本發(fā)明涉及船用柴油機(jī)部件的焊接設(shè)備，具體涉及一種用于船用柴油機(jī)腰形門框及圓法蘭的自動(dòng)焊接系統(tǒng)，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

船用柴油機(jī)作為船舶的心臟，是經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大的船舶配件，約占造船成本的10％～15％，而機(jī)架是柴油機(jī)的主要部件，在柴油機(jī)的制造中占有相當(dāng)重要的地位。腰形門框及法蘭作為柴油機(jī)設(shè)備安裝、維護(hù)及安全防爆的重要通道，是柴油機(jī)不可或缺的重要組成部分。船用低速柴油機(jī)的門框或法蘭直徑為500mm～2000mm，與之配合的側(cè)板的板厚10～40mm不等，焊接坡口為角焊縫k型坡口形式，或者為平對(duì)接k型坡口形式。

門框或法蘭工件單次焊接的焊縫長(zhǎng)，坡口形式復(fù)雜，焊縫軌跡不規(guī)則，材料板厚較厚，焊接工藝為多道多層焊接，要因而焊接的工作量十分巨大，技術(shù)難度很高，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也非常高。目前門框或法蘭的制造均采用手工半自動(dòng)焊接，操作人員需在高溫高輻射的環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間從事焊接工作，對(duì)工人的身體健康和焊件的品質(zhì)極為不利。因此，現(xiàn)有的手工半自動(dòng)的焊接技術(shù)，因效率低、返修率大、焊接質(zhì)量受人為因素影響大、焊接品質(zhì)無法保證，所以無法適應(yīng)船舶行業(yè)快速發(fā)展的需要。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)cn102009275b，公開日2012-9-5，記載了“一種用于船用柴油機(jī)機(jī)架機(jī)座的自動(dòng)焊接系統(tǒng)”，該技術(shù)描述了一種采用雙槍雙工位工作模式，利用激光視覺傳感器在焊接過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤焊接的自動(dòng)焊接方法，以取代傳統(tǒng)的手工半自動(dòng)焊接模式。雖然該專利所述系統(tǒng)具有焊接效率高、焊接質(zhì)量好、易控制、焊接變形小、焊接質(zhì)量不受人為因素影響等優(yōu)點(diǎn)，但其只適用于直縫的機(jī)架機(jī)座焊接，而無法滿足不規(guī)則焊縫軌跡的自動(dòng)焊接要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于船用柴油機(jī)腰形門框及圓法蘭的自動(dòng)焊接系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)輕便，使用方便，易于操作，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度的有益效果。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種用于船用柴油機(jī)腰形門框及圓法蘭的自動(dòng)焊接系統(tǒng)，包括兩裝夾裝置、小車軌道、移動(dòng)小車、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、焊槍裝夾機(jī)構(gòu)和焊接控制系統(tǒng)，其中，兩裝夾裝置的結(jié)構(gòu)相同且位置相互平行地布置，小車軌道固定安裝在兩裝夾裝置的上面且與該兩裝夾裝置位置交叉，移動(dòng)小車在該小車軌道上行走，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和焊接控制系統(tǒng)安裝于移動(dòng)小車之上，焊槍裝夾機(jī)構(gòu)連接于伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上且與該伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)一起安裝于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上；

所述自動(dòng)焊接系統(tǒng)通過脹緊所述小車軌道下方的兩裝夾裝置使該小車軌道固定在腰形門框或圓法蘭的內(nèi)側(cè)，手動(dòng)調(diào)節(jié)所述伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和焊槍裝夾機(jī)構(gòu)使焊槍達(dá)到理想位置，在所述焊接控制系統(tǒng)中設(shè)置腰形門框或圓法蘭的規(guī)格，并且通過該焊接控制系統(tǒng)控制所述移動(dòng)小車帶動(dòng)焊槍沿所述小車軌道作直線運(yùn)動(dòng)，完成直線段焊縫的焊接，控制所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)焊槍作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，完成圓弧段焊縫的焊接。

進(jìn)一步地，所述的裝夾裝置包括有絲杠機(jī)構(gòu)和連接于該絲杠機(jī)構(gòu)上的兩夾緊定位塊，通過所述絲杠機(jī)構(gòu)使兩夾緊定位塊同步反向運(yùn)動(dòng)，將所述兩裝夾裝置分別漲緊固定于所述腰形門框或圓法蘭的內(nèi)壁上。

進(jìn)一步地，所述的兩裝夾裝置之間的相對(duì)距離按照所述腰形門框或圓法蘭的尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，所述的小車軌道包括導(dǎo)軌、支座和活動(dòng)安裝座，該導(dǎo)軌的上面安裝有齒條。

進(jìn)一步地，所述的移動(dòng)小車包括底座和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述底座的兩側(cè)壓緊到所述小車軌道的軌道兩側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)及減速機(jī)驅(qū)動(dòng)小齒輪與所述小車軌道導(dǎo)軌上的齒條嚙合，從而驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)小車行走。

進(jìn)一步地，所述的移動(dòng)小車的行走速度無級(jí)可調(diào)。

進(jìn)一步地，所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括有伺服電機(jī)和蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，該伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸輪輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用于帶動(dòng)焊槍轉(zhuǎn)動(dòng)，以完成圓弧段焊縫的焊接。

進(jìn)一步地，所述的伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括有伸縮桿、齒輪、齒條和旋鈕機(jī)構(gòu)；手動(dòng)所述旋鈕機(jī)構(gòu)帶動(dòng)另一端的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)且與固定在所述伸縮桿上的齒條嚙合，從而驅(qū)動(dòng)伸縮桿實(shí)現(xiàn)直線伸縮運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，通過所述伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與焊槍裝夾機(jī)構(gòu)相結(jié)合的共同調(diào)節(jié)，使所述自動(dòng)焊接系統(tǒng)能夠適用不同直徑的腰形門框及圓法蘭的焊接。

進(jìn)一步地，所述的焊接控制系統(tǒng)是基于plc可編程控制器的控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)腰形門框或圓法蘭的規(guī)格設(shè)置各項(xiàng)焊接參數(shù)，并且和焊槍聯(lián)動(dòng)，控制移動(dòng)小車的直線運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)和焊槍的各種焊接動(dòng)作及動(dòng)作急停。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明帶來了如下技術(shù)效果：

所述用于船用柴油機(jī)腰形門框及圓法蘭的自動(dòng)焊接系統(tǒng)能夠適用于不同直徑的腰形門框或法蘭與側(cè)板等不規(guī)則軌跡焊縫的焊接，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便、操作方便、定位精準(zhǔn)可靠等優(yōu)點(diǎn)，一般一名工人可同時(shí)操作2～3臺(tái)設(shè)備，既提高了生產(chǎn)效率，又提高了產(chǎn)品焊接質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為本發(fā)明進(jìn)行內(nèi)角焊的工作狀態(tài)示意圖。

圖中：1—裝夾裝置，2—焊槍裝夾機(jī)構(gòu)，3—焊接控制系統(tǒng)，4—伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，5—旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，6—移動(dòng)小車，7—小車軌道。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明所述用于船用柴油機(jī)腰形門框及圓法蘭的自動(dòng)焊接系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)闡述，但不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

請(qǐng)結(jié)合參閱圖1和圖2，圖示自動(dòng)焊接系統(tǒng)包括兩裝夾裝置1、小車軌道7、移動(dòng)小車6、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5、伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4、焊槍裝夾機(jī)構(gòu)2和焊接控制系統(tǒng)3等。通過脹緊所述小車軌道7下方的兩裝夾裝置1使該小車軌道7固定在腰形門框或圓法蘭的內(nèi)側(cè)，手動(dòng)調(diào)節(jié)所述伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4和焊槍裝夾機(jī)構(gòu)2使焊槍達(dá)到理想位置，在所述焊接控制系統(tǒng)3中設(shè)置腰形門框或圓法蘭的規(guī)格，并且通過該焊接控制系統(tǒng)3控制所述移動(dòng)小車6帶動(dòng)焊槍沿所述小車軌道7直線運(yùn)動(dòng)，完成直線段焊縫的焊接，控制所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5帶動(dòng)焊槍旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，完成圓弧段焊縫的焊接。

所述兩裝夾裝置1的結(jié)構(gòu)相同，位于底部的安裝座上，并且位置相互平行地布置。每一裝夾裝置1包括有絲杠機(jī)構(gòu)和連接于該絲杠機(jī)構(gòu)上的兩夾緊定位塊，通過所述絲杠機(jī)構(gòu)使兩夾緊定位塊同步反向運(yùn)動(dòng)，將所述兩裝夾裝置1分別漲緊固定于工件(腰形門框或圓法蘭)的內(nèi)壁上，同時(shí)確保所述自動(dòng)焊接系統(tǒng)位于該工件的中心位置。兩裝夾裝置1之間的相對(duì)距離可以按照工件(腰形門框或圓法蘭)的尺寸通過定位孔進(jìn)行調(diào)節(jié)。

所述小車軌道7通過預(yù)置定位孔固定安裝在兩裝夾裝置1的上面，并且與該兩裝夾裝置1交叉。該小車軌道7由導(dǎo)軌、支座和活動(dòng)安裝座等組成，該導(dǎo)軌采用鋁合金冷拔導(dǎo)軌，上面安裝有齒條，該支座采用鋼板折彎制作而成，既能減輕重量，也能保證結(jié)構(gòu)剛度，所述支座的上、下兩面分別連接在所述導(dǎo)軌和所述活動(dòng)安裝座上。

所述移動(dòng)小車6安裝于小車軌道7上且能夠在該小車軌道7上行走。該移動(dòng)小車6由底座和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，所述底座兩側(cè)的靠輪機(jī)構(gòu)通過旋鈕調(diào)節(jié)，壓緊到所述小車軌道7的軌道兩側(cè)；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)及減速機(jī)驅(qū)動(dòng)小齒輪與小車軌道7導(dǎo)軌上的齒條嚙合，從而驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)小車6行走，行走速度可無級(jí)可調(diào)。

所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5安裝于所述移動(dòng)小車6之上，用于帶動(dòng)焊槍轉(zhuǎn)動(dòng)，以完成圓弧部分焊縫的焊接。所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5包括有伺服電機(jī)和蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，該伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸輪輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)焊槍圍繞旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)，完成圓弧段焊縫的焊接。

所述伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4安裝于所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5之上，該伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4由伸縮桿、齒輪、齒條、旋鈕機(jī)構(gòu)等組成；通過手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕，帶動(dòng)旋鈕機(jī)構(gòu)另一端的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪與固定在伸縮桿上的齒條嚙合，從而驅(qū)動(dòng)伸縮桿實(shí)現(xiàn)直線伸縮運(yùn)動(dòng)，調(diào)整到位后可手動(dòng)進(jìn)行鎖緊。通過調(diào)節(jié)所述伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4，使所述自動(dòng)焊接系統(tǒng)能夠適用不同直徑的腰形門框及圓法蘭的焊接。

所述焊槍裝夾機(jī)構(gòu)2用于裝夾焊槍，連接于所述伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4上且與該伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4一起安裝于所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5之上；該焊槍裝夾機(jī)構(gòu)2可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)改變焊槍的裝夾高度、裝夾方向及裝夾角度。通過所述伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4與焊槍裝夾機(jī)構(gòu)2相結(jié)合的共同調(diào)節(jié)，能夠調(diào)整控制焊槍與焊縫之間的相對(duì)位置，以形成最佳焊接位置。

所述焊接控制系統(tǒng)3采用控制柜的模式，安裝在所述移動(dòng)小車6上。所述焊接控制系統(tǒng)3是基于plc可編程控制器的控制系統(tǒng)，可以根據(jù)腰形門框或圓法蘭的規(guī)格設(shè)置各項(xiàng)焊接參數(shù)，并且和焊槍聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)焊接的開/關(guān)，控制移動(dòng)小車6的直線運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5的轉(zhuǎn)動(dòng)、焊槍的各種焊接動(dòng)作及動(dòng)作急停。

本發(fā)明所述自動(dòng)焊接系統(tǒng)的具體工作過程如下：

請(qǐng)參閱圖3對(duì)腰形門框工件進(jìn)行焊接的狀態(tài)圖，首先通過脹緊小車軌道7底部的夾緊定位塊使小車軌道7固定到腰形門框的內(nèi)側(cè)，之后手工調(diào)節(jié)伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4及焊槍裝夾機(jī)構(gòu)2，使焊槍與腰形門框的直線焊縫形成最佳焊接位置，固定住該伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4及焊槍裝夾機(jī)構(gòu)2；調(diào)節(jié)移動(dòng)小車6和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5，使焊槍與腰形門框頂端的焊縫保持最佳焊接位置，通過焊接控制系統(tǒng)3記錄移動(dòng)小車6位置，形成旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)；然后在焊接控制系統(tǒng)3內(nèi)設(shè)置腰形門框的規(guī)格，啟動(dòng)自動(dòng)焊接系統(tǒng)，焊接控制系統(tǒng)3控制移動(dòng)小車6帶動(dòng)焊槍沿小車軌道7直線運(yùn)動(dòng)，完成腰型門框直線段焊縫的焊接，焊接控制系統(tǒng)3控制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5帶動(dòng)焊槍轉(zhuǎn)動(dòng)，完成腰形門框圓弧段焊縫的焊接。

本發(fā)明可以根據(jù)腰形門框及圓法蘭的不同直徑，調(diào)節(jié)相應(yīng)的安裝尺寸及焊接速度，能夠用于不同焊接位置的焊接。

以上為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理和精神的前提下對(duì)其所作出的任何顯而易見的等同或等效改動(dòng)，都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。