CN216780607U - 专用薄膜型液货围护系统波型板焊缝跟踪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种专用薄膜型液货围护系统波型板焊缝跟踪装置，本实用新型解决现有技术的问题的术方案要点是，包括控制器、以及传输检测信号的旋转角度传感器、感知波型板形状的第一接触式位置传感器、感知波型板形状的第二接触式位置传感器、加压装置以及感知波型板凹凸形状的光纤传感器，所述旋转角度传感器安装在所述焊接头旋转轴驱动装置上，所述第一接触式位置传感器、以及第二接触式位置传感器、光纤传感器安装在焊接头的安装底板上，光纤传感器斜向对准待加工的波型板，所述加压装置和焊枪固定在焊枪拖架上，所述控制器通过焊接头旋转轴驱动装置、焊枪纵向移动驱动装置以及焊枪托架高度轴驱动装置控制焊枪相对待加工的波型板的位置。

Description

专用薄膜型液货围护系统波型板焊缝跟踪装置

技术领域

本实用新型属于一种焊接移动轨迹控制装置，涉及一种专用薄膜型液货围护系统波型板焊缝跟踪装置。

背景技术

为了优化城市燃气结构，提高供气质量，改善环境，天然气作为清洁能源必将成为我国现代化城市的首选燃料。薄膜型液货围护系统是法国GTT公司发明的低温液货运输存储系统，已广泛应用于LNG运输船，LNG动力船以及LNG陆上储罐。MKIII/GST薄膜围护系统是安装在船舱或陆上储罐内壁上的特殊构造。在设计中，主要考虑低温介质的适应能力，因此对薄膜舱/罐内部结构要求非常高，因此，在加工过程中，对于焊缝的要求也同样非常高。特别是要注意减少波型板之间的之间的焊接缝隙。

中国专利申请号CN202010854791.X公开了一种不锈钢车辆波型板自动滚焊焊接装置及焊接方法，包括中轴支撑架，所述中轴支撑架的一侧具有焊接设备；集成于所述中轴支撑架的多组滚动支撑机构，相邻所述滚动支撑机构之间通过固定平面结构间隔；所述滚动支撑机构和所述固定平面结构共同支撑波型板；该装置还包括：集成于所述焊接设备的导向压紧机构；所述导向压紧机构压紧所述波型板并限制所述波型板位移。但是对于此技术来说，焊缝的宽度始终无法进行限制，因此还存在较大的改进空间。

实用新型内容

本实用新型解决了现有技术存在波型板之间的之间的焊接缝隙过大的问题，提供一种专用薄膜型液货围护系统波型板焊缝跟踪装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种专用薄膜型液货围护系统波型板焊缝跟踪装置，包括控制器、以及传输检测信号的旋转角度传感器、感知波型板形状的第一接触式位置传感器、感知波型板形状的第二接触式位置传感器、加压装置以及感知波型板凹凸形状的光纤传感器，所述旋转角度传感器安装在所述焊接头旋转轴驱动装置上，所述第一接触式位置传感器、以及第二接触式位置传感器、光纤传感器安装在焊接头的安装底板上，光纤传感器斜向对准待加工的波型板，所述加压装置和焊枪固定在焊枪拖架上，所述控制器通过焊接头旋转轴驱动装置、焊枪纵向移动驱动装置以及焊枪托架高度轴驱动装置控制焊枪相对待加工的波型板的位置。本实用新型中，以第一接触式位置传感器感知波型板的高度，上述第二接触式位置传感器感知波型板的倾斜，光纤传感器感知波型板安装凹或凸形状，配合焊接头角度传感器测量值为基础，控制上述焊接头的旋转驱动，再配合通过安装在焊接头上加压装置，在焊接作业中，可以自动将焊接电弧长度固定，自动减少波型板之间的之间的焊接缝隙。

作为优选，焊接头旋转轴驱动装置固定在焊接机的升降驱动装置上，执行旋转驱动的焊接头旋转轴驱动装置与焊接头的安装底板的中部以及下部连接，焊接头的安装底板底部靠近焊枪侧依次安装有第一接触式位置传感器以及第二接触式位置传感器，光纤传感器布置在第二接触式位置传感器的外侧，并斜向下对准待加工的波型板，焊接头的安装底板的上部与焊枪托架高度轴驱动装置固定连接，执行升降驱动的焊枪托架高度轴驱动装置整体呈7字形，焊枪托架高度轴驱动装置下部的侧面与焊枪纵向移动驱动装置水平连接，执行纵向驱动的焊枪纵向移动驱动装置下端与焊枪托架连接，焊枪托架与所述加压装置和焊枪固定连接。

所述焊接头旋转轴驱动装置包括旋转驱动电机、旋转角度传感器、主动旋转连杆、从动旋转连杆、第一连接板、第二连接板和安装板，所述主动旋转连杆上设置有主动旋转连杆上轴、主动旋转连杆下轴以及主动旋转连杆连接孔，所述从动旋转连杆上设置有从动旋转连杆上轴、从动旋转连杆下轴以及从动旋转连杆连接孔，安装板与焊接头高度轴驱动装置固定连接，所述旋转驱动电机的输出轴贯穿安装板的一侧后与主动旋转连杆连接孔连接，安装板的另一侧通过转轴与从动旋转连杆连接孔连接，旋转驱动电机直接驱动主动旋转连杆绕主动旋转连杆连接孔同步转动，所述旋转角度传感器配置在所述连接板上对主动旋转连杆的旋转角度进行检测，所述第一连接板和第二连接板均呈Y字形，所述第一连接板的三个端部开设有三个安装轴孔，分别为第一主动孔、第一从动孔以及第一驱动孔，所述第二连接板的三个端部开设有三个安装轴孔，分别为第二主动孔、第二从动孔以及第二驱动孔，所述第一主动孔与主动旋转连杆下轴连接，所述第二主动孔与主动旋转连杆上轴连接，所述第一从动孔与从动旋转连杆下轴连接，所述第二从动孔与从动旋转连杆上轴连接，第一驱动孔与焊接头的安装底板的下部相配合连接，第二驱动孔与焊接头的安装底板的中部相配合连接。

作为优选，第二连接板安装面增加垫板，垫板厚度大于第一连接板厚度，而第一连接板中段设置有Z字形的拐角，Z字形的拐角处的空间用于供连接轴通过第二驱动孔与焊接头的连接底板连接使用，所述主动旋转连杆上轴、主动旋转连杆下轴以及主动旋转连杆连接孔的相对安装位置与从动旋转连杆上轴、从动旋转连杆下轴以及从动旋转连杆连接孔的相对安装位置相同；第一连接板的三个安装轴孔的相对位置与第二连接板的三个安装轴孔的相对位置相同。

作为优选，焊枪托架高度轴驱动装置上配置有位置传感器，焊枪纵向移动驱动装置上配置有纵向的行程接近开关，所述的位置传感器以及行程接近开关均与所述的控制器连接。

本实用新型的实质性效果是：本实施例中，以第一接触式位置传感器感知波型板的高度，上述第二接触式位置传感器感知波型板的倾斜，光纤传感器感知波型板安装凹或凸形状，配合焊接头角度传感器测量值为基础，控制上述焊接头的旋转驱动，再配合通过安装在焊接头上加压装置，在焊接作业中，可以自动将焊接电弧长度固定，自动减少波型板之间的之间的焊接缝隙。

附图说明

图1为本实用新型带有箱体时的一种整体示意图；

图2为本实用新型中焊接头旋转轴驱动装置中部分分解结构示意图。

图3为本实用新型中焊枪纵向移动驱动装置的一种结构示意图；

图4为本实用新型中焊枪托架高度轴驱动装置的一种结构示意图；

图中：100：控制器、111:旋转角度传感器、112_1:主动旋转连杆、112_2:从动旋转连杆、113：第一连接板、114：第二连接板、115：安装板、116：旋转驱动电机、112_1a:主动旋转连杆上轴、112_1b:主动旋转连杆下轴、112_1c:主动旋转连杆连接孔、112_2a:从动旋转连杆上轴、112_2b:从动旋转连杆下轴、112_2c:从动旋转连杆连接孔、113a：第一主动孔、113b：第一从动孔、113c：第一驱动孔、114a：第二主动孔、114b：第二从动孔、114c：第二驱动孔、121：滑轨、122：升降驱动电机、123：皮带、124：滑块、125：连接板、126：滚珠丝杆螺母副、127：滚珠丝杆、130：焊接头、131:焊枪、132:加压装置、133:第二接触式位置传感器、134:第一接触式位置传感器、135:光纤传感器、136: 焊接头的安装底板、139:焊枪拖架、140：焊枪纵向移动驱动装置、141：纵向电机安装板、142：上皮带轮、143：皮带、144：下皮带轮、145：纵向移动驱动电机、146：左行程接近开关、147：右行程接近开关、148：行程接近开关挡块、149：纵向电机安装底板、150：纵向电机滚珠丝杆螺母副、151：纵向驱动连接板连接板、152：纵向电机滚珠丝杆、153：纵向电机滑轨、154：纵向电机滑块、160：焊枪托架高度轴驱动装置、161：高度电机安装底板、162：焊枪托架高度轴驱动电机、163：高度电机滚珠丝杆螺母副、164：高度电机滚珠丝杆、165：位置传感器、166：位置传感器滑块、167：高度电机滑轨、168：高度电机滑块、173:型轨、181:车架、200：齿条、230:箱体。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：

一种专用薄膜型液货围护系统波型板焊缝跟踪装置（参见附图1），专用薄膜型液货围护系统波型板焊缝跟踪装置用于焊接装置中的焊缝连接，焊接装置本身包括焊接头130、箱体230、型轨173、车架181、齿条200等装置，焊接头随着箱体在型轨上前后运动，焊接头也能相对箱体上下运动，专用薄膜型液货围护系统波型板焊缝跟踪装置为焊接时控制焊缝，配置有控制器100、以及传输检测信号的旋转角度传感器、感知波型板形状的第一接触式位置传感器134、感知波型板形状的第二接触式位置传感器133、加压装置132以及感知波型板凹凸形状的光纤传感器135，所述旋转角度传感器安装在所述焊接头旋转轴驱动装置上，所述第一接触式位置传感器、以及第二接触式位置传感器、光纤传感器安装在焊接头的安装底板136上，光纤传感器斜向对准待加工的波型板，所述加压装置和焊枪固定在焊枪拖架139上，所述控制器通过焊接头旋转轴驱动装置、焊枪纵向移动驱动装置以及焊枪托架高度轴驱动装置控制焊枪相对待加工的波型板的位置。焊接头旋转轴驱动装置固定在焊接机的升降驱动装置上，执行旋转驱动的焊接头旋转轴驱动装置与焊接头的安装底板的中部以及下部连接，焊接头的安装底板底部靠近焊枪侧依次安装有第一接触式位置传感器以及第二接触式位置传感器，光纤传感器布置在第二接触式位置传感器的外侧，并斜向下对准待加工的波型板，焊接头的安装底板的上部与焊枪托架高度轴驱动装置固定连接，执行升降驱动的焊枪托架高度轴驱动装置整体呈7字形，焊枪托架高度轴驱动装置下部的侧面与焊枪纵向移动驱动装置水平连接，执行纵向驱动的焊枪纵向移动驱动装置下端与焊枪托架连接，焊枪托架与所述加压装置和焊枪固定连接。

控制器、也即LVS焊缝跟踪控制器，与一个光传感器配合，发出一道2mm宽50mm长绿光，并垂直焊缝行走方向的，利用反向接收的光线多少来判断焊缝位置，并在焊接过程中，时时调整焊接位置，避免焊接走偏，从而起到一个焊缝跟踪的目的。

本实施例中，所述焊接头旋转轴驱动装置（参见附图2）包括旋转驱动电机116、旋转角度传感器111、主动旋转连杆112_1、从动旋转连杆112_2、第一连接板113、第二连接板114和安装板115，所述主动旋转连杆上设置有主动旋转连杆上轴112_1a、主动旋转连杆下轴112_1b以及主动旋转连杆连接孔112_1c，所述从动旋转连杆上设置有从动旋转连杆上轴112_2a、从动旋转连杆下轴112_2b以及从动旋转连杆连接孔112_2c，安装板115与焊接头高度轴驱动装置固定连接，所述旋转驱动电机的输出轴贯穿安装板的一侧后与主动旋转连杆连接孔连接，安装板的另一侧通过转轴与从动旋转连杆连接孔连接，旋转驱动电机直接驱动主动旋转连杆绕主动旋转连杆连接孔同步转动，所述旋转角度传感器配置在所述连接板上对主动旋转连杆的旋转角度进行检测，所述第一连接板和第二连接板均呈Y字形，所述第一连接板的三个端部开设有三个安装轴孔，分别为第一主动孔113a、第一从动孔113b以及第一驱动孔113c，所述第二连接板的三个端部开设有三个安装轴孔，分别为第二主动孔114a、第二从动孔114b以及第二驱动孔114c，所述第一主动孔与主动旋转连杆下轴连接，所述第二主动孔与主动旋转连杆上轴连接，所述第一从动孔与从动旋转连杆下轴连接，所述第二从动孔与从动旋转连杆上轴连接，第一驱动孔与焊接头的安装底板的下部相配合连接，第二驱动孔与焊接头的安装底板的中部相配合连接。第二连接板安装面增加垫板，垫板厚度大于第一连接板厚度，而第一连接板中段设置有Z字形的拐角，Z字形的拐角的空间为用于隔离第一连接板与第二连接板的摆动空间；所述主动旋转连杆上轴、主动旋转连杆下轴以及主动旋转连杆连接孔的相对安装位置与从动旋转连杆上轴、从动旋转连杆下轴以及从动旋转连杆连接孔的相对安装位置相同；第一连接板的三个安装轴孔的相对位置与第二连接板的三个安装轴孔的相对位置相同。更为具体的是：第一连接板和第二连接板处于相互隔离的平行布置状态；第一连接板和第二连接板分别与主动旋转连杆和从动旋转连杆安装好后，就构成平行四边形连杆机构。其中从动旋转连杆上轴、从动旋转连杆下轴以及从动旋转连杆连接孔配合主动旋转连杆上轴、主动旋转连杆下轴以及主动旋转连杆连接孔，任何两组组合后，均在平行四边形角上。旋转驱动电机直接驱动主动旋转连杆转动，而平行四边形连杆机构中从动旋转连杆也绕从动旋转连杆上的从动旋转连杆连接孔同步回转；旋转驱动电机直接驱动主动旋转连杆的同步转动将第一连接板和第二连接板之间的相对平移，而第一连接板上的驱动孔和第二连接板上的驱动孔两安装孔之间距离不变，而两者之间的相对左右位置关系处于一直变化中。而这个相对左右位置变化将使得焊接头随着发生焊接头相对竖直方向的角度发生变化。这种传动机构,占用空间小,运动平稳可靠。

本实施例中，所述焊枪纵向移动驱动装置（参见附图3）包括纵向电机安装板141、上皮带轮142、皮带143、下皮带轮144、纵向移动驱动电机145、左行程接近开关146、右行程接近开关147、行程接近开关挡块148、纵向电机安装底板149、纵向电机滚珠丝杆螺母副150、纵向驱动连接板151、纵向电机滚珠丝杆152、纵向电机滑轨153和纵向电机滑块154，所述纵向电机安装板为纵板，所述纵向电机安装底板呈7字形，所述纵向电机安装板和纵向电机安装底板固定连接形成h形结构，纵向电机安装底板的正面与焊枪托架高度轴驱动装置连接，所述纵向移动驱动电机固定在纵向电机安装板的背面，纵向移动驱动电机的输出轴贯穿纵向电机安装板与上皮带轮驱动连接，所述上皮带轮安装在纵向电机安装板的正面上方，所述下皮带轮安装在纵向电机安装板的正面下方，所述上皮带轮与下皮带轮之间通过皮带传动连接，所述下皮带轮与所述纵向电机滚珠丝杆传动连接，所述纵向电机滚珠丝杆贯穿纵向电机安装板后与纵向电机安装底板的下方侧板连接，所述纵向电机滚珠丝杆上配置有纵向电机滚珠丝杆螺母副，纵向电机滚珠丝杆螺母副向下配置有一对纵向驱动连接板，纵向驱动连接板与焊枪拖架139连接，焊枪及加压装置均安装在焊枪拖架上，所述纵向电机滚珠丝杆螺母副向上固定有一块纵向电机滑块，所述的纵向电机滑块与固定在纵向电机安装底板上的纵向电机滑轨相匹配，所述纵向电机滑块或纵向电机滚珠丝杆螺母副上固定有一个向上延伸的行程接近开关挡块，所述纵向电机安装底板上分左右安装有左行程接近开关以及右行程接近开关，行程接近开关挡块在左行程接近开关与右行程接近开关之间移动。更为具体的是：纵向移动驱动电机的转动将带动纵向电机滚珠丝杆螺母副在纵向电机滑块上左右平移，从而带动焊枪拖架连接板在焊接线纵向的移动，焊枪及加压装置与其焊枪焊枪拖架同步运动；左行程接近开关和右行程接近开关是纵向电机滚珠丝杆螺母副行走左右限位开关，行程接近开关挡块与纵向电机滚珠丝杆螺母副通过螺栓固定，行程接近开关挡块随纵向电机滚珠丝杆螺母副同步行走。当触级行程接近开关后，将切断此方向运动，只可反向移动，能够调节焊枪在焊接线宽度方向位置。

所述焊枪托架高度轴驱动装置（参见附图4）包括焊枪托架高度轴驱动电机162、高度电机滚珠丝杆164、高度电机滚珠丝杆螺母副163、位置传感器165、位置传感器滑块166、高度电机滑轨167、高度电机滑块168和高度电机安装板161，高度电机安装底板与焊接头的安装底板的上部固定连接，高度电机安装底板正面中段向外延伸有一个侧板，高度电机安装底板正面底部向外延伸有一个底板，高度电机安装底板的侧板端部与所述的高度电机安装板固定连接，高度电机安装板与高度电机安装底板平行，焊枪托架高度轴驱动电机安装在高度电机安装板的正面，焊枪托架高度轴驱动电机的输出轴贯穿高度电机安装板与高度电机滚珠丝杆连接，高度电机滚珠丝杆的两端分别与高度电机安装底板的底板和侧板连接，高度电机滚珠丝杆上配置有高度电机滚珠丝杆螺母副，高度电机滚珠丝杆螺母副上固定有一个高度电机滑块，高度电机滑块的正面与纵向电机安装底板固定连接，高度电机滑块的背面与固定在高度电机安装底板正面的高度电机滑轨相配合，高度电机滑块的上方配置有位置传感器滑块，位置传感器配置在高度电机安装板上检测位置传感器滑块的位置。

本实施例中，以第一接触式位置传感器感知波型板的高度，上述第二接触式位置传感器感知波型板的倾斜，光纤传感器感知波型板安装凹或凸形状，配合焊接头角度传感器测量值为基础，控制上述焊接头的旋转驱动，再配合通过安装在焊接头上加压装置，在焊接作业中，可以自动将焊接电弧长度固定，自动减少波型板之间的之间的焊接缝隙。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (5)

1.一种专用薄膜型液货围护系统波型板焊缝跟踪装置，其特征在于：包括控制器、以及传输检测信号的旋转角度传感器、感知波型板形状的第一接触式位置传感器、感知波型板形状的第二接触式位置传感器、加压装置以及感知波型板凹凸形状的光纤传感器，焊接装置本身包括焊接头，所述旋转角度传感器安装在焊接头旋转轴驱动装置上，所述第一接触式位置传感器、以及第二接触式位置传感器、光纤传感器安装在焊接头的安装底板上，光纤传感器斜向对准待加工的波型板，所述加压装置和焊枪固定在焊枪拖架上，所述控制器通过焊接头旋转轴驱动装置、焊枪纵向移动驱动装置以及焊枪托架高度轴驱动装置控制焊枪相对待加工的波型板的位置。

2.根据权利要求1所述的专用薄膜型液货围护系统波型板焊缝跟踪装置，其特征在于：焊接头旋转轴驱动装置固定在焊接机的升降驱动装置上，执行旋转驱动的焊接头旋转轴驱动装置与焊接头的安装底板的中部以及下部连接，焊接头的安装底板底部靠近焊枪侧依次安装有第一接触式位置传感器以及第二接触式位置传感器，光纤传感器布置在第二接触式位置传感器的外侧，并斜向下对准待加工的波型板，焊接头的安装底板的上部与焊枪托架高度轴驱动装置固定连接，执行升降驱动的焊枪托架高度轴驱动装置整体呈7字形，焊枪托架高度轴驱动装置下部的侧面与焊枪纵向移动驱动装置水平连接，执行纵向驱动的焊枪纵向移动驱动装置下端与焊枪托架连接，焊枪托架与所述加压装置和焊枪固定连接。

3.根据权利要求2所述的专用薄膜型液货围护系统波型板焊缝跟踪装置，其特征在于：所述焊接头旋转轴驱动装置包括旋转驱动电机、旋转角度传感器、主动旋转连杆、从动旋转连杆、第一连接板、第二连接板和安装板，所述主动旋转连杆上设置有主动旋转连杆上轴、主动旋转连杆下轴以及主动旋转连杆连接孔，所述从动旋转连杆上设置有从动旋转连杆上轴、从动旋转连杆下轴以及从动旋转连杆连接孔，安装板与焊接头高度轴驱动装置固定连接，所述旋转驱动电机的输出轴贯穿安装板的一侧后与主动旋转连杆连接孔连接，安装板的另一侧通过转轴与从动旋转连杆连接孔连接，旋转驱动电机直接驱动主动旋转连杆绕主动旋转连杆连接孔同步转动，所述旋转角度传感器配置在所述连接板上对主动旋转连杆的旋转角度进行检测，所述第一连接板和第二连接板均呈Y字形，所述第一连接板的三个端部开设有三个安装轴孔，分别为第一主动孔、第一从动孔以及第一驱动孔，所述第二连接板的三个端部开设有三个安装轴孔，分别为第二主动孔、第二从动孔以及第二驱动孔，所述第一主动孔与主动旋转连杆下轴连接，所述第二主动孔与主动旋转连杆上轴连接，所述第一从动孔与从动旋转连杆下轴连接，所述第二从动孔与从动旋转连杆上轴连接，第一驱动孔与焊接头的安装底板的下部相配合连接，第二驱动孔与焊接头的安装底板的中部相配合连接。

4.根据权利要求3所述的专用薄膜型液货围护系统波型板焊缝跟踪装置，其特征在于：第二连接板安装面增加垫板，垫板厚度大于第一连接板厚度，而第一连接板中段设置有Z字形的拐角，Z字形的拐角处的空间用于供连接轴通过第二驱动孔与焊接头的连接底板连接使用，所述主动旋转连杆上轴、主动旋转连杆下轴以及主动旋转连杆连接孔的相对安装位置与从动旋转连杆上轴、从动旋转连杆下轴以及从动旋转连杆连接孔的相对安装位置相同；第一连接板的三个安装轴孔的相对位置与第二连接板的三个安装轴孔的相对位置相同。

5.根据权利要求3所述的专用薄膜型液货围护系统波型板焊缝跟踪装置，其特征在于：焊枪托架高度轴驱动装置上配置有位置传感器，焊枪纵向移动驱动装置上配置有纵向的行程接近开关，所述的位置传感器以及行程接近开关均与所述的控制器连接。

Images