用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备制造技术

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。提高了焊接效率。提高了焊接效率。

【技术实现步骤摘要】
用于T型材弧形腹板和弧形面板拼接的焊接设备


[0001]本申请涉及船舶制造的
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]与现有技术相比，本申请的有益效果为：
[0018]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：
[0019]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁涛，陈发祥，姜磊，郑启兵，刘广斌，李文波，董辉跃，汪海晋，柯映林，柯臻铮，
申请(专利权)人：江南造船集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：