CN206824804U - 船舶分段小组立智能焊接装置 - Google Patents
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Abstract
船舶分段小组立智能焊接装置，包括支架，支架上设有自动送料辊道，支架的纵向两侧活动连接可沿自动送料辊道水平移动的门架行走装置；门架行走装置包括门架、焊接系统、机械臂行走机构及活动连接在机械臂行走机构上的一对机械手臂；与门架正面相对的自动送料辊道上设置小组立结构件；门架上设有小组立结构件第一阶段定位用的线激光扫描传感器；机械手臂上设有小组立结构件第二阶段定位用的点激光传感器；机械手臂的末端定位连接焊枪夹持器；焊接系统包括对称固设在门架宽度方向两侧的控制柜和焊丝桶。可实现焊接先行小组立及复杂小组立的焊接，包含平角焊、立角焊、包角焊，全程自动化，减少焊接气体对人体伤害；焊接过程速度稳定高效，节省焊丝。
Description
技术领域
本实用新型属于船舶制造技术领域，涉及一种船舶制造用焊接设备，具体地说，是船舶分段小组立智能焊接装置。
背景技术
小组立是船舶制造的一种生产管理模式，是船体分段装配的一个生产阶段。就是将两个或两个以上的零件组成构件的生产过程。如拼装T型材、肋板上安装加强材、加强筋开孔等。
它是现代造船业为了加快造船速度，提高造船品质，形成规模生产而采用的生产管理方法。就是在固定的场地加工船舶最简单的船体结构构件。一般系列船舶的小组立都是流水线作业，这样，理论上对于劳动密集的船舶制造业来说可以提高生产效率，降低生产成本。
但是，目前国内船厂小组立焊接多采用人工、焊接小车和极少的焊接机器人设备，由于人工焊接质量不稳定，工作效率低下，焊接小车和目前的焊接机器人设备只能焊接最简单的平板加筋板的先行小组立，很难焊接复杂的小组立如纵向加横向筋板加肘板及包角等。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足或缺陷，提供一种船舶分段小组立智能焊接装置，可实现焊接先行小组立及复杂小组立的焊接，包含平角焊、立角焊、包角焊，全程自动化；无需定位摆放工件，减少人员配置，减少焊接气体对人体伤害；焊接过程速度稳定，高效率，无需打磨及返工，焊缝成型美观，相比人工焊接，可节省20％焊丝。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
本实用新型的船舶分段小组立智能焊接装置，包括由若干个支腿支撑的支架，其特征在于，所述支架上水平设有自动送料辊道，所述支架的纵向两侧活动连接可沿自动送料辊道水平移动的门架行走装置；
所述门架行走装置包括门架、焊接系统、机械臂行走机构及活动连接在机械臂行走机构上的一对机械手臂；
与所述门架正面相对的自动送料辊道上设置待焊接的小组立结构件；
所述门架上设有待焊接的小组立结构件第一阶段定位用的线激光扫描传感器；
所述机械手臂上设有待焊接的小组立结构件第二阶段焊缝精确定位用的点激光传感器；
所述机械手臂的末端定位连接焊枪夹持器；
所述焊接系统包括对称固设在门架宽度方向两侧的控制柜和焊丝桶。
上述船舶分段小组立智能焊接装置，其中，
所述支架的纵向两侧设有齿条，所述门架行走装置包括可与支架纵向两侧的齿条相啮合的齿轮传动机构和可沿所述支架的齿条顶面水平移动的滚轮组件。
所述滚轮组件包括若干个与所述门架的底部活动相连且沿所述支架的齿条顶面滚动的滚轮。
所述线激光扫描传感器通过固定架定位连接在门架的上方，并且分布于门架宽度方向的中部及其两侧。
所述点激光传感器设置在紧邻所述焊枪夹持器的机械手臂末端。
所述支架的纵向两端设有门架行走装置的限位机构。
所述两个机械手臂倒挂式对称安装在所述机械臂行走机构的纵向两侧。
所述门架的背面设有遮弧帘。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1.可实现焊接先行小组立及复杂小组立的焊接，包含平角焊、立角焊、包角焊，并且全程利用机器人自动化操作；
2.无需定位摆放工件，减少人员配置，减少焊接气体对人体伤害；
3.焊接过程速度稳定，高效率，无需打磨及返工，焊缝成型美观，与人工焊接相比，可节省20％焊丝。
附图说明
图1是图1是本实用新型涉及的船舶分段小组立智能焊接装置的主视结构示意图；
图2是图1的俯视结构示意图；
图3是图1的左视放大结构示意图；
图4是本实用新型涉及的船舶分段小组立智能焊接装置的立体结构示意图；
图5是图4中的A部放大结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型作进一步说明。
请参阅图1、2，配合参阅图3-5，图中示出了本实用新型涉及的船舶分段小组立智能焊接装置，包括由若干个支腿支撑的支架1，其关键技术方案在于：
如图1、2所示，支架1上水平设有自动送料辊道2，支架1的纵向两侧活动连接可沿自动送料辊道2水平移动的门架行走装置3。
门架行走装置3包括门架31、焊接系统、机械臂行走机构33及活动连接在机械臂行走机构33上的一对机械手臂34；与门架31的正面相对的自动送料辊道2上设置待焊接的小组立结构件4。
门架31上设有线激光扫描传感器5，用于待焊接的小组立结构件4的第一阶段定位，以识别待焊接的小组立结构件4的大致位置信息；
机械手臂34上设有点激光传感器6，用于待焊接的小组立结构件4的第二阶段定位，以确定待焊接的小组立结构件4焊缝两端的精确位置信息。
机械手臂34的末端定位连接焊枪夹持器7；焊接系统包括对称固设在门架31宽度方向两侧的控制柜32A、焊丝桶32B。
如图4所示，门架31的背面设有遮弧帘8。
如图4、5所示，支架1的纵向两侧设有齿条1A，门架行走装置3包括可与支架1纵向两侧的齿条1A相啮合的齿轮传动机构(属于现有技术，图中未示出)和可沿支架的齿条1A顶面水平移动的滚轮组件。
滚轮组件包括若干个与门架31的底部活动相连且沿支架1的齿条1A顶面滚动的滚轮36。
如图2、3所示，线激光扫描传感器5通过固定架5A定位连接在门架31的上方；其中一个位于门架31宽度方向的中部，另两个分别间隔对称均布于门架31中部的两侧。
如图3所示，点激光传感器6设置在紧邻焊枪夹持器7的机械手臂34末端。
此外，支架1的纵向两端设有门架行走装置3的限位机构(属于现有技术，图中未示出)，以免门架行走装置3脱离自动送料辊道2。本实用新型涉及的门架行走装置3的限位机构可以采用机械式结构进行限位，当然，亦可利用电气部件如传感器等进行限位。
如图3所示，两个机械手臂34倒挂式对称安装在机械臂行走机构33的纵向两侧。
本实用新型提供的船舶分段小组立智能焊接装置，可实现小组立工件全方位自动焊接，门架上安装了线激光扫描传感器可以扫描出小组立整体外观结构图，机械手臂下焊枪处安装了点激光传感器，根据外观结构图寻找出焊缝精确位置，无论先行小组立结构件还是复杂小组立工件皆可自动进行焊接，提高整体焊接效率，无需编程及示教，设备操作简单，普通工人培训后便可熟练操作。
本实用新型涉及的上述技术方案其总体构思大致如下：
船舶分段小组立的智能焊接装置，主要包括自动送料辊道、门架系统、焊接系统、机械手臂。机械手臂倒挂式安装在门架上，门架安装在送料辊道上的行走装置上，进行位置移动。
工作过程如下：
1、扫描功能
门架上装有线激光扫描传感器用于第一阶段定位，识别基板上筋板和肘板的大致位置信息。每个机械臂上配备激光传感器，用于第二阶段定位，确定焊缝两端的精确位置信息。
2、辊道
焊接区域的辊道由机器人控制，当机器人收到焊接开始信号时，控制辊道将工件移动到焊接区域；焊接完成后，机器人控制系统将小组立工件移出焊接区域。
3、用户界面
机器人的用户操作界面将安装于门架上，使用触摸屏对每日的作业进行简单的选项定义，界面上可以对不同的焊脚高度进行定义。
4、控制信号/界面
(1)基本输入信号包括：开始生产/工件就绪/生产模式/焊接要求/暂停/终止。
(2)基本输出信号包括：机器人就绪/错误/焊接中/制造中/管道运行中/机器人暂停。
5、剪丝清枪系统
焊接门架上配备剪丝清枪系统，每个焊接任务间隙(工件进出焊接区域)时进行剪丝清枪作业。
6、工作流程
(1)操作工给出启动信号或收到外部控制系统指令，生产开始(不需要任何的编码、编程或CAD绘制图纸)；
(2)辊道将装配点焊后的小组立工件送到焊接区域，到达焊接区域指定位置后(由小组立线上的点激光传感器确定)，传送带停止；
(3)3D扫描设备启动，完成对小组立工件的第一阶段扫描，确定焊缝大体位置；
(4)通过焊接控制系统将焊接作业进行合理分解；
(5)位于机械臂上的激光扫描设备对焊缝两端位置精确信息进行第二阶段扫描，其后共享位置信息；
(6)实施焊接；
(7)焊接完成，辊道将焊后的小组立工件移出焊接区域；
(8)工件移出的同时另一端装配完成的小组立进入，重复上述过程。
利用本实用新型涉及的智能焊接装置，可实现先行小组立及复杂小组立的焊接，包含平角焊、立角焊、包角焊，全程自动化，无需定位摆放工件，减少人员配置，减少焊接气体对人体伤害。焊接过程速度稳定，高效率，无需打磨及返工，焊缝成型美观，相比人工焊接，可节省20％焊丝。
以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (8)
1.船舶分段小组立智能焊接装置，包括由若干个支腿支撑的支架，其特征在于，所述支架上水平设有自动送料辊道，所述支架的纵向两侧活动连接可沿自动送料辊道水平移动的门架行走装置；
所述门架行走装置包括门架、焊接系统、机械臂行走机构及活动连接在机械臂行走机构上的一对机械手臂；
与所述门架正面相对的自动送料辊道上设置待焊接的小组立结构件；
所述门架上设有待焊接的小组立结构件第一阶段定位用的线激光扫描传感器；
所述机械手臂上设有待焊接的小组立结构件第二阶段焊缝精确定位用的点激光传感器；
所述机械手臂的末端定位连接焊枪夹持器；
所述焊接系统包括对称固设在门架宽度方向两侧的控制柜和焊丝桶。
2.根据权利要求1所述船舶分段小组立智能焊接装置，其特征在于，所述支架的纵向两侧设有齿条，所述门架行走装置包括可与支架纵向两侧的齿条相啮合的齿轮传动机构和可沿所述支架的齿条顶面水平移动的滚轮组件。
3.根据权利要求2所述船舶分段小组立智能焊接装置，其特征在于，所述滚轮组件包括若干个与所述门架的底部活动相连且沿所述支架的齿条顶面滚动的滚轮。
4.根据权利要求1或2或3所述船舶分段小组立智能焊接装置，其特征在于，所述线激光扫描传感器通过固定架定位连接在门架的上方，并且分布于门架宽度方向的中部及其两侧。
5.根据权利要求1或2或3所述船舶分段小组立智能焊接装置，其特征在于，所述点激光传感器设置在紧邻所述焊枪夹持器的机械手臂末端。
6.根据权利要求1或2或3所述船舶分段小组立智能焊接装置，其特征在于，所述支架的纵向两端设有门架行走装置的限位机构。
7.根据权利要求1或2或3所述船舶分段小组立智能焊接装置，其特征在于，所述两个机械手臂倒挂式对称安装在所述机械臂行走机构的纵向两侧。
8.根据权利要求1或2或3所述船舶分段小组立智能焊接装置，其特征在于，所述门架的背面设有遮弧帘。
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