CN212762601U - 一种舱体纵缝自动打磨装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种舱体纵缝自动打磨装置，包括底板、环向运动装置、纵向行走装置、纵向夹紧装置、进给装置、径向夹紧装置和打磨装置，底板通过纵向夹紧装置和径向夹紧装置与舱体上相邻两个工字梁连接，环向运动装置、纵向行走装置、纵向夹紧装置、进给装置和径向夹紧装置均安装在底板上，打磨装置安装在进给装置上，进给装置给打磨装置提供进给量，打磨装置对纵缝进行铣削。优点：本用于替代人工打磨，相较于人工打磨本实用新型具有打磨效果好、效率高、可以进行连续工作。

Description

一种舱体纵缝自动打磨装置

技术领域

本实用新型涉及一种自动打磨装置，具体涉及一种太空舱的舱体纵缝自动打磨装置。

背景技术

太空舱直径有四五米，长度也有十多米。现有太空舱采用一块块薄板焊接成，在薄板上设置提高强度的工字梁9，工字梁与薄板之间形成环形焊缝，简称环缝12；而在薄板之间形成纵向焊缝，简称纵缝13。如图3所示。

目前，已知的打磨装置都无法应用于太空舱舱体上的纵缝，而采用人工手动打磨，效率低、费时费力而且打磨后的纵缝质量差。

实用新型内容

本实用新型目的是，针对背景技术中的问题，提出一种适用于太空舱舱体上的纵缝打磨的舱体纵缝自动打磨装置。

本实用新型采用的技术方案是：一种舱体纵缝自动打磨装置，舱体纵缝自动打磨装置整体位于舱体内腔里，舱体纵缝自动打磨装置包括底板、环向运动装置、纵向行走装置、纵向夹紧装置、进给装置、径向夹紧装置和打磨装置，

底板通过纵向夹紧装置和径向夹紧装置与舱体上相邻两个工字梁连接，环向运动装置、纵向行走装置、纵向夹紧装置、进给装置和径向夹紧装置均安装在底板上，打磨装置安装在进给装置上，进给装置给打磨装置提供进给量，打磨装置对纵缝进行铣削；

定义底板位于两条工字梁处的两端分别为左端和右端，环向运动装置设置在底板的左端，环向运动装置带动底板沿舱体上的两条工字梁环向行走，纵向夹紧装置和径向夹紧装置相互配合作用将舱体纵缝自动打磨装置整体限制到舱体相邻两个工字梁上，进给装置安装在底板用来驱动打磨装置的进给，打磨装置的环向运动由环向运动装置带动；打磨装置设置在进给装置上，纵向行走装置与进给装置连接，用来测量打磨装置的纵向位移。

本实用新型装置的进一步优化技术方案：

环向运动装置包括动力轮、减速器和第二伺服电机，减速器装在底板的左端，第二伺服电机与减速器连接，第二伺服电机的电机轴连接减速器的输入轴，动力轮设置在减速器的输出轴上，动力轮贴合工字梁的上翼缘的翼板板面，动力轮采用尼龙材质制成，第二伺服电机驱动动力轮旋转，动力轮旋转带动舱体纵缝自动打磨装置整体沿舱体上工字梁的上翼缘行走。本实用新型的环向运动装置，动力轮采用尼龙材质制成，增加与工字梁的上翼缘的翼板板面的接触面积，同时防止擦伤工字梁的上翼缘的翼板板面。环向运动装置，伺服电机通电启动，动力轮旋转，通过与工字梁的上翼缘的翼板板面之间的摩擦力，带动舱体纵缝自动打磨装置整体沿舱体上工字梁的上翼缘行走。

纵向夹紧装置包括两个固定纵向夹紧轮和一个活动纵向夹紧轮部件，两个固定纵向夹紧轮和一个活动纵向夹紧轮部件呈三角形布置在底板的左右两端的边缘处，用来将舱体纵缝自动打磨装置整体夹持在两条工字梁的上翼缘上；两个固定纵向夹紧轮设置在底板的左端，一个活动纵向夹紧轮部件设置在底板的右端；活动纵向夹紧轮部件包括一根导轨、移动板、一根齿条、第一纵向夹紧轮、第一齿轮和第一伺服电机，导轨与齿条平行固定在底板上，导轨的两端与底板的左右两端齐平，导轨与纵缝平行；移动板设置在导轨的滑块上，移动板与导轨垂直且移动板两端伸出底板之外；第一伺服电机与移动板连接，第一齿轮设置在第一伺服电机的电机轴上，第一齿轮啮合齿条，第一纵向夹紧轮转动设置在第一夹紧轮轴上，第一夹紧轮轴上端固定在移动板，第一纵向夹紧轮悬于移动板下方且第一纵向夹紧轮的外表面可贴紧工字梁的腹板的一侧侧面；两个固定纵向夹紧轮通过第二夹紧轮轴安装在底板左端的边缘处，两个固定纵向夹紧轮分别转动设置在第二夹紧轮轴，两个固定纵向夹紧轮都悬于底板下方且外表面可贴紧工字梁的腹板的另一侧侧面。

径向夹紧装置包括呈矩形布置在底板左右两侧边缘处的四个径向夹紧机构，其中两个径向夹紧机构通过固定板设置在底板右端的移动板两端端部，其余两个径向夹紧机构通过固定板固定在底板左端处；四个径向夹紧机构都包括夹紧气缸、转接头和径向夹紧轮，夹紧气缸的缸体连接在固定板上，转接头设置在夹紧气缸的活塞杆端部，径向夹紧轮通过第三夹紧轮轴转动设置在转接头上；四个径向夹紧轮都悬于底板下方且四个径向夹紧轮的外表面可贴紧工字梁的上翼缘的翼板背面。

本实用新型技术方案内纵向夹紧装置和径向夹紧装置相互配合，将舱体纵缝自动打磨装置整体与工字梁连接。径向夹紧装置的夹紧力利用气缸提供，夹紧力可调，纵向夹紧装置和径向夹紧装置的夹紧轮采用尼龙材质，可以有效的减小设备在打磨过程中的振动，提高打磨精度。

进给装置包括滑动板、基板、第三伺服电机、同步带传动副、滚珠丝杆螺母副、升降板、支撑座和两根竖直导轨，滑动板连接导轨上配合设置的滑块，基板竖直设置在滑动板上，第三伺服电机和支撑座分别设置在基板的两侧面上，滚珠丝杆螺母副内的滚珠丝杆上端轴承连接支撑座，滚珠丝杆竖直设置；同步带传动副内的主动带轮和从动带轮分别连接第三伺服电机电机轴和滚珠丝杆的上端，升降板连接滚珠丝杆螺母副内的丝杆螺母，两根竖直导轨间隔设置在基板的一侧面上，在升降板上连接两根竖直导轨配合设置的滑块。本实用新型进给装置行程可调，可以根据实际的打磨情况调节打磨进给量，提高打磨效率。

纵向行走装置包括动力单元和纵向行走位移测量装置，动力单元包括第四伺服电机和第二齿轮，第四伺服电机设置在滑动板上，第二齿轮设置在第四伺服电机的电机轴上，第二齿轮啮合齿条；纵向行走位移测量装置为光栅尺，定义此光栅尺为第一光栅尺，第一光栅尺的标尺光栅设置在底板上，第一光栅尺的标尺光栅平行与纵缝，第一光栅尺的光栅读数头通过连接杆固定到滑动板上。

打磨装置包括六维力传感器、缓冲器和气动打磨机，六维力传感器设置在升降板的背面，缓冲器装在六维力传感器上且位于六维力传感器的下方，缓冲器的下方安装一块定位板，气动打磨机安装在定位板上，且位于纵缝的正上方。本实用新型打磨装置安装有六维力传感器，可以实时的测量打磨时在各个方向上产生的力和力矩，对后期研究打磨工况的研究起到很重要的作用；缓冲器可以有效的起到减震的作用，有利于打磨时力的稳定，提高打磨表面的质量。

舱体纵缝自动打磨装置还包括用于测量打磨装置在工字梁上的行走距离的位移测量装置、记录打磨过程的摄像头和用于焊缝定位及打磨后焊缝质量检测的激光寻缝机，位移测量装置设置在底板的左端端部，位移测量装置包括滚轮、传动轴、轴承座和编码器，轴承座固定在底板上，传动轴通过轴承转动连接轴承座，编码器输出轴连接传动轴一端，滚轮设置在传动轴另一端上，滚轮紧贴工字梁的上翼缘的翼板板面；摄像头安装在连接杆的末端，且悬于底板下方；激光寻缝机通过L型支架悬于待打磨纵缝的正上方，L型支架设置在基板上，激光寻缝机靠近气动打磨机。本实用新型激光寻缝机对焊缝的轮廓进行扫描，可以实时的检测到打磨的质量，以便及时进行修改，提高打磨效率；摄像头可以实时的记录打磨过程及打磨的效果，有利于实时监控打磨流程以及后期打磨工艺的改进。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：

本实用新型的装置，只需将装置整体装在舱体的工字梁上，即可对所有纵缝进行自动打磨，无需人工操作，提高了效率和质量。

本实用新型的装置，用于替代人工打磨，相较于人工打磨本实用新型具有打磨效果好、效率高、可以进行连续工作。

附图说明

图1是舱体纵缝自动打磨装置的结构示意图。

图2是底板的结构示意图。

图3是太空舱舱体的结构示意图。

图4是环向运动装置的结构示意图。

图5是舱体纵缝自动打磨装置左端的第一放大视图(反应纵向夹紧装置和径向夹紧装置的安装位置关系)。

图6是舱体纵缝自动打磨装置右端的放大视图。

图7是固定纵向夹紧轮与第二夹紧轮轴的装配示意图。

图8是径向夹紧机构的结构示意图。

图9是舱体纵缝自动打磨装置左端的第二放大视图(反应进给装置的安装位置关系)。

图10是进给装置与打磨装置的装配关系示意图。

图11是位移测量装置的结构示意图。

图12是舱体纵缝自动打磨装置左端的第三放大视图(反应激光寻缝机和摄像头的安装位置关系)。

图13是舱体纵缝自动打磨装置装在工字梁上的示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

为使本实用新型的内容更加明显易懂，以下结合附图1-图13和具体实施方式做进一步的描述。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种舱体纵缝自动打磨装置，舱体纵缝自动打磨装置整体位于舱体内腔里，舱体纵缝自动打磨装置包括底板1、环向运动装置2、纵向行走装置3、纵向夹紧装置4、进给装置6、径向夹紧装置7、打磨装置8、用于测量打磨装置8在工字梁上的行走距离的位移测量装置5、记录打磨过程的摄像头10和用于焊缝定位及打磨后焊缝质量检测的激光寻缝机11。

如图1所示，底板1通过纵向夹紧装置4和径向夹紧装置7与舱体上相邻两个工字梁9 连接，环向运动装置2、纵向行走装置3、纵向夹紧装置4、进给装置6和径向夹紧装置7 均安装在底板1上，打磨装置8安装在进给装置6上，进给装置6给打磨装置8提供进给量，打磨装置8对纵缝进行铣削。

如图1所示，定义底板1位于两条工字梁9处的两端分别为左端和右端，环向运动装置2设置在底板1的左端，环向运动装置2带动底板1沿舱体上的两条工字梁9环向行走，纵向夹紧装置4和径向夹紧装置7相互配合作用将舱体纵缝自动打磨装置整体限制到舱体相邻两个工字梁9上，进给装置6安装在底板1用来驱动打磨装置8的进给，打磨装置8 的环向运动由环向运动装置2带动；打磨装置8设置在进给装置6上，纵向行走装置3与进给装置6连接，用来测量打磨装置8的纵向位移。

如图2所示，本实施例底板1采用钢板制成，底板1根据结构安装的需要设置。

如图1和4所示，环向运动装置2带动底板1沿舱体1上工字梁9行走，本实施例中，环向运动装置2包括动力轮201、减速器202和第二伺服电机203，减速器202装在底板1 的左端，第二伺服电机203与减速器202连接，第二伺服电机203的电机轴连接减速器202 的输入轴，动力轮201设置在减速器202的输出轴上，动力轮201贴合工字梁9的上翼缘的翼板板面，动力轮201采用尼龙材质制成，第二伺服电机203驱动动力轮201旋转，动力轮201旋转带动舱体纵缝自动打磨装置整体沿舱体上工字梁9的上翼缘行走。

环向运动装置2通过减速器202安装在底板1上，动力轮201采用尼龙材质制成，增加与工字梁的上翼缘的翼板板面的接触面积，同时防止擦伤工字梁的上翼缘的翼板板面。第二伺服电机203通电启动，动力轮201旋转，通过与工字梁的上翼缘的翼板板面之间的摩擦力，带动舱体纵缝自动打磨装置整体沿舱体上工字梁的上翼缘行走。

如图1所示，纵向夹紧装置4和径向夹紧装置7相互配合作用将舱体纵缝自动打磨装置整体限制到舱体上相邻两个工字梁9上。

如图5和6所示，纵向夹紧装置4包括两个固定纵向夹紧轮41和一个活动纵向夹紧轮部件42，两个固定纵向夹紧轮41和一个活动纵向夹紧轮部件42呈三角形布置在底板1的左右两端的边缘处，用来将舱体纵缝自动打磨装置整体夹持在两条工字梁9的上翼缘上；两个固定纵向夹紧轮41设置在底板1的左端，一个活动纵向夹紧轮部件42设置在底板1 的右端。

如图6所示，活动纵向夹紧轮部件42包括一根导轨422、移动板421、一根齿条423、第一纵向夹紧轮424、第一齿轮425和第一伺服电机426，导轨422与齿条423平行固定在底板1上，导轨422的两端与底板1的左右两端齐平，导轨422与纵缝平行；移动板421 设置在导轨422的滑块上，移动板421与导轨422垂直且移动板421两端伸出底板1之外；第一伺服电机426与移动板421连接，第一齿轮425设置在第一伺服电机426的电机轴上，第一齿轮425啮合齿条423，第一纵向夹紧轮424转动设置在第一夹紧轮轴上，第一夹紧轮轴上端固定在移动板421，第一纵向夹紧轮424悬于移动板421下方且第一纵向夹紧轮424 的外表面可贴紧工字梁9的腹板的一侧侧面。

如图5和7所示，两个固定纵向夹紧轮41通过第二夹紧轮轴安装在底板1左端的边缘处，两个固定纵向夹紧轮41分别转动设置在第二夹紧轮轴，两个固定纵向夹紧轮41都悬于底板1下方且外表面可贴紧工字梁9的腹板的另一侧侧面。

本实施例中纵向夹紧装置4的工作过程为，在需要实施装置的纵向夹紧时，两个固定纵向夹紧轮41和第一纵向夹紧轮424呈三角形布置在底板1的左右两端的边缘处，第一伺服电机426启动，驱动移动板421运动，带动第一纵向夹紧轮424向工字梁9靠近，直至最终第一纵向夹紧轮424的外表面可贴紧工字梁9的腹板的一侧侧面，两个固定纵向夹紧轮41的外表面可贴紧工字梁9的腹板的另一侧侧面。

如图5和6所示，径向夹紧装置7包括呈矩形布置在底板1左右两侧边缘处的四个径向夹紧机构，其中两个径向夹紧机构通过固定板74设置在底板1右端的移动板421两端端部，其余两个径向夹紧机构通过固定板74固定在底板1左端处。

如图8所示，四个径向夹紧机构都包括夹紧气缸71、转接头72和径向夹紧轮73，夹紧气缸71的缸体连接在固定板74上，转接头72设置在夹紧气缸71的活塞杆75端部，径向夹紧轮73通过第三夹紧轮轴转动设置在转接头72上。四个径向夹紧轮73都悬于底板1 下方且四个径向夹紧轮73的外表面可贴紧工字梁9的上翼缘的翼板背面。

本实施例中径向夹紧装置7的工作过程为，在需要实施装置的径向夹紧时，四个夹紧气缸71同时动作，带动四个径向夹紧轮73向工字梁9的上翼缘的翼板背面靠近；其中两个径向夹紧轮73也在驱动移动板421作用下，向工字梁9靠近；直至最终四个夹紧气缸71 的外表面可贴紧工字梁9的上翼缘的翼板背面。

如图1和9所示，进给装置6包括滑动板69、基板65、第三伺服电机61、同步带传动副62、滚珠丝杆螺母副63、升降板64、支撑座66和两根竖直导轨67，滑动板69连接导轨422上配合设置的滑块，基板65竖直设置在滑动板69上，第三伺服电机61和支撑座66 分别设置在基板65的两侧面上，滚珠丝杆螺母副63内的滚珠丝杆上端轴承连接支撑座66，滚珠丝杆竖直设置；同步带传动副62内的主动带轮和从动带轮分别连接第三伺服电机61 电机轴和滚珠丝杆的上端，升降板64连接滚珠丝杆螺母副63内的丝杆螺母，两根竖直导轨67间隔设置在基板65的一侧面上，在升降板64连接两根竖直导轨67上配合设置的滑块。

本实施例的进给装置6，第三伺服电机61提供动力，动力通过同步带传动副62传递给滚珠丝杆螺母副63，滚珠丝杆螺母副63内的滚珠丝杆旋转，带动螺母沿着滚珠丝杆上下移动，从而带动升降板64上升或下降。本实施例中升降板64连接打磨装置8，从而实现打磨装置8的进给。

如图9所示，进给装置6还包括测量进给量的光栅尺68。定义此光栅尺68为第二光栅尺，第二光栅尺的标尺光栅682竖直安装在基板65上，第二光栅尺的光栅读数头681安装在升降板64的侧边，测量升降板64的下降行程，监测进给量。

本进给装置6，第三伺服电机61提供动力，动力通过同步带传动副62传递给滚珠丝杆螺母副63，滚珠丝杆螺母副63内的滚珠丝杆旋转，带动螺母沿着滚珠丝杆上下移动，从而带动升降板64上升或下降。本实施例中升降板64连接打磨装置8，从而实现打磨装置8的进给。

如图9所示，纵向行走装置3包括动力单元和纵向行走位移测量装置，动力单元包括第四伺服电机31和第二齿轮32，第四伺服电机31设置在滑动板69上，第二齿轮32设置在第四伺服电机31的电机轴上，第二齿轮32啮合齿条423。

如图9所示，纵向行走位移测量装置为光栅尺，定义此光栅尺为第一光栅尺，第一光栅尺的标尺光栅33设置在底板1上，第一光栅尺的标尺光栅33平行与纵缝，第一光栅尺的光栅读数头34通过连接杆35固定到滑动板69上。

本实施例纵向行走装置3内的动力单元，给滑动板69提供动力，使得滑动板69整体在导轨422上滑动，从而带动打磨装置在导轨422上滑动，完成一条纵缝13的铣削。第一光栅尺监测打磨装置的位移。

如图1所示，打磨装置8的行走由环向运动装置2带动，打磨装置8的进给由进给装置6提供；打磨装置8设置在进给装置6上。

如图10所示，打磨装置8包括六维力传感器81、缓冲器82和气动打磨机83，六维力传感器81设置在升降板64的背面，缓冲器82装在六维力传感器81上且位于六维力传感器81的下方，缓冲器82的下方安装一块定位板85，气动打磨机83安装在定位板85上，且位于纵缝的正上方。

本实施例中，六维力传感器81为外购件，直接购买获得。本实施例中的六维力传感器 81优先采用坤维(北京)科技有限公司或常州坤维传感器科技有限公司销售的六维力传感器。该六维力传感器具有六维力检测功能，并提供全套反馈控制算法。同时量程为：Fx/Fy/Fz 分别为400N/400N/800N，力矩Mx/My/Mz分别为40Nm/40Nm/40Nm。

本实施例中，缓冲器82的作用是给气动打磨机83提供一个缓冲力，本实施例中使用的缓冲器也为外购件，直接购买获得。本实施例中的缓冲器优先采用奥地利FERROBOTICS活性触觉法兰，该缓冲器的最大力800N，行程48mm，最大倾覆力矩350Nm，最大扭转力矩350Nm。

本实施例中，气动打磨机83为外购件，直接购买获得。本实施例中的优先采用上海金炜五金机械有限公司销售的焊道打磨机PY1027，该焊道打磨机适用于异型平面对接道的铣平处理。主要用途是：适用于金属对接焊缝(管材对接弧线焊缝和钣材对接焊缝)的焊道的余高剔除。该焊道打磨机，焊道余高铣平(打磨)平整的意义，1、去除焊道余高，有利于检测焊缝表面缺陷，如果对焊缝不进行无损检测，铣平余高后即可观察焊接效果。2、去除焊道余高，余高处理至与母材齐平，有利于热影响区域的应力释放，有利于保证焊缝强度。

焊道打磨机的特点：

本机适合于碳钢类小型焊件、标准焊道(焊缝)余高的处理(3mm以下)。

不锈钢、铝、铜等有色金属焊道(焊缝)余高均不限。

1、焊缝余高高度剔除量可在0-5mm内调整(见下面图示)。

2、刀具高速剔除焊道余高速度平稳，平整。

3、工作场地部产生灰尘，无污染。

4、金属粉末易回收。

5、不产生火花、符合安全生产要求。

使用要求：

1、连接内径5mm以上的输气管，以保证动力所需的压力流量；

2、焊道余高、高于3mm建议分次操作，以保障切削速度和保护刀具使用寿命；

3、刀具必须在高速运行中缓慢向前推行(下压式推进)慢速推进可保障切削面的平滑。过快推进切削面可能会产生波浪纹；

4、为了不伤及焊接母材，调整刀具间隙时可留有几丝余地，然后选用适合的抛光机进行精细抛光。

5、推荐配合本机进行精细抛光的机型：EZ-7060或EZ-7060E.

刀具适合材料：

碳钢、不锈钢、铝合金、铝、铜、塑料

刀具适合应用：

1、精密焊接件的焊道余高、焊点余高铣平；

2、铸造件飞边毛刺的清楚；

本焊道打磨机，配有专用刀具，焊道余高铣刀。具体为：刀具的选择(红色字为常用型)：

Y2710(粗齿)专用型：适合铜、铝合金有色金属类的焊道、焊点、凸起的处理；

Y2720(中粗)专用型：适合铜、铝合金有色金属类的焊道、焊点、凸起的处理；

Y2725(中齿)通用型：适合不锈钢、碳钢类焊道、焊点的处理；

Y2730(中细)精细型：适合焊点、焊道的厚道精细打磨和塑料件的毛边处理；

Y2740(细齿)精细型：适合焊点、焊道的厚道精细打磨和塑料件的毛边处理。

如图10所示，在升降板64的末端安装一个限位开关86，限位开关86测量气动打磨机 83与工字梁下翼缘的翼板背面之间的距离，限位开关86用来防止进给量过大，造成气动打磨机83的损坏。

如图1和11所示，位移测量装置5设置在底板1的左端端部，移测量装置5包括滚轮51、传动轴52、轴承座53和编码器54，轴承座53固定在底板1的后端，传动轴52通过轴承转动连接轴承座53，编码器54输出轴连接传动轴52一端，滚轮51设置在传动轴52 另一端上，滚轮51紧贴工字梁的上翼缘的翼板板面。位移测量装置5的设置，当环向运动装置2打滑，位移测量装置5测出环向运动装置2打滑。

本实施例中位移测量装置5的工作原理为：位移测量装置5跟随底板1一起在环向运动装置2作用下运动，滚轮51与工字梁的上翼缘的翼板板面摩擦，滚轮51转动通过传动轴52传递给编码器54，编码器54测出打磨装置8在工字梁上的行走距离。

如图12所示，摄像头10安装在连接杆35的末端，且悬于底板1下方。本实施例中摄像头10为外购件，直接购买获得。本实施例中的优先采用海康威视MV-CA060-10GC，该摄像头提供实时视频检测功能和光源照明功能。

如图12所示，激光寻缝机11通过L型支架1101悬于待打磨纵缝的正上方，L型支架1101设置在基板65上，激光寻缝机11靠近气动打磨机83。

本实施例中激光寻缝机11为外购件，直接购买获得。本实施例中的优先采用赛融信息科技有限公司销售的激光寻缝机，该激光寻缝机能够实现焊缝的自动识别，包括焊缝宽度和焊缝高度等几何信息；该激光寻缝机的工作距离覆盖100-150mm，测量精度优于0.05mm。

本实施例装置，用于替代人工打磨，相较于人工打磨本实用新型具有打磨效果好、效率高、可以进行连续工作。

本实施例提出一种舱体纵缝自动打磨装置的纵缝打磨方法，包括如下步骤：

步骤1：将舱体纵缝自动打磨装置装在待打磨纵缝的舱体的两个工字梁9上，其中；气动打磨机83不装；步骤1具体为：步骤101：调整装置内的纵向夹紧装置4及径向夹紧装置7，使其处于最大张开状态，保证纵向夹紧装置及径向夹紧装置7可以放置在舱体的相邻工字梁上；步骤102：启动第一伺服电机426，推动移动板421驱动第一纵向夹紧轮424使其外表面贴紧工字梁9的腹板的一侧侧面，同时两个固定纵向夹紧轮41的外表面贴紧工字梁9的腹板的另一侧侧面；第一伺服电机426停止；步骤103：第一伺服电机426工作时，移动板421同时驱动两个径向夹紧轮73向工字梁9的腹板的一侧侧面靠近；同步启动四个夹紧气缸71，推动四个径向夹紧轮73使其外表面同时贴紧工字梁9的上翼缘的翼板背面。如图13所示。

步骤2：调节步骤1装置内的进给装置6的进给位置，处于最高点，防止刀具直接碰触舱体，损伤舱体。

步骤3：气动打磨机83上的铣刀更换为粗铣刀；

步骤4：将步骤3的气动打磨机83装在定位板85上，使得粗铣刀正对纵缝；预设此位置为起始点；

步骤5：开启摄像头10和开启激光寻缝机11；

步骤6：启动纵向行走装置3，第四伺服电机31正向旋转驱动第二齿轮32在齿条423行走，带动滑动板69及其上安装的所有零部件在导轨422上滑动，直至激光寻缝机11扫描整个一条纵缝；

步骤7：步骤6结束后，第四伺服电机31反向旋转，带动滑动板69及其上安装的所有零部件返回到起始点；

步骤8：开启气动打磨机83，粗铣刀旋转；开启进给装置6，进给装置6朝向纵缝给粗铣刀提供进给量，粗铣刀开始进给铣削；启动纵向行走装置3，第四伺服电机31正向旋转带动气动打磨机83对步骤6中的整个一条纵缝进行铣削；

步骤9：步骤8结后，气动打磨机83停止，进给装置6停止进给并调节到进给位置最高点，第四伺服电机31反向旋转，带动滑动板69及其上安装的所有零部件返回到起始点；

步骤10：第四伺服电机31正向旋转，利用激光寻缝机11扫描铣削后的整条纵缝，检测铣削面焊缝余量，保证焊缝余量在0.5-1mm范围内；

步骤11：若焊缝余量在0.5-1mm范围内，则完成本条纵缝的粗铣削，反之则重复步骤 8-步骤10；

步骤12：第四伺服电机31反向旋转，带动滑动板69及其上安装的所有零部件返回到起始点，停止摄像头10和激光寻缝机11；

步骤13：启动环向运动装置2内的减速器202和第二伺服电机203正向转动，驱动动力轮201旋转带动舱体纵缝自动打磨装置整体沿舱体上工字梁9的上翼缘行走至下一条纵缝处，并预设此位置为新起点；

步骤14：重复步骤5-步骤13，直至完成舱体内相邻两个工字梁9之间所有纵缝的粗铣削；

步骤15：舱体纵缝自动打磨装置整体停机，将气动打磨机83从定位板85上拆下，将装在气动打磨机83上的粗铣刀拆下并装上精铣刀，之后将气动打磨机83重新装在定位板85上；

步骤16：开启激光寻缝机11，启动纵向行走装置3，激光寻缝机11扫描一条纵缝后返回至起始点，停止纵向行走装置3；启动环向运动装置2，带动整个装置行走至下一条纵缝处，停止环向运动装置2，再次启动纵向行走装置3，激光寻缝机11扫描整条纵缝后返回至起始点，停止纵向行走装置3；再次启动环向运动装置2，带动整个装置行走至下一条纵缝处，停止环向运动装置2，反复执行，直至激光寻缝机11完成舱体内相邻两个工字梁9 之间所有纵缝的扫描；

激光寻缝机11确定出所有纵缝的最高点和最低点，计算出最高点与最低点之间的差值，此差值作为精铣刀第一次铣削的进给量；

步骤17：启动气动打磨机83，精铣刀旋转；开启进给装置6，进给装置6朝向纵缝给精铣刀提供进给量，精铣刀开始进给铣削；启动纵向行走装置3，精铣刀铣削一条纵缝后返回至起始点，停止纵向行走装置3；启动环向运动装置2，带动整个装置行走至下一条纵缝处，停止环向运动装置2，再次启动纵向行走装置3，精铣刀铣削后返回至起始点，停止纵向行走装置3；再次启动环向运动装置2，带动整个装置行走至下一条纵缝处，停止环向运动装置2，反复执行，直至完成舱体内相邻两个工字梁9之间所有纵缝的第一次精铣削；

步骤18：重复步骤16，激光寻缝机11对舱体内相邻两个工字梁9之间所有纵缝的再次扫描，检测焊缝余高，此余高作为精铣刀第二次铣削的进给量；

步骤19：重复步骤17，对舱体内相邻两个工字梁9之间所有纵缝的进行第二次精铣削；

步骤20：重复步骤16，激光寻缝机11对舱体内相邻两个工字梁9之间所有纵缝的再次扫描，若焊缝余量小于0.2mm即可满足要求；反之，则重复步骤18和步骤19，直至满足铣削要求。

步骤21：启动环向运动装置，带动整个装置行走至下一条纵缝处，停止环向运动装置，再次启动纵向行走装置，激光寻缝机扫描整条纵缝后返回至起始点，停止纵向行走装置；再次启动环向运动装置，带动整个装置行走至下一条纵缝处，停止环向运动装置，反复执行，直至激光寻缝机完成舱体内相邻两个工字梁之间所有纵缝的扫描。

本方法，在打磨前通过激光寻缝机扫描焊缝的轮廓，确定焊缝的最高点和最低点，进而决定最优的进给距离，提高打磨效率的同时可以保证打磨的质量；采用粗铣刀进行加工，再采用精铣刀进行铣削，可以有效的防止粗铣刀的过铣削，从而保护舱体；精铣完成后通过激光寻缝机扫描焊缝的轮廓，确保打磨余高符合打磨要求。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (8)

1.一种舱体纵缝自动打磨装置，其特征在于，舱体纵缝自动打磨装置整体位于舱体内腔里，舱体纵缝自动打磨装置包括底板(1)、环向运动装置(2)、纵向行走装置(3)、纵向夹紧装置(4)、进给装置(6)、径向夹紧装置(7)和打磨装置(8)，

底板(1)通过纵向夹紧装置(4)和径向夹紧装置(7)与舱体上相邻两个工字梁(9)连接，环向运动装置(2)、纵向行走装置(3)、纵向夹紧装置(4)、进给装置(6)和径向夹紧装置(7)均安装在底板(1)上，打磨装置(8)安装在进给装置(6)上，进给装置(6)给打磨装置(8)提供进给量，打磨装置(8)对纵缝进行铣削；

定义底板(1)位于两条工字梁(9)处的两端分别为左端和右端，环向运动装置(2)设置在底板(1)的左端，环向运动装置(2)带动底板(1)沿舱体上的两条工字梁(9)环向行走，纵向夹紧装置(4)和径向夹紧装置(7)相互配合作用将舱体纵缝自动打磨装置整体限制到舱体相邻两个工字梁(9)上，进给装置(6)安装在底板(1)用来驱动打磨装置(8)的进给，打磨装置(8)的环向运动由环向运动装置(2)带动；打磨装置(8)设置在进给装置(6)上，纵向行走装置(3)与进给装置(6)连接，用来测量打磨装置(8)的纵向位移。

2.根据权利要求1所述的舱体纵缝自动打磨装置，其特征在于，环向运动装置(2)包括动力轮(201)、减速器(202)和第二伺服电机(203)，减速器(202)装在底板(1)的左端，第二伺服电机(203)与减速器(202)连接，第二伺服电机(203)的电机轴连接减速器(202)的输入轴，动力轮(201)设置减速器(202)的输出轴上，动力轮(201)贴合工字梁(9)的上翼缘的翼板板面，动力轮(201)采用尼龙材质制成，第二伺服电机(203)驱动动力轮(201)旋转，动力轮(201)旋转带动舱体纵缝自动打磨装置整体沿舱体上工字梁(9)的上翼缘行走。

3.根据权利要求1所述的舱体纵缝自动打磨装置，其特征在于，纵向夹紧装置(4)包括两个固定纵向夹紧轮(41)和一个活动纵向夹紧轮部件(42)，两个固定纵向夹紧轮(41)和一个活动纵向夹紧轮部件(42)呈三角形布置在底板(1)的左右两端的边缘处，用来将舱体纵缝自动打磨装置整体夹持在两条工字梁(9)的上翼缘上；两个固定纵向夹紧轮(41)设置在底板(1)的左端，一个活动纵向夹紧轮部件(42)设置在底板(1)的右端；

活动纵向夹紧轮部件(42)包括一根导轨(422)、移动板(421)、一根齿条(423)、第一纵向夹紧轮(424)、第一齿轮(425)和第一伺服电机(426)，导轨(422)与齿条(423)平行固定在底板(1)上，导轨(422)的两端与底板(1)的左右两端齐平，导轨(422)与纵缝平行；移动板(421)设置在导轨(422)的滑块上，移动板(421)与导轨(422)垂直且移动板(421)两端伸出底板(1)之外；第一伺服电机(426)与移动板(421)连接，第一齿轮(425)设置在第一伺服电机(426)的电机轴上，第一齿轮(425)啮合齿条(423)，第一纵向夹紧轮(424)转动设置在第一夹紧轮轴上，第一夹紧轮轴上端固定在移动板(421)，第一纵向夹紧轮(424)悬于移动板(421)下方且第一纵向夹紧轮(424)的外表面可贴紧工字梁(9)的腹板的一侧侧面；

两个固定纵向夹紧轮(41)通过第二夹紧轮轴安装在底板(1)左端的边缘处，两个固定纵向夹紧轮(41)分别转动设置在第二夹紧轮轴，两个固定纵向夹紧轮(41)都悬于底板(1)下方且外表面可贴紧工字梁(9)的腹板的另一侧侧面。

4.根据权利要求3所述的舱体纵缝自动打磨装置，其特征在于，径向夹紧装置(7)包括呈矩形布置在底板(1)左右两侧边缘处的四个径向夹紧机构，其中两个径向夹紧机构通过固定板(74)设置在底板(1)右端的移动板(421)两端端部，其余两个径向夹紧机构通过固定板(74)固定在底板(1)左端处；

四个径向夹紧机构都包括夹紧气缸(71)、转接头(72)和径向夹紧轮(73)，夹紧气缸(71)的缸体连接在固定板(74)上，转接头(72)设置在夹紧气缸(71)的活塞杆(75)端部，径向夹紧轮(73)通过第三夹紧轮轴转动设置在转接头(72)上；

四个径向夹紧轮(73)都悬于底板(1)下方且四个径向夹紧轮(73)的外表面可贴紧工字梁(9)的上翼缘的翼板背面。

5.根据权利要求3或4所述的舱体纵缝自动打磨装置，其特征在于，进给装置(6)包括滑动板(69)、基板(65)、第三伺服电机(61)、同步带传动副(62)、滚珠丝杆螺母副(63)、升降板(64)、支撑座(66)和两根竖直导轨(67)，

滑动板(69)连接导轨(422)上配合设置的滑块，基板(65)竖直设置在滑动板(69)上，第三伺服电机(61)和支撑座(66)分别设置在基板(65)的两侧面上，滚珠丝杆螺母副(63)内的滚珠丝杆上端轴承连接支撑座(66)，滚珠丝杆竖直设置；同步带传动副(62)内的主动带轮和从动带轮分别连接第三伺服电机(61)电机轴和滚珠丝杆的上端，升降板(64)连接滚珠丝杆螺母副(63)内的丝杆螺母，两根竖直导轨(67)间隔设置在基板(65)的一侧面上，在升降板(64)上连接两根竖直导轨(67)配合设置的滑块。

6.根据权利要求5所述的舱体纵缝自动打磨装置，其特征在于，纵向行走装置(3)包括动力单元和纵向行走位移测量装置，动力单元包括第四伺服电机(31)和第二齿轮(32)，第四伺服电机(31)设置在滑动板(69)上，第二齿轮(32)设置在第四伺服电机(31)的电机轴上，第二齿轮(32)啮合齿条(423)；

纵向行走位移测量装置为光栅尺，定义此光栅尺为第一光栅尺，第一光栅尺的标尺光栅(33)设置在底板(1)上，第一光栅尺的标尺光栅(33)平行与纵缝，第一光栅尺的光栅读数头(34)通过连接杆(35)固定到滑动板(69)上。

7.根据权利要求6所述的舱体纵缝自动打磨装置，其特征在于，打磨装置(8)包括六维力传感器(81)、缓冲器(82)和气动打磨机(83)，六维力传感器(81)设置在升降板(64)的背面，缓冲器(82)装在六维力传感器(81)上且位于六维力传感器(81)的下方，缓冲器(82)的下方安装一块定位板(85)，气动打磨机(83)安装在定位板(85)上，且位于纵缝的正上方。

8.根据权利要求7所述的舱体纵缝自动打磨装置，其特征在于，舱体纵缝自动打磨装置还包括用于测量打磨装置(8)在工字梁上的行走距离的位移测量装置(5)、记录打磨过程的摄像头(10)和用于焊缝定位及打磨后焊缝质量检测的激光寻缝机(11)，位移测量装置(5)设置在底板(1)的左端端部，

位移测量装置(5)包括滚轮(51)、传动轴(52)、轴承座(53)和编码器(54)，轴承座(53)固定在底板(1)上，传动轴(52)通过轴承转动连接轴承座(53)，编码器(54)输出轴连接传动轴(52)一端，滚轮(51)设置在传动轴(52)另一端上，滚轮(51)紧贴工字梁的上翼缘的翼板板面；

摄像头(10)安装在连接杆(35)的末端，且悬于底板(1)下方；

激光寻缝机(11)通过L型支架(1101)悬于待打磨纵缝的正上方，L型支架(1101)设置在基板(65)上，激光寻缝机(11)靠近气动打磨机(83)。

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