CN112192096A - 冷却壁密封箱焊接装置及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供高炉炉壳的冷却壁密封箱焊接装置及焊接方法。装置包括磁力履带行走装置、平台、丝杆滑台、延伸支架、仿形焊接装置和焊机，平台两侧连接履带行走装置，平台上连接丝杆滑台，延伸支架一端连接丝杆滑台，另一端连接仿形焊接装置，丝杆滑台能前后左右移动带动仿形焊接装置移动快速定位，有效减少磁力履带行走装置运行次数，履带行走装置能在炉壳表面行走，焊枪连接在仿形焊接装置上，通过图像采集***、PLC控制***、远程操控控制器和平板电脑进行操作完成焊接。仿形轨与密封箱的焊接轨迹匹配，焊枪上的限位轮支撑在炉壳上，便于调整枪头焊接距离。焊接方法包括：安装磁力履带行走装置，安装平台，安装仿形焊接装置，密封箱自动焊接。

Description

冷却壁密封箱焊接装置及焊接方法

技术领域

本发明属于高炉冷却壁密封箱焊接技术领域，具体涉及冷却壁密封箱焊接装置及焊接方法。

背景技术

在高炉施工中，冷却壁密封箱焊接工作量大，由于焊接时人工作业操作平台采用钢跳板铁丝绑扎而成，作业面较小，高空作业危险性高，作业人员需要长期保持蹲姿进行作业，焊接难度较大，施工时间长，无法满足施工安排要求。鉴于此，亟需发明一种密封箱自动焊接装置，能替代人工作业，提高工作效率，减轻工人劳动强度，减小作业风险。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种冷却壁密封箱焊接装置及焊接方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

冷却壁密封箱焊接装置，包括焊机和焊枪，还包括履带行走装置、平台、丝杆滑台、延伸支架和仿形焊接装置，平台的两侧分别连接有履带行走装置，平台上连接有丝杆滑台，延伸支架的一端连接在丝杆滑台上，另一端连接仿形焊接装置，丝杆滑台能前后左右移动从而带动仿形焊接装置移动，履带行走装置能带动丝杆滑台前进或后退，所述履带行走装置能在高炉炉壳表面行走，焊枪连接在仿形焊接装置上能对高炉炉壳表面的密封箱进行焊接。

上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述仿形焊接装置主要包括角度调节电机、连接轴、固定座、仿形轨、轨道轮、支座、行走电机、摩擦轮、伸缩杆、套管、弹簧和限位轮；角度调节电机通过连接轴与固定座轴连接，带动固定座转动进而带动仿形轨转动，固定座两侧与仿形轨固定连接，轨道轮为两个，通过支座上下夹持在仿形轨上，支座的一侧连接有行走电机和摩擦轮，摩擦轮穿过支座上的孔与仿形轨侧面接触，通过行走电机驱动运行，支座的另一侧连接有套管，套管内连接有伸缩杆，伸缩杆底部与焊枪连接，支座与焊枪之间套有弹簧，焊枪的一侧连接有限位轮，在弹簧的作用下，焊枪上的限位轮支撑在高炉炉壳的外壁上，使焊枪枪头与炉壳外壁保持一定的距离，避免焊枪与炉壳外壁直接接触，由行走电机驱动完成密封箱的自动焊接，所述仿形轨的形状与冷却壁密封箱的焊接轨迹相匹配。

上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述履带行走装置为磁力履带行走装置，包括履带支撑座、从动轮、驱动轮、调整轮、驱动电机、履带链环，从动轮、驱动轮和调整轮分别安装在履带支撑座的底部、顶部和一侧的端部，履带链环围绕从动轮、驱动轮和调整轮，通过调整轮调节履带链环的松紧程度，驱动轮为齿轮结构，履带链环内侧连接有链齿与驱动轮啮合，驱动轮通过驱动电机驱动，拨动履带链环前进或者后退。

上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述丝杆滑台包括两个丝杆滑台一和一个丝杆滑台二，两个丝杆滑台一平行地连接在平台上，且平行于履带行走装置的行走方向，丝杆滑台二底座两端的底部垂直连接在丝杆滑台一的滑台上。

上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述固定座的中部连接有传感器一和传感器二，传感器一和传感器二分别与密封箱两端的管端中心距离匹配，通过对密封箱管端的辨识，自动调节角度调节电机驱动仿形轨与密封箱对齐，然后进行焊接。

上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述履带支撑座的一侧连接有连接座，通过支撑杆连接平台，平台的四角连接有套筒，支撑杆套在套筒内，并通过顶紧螺丝顶紧固定，四个履带支撑座的连接座与套筒位置对齐。

上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述履带链环由多个链环单元相互衔接而成，所述磁力履带行走装置还包括多个置于履带链环内侧的电磁模组和电磁铁通断电路控制装置，所述电磁模组包括电磁铁以及多根滚针轴承，滚针轴承连接在电磁铁和履带链环之间，所述多根滚针轴承相互平行布置并且平行于履带链环的平面，并且所述多根滚针轴承的轴向垂直于所述履带运行的方向，所述链环单元由磁化快且退磁快的材料制成，所述电磁铁包括铁芯及围绕铁芯的线圈，所述电磁铁通断电控制装置控制电磁模组的通断电。

上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，还包括图像采集***、PLC控制***、远程操控控制器和平板电脑，PLC控制***内还包括存储器，存储器保存冷却壁密封箱的尺寸参数以及管端信息，图像采集***采集到密封箱和焊接装置信息后，通过远程操控控制器传输给平板电脑，再通过平板电脑经远程操控控制器将指令发送给PLC控制***，PLC控制***通过控制驱动电机、步进电机、角度调节电机、行走电机的启停实现装置位置的调整，PLC控制***通过控制焊机的开启和关停实现自动焊接。

上述的冷却壁密封箱焊接装置的焊接方法，在高炉外壁上焊接密封箱施工中使用时，包括如下步骤：

步骤一、安装磁力履带行走装置；首先将高炉外壁的两排密封箱卡在平台两侧的磁力履带行走装置之间，通过调整轮调节履带链环的松紧程度，符合高炉外壁的弧度；电磁模组通电后，电磁铁将履带链环吸附在高炉炉壳的外壁上，通过线圈断电，磁力消失实现退磁，履带链环即可取消吸附，履带链环在前进或者后退时，与高炉炉壳外壁接触的首尾电磁铁通过电磁铁通断电路控制装置交替通电和断电，完成磁化和退磁；通过驱动电机驱动，驱动轮拨动履带链环前进或者后退。用相同的方法完成四个磁力履带行走装置的安装，四个履带支撑座的连接座与平台四角的套筒位置对齐。由于冷却壁弧度一定，可以先手动调节调整轮使履带链环的松紧程度合适后再自动焊接。

步骤二、安装平台；在四个履带支撑座的连接座上安装支撑杆，通过支撑杆与套筒连接固定平台。在倾斜的高炉炉壳外壁上，通过调节套筒在支撑杆上的高度，使平台保持垂直。

步骤三、安装仿形焊接装置；在平台上连接两个平行的丝杆滑台一，在两个丝杆滑台一上垂直安装丝杆滑台二，仿形焊接装置通过延伸支架与丝杆滑台二连接，焊机与仿形焊接装置连接；将仿形焊接装置固定座上的传感器一和传感器二与冷却壁管端中心距离匹配，通过对密封箱管端的辨识，自动调节角度调节电机驱动仿形轨与密封箱对齐；将仿形焊接装置的限位轮支撑在高炉炉壳的外壁上，然后调整焊枪枪头焊接最佳距离，测试驱动行走电机沿着密封箱的焊缝移动；

上述的一种冷却壁密封箱焊接装置的焊接方法，还包括：

步骤四、密封箱自动焊接；图像采集***采集到密封箱和焊接装置信息后，通过传感器一和传感器二对冷却壁管端中心距离匹配，通过远程操控控制器传输给平板电脑，再通过平板电脑经远程操控控制器将指令发送给PLC控制***，PLC控制***通过控制驱动电机、步进电机、角度调节电机、行走电机的启停进行在高炉外壁上的移动，PLC控制***通过控制焊机的开启和关停实现自动焊接，然后进行焊接，PLC控制***通过控制电磁模组的通断电，控制履带行走装置的退磁和磁化。

上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述丝杆滑台包括丝杆、轴承座、滑台、滑台座、限位轨、步进电机、底座和联轴器，丝杆两端通过轴承座与底座固定连接，滑台通过滑台座与丝杆螺纹连接，丝杆两侧连接有限位轨，滑台两侧开有穿孔，以限位轨为路径位移，步进电机通过联轴器与丝杆连接，并驱动丝杆旋转，带动滑台位移。

上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述支座为L形支座。

上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述调整轮包括轮体、轮轴、调节杆和调节杆座，所述调节杆座连接在履带支撑座上，所述轮体可转动地连接在轮轴上，所述调节杆的一端为螺纹杆，另一端连接有凹形连接槽，轮轴的两端分别连接在凹形连接槽的两侧内壁，所述调节杆座上开有螺纹孔，螺纹杆与螺纹孔螺纹配合，并通过螺母固定。通过螺纹杆的旋紧旋松调整调节杆的长度，从而调整调整轮伸出的长度。

上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述磁化快且退磁快的材料为硅钢。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的冷却壁密封箱焊接装置及焊接方法主要通过四个磁力履带行走装置共同支撑平台，平台上连接有两个平行的丝杆滑台一，在两个丝杆滑台一上垂直安装丝杆滑台二，仿形焊接装置通过延伸支架与丝杆滑台二连接，焊机与仿形焊接装置连接，通过PLC控制***、远程操控控制器和平板电脑进行操作，完成在高炉炉壳外壁冷却壁密封箱的自动焊接工作，提高了工作效率。

(2)本发明电磁模组通电后，电磁铁将履带链环吸附在高炉炉壳的外壁上，通过线圈断电，磁力消失实现退磁，履带链环即可取消吸附，履带链环在前进或者后退时，与高炉炉壳外壁接触的首尾电磁铁通过电磁铁通断电路控制装置交替通电和断电，完成磁化和退磁；通过驱动电机驱动，驱动轮拨动履带链环前进或者后退。

(3)本发明仿形焊接装置的仿形轨与密封箱的焊接轨迹匹配，焊枪上的限位轮支撑在高炉炉壳的外壁上，使焊枪枪头与炉壳外壁保持一定的距离，避免焊枪与炉壳外壁直接接触，由行走电机驱动完成密封箱的自动焊接；伸缩杆可活动地连接在套管内限定了伸缩的路径，弹簧可以使焊枪自适应的顶在高炉的外壁上；连接轴与固定座轴连接，固定座轴随之转动，从而带动仿形轨转动，通过仿形轨角度的调整，使仿形轨与密封箱对齐；行走电机带动摩擦轮依靠摩擦轮和仿形轨之间的摩擦力实现摩擦轮相对仿形轨的运动；限位轮使焊枪能跟高炉炉壳保持一定距离，不跟焊枪直接接触。

(4)本发明丝杆滑台一和丝杆滑台二组合使用，能满足与冷却壁密封箱的快速定位，有效减少磁力履带行走装置运行的次数。

附图说明

图1为本发明冷却壁密封箱焊接装置的示意图；

图2为图1的A处局部放大图；

图3为图1的B处局部放大图；

图4为图1的另一侧示意图；

图5为图4的C处局部放大图；

图6为本发明冷却壁密封箱焊接装置丝杆滑台的示意图；

图7为本发明冷却壁密封箱自动焊接方法的示意图；

图8为图7的D处局部放大图；

图9为本发明冷却壁密封箱自动焊接方法的远程操控视图。

图中1、焊机，2、仿形焊接装置，201、角度调节电机，202、连接轴，203、固定座，204、传感器一，205、传感器二，206、仿形轨，207、轨道轮，208、支座，209、摩擦轮，210、焊枪，211、限位轮，212、焊枪线，213、弹簧，214、套管，215、伸缩杆，216、行走电机，3、履带行走装置，301、链环单元，302、驱动电机，303、履带链环，304、调整轮，305、套筒，306、驱动轮，307、履带支撑座，308、从动轮，309、链齿，4、平台，5、丝杆滑台，501、步进电机，502、联轴器，503、滑台座，504、滑台，505、限位轨，506、丝杆，507、轴承座，6、延伸支架，7、冷却壁，8、炉壳，9、密封箱，10、管端，11、丝杆滑台一，12、丝杆滑台二，13、连接座，14、支撑杆，15、远程操控视图，16、平板电脑，17、PLC控制***。

具体实施方式

下面结合附图对本发明装置做进一步的说明：

实施例1

冷却壁密封箱焊接装置，包括焊机1和焊枪210，还包括履带行走装置3、平台4、丝杆滑台5、延伸支架6和仿形焊接装置2，平台4的两侧分别连接有履带行走装置3，平台4上连接有丝杆滑台5，延伸支架6的一端连接在丝杆滑台5上，另一端连接仿形焊接装置2，丝杆滑台5能前后左右移动从而带动仿形焊接装置2移动，履带行走装置3能带动丝杆滑台5前进或后退，所述履带行走装置3能在高炉炉壳8表面行走，焊枪210连接在仿形焊接装置2上能对高炉炉壳8表面的密封箱9进行焊接。

实施例2

基于实施例1，实施例2对仿形焊接装置作进一步限定。

上述的冷却壁密封箱焊接装置，所述仿形焊接装置2主要包括角度调节电机201、连接轴202、固定座203、仿形轨206、轨道轮207、支座208、行走电机216、摩擦轮209、伸缩杆215、套管214、弹簧213和限位轮211；角度调节电机201通过连接轴202与固定座203轴连接，带动固定座203转动进而带动仿形轨206转动，固定座203两侧与仿形轨206固定连接，轨道轮207为两个，通过支座208上下夹持在仿形轨206上，支座208的一侧连接有行走电机216和摩擦轮209，摩擦轮209穿过支座208上的孔与仿形轨206侧面接触，通过行走电机216驱动运行，支座208的另一侧连接有套管214，套管214内连接有伸缩杆215，伸缩杆215底部与焊枪210连接，支座208与焊枪210之间套有弹簧，焊枪210的一侧连接有限位轮211，在弹簧213的作用下，焊枪210上的限位轮211支撑在高炉炉壳8的外壁上，使焊枪枪头与炉壳外壁保持一定的距离，避免焊枪与炉壳外壁直接接触，由行走电机216驱动完成密封箱9的自动焊接。

优选地，上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述固定座203的中部连接有传感器一204和传感器二205，传感器一204和传感器二205分别与密封箱9两端的管端10中心距离匹配，通过对密封箱管端10的辨识，自动调节角度调节电机201驱动仿形轨206与密封箱9对齐，然后进行焊接。

优选地，上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述支座208为L形支座。

优选地，上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述仿形轨206的形状与冷却壁密封箱9的焊接轨迹相匹配。

实施例3

基于以上实施例，实施例3对履带行走装置作进一步限定。

上述的冷却壁密封箱焊接装置，所述履带行走装置3为磁力履带行走装置，包括履带支撑座307、从动轮308、驱动轮306、调整轮304、驱动电机302、履带链环303，从动轮308、驱动轮306和调整轮304分别安装在履带支撑座307的底部、顶部和一侧的端部，履带链环303围绕从动轮308、驱动轮306和调整轮304，通过调整轮304调节履带链环303的松紧程度，驱动轮306为齿轮结构，履带链环303内侧连接有链齿309与驱动轮306啮合，驱动轮306通过驱动电机302驱动，拨动履带链环303前进或者后退。

优选地，上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述履带支撑座307的一侧连接有连接座13，通过支撑杆14连接平台4，平台4的四角连接有套筒305，支撑杆14套在套筒305内，并通过顶紧螺丝顶紧固定，四个履带支撑座307的连接座13与套筒305位置对齐。

进一步地，上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述履带链环303由多个链环单元301相互衔接而成，所述履带行走装置3还包括多个置于履带链环303内侧的电磁模组，所述电磁模组包括电磁铁以及多根滚针轴承(图中未画出)，滚针轴承连接在电磁铁和履带链环之间，所述多根滚针轴承相互平行布置并且平行于履带链环的平面，并且所述多根滚针轴承的轴向垂直于所述履带运行的方向，所述链环单元由磁化快且退磁快的材料制成，所述电磁铁包括铁芯及围绕铁芯的线圈，所述铁芯由磁化快且退磁快的材料制作而成，所述磁化快且退磁快的材料为软铁，例如硅钢。所述电磁模组通过电池或通过电缆供电，所述履带行走机构进一步包括用于控制所述电磁模组的通电和断电的电磁铁通断电路控制装置，PLC控制***通过电磁铁通断电路控制装置控制电磁模组的通断电，控制履带行走装置的退磁和磁化。在电磁铁和履带链环之间加装了平行的多根滚针轴承，滚针轴承承受其径向的载荷，起到了隔离电磁铁和履带链环的作用。既不影响磁力传续，也不让履带链环被电磁铁完全吸附无法移动。多根滚针轴承的轴向平行于履带的平面，并且垂直于履带运行的方向。多个电磁模组可以通过电磁铁通断电路控制装置独立控制，尤其是首尾电磁模组，在前进或后退时，与高炉炉壳外壁接触的首尾电磁铁通过电磁铁通断电路控制装置交替通电和断电，完成磁化和退磁。

优选地，上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述调整轮304包括轮体、轮轴、调节杆和调节杆座，所述调节杆座连接在履带支撑座307上，所述轮体可转动地连接在轮轴上，所述调节杆的一端为螺纹杆，另一端连接有凹形连接槽，轮轴的两端分别连接在凹形连接槽的两侧内壁，所述调节杆座上开有螺纹孔，螺纹杆与螺纹孔螺纹配合，并通过螺母固定。通过螺纹杆的旋紧旋松调整调节杆的长度，从而调整调整轮伸出的长度。

优选地，上述的一种冷却壁密封箱自动焊接方法，所述磁化快且退磁快的材料为硅钢。

实施例4

基于以上实施例，本实施例对丝杆滑台作进一步限定。

上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，所述丝杆滑台5包括丝杆506、轴承座507、滑台504、滑台座503、限位轨505、步进电机501、底座和联轴器502，丝杆506两端通过轴承座507与底座固定连接，滑台504通过滑台座503与丝杆506螺纹连接，丝杆506两侧连接有限位轨505，滑台504两侧开有穿孔，以限位轨505为路径位移，步进电机501通过联轴器502与丝杆506连接，并驱动丝杆506旋转，带动滑台504位移。

上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，包括两个丝杆滑台一11和一个丝杆滑台二12，两个丝杆滑台一11平行地连接在平台4上，且平行于履带行走装置3的行走方向，丝杆滑台二12底座两端的底部垂直连接在丝杆滑台一11的滑台504上。

实施例5

基于以上实施例，本实施例对冷却壁密封箱焊接装置的控制方法作进一步限定。

上述的一种冷却壁密封箱焊接装置，还包括图像采集***、PLC控制***17、远程操控控制器和平板电脑16，PLC控制***17内还包括存储器，存储器保存冷却壁密封箱的尺寸参数以及管端信息，图像采集***采集到密封箱9和焊接装置信息后，通过远程操控控制器传输给平板电脑16，再通过平板电脑16经远程操控控制器将指令发送给PLC控制***17，PLC控制***17通过控制驱动电机302、步进电机501、角度调节电机201、行走电机216的启停实现装置位置的调整，PLC控制***17通过控制焊机1的开启和关停实现自动焊接。

实施例6

上述的冷却壁密封箱焊接装置的焊接方法，在高炉外壁上焊接密封箱施工中使用时，包括如下步骤：

步骤一、安装磁力履带行走装置3；首先将高炉外壁的两排密封箱9卡在平台4两侧的磁力履带行走装置3之间，通过调整轮304调节履带链环303的松紧程度，符合高炉外壁的弧度；电磁模组通电后，电磁铁将履带链环吸附在高炉炉壳的外壁上，通过线圈断电，磁力消失实现退磁，履带链环即可取消吸附，履带链环在前进或者后退时，与高炉炉壳外壁接触的首尾电磁铁通过电磁铁通断电路控制装置交替通电和断电，完成磁化和退磁；通过驱动电机驱动，驱动轮拨动履带链环前进或者后退。用相同的方法完成四个磁力履带行走装置的安装，四个履带支撑座的连接座与平台四角的套筒位置对齐。由于冷却壁弧度一定，可以先手动调节调整轮使履带链环的松紧程度合适后再自动焊接。

步骤二、安装平台；在四个履带支撑座307的连接座13上安装支撑杆14，通过支撑杆14与套筒305连接固定平台4。在倾斜的高炉炉壳外壁上，通过调节套筒305在支撑杆14上的高度，使平台4保持垂直。

步骤三、安装仿形焊接装置2；在平台4上连接两个平行的丝杆滑台一11，在两个丝杆滑台一11上垂直安装丝杆滑台二12，仿形焊接装置2通过延伸支架6与丝杆滑台二12连接，焊机1与仿形焊接装置2连接；将仿形焊接装置2固定座203的上的传感器一204和传感器二205与冷却壁管端10中心距离匹配，通过对密封箱9管端10的辨识，自动调节角度调节电机201驱动仿形轨206与密封箱9对齐；将仿形焊接装置2的限位轮211支撑在高炉炉壳8的外壁上，然后调整焊枪210枪头焊接最佳距离，测试驱动行走电机216沿着密封箱9的焊缝移动；

上述的一种冷却壁密封箱焊接装置的焊接方法，还包括：

步骤四、密封箱9自动焊接；图像采集***采集到密封箱9和焊接装置信息后，通过传感器一204和传感器二205对冷却壁管端10中心距离匹配，通过远程操控控制器传输给平板电脑16，再通过平板电脑16经远程操控控制器将指令发送给PLC控制***17，PLC控制***17通过控制驱动电机302、步进电机501、角度调节电机201、行走电机216的启停进行在高炉外壁上的移动，PLC控制***17通过控制焊机1的开启和关停实现自动焊接，然后进行焊接。

实施例7

如图1～7所示，本发明的冷却壁密封箱焊接装置及焊接方法主要通过磁力履带行走装置3搭载仿形焊接装置2在高炉外壁上完成冷却壁密封箱9的自动焊接工作。

如图1～4所示，冷却壁密封箱焊接装置主要由磁力履带行走装置3、平台4、丝杆滑台5、延伸支架6、仿形焊接装置2和焊机1组成，其中四个磁力履带行走装置2由平台4支撑，平台4上连接有两个平行的丝杆滑台一11，在两个丝杆滑台一11上垂直安装丝杆滑台二12，仿形焊接装置2通过延伸支架6与丝杆滑台二12连接，焊机1与仿形焊接装置2连接。

磁力履带行走装置3包括履带支撑座307、从动轮308、驱动轮306、调整轮304、驱动电机302、履带链环303、电磁模组和电磁铁通断电路控制装置，从动轮308、驱动轮306和调整轮304分别安装在履带支撑座307的底部、顶部和一侧的端部，履带链环303围绕从动轮308、驱动轮306和调整轮304，通过调整轮304调节履带链环303的松紧程度，驱动轮306为齿轮结构，履带链环303内侧连接有链齿309与驱动轮306啮合，驱动轮306通过驱动电机302驱动，拨动履带链环303前进或者后退，电磁模组包括电磁铁以及多根滚针轴承，滚针轴承连接在电磁铁和履带链环303之间，经过电磁铁，将履带链环303吸附在高炉炉壳8的外壁上，通过线圈断电，磁力消失实现退磁，履带链环303即可取消吸附，履带链环303在前进或者后退时，通过PLC控制***(ProgrammableLogicController)17，经电磁铁通断电路控制装置控制与高炉炉壳8外壁接触的电磁铁通电，以及行走时首尾电磁铁的交替通电和断电，完成磁化和退磁。

如图4所示，履带支撑座307的一侧连接有连接座13，通过支撑杆14连接平台4，平台4的四角连接有套筒305，四个履带支撑座307的连接座13与套筒305位置对齐。

丝杆滑台5主要由丝杆506、轴承座507、滑台504、滑台座503、限位轨505、步进电机501、底座和联轴器502组成，其中，丝杆506两端通过轴承座507与底座固定连接，滑台504通过滑台座503与丝杆506螺纹连接，丝杆506两侧连接有限位轨505，滑台504两侧开有穿孔，以限位轨505为路径位移。步进电机501通过联轴器502与丝杆506连接，并驱动丝杆506旋转，带动滑台504位移。

仿形焊接装置2主要由角度调节电机201、连接轴202、固定座203、仿形轨206、轨道轮207、L形支座208、行走电机216、摩擦轮209、焊枪210、伸缩杆215、套管214、弹簧213和限位轮211组成。其中，角度调节电机210通过连接轴202与固定座轴连接，固定座203两侧与仿形轨206固定连接，轨道轮207为两个，通过L形支座208上下夹持在仿形轨206上，L形支座208的一侧连接有行走电机216和摩擦轮209，摩擦轮209与仿形轨206侧面接触，通过行走电机216驱动运行，L形支座208的另一侧连接有套管214，套管214内连接有伸缩杆215，伸缩杆215与焊枪210连接，L形支座208与焊枪210之间套有弹簧213，焊枪210的一侧连接有限位轮211，在弹簧213的作用下，焊枪210上的限位轮211支撑在高炉炉壳8的外壁上，使焊枪枪头与炉壳外壁保持一定的距离，避免焊枪与炉壳外壁直接接触，由行走电机216驱动完成密封箱9的自动焊接。

固定座203的中部连接有传感器一204和传感器二205，传感器一204和传感器二205与冷却壁管端10中心距离匹配，通过对密封箱管端的辨识，自动调节角度调节电机201驱动仿形轨206与密封箱9对齐，然后进行焊接。

冷却壁密封箱焊接装置通过图形采集***、PLC控制***17、远程操控控制器和平板电脑16进行操作。PLC控制***17、远程操控控制器采用类似扫地机器人的操作模块，PLC控制***17内设存储器，存储器保存冷却壁密封箱9以及管端10信息，通过传感器一204和传感器二205对冷却壁管端中心距离匹配，进行在高炉外壁上的移动，通过对密封箱管端10的辨识，自动调节角度调节电机201驱动仿形轨206与密封箱9对齐，然后进行焊接。

本发明冷却壁密封箱自动焊接方法，在高炉外壁上焊接密封箱施工中使用时，包括如下步骤：

步骤一、安装磁力履带行走装置。首先将高炉外壁的两排密封箱卡在平台两侧的磁力履带行走装置之间，通过调整轮调节履带链环的松紧程度，符合高炉外壁的弧度；电磁模组通电后，电磁铁将履带链环吸附在高炉炉壳的外壁上，通过线圈断电，磁力消失实现退磁，履带链环即可取消吸附，履带链环在前进或者后退时，与高炉炉壳外壁接触的首尾电磁铁通过电磁铁通断电路控制装置交替通电和断电，完成磁化和退磁；通过驱动电机302驱动，驱动轮306拨动履带链环303前进或者后退。用相同的方法完成四个磁力履带行走装置的安装，四个履带支撑座307的连接座13与平台4四角的套筒305位置对齐。

步骤二、安装平台4。在四个履带支撑座307的连接座13上安装支撑杆14，通过支撑杆14与套筒305连接固定平台4。在倾斜的高炉炉壳8外壁上，通过调节套筒305在支撑杆14上的高度，使平台保持垂直。

步骤三、安装仿形焊接装置2。在平台4上连接两个平行的丝杆滑台一11，在两个丝杆滑台一11上垂直安装丝杆滑台二12，仿形焊接装置2通过延伸支架6与丝杆滑台二12连接，焊机1与仿形焊接装置2连接。将仿形焊接装置固定座203上的传感器一204和传感器二205与冷却壁管端中心距离匹配，通过对密封箱管端10的辨识，自动调节角度调节电机201驱动仿形轨206与密封箱9对齐。将仿形焊接装置2的限位轮211支撑在高炉炉壳8的外壁上，然后调整焊枪210枪头焊接最佳距离，测试驱动行走电机216沿着密封箱9的焊缝移动。

步骤四、密封箱9自动焊接。冷却壁密封箱焊接装置通过图像采集***、PLC控制***17、远程操控控制器和平板电脑16进行操作。PLC控制***17、远程操控控制器采用类似扫地机器人的操作模块，PLC控制***17内设存储器，存储器保存冷却壁密封箱以及管端信息，通过传感器一204和传感器二205对冷却壁管端中心距离匹配，进行在高炉外壁上的移动，通过对密封箱管端10的辨识，自动调节角度调节电机201驱动仿形轨206与密封箱9对齐，然后进行焊接。

通过上述步骤完成高炉多层冷却壁密封箱的自动焊接工作。

Claims (10)

1.冷却壁密封箱焊接装置，包括焊机和焊枪，其特征在于，还包括履带行走装置、平台、丝杆滑台、延伸支架和仿形焊接装置，平台的两侧分别连接有履带行走装置，平台上连接有丝杆滑台，延伸支架的一端连接在丝杆滑台上，另一端连接仿形焊接装置，丝杆滑台能前后左右移动从而带动仿形焊接装置移动，履带行走装置能带动丝杆滑台前进或后退，所述履带行走装置能在高炉炉壳表面行走，焊枪连接在仿形焊接装置上能对高炉炉壳表面的密封箱进行焊接。

2.根据权利要求1所述的一种冷却壁密封箱焊接装置，其特征在于，所述仿形焊接装置主要包括角度调节电机、连接轴、固定座、仿形轨、轨道轮、支座、行走电机、摩擦轮、伸缩杆、套管、弹簧和限位轮；角度调节电机通过连接轴与固定座轴连接，带动固定座转动进而带动仿形轨转动，固定座两侧与仿形轨固定连接，轨道轮为两个，通过支座上下夹持在仿形轨上，支座的一侧连接有行走电机和摩擦轮，摩擦轮穿过支座上的孔与仿形轨侧面接触，通过行走电机驱动运行，支座的另一侧连接有套管，套管内连接有伸缩杆，伸缩杆底部与焊枪连接，支座与焊枪之间套有弹簧，焊枪的一侧连接有限位轮，在弹簧的作用下，焊枪上的限位轮支撑在高炉炉壳的外壁上，使焊枪枪头与炉壳外壁保持一定的距离，避免焊枪与炉壳外壁直接接触，由行走电机驱动完成密封箱的自动焊接，所述仿形轨的形状与冷却壁密封箱的焊接轨迹相匹配。

3.根据权利要求2所述的一种冷却壁密封箱焊接装置，其特征在于，所述履带行走装置为磁力履带行走装置，包括履带支撑座、从动轮、驱动轮、调整轮、驱动电机、履带链环，从动轮、驱动轮和调整轮分别安装在履带支撑座的底部、顶部和一侧的端部，履带链环围绕从动轮、驱动轮和调整轮，通过调整轮调节履带链环的松紧程度，驱动轮为齿轮结构，履带链环内侧连接有链齿与驱动轮啮合，驱动轮通过驱动电机驱动，拨动履带链环前进或者后退。

4.根据权利要求3所述的一种冷却壁密封箱焊接装置，其特征在于，所述丝杆滑台包括两个丝杆滑台一和一个丝杆滑台二，两个丝杆滑台一平行地连接在平台上，且平行于履带行走装置的行走方向，丝杆滑台二底座两端的底部垂直连接在丝杆滑台一的滑台上。

5.根据权利要求4所述的一种冷却壁密封箱焊接装置，其特征在于，所述固定座的中部连接有传感器一和传感器二，传感器一和传感器二分别与密封箱两端的管端中心距离匹配，通过对密封箱管端的辨识，自动调节角度调节电机驱动仿形轨与密封箱对齐，然后进行焊接。

6.根据权利要求5所述的一种冷却壁密封箱焊接装置，其特征在于，所述履带支撑座的一侧连接有连接座，通过支撑杆连接平台，平台的四角连接有套筒，支撑杆套在套筒内，并通过顶紧螺丝顶紧固定，四个履带支撑座的连接座与套筒位置对齐。

7.根据权利要求6所述的一种冷却壁密封箱焊接装置，其特征在于，所述履带链环由多个链环单元相互衔接而成，所述磁力履带行走装置还包括多个置于履带链环内侧的电磁模组和电磁铁通断电路控制装置，所述电磁模组包括电磁铁以及多根滚针轴承，滚针轴承连接在电磁铁和履带链环之间，所述多根滚针轴承相互平行布置并且平行于履带链环的平面，并且所述多根滚针轴承的轴向垂直于所述履带运行的方向，所述链环单元由磁化快且退磁快的材料制成，所述电磁铁包括铁芯及围绕铁芯的线圈，所述电磁铁通断电控制装置控制电磁模组的通断电。

8.根据权利要求7所述的一种冷却壁密封箱焊接装置，其特征在于，还包括图像采集***、PLC控制***、远程操控控制器和平板电脑，PLC控制***内还包括存储器，存储器保存冷却壁密封箱的尺寸参数以及管端信息，图像采集***采集到密封箱和焊接装置信息后，通过远程操控控制器传输给平板电脑，再通过平板电脑经远程操控控制器将指令发送给PLC控制***，PLC控制***通过控制驱动电机、步进电机、角度调节电机、行走电机的启停实现装置位置的调整，PLC控制***通过控制焊机的开启和关停实现自动焊接。

9.根据权利要求8所述的一种冷却壁密封箱焊接装置的焊接方法，其特征在于，在高炉外壁上焊接密封箱施工中使用时，包括如下步骤：

步骤一、安装磁力履带行走装置；首先将高炉外壁的两排密封箱卡在平台两侧的磁力履带行走装置之间，通过调整轮调节履带链环的松紧程度，符合高炉外壁的弧度；电磁模组通电后，电磁铁将履带链环吸附在高炉炉壳的外壁上，通过线圈断电，磁力消失实现退磁，履带链环即可取消吸附，履带链环在前进或者后退时，与高炉炉壳外壁接触的首尾电磁铁通过电磁铁通断电路控制装置交替通电和断电，完成磁化和退磁；通过驱动电机驱动，驱动轮拨动履带链环前进或者后退；用相同的方法完成四个磁力履带行走装置的安装，四个履带支撑座的连接座与平台四角的套筒位置对齐；

步骤二、安装平台；在四个履带支撑座的连接座上安装支撑杆，通过支撑杆与套筒连接固定平台；在倾斜的高炉炉壳外壁上，通过调节套筒在支撑杆上的高度，使平台保持垂直；

步骤三、安装仿形焊接装置；在平台上连接两个平行的丝杆滑台一，在两个丝杆滑台一上垂直安装丝杆滑台二，仿形焊接装置通过延伸支架与丝杆滑台二连接，焊机与仿形焊接装置连接；将仿形焊接装置固定座上的传感器一和传感器二与冷却壁管端中心距离匹配，通过对密封箱管端的辨识，自动调节角度调节电机驱动仿形轨与密封箱对齐；将仿形焊接装置的限位轮支撑在高炉炉壳的外壁上，然后调整焊枪枪头焊接最佳距离，驱动行走电机沿着密封箱的焊缝移动。

10.根据权利要求9所述的一种冷却壁密封箱焊接装置的焊接方法，其特征在于，还包括：

步骤四、密封箱自动焊接；图像采集***采集到密封箱和焊接装置信息后，通过传感器一和传感器二对冷却壁管端中心距离匹配，通过远程操控控制器传输给平板电脑，再通过平板电脑经远程操控控制器将指令发送给PLC控制***，PLC控制***通过控制驱动电机、步进电机、角度调节电机、行走电机的启停进行在高炉外壁上的移动，PLC控制***通过控制焊机的开启和关停实现自动焊接，然后进行焊接，PLC控制***通过控制电磁模组的通断电，控制履带行走装置的磁化和退磁。

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