一種板材自動焊接設備和方法
2023-07-19 07:24:31
專利名稱：一種板材自動焊接設備和方法
技術領域：
本發明涉及焊接器械的技術領域，尤其涉及一種板材自動焊接設備和方法。
背景技術：
貨櫃始於1956年，幾十年來的發展，已使貨櫃化運輸在全球得以廣泛應用。在貨櫃製造過程中，貨櫃上需要對接焊縫的地方比較多，工人的工作量大，現有技術中。由於難以在一個機架上實際操控多臺焊車，現有的焊接設備一般單個機架上都只設置一臺焊車，這樣，焊接設備的焊接效率就較低，其焊接速度就比較慢，導致工廠的單班產能也較低，如果工廠需要大幅度的提高產能，就必須大量的增加焊接設備，焊接設備增多，就必須佔用大量的場地用於放置焊接設備以及需要較多的工人對每個焊接設備進行跟進。
發明內容
針對上述現有技術中的不足，本發明提供了一種板材自動焊接設備，該板材自動焊接設備的焊接效率高，且能實現全自動焊接，不需要工人進行焊接跟進。本發明是這樣實現的，一種板材自動焊接設備，其包括機架，所述機架具有可放置板材的操作臺，包括第一焊車、第二焊車以及可控制所述第一焊車、第二焊車自動分工、分時移動並控制所述第一焊車、第二焊車對所述板材進行焊接的控制機構，所述第一焊車和所述第二焊車並排設於所述機架上，且位於所述操作臺上方，所述第一焊車和所述第二焊車電連接於所述控制機構。進一步地，所述機架設有可導向所述第一焊車、所述第二焊車移動的導軌，所述導軌置於所述操作臺上方，所述第一焊車以及所述第二焊車可活動連接於所述導軌。進一步地，還包括可移動並可對板材進行定位的定位機構，所述定位機構電連接於所述控制機構。進一步地，所述定位機構包括置於所述機架兩側的動力元件以及連接於所述動力元件的壓架，所述壓架位於所述操作臺的上方。進一步地，所述壓架內設有一貫穿所述壓架的通腔，所述通腔連通所述操作臺。進一步地，所述操作臺設有可對準板材需要焊接的焊縫的凹槽。進一步地，還包括可檢查板材放置在所述操作臺上的位置的傳感器，所述傳感器電連接於所述控制機構。進一步地，還包括可設置所述第一焊車參數的第一操作屏以及可設置所述第二焊車參數的第二操作屏，所述第一操作屏和所述第二操作屏分別電連接於所述控制機構。本發明還提供一種板材自動焊接方法，其包括以下步驟(1)以機架的中部作為權利要求1中所述的第一焊車和所述第二焊車的零點，焊接開始時，使所述第一焊車和所述第二焊車分別位於該零點處；(2)通過控制機構分別控制所述第二焊車和所述第一焊車沿所述機架一端移動並掃描板材的焊縫，所述第一焊車移動一段距離後，所述控制機構控制所述第一焊車沿所述機架另一端移動並掃描板材的焊縫；(3)當所述第一焊車和所述第二焊車掃描完畢後，所述控制系統根據掃描結果控制所述第一焊車和所述第二焊車朝所述零點移動並對板材進行焊接；(4)所述第二焊車結束對板材的焊縫的焊接後，由控制系統控制所述第二焊車沿所述機架一端移動一段距離，當所述第一焊車焊接的焊縫與所述第二焊車焊接的焊縫重合時，所述第一焊車停止焊接。(5)由所述控制機構分別控制所述第一焊車和所述第二焊車復位至所述機架的零點處。進一步地，在上述步驟( 和C3)中，由所述控制機構控制所述第一焊車滯後於所述第二焊車移動。與現有技術相比，本發明中的該焊接設備的機架上設置兩臺焊車，且在控制機構的控制下，該兩臺焊車可以自動的分時、分工的對板材進行焊接，從而提高焊接設備的焊接效率，在整個焊接過程中，不需要工人進行跟進或操作。
圖1是本發明實施例提供的板材自動焊接設備的立體示意圖一；圖2是本發明實施例提供的板材自動焊接設備的立體示意圖二 ；圖3是本發明實施例提供的板材自動焊接設備的立體示意圖三；圖4是本發明實施例提供的板材自動焊接設備的左視示意簡圖；圖5是本發明實施例提供的板材自動焊接設備的主視示意簡圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。本發明提供了一種板材自動焊接設備，其包括機架，所述機架具有可放置板材的操作臺，包括第一焊車、第二焊車以及可控制所述第一焊車、第二焊車自動分工、分時移動並控制所述第一焊車、第二焊車對所述板材進行焊接的控制機構，所述第一焊車和所述第二焊車並排設於所述機架上，且位於所述操作臺上方，所述第一焊車和所述第二焊車電連接於所述控制機構。本發明中，該焊接設備的機架上設置有兩臺焊車，且在控制機構的控制下，該兩臺焊車可以自動的分時、分工的對板材進行焊接，從而提高焊接設備的焊接效率，在整個焊接過程中，不需要工人進行跟進或操作。以下結合具體實施例對本發明的實現進行詳細的描述。如圖1 5所示，為本發明提供的一較佳實施例。該焊接設備1包括有一機架12、控制機構、焊車，該機架12作為整個焊接設備1的整體架體，其內部具有一操作臺121，板材2可以放置在該操作臺121上，焊車由控制機構控制，且放置在操作臺121的上方，其可以在機架12上移動，從而對板材2進行焊接操作，控制機構作為整個焊接設備1的控制中心，控制焊車在整個焊接過程自動操作，不需要人工參與。為了使得該焊接設備1的焊接效率高，能夠更快的完成板材2的焊接，焊接設備1上設有兩臺焊車，分別為第一焊車111和第二焊車112，第一焊車111和第二焊車112並排、可活動地設置在機架12上，且分別電連接於控制機構，該第一焊車111和第二焊車112在控制機構的控制下，在機架12上移動，分工完成對板材2的焊縫進行焊接，工作人員可以對焊接設備1的控制機構進行焊接參數進行設置，使得焊接設備1的控制機構能夠控制焊車分時、自動運行，且相互之間不會發生幹涉，共同協調的完成板材2的整個焊接過程。為了導向焊車的運行，該焊接設備1內具有一導軌14，該導軌14設置在操作臺121的上方，沿焊車移動的方向放置，且焊車可以活動地連接於該導軌14，這樣，在控制機構的控制下，焊車可以沿著導軌14移動。本實施例中，為了使得放進機架12操作臺121的板材2在焊接過程中不會出現移位，以避免板材2的焊接質量，該焊接設備1還設有一可活動的定位機構13，該定位機構13電連接於控制機構，這樣，當板材2由外部的運輸工具放置在操作臺121後，定位機構13從上而下的壓緊板材2，使得板材2穩固的固定在操作臺121上，定位機構13對板材2定位後，焊車開始對焊材進行焊接，且板材2在焊接的過程中不會出現移位。具體地，該定位機構13包括放置在機架12兩側的動力元件131以及壓架132，該壓架132位於操作臺121的上方，且該壓架132的兩側分別連接在動力元件131上，由動力元件131帶動上下移動，從而實現對板材2的壓緊。焊車上具有可以對板材2進行焊接的焊槍，為了使得焊車的焊槍可以穿過壓架132對板材2進行焊接，該壓架132具有一通腔1321，該通腔1321貫穿整個壓架132的上下端面，且連通機架12內的操作臺121，這樣，定位機構13對板材2定位好以後，焊槍就可以穿過該通腔1321對板材2進行焊接。本實施例中，壓架132的外形呈矩形狀，且其內的通腔1321也呈矩形狀，該通腔1321可以連通整個操作臺121，這樣，在整個焊接過程中，焊槍不會碰到壓架132。本實施例中，動力元件131為氣缸，且壓架132的兩側分別連接在氣缸的收縮杆上，由收縮杆帶動壓架132上下移動，當然，動力元件131也可以是其他形式的元件，只要其帶有可上下收縮的構件，且該構件可帶動壓架132上下移動就可以，如電機等。為了便於焊槍對板材2進行焊接，在操作臺121上設有一凹槽122，該凹槽122可對準板材2需要焊接的地方，當兩個板材2放在操作臺121上時，其相互之間需要焊接的焊縫則置於凹槽122上，這樣，焊槍伸進通腔1321內對板材2進行焊接，也不會損壞到操作臺121。當板材2放置在操作臺121上，為了控制機構能夠接受到板材2放置好的信息以及檢測板材2的位置是否定位好，本焊接設備1還具有傳感器，該傳感器電連接於控制機構，且可以檢測板材2放置在操作臺121上的位置是否準確，當傳感器檢測到板材2處於操作臺121上準確的位置時，動力元件131將驅動壓架132向下移動，從而壓緊板材2。為了便於對焊接過程的各參數設置，以應對各種不同的焊接情況，本焊接設備1還設有操作屏，該操作屏電連接於控制機構，且可以對焊車的各參數進行設置。具體地，操作屏分為第一操作屏15和第二操作屏16，該第一操作屏15和第二操作屏16分別電連接於控制機構，且第一操作屏15可以控制以及設定第一焊車111的參數，該第二操作屏16可控制並設定第二焊車112的參數。本實施例中，焊接設備1的整個操作過程如下當板材2放置在操作臺121內後，傳感器檢測板材2放置的位置是否準確，並將信號傳給控制機構，控制機構根據傳感器的信號選擇下一步操作，當板材2放置的位置準確時，控制機構控制定位機構13對板材2進行橫向定位和縱向定位，保證焊材的焊縫位於操作臺121的凹槽122上，當板材2定位好以後，原本位於機架12中部的第一焊車111和第二焊車112開始對焊縫進行掃描，第一焊車111和第二焊車112分別向焊縫的兩端掃描，當掃描結束後，開始從兩端向中間對板材的焊縫進行焊接。在上述的操作過程中，預先定義第一焊車111和第二焊車112的零點，掃描開始前，第一焊車111和第二焊車112分別位於各自零點處，掃描開始後，首先，第二焊車112先開始沿焊縫向一端移動掃描，延時一定時間後，第一焊車111往第二焊車112方向後退一定距離(該段距離可以根據用戶的實際需要在控制系統裡進行預設值)，再向焊縫的另一端掃描，第一焊車111和第二焊車112分別掃描至焊縫兩端的端點，掃描結束後，第二焊車112和第一焊車111分別從焊縫的一端和另一端向焊縫的中部進行焊接，第二焊車112先完成焊接，為了避免第一焊車111和第二焊車112之間發生幹涉，第二焊車112完成焊接後，向焊接的反方向移動一段距離並停止，該段距離可以根據用戶的實際需要在控制系統內進行預設置，第一焊車111焊接到焊縫的中部以後，繼續向焊縫的一端焊接，直到其所焊接的焊縫和第二焊車112所焊接的焊縫對接後，第一焊車111才收弧，且收弧延時儘量小，該延時的參數可根據實際需要自由設置，收弧段的焊接速度參數也可以根據實際需要自由設置，收弧後，第一焊車111回到零點。同時，第二焊車112也移動至焊縫的中部，從而完成整個焊接過程。本實施例中，根據實際需要，可以設置零點的位置在機架中部附近或機架兩端或機架其他位置。為了避免第一焊車111和第二焊車112之間相互幹涉，本實施例中，第一焊車111和第二焊車112之間採取避讓措施，其中，第二焊車112為主動避讓，具體的過程如下焊縫掃描啟動時，第一焊車111相對於第二焊車112滯後一定時間起動，第二焊車112先完成焊接作業，焊完後，第二焊車112後退一定距離避讓第一焊車111，等第一焊車111完成焊接作業後再復位。為了避免焊縫長度變化、起弧點位置變化、收弧點位置變化以及焊接速度的改變造成第一焊車111和第二焊車112之間相互幹涉，本實施例中，第一焊車111和第二焊車112掃描結束後，系統自動判斷是雙焊車是否幹涉，通過運算確定第一焊車111和第二焊車112不會發生幹涉時，雙車掃描結束後，按正常作業程序進行焊接作業；如果通過運算確定第一焊車111和第二焊車112會發生幹涉，那麼第二焊車112掃描結束後仍按正常作業程序進行焊接作業，但第一焊車111掃描結束後要延時一定時間再進行焊接作業程序，延時的長短可以通過系統自動確定，消除因參數變化導致第一焊車111和第二焊車112會發生幹涉現象。本實施例中，為了適應不同長度板材2的焊接以及減少參數調節，將第一焊車111的起弧端作為固定定位，即當板材2的長度變化時，第一焊車111的參數不做任何調整，只5/5頁
需改變第二焊車112的起弧位置。本實施例中，該焊接設備1可以對板材2的板邊有打磨坡口和沒打磨坡口兩種狀態進行自動識別，並採用相應的軌跡識別程序進行軌跡跟蹤。上述第一焊車111和第二焊車112對焊縫進行掃描、焊接的過程中，其全部操作都為控制機構所控制。本實施例的焊接設備1，其在對板材2對接焊過程中，實現對不同狀態的板材2的焊縫的自動焊接，同時提升生產效率及單班產能50%以上，不需單獨安排人員進行焊接操作，大幅度提升人均效率，保證焊接質量。本實施例中，該焊接設備1多用於對貨櫃的板材2進行焊接。本發明還提供了一種板材自動焊接方法，其包括以下步驟(1)預先定義以機架12的中部作為第一焊車111和第二焊車112的零點，當焊接開始前，第一焊車111和第二焊車112處於準備階段，第一焊車111和第二焊車112分別位於該零點處；(2)焊接開始後，控制機構分別控制第二焊車112沿機架12 —端移動並掃描板材2的焊縫，並也控制第一焊車111沿機架12的一端移動並掃描板材2的焊縫，當第一焊車111移動一段距離後，控制機構控制該第一焊車111沿機架12的另一端移動並掃描板材2的焊縫；(3)當第一焊車111和第二焊車112掃描完畢後，該第一焊車111和第二焊車112分別位於機架12的兩端，控制系統根據掃描結果分別控制第一焊車111和第二焊車112朝機架12的零點移動並對板材2進行焊接；(4)當第二焊車112結束對板材2的焊縫的焊接後，控制系統控制該第二焊車112沿機架12的一端移動一段距離，當第一焊車111焊接的焊縫與第二焊車112焊接的焊縫重合時，控制系統控制第一焊車111停止焊接；(5)當第一焊車111和第二焊車112焊接結束後，控制機構分別控制第一焊車111和第二焊車112復位，即第一焊車111和第二焊車112分別移動至機架12的零點處。為了避免第一焊車111和第二焊車112之間的相互幹涉，上述的步驟( 和步驟(3)中，控制機構控制第一焊車111滯後於第二焊車112啟動，即控制機構先控制第二焊車112啟動移動，一定時間後，控制機構再控制第一焊車111啟動移動。為了避免其它非參數改變因素導致第二焊車112作業時間延長，造成第一焊車111和第二焊車112相撞，該焊接設備1採取安全防護功能，控制機構設置了第一焊車111和第二焊車112之間安全距離參數，該距離參數可根據實際需要自由設置，當第一焊車111和第二焊車112太靠近時，第二焊車112將停止停止並後退一定距離，該距離參數可根據實際需求自由設置，同時控制系統記下第二焊車112的停止點到收弧點剩餘焊縫長度，第一焊車111繼續焊接，第一焊車111的焊接收弧點在原位置向前移動第二焊車112未焊的焊縫長度，從而保證焊縫的接頭正常。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種板材自動焊接設備，其包括機架，所述機架具有可放置板材的操作臺，其特徵在幹，包括第一焊車、第二焊車以及可控制所述第一焊車、第二焊車自動分エ、分時移動並控制所述第一焊車、第二焊車對所述板材進行焊接的控制機構，所述第一焊車和所述第二焊車並排設於所述機架上，且位於所述操作臺上方，所述第一焊車和所述第二焊車電連接於所述控制機構。
2.如權利要求1所述的ー種板材自動焊接設備，其特徵在幹，所述機架設有可導向所述第一焊車、所述第二焊車移動的導軌，所述導軌置於所述操作臺上方，所述第一焊車以及所述第二焊車可活動連接於所述導軌。
3.如權利要求1所述的ー種板材自動焊接設備，其特徵在於，還包括可移動並可對板材進行定位的定位機構，所述定位機構電連接於所述控制機構。
4.如權利要求3所述的ー種板材自動焊接設備，其特徵在幹，所述定位機構包括置於所述機架兩側的動カ元件以及連接於所述動カ元件的壓架，所述壓架位於所述操作臺的上方。
5.如權利要求4所述的ー種板材自動焊接設備，其特徵在幹，所述壓架內設有ー貫穿所述壓架的通腔，所述通腔連通所述操作臺。
6.如權利要求1至5任一項所述的一種板材自動焊接設備，其特徵在幹，所述操作臺設有可對準板材需要焊接的焊縫的凹槽。
7.如權利要求1至5任一項所述的一種板材自動焊接設備，其特徵在於，還包括可檢查板材放置在所述操作臺上的位置的傳感器，所述傳感器電連接於所述控制機構。
8.如權利要求1至5任一項所述的一種板材自動焊接設備，其特徵在於，還包括可設置所述第一焊車參數的第一操作屏以及可設置所述第二焊車參數的第二操作屏，所述第一操作屏和所述第二操作屏分別電連接於所述控制機構。
9.一種板材自動焊接方法，其特徵在幹，包括以下步驟(1)以機架的中部作為權利要求1中所述的第一焊車和所述第二焊車的零點，焊接開始時，使所述第一焊車和所述第二焊車分別位於該零點處；(2)通過控制機構分別控制所述第二焊車和所述第一焊車沿所述機架一端移動並掃描板材的焊縫，所述第一焊車移動一段距離後，所述控制機構控制所述第一焊車沿所述機架另一端移動並掃描板材的焊縫；(3)當所述第一焊車和所述第二焊車掃描完畢後，所述控制系統根據掃描結果控制所述第一焊車和所述第二焊車朝所述零點移動並對板材進行焊接；(4)所述第二焊車結束對板材的焊縫的焊接後，由控制系統控制所述第二焊車沿所述機架一端移動一段距離，當所述第一焊車焊接的焊縫與所述第二焊車焊接的焊縫重合吋， 所述第一焊車停止焊接。(5)由所述控制機構分別控制所述第一焊車和所述第二焊車復位至所述機架的零點處。
10.如權利要求9所述的ー種板材自動焊接方法，其特徵在幹，在上述步驟(2)和(3) 中，由所述控制機構控制所述第一焊車滯後於所述第二焊車移動。
全文摘要
本發明公開了一種板材自動焊接設備和方法，該焊接設備包括機架，所述機架具有可放置板材的操作臺，還包括第一焊車、第二焊車以及可控制所述第一焊車、第二焊車自動分工、分時移動並控制所述第一焊車、第二焊車對所述板材進行焊接的控制機構，所述第一焊車和所述第二焊車並排設於所述機架上，且位於所述操作臺上方，所述第一焊車和所述第二焊車電連接於所述控制機構。與現有技術相比，本發明中的該焊接設備的機架上設置有兩臺焊車，且在控制機構的控制下，兩臺焊車可以自動的分時、分工的對板材進行焊接，從而提高焊接設備的焊接效率，在整個焊接過程中，不需要工人進行跟進或操作。
文檔編號B23K9/12GK102581429SQ20111000583
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月12日 優先權日2011年1月12日
發明者張鶴, 黃素輝 申請人:中國國際海運貨櫃(集團)股份有限公司