下料单元81包括上下料机架82、物料升降装置83和物料夹持器84。上下料机架82设置在龙门框架10的底座12的一侧。物料升降装置83设置在上下料机架82上，且物料升降装置83可在上下料机架82上朝靠近或远离腹板夹持装置20和面板夹持装置30的方向移动，从而便于将腹板100抬高至腹板夹持装置20的夹持点的高度，或将面板200抬高至腹板夹持装置20的夹持点的高度。物料夹持器84包括滚轮841和两个扶正辊842，滚轮841设置在物料升降装置83上，且滚轮841的轴线与物料升降装置83的移动方向平行。两个扶正辊842竖直平行设置在物料升降装置83上，且两个扶正辊842的中间间隙与滚轮841相对应；滚轮841用于支撑腹板100或面板200，扶正辊842的中间间隙用于夹持腹板100和面板200。此外，滚轮841和扶正辊842都可以滚动，便于对腹板100和面板200的左右方向进行调整，也减小摩擦便于上下料。

在一种实施方案中，如图12所示，上下料单元81还包括调整机构85，其设置在物料升降装置83上，用于调整两个扶正辊842之间的间隙宽度，以便于适应不同厚度的腹板100或面板200。

在一种实施方案中，用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备还包括预热保温装置(图中未示出)，在腹板100和面板200抵接后，预热保温装置对腹板100和面板200进行预热，达到预热温度后，拆除预热保温装置，然后进行焊接。焊接完成后，重新安装预热保温装置，对成型的T型材进行保温缓冷。预热保温装置利于缓和焊接造成的急剧升温或者焊接完成后的急剧降温带来的影响，从而使焊接过程中的温度变化更为平稳，使焊接效果更好。

在一种实施方案中，预热保温装置可以包括与腹板100弧形相一致的保温板，保温板的截面为L型，实现对腹板100和面板200的同时贴合和加热。保温板的两个成“L型”的面分别贴合腹板100和面板200以进行保温过程。

在一种实施方案中，如图1、2、13和14所示，用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备还包括多自由度的焊接机器人90和3D结构光相机300。多自由度的焊接机器人90可移动的安装在龙门框架10的顶梁11上，焊接机器人90的执行末端安装有焊枪。3D结构光相机300安装在焊接机器人90的执行末端，用于扫描腹板100与面板200焊接处的坡口以得到焊接坡口的点云数据。多自由度的焊接机器人90可以选择四自由度、六自由度等的机械臂来实现。焊接机器人90可先携带3D结构光相机300对腹板100与面板200焊接处的轮廓进行扫描，获取到焊接坡口的点云数据，然后将数据发送给控制器用于为设定焊接参数提供参考依据，并且为制定焊接路径提供依据。此外，3D结构光相机300可跟随焊接机器人90的焊枪一起运动和工作，3D结构光相机300布置在焊枪运动方向的前端，从而边扫描边焊接，实现焊接过程中焊接轨迹和焊接参数的实时修正，以提高焊接质量。

在一种实施方案中，如图5和6所示，腹板柔性定位器21的夹钳装置23包括夹钳基座231、夹钳活动座232和夹钳执行机构233。夹钳基座231安装在夹钳升降装置22的输出端。夹钳活动座232与夹钳基座231可旋转连接，且夹钳活动座232可与夹钳基座231保持在预定角度。夹钳执行机构233安装在夹钳活动座232上，且夹钳执行机构233跟随夹钳活动座232的转动而同步转动。夹钳执行机构233夹持腹板100时，夹钳执行机构233的夹持点处的切线斜率刚好与腹板100的夹持点处的切线斜率相同，以更好地使夹钳装置23形成与腹板100的弧形相一致的倾斜角度，也有利于防止夹钳装置23的夹钳执行机构233的夹持结构摩擦腹板100造成结构损伤。

在一种实施方案中，如图6所示，夹钳执行机构233包括两个活动板2331、导向装置2332和夹钳调节装置2333，导向装置2332安装在夹钳基座231上，两个活动板2331安装在导向装置2332上并可沿导向装置2332滑动，夹钳调节装置2333用于使两个活动板2331沿导向装置2332滑动以相互靠近，用于夹紧腹板100。

在一种实施方案中，如图9所示，面板夹持装置30的夹紧装置33包括夹紧基座331、夹紧活动座332、至少两个支撑辊333和夹紧执行机构334。夹紧基座331安装在夹紧升降装置32的输出端。夹紧活动座332与夹紧基座331可旋转连接，且夹紧活动座332可与夹紧基座331保持预定角度。至少两个支撑辊333平行设置在夹紧活动座332上，且轴线与面板200的宽度方向平行。在夹持面板200时，夹紧活动座332旋转预定角度，以使至少两个支撑辊333的圆周表面与面板200的下侧表面相切，从而更好的支撑面板200。夹紧执行机构334设置在夹紧活动座332上，其夹持方向与支撑辊333的轴线方向平行，夹紧执行机构334用于从面板200的宽度方向对面板200夹持。

在一种实施方案中，如图9所示，夹紧执行机构334包括第一夹紧辊3341、第二夹紧辊3342和夹紧调整装置3343，夹紧调整装置3343安装在夹紧活动座332上，第一夹紧辊3341和第二夹紧辊3342竖直平行安装在夹紧调整装置3343上，夹紧调整装置3343用于使第一夹紧辊3341和第二夹紧辊3342相互靠近或相互远离，以适应不同宽度的面板200。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备，其特征在于，包括：

龙门框架(10)，其包括顶梁(11)、位于所述顶梁(11)下方的底座(12)以及支撑所述顶梁(11)的立柱(13)；

腹板夹持装置(20)，其包括至少两个安装在所述顶梁(11)上的腹板柔性定位器(21)，且所有所述腹板柔性定位器(21)沿所述顶梁(11)的延伸方向依次布置，每个所述腹板柔性定位器(21)包括夹钳升降装置(22)和安装在所述夹钳升降装置(22)上并用于夹持腹板(100)的夹钳装置(23)；在夹持所述腹板(100)的所有所述腹板柔性定位器(21)中，所述夹钳升降装置(22)使对应的所述夹钳装置(23)停留在不同的预定高度，使夹持所述腹板(100)的所有所述夹钳装置(23)的夹持中心连成的弧线与所述腹板(100)的弧形相一致；

面板夹持装置(30)，其包括至少两个安装在所述底座(12)上的面板柔性定位器(31)，且所有所述面板柔性定位器(31)沿所述底座(12)的延伸方向依次布置，每个所述面板柔性定位器(31)包括夹紧升降装置(32)和安装在所述夹紧升降装置(32)上并用于夹持面板(200)的夹紧装置(33)；在夹持所述面板(200)的所有所述面板柔性定位器(31)中，每个所述夹紧升降装置(32)使对应的所述夹紧装置(33)停留在不同的预定高度，使夹持所述面板(200)的所有所述夹紧装置(33)的夹持中心连成的弧线与所述面板(200)的弧形相一致；

焊接装置(40)，用于在弧形的所述腹板(100)与弧形的所述面板(200)抵接后，对所述腹板(100)和所述面板(200)的待焊接的接触位置进行焊合。

2.根据权利要求1所述的用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备，其特征在于，还包括：

横移轨道(50)，其设置在所述龙门框架(10)的所述底座(12)的侧边；

第一端部定位装置(60)和第二端部定位装置(70)，其都安装在所述横移轨道(50)上且可沿所述横移轨道(50)水平移动，第一端部定位装置(60)用顶持所述腹板(100)和所述面板(200)的左侧的末端，第二端部定位装置(70)用顶持所述腹板(100)和所述面板(200)的右侧的末端，在所述第一端部定位装置(60)和所述第二端部定位装置(70)的顶持下，所述腹板(100)和所述面板(200)的长度方向两端的末端都相互对齐。

3.根据权利要求2所述的用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备，其特征在于，所述第一端部定位装置(60)与所述第二端部定位装置(70)的结构相同；

所述第一端部定位装置(60)包括端部升降装置(61)、旋转装置(62)和定位挡板(63)，所述端部升降装置(61)安装在所述横移轨道(50)上，所述旋转装置(62)安装在所述端部升降装置(61)的输出端部，所述定位挡板(63)安装在所述旋转装置(62)上，且所述定位挡板(63)的平面朝向所述腹板(100)和所述面板(200)的方向；

所述旋转装置(62)用于使所述定位挡板(63)旋转预定角度，以使所述定位挡板(63)的顶持平面与所述腹板(100)和所述面板(200)的端部平面相贴合。

4.根据权利要求1所述的用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备，其特征在于，还包括上下料装置(80)，其包括至少两个上下料单元(81)，两个所述上下料单元(81)平行设置在所述龙门框架(10)一侧；

每个所述上下料单元(81)包括：

上下料机架(82)，设置在所述龙门框架(10)的所述底座(12)的一侧；

物料升降装置(83)，其设置在所述上下料机架(82)上，且所述物料升降装置(83)可在所述上下料机架(82)上朝靠近或远离所述腹板夹持装置(20)和所述面板夹持装置(30)的方向移动；

物料夹持器(84)，其包括滚轮(841)和两个扶正辊(842)，所述滚轮(841)设置在所述物料升降装置(83)上，且所述滚轮(841)的轴线与所述物料升降装置(83)的移动方向平行，两个所述扶正辊(842)竖直平行设置在所述物料升降装置(83)上，且两个所述扶正辊(842)的中间间隙与所述滚轮(841)相对应；所述滚轮(841)用于支撑所述腹板(100)或所述面板(200)，所述扶正辊(842)的中间间隙用于夹持所述腹板(100)和所述面板(200)。

5.根据权利要求4所述的用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备，其特征在于，所述上下料单元(81)还包括调整机构(85)，其设置在所述物料升降装置(83)上，用于调整两个所述扶正辊(842)之间的间隙宽度。

6.根据权利要求1所述的用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备，其特征在于，还包括：

多自由度的焊接机器人(90)，其可移动的安装在所述龙门框架(10)的所述顶梁(11)上，所述焊接机器人(90)的执行末端安装有焊枪；

3D结构光相机(300)，其安装在所述焊接机器人(90)的执行末端，用于扫描所述腹板(100)与所述面板(200)焊接处的坡口以得到焊接坡口的点云数据。

7.根据权利要求1-6任一项所述的用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备，其特征在于，所述腹板柔性定位器(21)的所述夹钳装置(23)包括：

夹钳基座(231)，其安装在所述夹钳升降装置(22)的输出端；

夹钳活动座(232)，其与所述夹钳基座(231)可旋转连接，且所述夹钳活动座(232)可与所述夹钳基座(231)保持在预定角度；

夹钳执行机构(233)，其安装在所述夹钳活动座(232)上，且所述夹钳执行机构(233)跟随所述夹钳活动座(232)的转动而同步转动，所述夹钳执行机构(233)夹持所述腹板(100)时，所述夹钳执行机构(233)的夹持点处的切线斜率刚好与所述腹板(100)的夹持点处的切线斜率相同。

8.根据权利要求7所述的用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备，其特征在于，所述夹钳执行机构(233)包括两个活动板(2331)、导向装置(2332)和夹钳调节装置(2333)，所述导向装置(2332)安装在所述夹钳基座(231)上，两个所述活动板(2331)安装在所述导向装置(2332)上并可沿所述导向装置(2332)滑动，所述夹钳调节装置(2333)用于使两个所述活动板(2331)沿所述导向装置(2332)滑动以相互靠近，从而用于夹紧所述腹板(100)。

9.根据权利要求1-6任一项所述的用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备，其特征在于，所述面板夹持装置(30)的所述夹紧装置(33)包括：

夹紧基座(331)，其安装在所述夹紧升降装置(32)的输出端；

夹紧活动座(332)，其与所述夹紧基座(331)可旋转连接，且所述夹紧活动座(332)可与所述夹紧基座(331)保持预定角度；

至少两个支撑辊(333)，其平行设置在所述夹紧活动座(332)上，且轴线与所述面板(200)的宽度方向平行；在夹持所述面板(200)时，所述夹紧活动座(332)旋转预定角度，以使至少两个所述支撑辊(333)的圆周表面与所述面板(200)的下侧表面相切；

夹紧执行机构(334)，其设置在所述夹紧活动座(332)上，其夹持方向与所述支撑辊(333)的轴线方向平行，所述夹紧执行机构(334)用于从所述面板(200)的宽度方向对所述面板(200)夹持。

10.根据权利要求9所述的用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备，其特征在于，所述夹紧执行机构(334)包括第一夹紧辊(3341)、第二夹紧辊(3342)和夹紧调整装置(3343)，所述夹紧调整装置(3343)安装在所述夹紧活动座(332)上，所述第一夹紧辊(3341)和所述第二夹紧辊(3342)竖直平行安装在所述夹紧调整装置(3343)上，所述夹紧调整装置(3343)用于使所述第一夹紧辊(3341)和所述第二夹紧辊(3342)相互靠近或相互远离。

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