CN220073699U - 一种船舶型钢对接焊接工站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及船舶建造施工领域，提供了一种船舶型钢对接焊接工站。包括六轴焊接机器人、液压站、水冷控制箱以及电控箱，还包括两组L型材固定装置，所述L型材固定装置由固定支架、单轴变位器、工作台面以及夹紧模具组成，还包括焊接定位工装，焊接定位工装包括一对夹块，一对夹块分别安装于两个L型材的接缝长度方向的两侧；分别以两个固定装置将L型材固定，通过顶升定位装置将两段型材对接面进行定位并以此保证焊缝的宽度，再以定位工装将两段型材连接形成稳定的连接结构后，通过六轴机器人实现焊接，在焊接过程中，通过固定装置上的单轴变位器转动，将待焊焊缝保持在水平面，避免焊缝倾斜导致的焊剂的流动而导致的焊接质量问题。

Description

一种船舶型钢对接焊接工站

技术领域

本实用新型涉及船舶建造施工领域，具体涉及一种船舶型钢对接焊接工站。

背景技术

船舶建造过程中存在大量的焊接工序，将各类型材如T型材、L型材、角钢、工字梁，球扁钢等焊接到船舶的分段结构上，用作结构加强、连接部件等。对应大型的船舶而言，由于船体的长度较长，需要将各类型材通过对接焊接的方式以达到长度的要求。对接焊接对焊接后型材的平面度、焊缝质量、直线度等方面都有严格的要求。

传统的船舶建造过程中，由于型材的长度、重量等因素的制约，型材对接的焊接作业均采用手工焊接，无法实现规模化和自动化连续作业，作业效率极低。同时对于焊工的要求非常高，需要达到二类焊工技能水平。在焊接过程中需要频繁的转换焊接工位、焊接人员长时间蹲式作业，劳动强度大、作业效率低。由于人工焊接技能水平的差异性和稳定性，对接焊接后的无损探伤无法保证完全合格，时常需要返修，作业效率低。

发明内容

为了提升焊接效率和焊接质量，减少用工需求，降低工人作业难度和技能要求，实现机器人智能化焊接作业，本实用新型的目的在于提供一种船舶型钢对接焊接工站。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种船舶型钢对接焊接工站，包括六轴焊接机器人、液压站、水冷控制箱以及电控箱，六轴机器人由电控箱控制，水冷控制箱对六轴机器人的各轴处冷却，还包括两组L型材固定装置，所述L型材固定装置由固定支架、单轴变位器、工作台面以及夹紧模具组成；所述单轴变位器安装于固定支架，工作台面与所述单轴变位器连接，在单轴变位器确定下发生沿水平轴线的转动；所述夹紧模具固定安装在工作台面上，夹紧模具包括固定模和活动模，固定模与活动模分布在L型材的两侧，活动模朝向固定模移动时夹紧L型材；相互对接的一对L型材分别对应有两个或者两个以上的固定装置，各所述的固定装置共线。

进一步地，两个相互对接的L型材的对接端之间安装有顶升定位装置，所述顶升定位装置包括液压顶升缸，液压顶升缸竖直设置并由所述液压站提供动力，液压顶升缸的伸缩端安装有竖直的挡板，所述挡板厚度与焊缝宽度对应，两个L型材的焊接端分别贴紧挡板的两侧。

进一步地，还包括焊接定位工装，所述焊接定位工装包括一对夹块，一对夹块分别安装于两个L型材的接缝长度方向的两侧，并同时与两个L型材连接，所述夹块一侧设有横向贯穿槽，横向贯穿槽的槽口的内高与L型材的厚度对应，夹块通过横向贯穿槽包裹于两个L型材接缝处的外侧；夹块设有横向贯穿槽的一侧还设有纵向贯穿槽，所述纵向贯穿槽宽度大于焊缝的宽度并将焊缝露出。

进一步地，所述夹块的顶面设有一对螺钉孔，一对螺钉孔分布在纵向贯穿槽的两侧，夹块通过螺钉孔以及螺钉与一对L型材间形成可拆卸固定。

进一步地，所述固定模和活动模相对的侧面上分别设有贯穿的槽口，贯穿的槽口与L型材宽度方向的两个侧面配合。

进一步地，固定模和活动模槽口的顶面为斜面，两个槽口的斜面呈直角夹角。

进一步地，所述工作台面上设有一对直线轨道，所述活动模沿直线轨道垂直靠近或者远离固定模。

进一步地，所述活动模通过液压缸驱动，所述液压缸由所述液压站提供动力。

再进一步地，所述六轴机器人一侧设有清枪剪丝装置。

采取以上技术方案后，本实用新型的有益效果为：

分别以两个或者以上的固定装置将L型材固定，通过顶升定位装置将两段型材对接面进行定位并以此保证焊缝的宽度，再以定位工装将两段型材连接形成稳定的连接结构后，通过六轴机器人实现焊接，在焊接过程中，通过固定装置上的单轴变位器转动，将待焊焊缝保持在水平面，避免焊缝倾斜导致的焊剂的流动而导致的焊接质量问题。

本技术方案的焊接操作通过电控向控制焊接机器人完成，对人员技能要求低，焊接质量可控且智能化程度高，各类辅助定位装置确保焊接后型材的的直线度和平面度，有效降低劳动强度，提高焊接效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为夹紧模具的结构示意图。

图3为焊接定位工装的结构示意图。

图中：六轴焊接机器人1，电控箱2，焊机3，水冷控制箱4，清枪剪丝装置5，固定装置6，固定支架61，单轴变位器62，工作台面63，直线轨道631，夹紧模具64，固定模641，活动模642，槽口643，液压顶升装置7，液压伸缩缸71，底座72，挡板73，定位工装8，夹块81，横向贯穿槽82，纵向贯穿槽83，螺钉孔84，液压站9，L型材10。

实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详述。

如图1所示，一种船舶型钢对接焊接工站，由焊接***、定位***以及动力***几个部分组成。用于大型的型材的对接焊接安装，特别是L型材、角钢等对接焊接。

焊接***由六轴焊接机器人1以及与六轴焊接机器人1配套的电控箱2、焊机3、水冷控制箱4以及清枪剪丝装置5组成。六轴焊接机器1人为市场购买成品，通过对应电控箱2内的控制程序控制六轴焊接机器人1在焊接不同型材时的焊接轨迹和设置焊接参数。焊机3与六轴焊接机器人1上的焊枪连接，水冷控制箱4用于对六轴焊接机器人1的六个轴处温度控制，避免因轴承温度过高导致精度降低或者损伤。清枪剪丝装置5用于对六轴焊接机器人1的焊枪进行清理、对焊丝端部完成剪丝作业，以防止焊枪堵塞和焊丝伸出过长。单次焊接完成后，进行一次清理。

定位***包括用于放置型材的固定装置6，用于对焊缝位置定位的液压顶升装置7以及用于将两段型材连接固定的定位工装8。

每段型材10一般通过两个固定装置6实现定位，对于长度较长的型材，根据其长度选择多个固定装置实现定位和固定，避免型材因重力发生弯曲。固定装置6由固定支架61、单轴变位器62、工作台面63以及夹紧模具64组成。

工作台面63安装在固定支架61的两个竖直的支撑面之间，在工作平面63的底面两侧与对应支撑面之间安装有单轴变位器62，通过单轴变位器62可以带动工作平面63在固定支架61间的转动，从而使得安装在固定装置6上的型材发生绕研其长度方向的中心线的转动。单轴变位器62采用伺服电机驱动，便于精确控制转动的角度，且能够实现所有固定装置6上的工作平台63的同步同角度的转动。

如图2所示，夹紧模具64固定安装在工作台面上，夹紧模具64包括固定模641和活动模642，固定模641与活动模642分布在L型材10的两侧，活动模641朝向固定模641移动时夹紧L型材10；固定模641和活动模642相对的侧面上分别设有贯穿的槽口643，贯穿的槽口643与L型材宽度方向的两个侧面配合。由于L型材10有一对相互垂直的直角面，故将固定模641和活动模642的槽口643的顶面设置为斜面，两个槽口643的斜面呈直角夹角，刚好贴合L型材10的两个外侧面，定位更加精确。活动模642的夹紧和松开动作通过工作台面63上设有一对直线轨道631以及液压缸实现，活动模642底部与直线轨道631配合，并在液压缸的伸缩下沿直线轨道631垂直靠近或者远离固定模641。

两段型材对应的所有固定装置6在同一条直线上，以保证在对接过程中，两段型材的共线，各固定模641以及活动模642的槽口643的内底面共面，保证对接过程中，两段型材的共面。

液压顶升装置7有竖直的液压伸缩缸71、底座72以及挡板73组成。液压伸缩缸71固定安装在底座72，液压伸缩缸71的顶部固定安装有竖直的挡板73，挡板73垂直于型材的长度方向。挡板73位于两段型材的接缝处的正下方，挡板73的厚度与对接后焊接缝的厚度相同。在将型材吊装到对应的固定装置前，液压伸缩缸71向上伸出，型材吊装后，待对接的端面贴紧挡板73对应的侧面，在将型材的固定后，液压伸缩缸71带动挡板73缩回，空出两段型材间的焊缝位置。

如图3所示，定位工装8由一对夹块81组成，一对夹块81分别安装于两个L型材10的接缝长度方向的两侧，并同时与两个L型材10连接。各夹块81一侧设有横向贯穿槽82，横向贯穿槽82的槽口的内高与L型材的厚度对应，夹块81通过横向贯穿槽82包裹于两个L型材10接缝处的外侧，即将两段L型材10的连接段嵌入横向贯穿槽82内；夹块81设有横向贯穿槽82的一侧还设有纵向贯穿槽83，纵向贯穿槽83宽度大于焊缝的宽度并将焊缝露出，避免夹块遮挡焊缝位置，导致部分位置无法焊接。在夹块81的顶面设有一对螺钉孔84，一对螺钉孔84分布在纵向贯穿槽83的两侧，夹块81的螺钉孔84内通过螺纹配合拧入螺钉，螺钉抵紧L型材10将一对L型材10的对接端固定。

动力***为小型的液压站9，通过液压站9向液压缸和液压伸缩缸91提供动力，并控制其伸缩。

在焊接工作时，先通过吊具将两段需要对接的型材吊装至对应的固定装置6，液压伸缩缸71伸出将挡板73提升至两段型材对接端之间，调整型材的位置，使得其相对的端面分别贴紧挡板73，利用液压缸的伸出使得夹紧模具64将型材夹紧，完成初步的定位；然后缩回液压伸缩缸71，将挡板73退出，通过定位工装8，将两段型材的对接端形成可拆卸的固定连接。通过电控箱2控制六轴焊接机器人1对型材的对接端焊接，在焊接过程中，通过单轴变位器62的转动，保证焊接位置始终处于水平状态。完成焊接后，液压缸缩回，解除对型材的锁定，并通过吊装装置将焊接完成的型材吊至一侧，六轴焊接机器人1通过清枪剪丝装置5清洁处理，等待下次的焊接。

Claims (9)

1.一种船舶型钢对接焊接工站，包括六轴焊接机器人、液压站、水冷控制箱以及电控箱，六轴机器人由电控箱控制，水冷控制箱对六轴机器人的各轴处冷却，其特征在于，还包括两组L型材固定装置，所述L型材固定装置由固定支架、单轴变位器、工作台面以及夹紧模具组成；所述单轴变位器安装于固定支架，工作台面与所述单轴变位器连接，在单轴变位器确定下发生沿水平轴线的转动；所述夹紧模具固定安装在工作台面上，夹紧模具包括固定模和活动模，固定模与活动模分布在L型材的两侧，活动模朝向固定模移动时夹紧L型材；相互对接的一对L型材分别对应有两个或者两个以上的固定装置，各所述的固定装置共线。

2.根据权利要求1所述的一种船舶型钢对接焊接工站，其特征在于，两个相互对接的L型材的对接端之间安装有顶升定位装置，所述顶升定位装置包括液压顶升缸，液压顶升缸竖直设置并由所述液压站提供动力，液压顶升缸的伸缩端安装有竖直的挡板，所述挡板厚度与焊缝宽度对应，两个L型材的焊接端分别贴紧挡板的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种船舶型钢对接焊接工站，其特征在于，还包括焊接定位工装，所述焊接定位工装包括一对夹块，一对夹块分别安装于两个L型材的接缝长度方向的两侧，并同时与两个L型材连接，所述夹块一侧设有横向贯穿槽，横向贯穿槽的槽口的内高与L型材的厚度对应，夹块通过横向贯穿槽包裹于两个L型材接缝处的外侧；夹块设有横向贯穿槽的一侧还设有纵向贯穿槽，所述纵向贯穿槽宽度大于焊缝的宽度并将焊缝露出。

4.根据权利要求3所述的一种船舶型钢对接焊接工站，其特征在于，所述夹块的顶面设有一对螺钉孔，一对螺钉孔分布在纵向贯穿槽的两侧，夹块通过螺钉孔以及螺钉与一对L型材间形成可拆卸固定。

5.根据权利要求1所述的一种船舶型钢对接焊接工站，其特征在于，所述固定模和活动模相对的侧面上分别设有贯穿的槽口，贯穿的槽口与L型材宽度方向的两个侧面配合。

6.根据权利要求5所述的一种船舶型钢对接焊接工站，其特征在于，固定模和活动模槽口的顶面为斜面，两个槽口的斜面呈直角夹角。

7.根据权利要求5所述的一种船舶型钢对接焊接工站，其特征在于，所述工作台面上设有一对直线轨道，所述活动模沿直线轨道垂直靠近或者远离固定模。

8.根据权利要求7所述的一种船舶型钢对接焊接工站，其特征在于，所述活动模通过液压缸驱动，所述液压缸由所述液压站提供动力。

9.根据权利要求1所述的一种船舶型钢对接焊接工站，其特征在于，所述六轴机器人一侧设有清枪剪丝装置。