一种可实现双向焊接的复合板焊接对接柔性支撑装置

技术领域

本发明涉及焊接辅助技术领域，尤其涉及一种可实现双向焊接的复合板焊接对接柔性支撑装置。

背景技术

复合板由于具有良好的综合性能和价格优势，在机械、化工、电力、船舶等领域得到日益广泛的应用，而如何保证其焊接质量也成为一项重要的课题。复合板在对接焊接前，需要对焊接坡口进行清理处理，其处理过程会影响复合板焊件的焊接质量；焊接对接焊接时，为了不失去原有的性能，需要对基层、过渡层和复层分别焊接，其对接的方式和精度将直接影响到两块复合板焊件的焊接质量；焊接完成后，需进行热处理和探伤处理。通常情况下，坡口的清理处理、焊后的探伤处理等由人工完成，自动化程度低，步骤繁琐；复合板焊件的对接方式是将两块复合板焊件置于同一刚性平台上对接，这样很难在竖直方向上对其进行调整，也很难对侧面对齐度和坡口间隙进行精确修正，无法获得最佳的焊接位置，很容易造成焊接完成后出现焊缝错边、复合板翘曲变形等质量问题，同时也不适应厚度不同(或复材厚度不同，或基材厚度不同，或两者均不同)的复合板焊件的对接。

公告号CN103381531A的中国专利公开了一种钢板对接焊接定位装置及对位方法，该发明可满足任何方位的钢板之间的对接定位连接，能够提高钢板坡口之间组对间隙的精度和两块钢板的共面度，对钢板的焊接变形能进行有效控制。但该发明不仅需要将抗剪键焊接于对接的两块钢板上，破坏了钢板的完整性，而且在对两块钢板的共面度进行调整时，易使钢板发生倾斜。

公开号CN101885126A的中国专利申请公开了一种钢板焊接对正调整机构，但该发明只能实现钢板前后左右侧立面的对正和调整，并且结构复杂，制造成本较高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可实现双向焊接的复合板焊接对接柔性支撑装置，可在焊接对接时在竖直方向上对其进行调整，对侧面对齐度和坡口间隙进行精确修正，并能实现双向焊接的功能，有效控制复合板焊接后的焊缝错边和变形问题，保证焊接质量，焊接对接后，进行超声波探伤监测，大大提高自动化程度、提高生产效率和降低成本。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种可实现双向焊接的复合板焊接对接柔性支撑装置，包括运输机构、铣刀打磨机构、清理机构、翻转机构、升降机构、柔性支撑平台和探伤机构；所述运输机构间隔一定距离布置两组；所述铣刀打磨机构分别设置在运输机构一侧的上方；所述清理机构分别设置在运输机构的前侧；所述升降机构设置在两组运输机构之间；所述柔性支撑平台设置在升降机构顶部，可由升降机构控制升降；所述翻转机构设置在柔性支撑平台的上方中部；所述探伤机构设置在第二组运输机构的复合板出口端上方。

所述运输机构包括踢脚架、导轨、电动机I、传动主轴、齿轮带、摇把、丝杠I、丝杠螺母、位移传感器、流水线轨和调宽侧板；所述流水线轨前后对称布置；所述踢脚架分别成对固定连接在流水线轨底部；所述导轨设置在流水线轨的上部之间；所述调宽侧板通过可移动滑槽平行安装在流水线轨的外侧；所述传动主轴设置在流水线轨和调宽侧板的中部之间；所述丝杠I设置在流水线轨和调宽侧板的两端之间；所述调宽侧板分别与传动主轴和丝杠I滑动连接；所述电动机I固定在调宽侧板中间，通过带传动驱动传动主轴转动；所述摇把设置在调宽侧板两端外侧且分别与两侧丝杠I端部连接，两摇把之间通过齿轮带连接，共同驱动丝杠I和丝杠螺母使调宽侧板沿Y向移动；所述位移传感器间隔布置在流水线轨底部。

进一步的，所述铣刀打磨机构包括电动机II、定位块、滚珠丝杠滑台、铣刀、丝杠II和支撑架；所述定位块分别间隔一定距离的设置在导轨顶部滑槽内；所述电动机II固定在一侧定位块的上部，所述电动机II输出轴与丝杠一端连接，所述丝杠另一端与支撑架转动连接；所述支撑架固定在另一侧定位块上部；所述铣刀顶部通过滚珠丝杠滑台与丝杠滑动连接。

进一步的，所述清理机构包括水箱、毛刷、电动机III、偏置轮、摇杆和固连板；所述毛刷位于移动复合板的正上方；所述水箱位于毛刷的上部一侧且与固连板固定连接；所述电动机III置于流水线轨一侧，通过滑槽与流水线轨滑动连接；所述电动机III输出轴与偏置轮的一端转动连接，所述偏置轮的另一端与摇杆转动连接；所述摇杆与固连板转动连接带动固连板Y向往复运动。

进一步的，所述升降机构包括支撑底座、支撑座、电动机IV、谐波减速器、V型带、丝杆III、丝杠螺母和光敏传感器；所述支撑底座间隔一定距离对称布置，所述电动机IV和谐波减速器通过支撑座分别固定在支撑底座上表面；所述谐波减速器与电动机IV的输出轴连接；所述丝杆III分别纵向固定在两支撑底座上表面；所述丝杠螺母滑动连接在丝杠III上，所述V型带连接在谐波减速器和丝杠III的底端之间；所述光敏传感器设置在丝杠III的一侧。

进一步的，所述柔性支撑平台包括焊接框架、基座、台板、升降支撑板和柔性支撑单元；所述升降支撑板的两端分别与两侧丝杠螺母固定连接；所述基座设置在升降支撑板上部；所述焊接框架设置在基座上部；所述台板设置在焊接框架一侧的下表面；所述基座与台板之间通过若干柔性支撑单元连接。

进一步的，所述柔性支撑单元包括法兰盘、压盖、压缩球头轴、密封套筒、可压缩介质、压缩挡圈和下球头轴；所述压缩球头轴下端设置在密封套筒内形成活塞结构，所述可压缩介质设置在密封套筒内；所述下球头轴上端与密封套筒底部固定连接，所述压缩球头轴上端通过压缩挡圈和压盖连接与法兰盘连接，并通过法兰盘与台板下表面连接；所述下球头轴下端通过压缩挡圈和压盖与法兰盘连接，并通过法兰盘与基座上表面连接。

进一步的，所述翻转机构包括夹紧气缸、轴承、长轴、气缸固定板、V型带、带轮和旋转气缸；所述气缸固定板为凹形结构；所述带轮分别对称设置在气缸固定板左右外侧的上下两端，所述V型带分别连接在同一侧的上下两个带轮之间；所述旋转气缸固定连接在气缸固定板上部的一侧；所述长轴通过轴承连接在气缸固定板的上侧之间，且两端分别与上侧两带轮轴连接，且所述旋转气缸的输出端与上侧一带轮连接；所述夹紧气缸分别通过轴承对称设置在气缸固定板底部两端内侧，且分别与下侧两带轮轴连接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1.利用弹性可调柔性支撑单元在可控范围内降低复合板焊件对接支撑的刚性，释放部分自由度，实现对接过程对两块复合板焊件在竖直方向的相对位置进行调整，提高其对接精度和焊接质量，有效控制焊缝错边和复合板变形；

2.利用翻转机构、丝杠升降机构实现复合板的双向焊接功能，使用灵活方便，能够显著提高生产效率；

3.利用可调宽流水线机构可实现不同宽度复合板的焊接对接；

4.利用铣刀打磨机构、清洗机构完成复合板焊前清理处理，代替人工操作，降低人力成本；

5.利用超声波检测机构实现焊后自动化监测处理；

6.同时可以将本发明所述装置与现有生产线相结合，使本发明所述操作步骤作为生产线的一个工艺，实现生产检测一体化，将各种装置融为一体，提高了生产效率与产品质量。

附图说明

图1是本发明所提出的一种可实现双向焊接的复合板焊接对接柔性支撑装置的整体结构示意图；

图2是图1中运输机构的结构示意图；

图3是图1中铣刀打磨机构的结构示意图；

图4是图1中清理机构的结构示意图；

图5是图1中翻转机构的结构示意图；

图6是图1中升降机构和柔性支撑平台的结构示意图；

图7是图6中部分放大结构示意图。

其中，附图标记：1-运输机构；2-铣刀打磨机构；3-清洗机构；4-翻转机构；5-升降机构；6-柔性支撑平台；7-柔性支撑单元；8-探伤机构；9-踢脚架；10-导轨；11-电动机Ⅰ；12-传动主轴；13-齿轮带；14-摇把；15-丝杠Ⅰ；16-丝杠螺母；17-位移传感器；18-调宽侧板；19-流水线轨；20-电动机Ⅱ；21-定位块；22-滚珠丝杠滑台；23-铣刀；24-丝杠Ⅱ；25-支撑架；26-水箱；27-毛刷；28-电动机Ⅲ；29-偏置轮；30-摇杆；31-固连板；32-夹紧气缸；33-轴承；34-长轴；35-气缸固定板；36-V型带；37-带轮；38-旋转气缸；39-支撑底座；40-支撑座；41-电动机Ⅳ；42-谐波减速器；43-V型带；44-丝杆Ⅲ；45-丝杠螺母；46-光敏传感器；47-焊接框架；48-台板；49-基座；50-升降支撑板；51-法兰盘；52-压盖；53-压缩球头轴；54-压缩挡圈；55-密封套筒；56-可压缩介质；57-下球头轴。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

参见附图1至7，给出了本发明所提出的一种可实现双向焊接的复合板焊接对接柔性支撑装置的一个实施例的具体结构，所述装置包括运输机构1、铣刀打磨机构2、清理机构3、翻转机构4、升降机构5、柔性支撑平台6和探伤机构8；所述运输机构1设置有两组，分别沿同一水平直线间隔一定距离布置；所述铣刀打磨机构2分别设置在两组运输机构1一侧的上方；所述清理机构3分别设置在运输机构1的前侧；所述升降机构5设置在两组运输机构1之间；所述柔性支撑平台6设置在升降机构5顶部，用于连接两组运输机构1的工作面，并可由升降机构5控制升降；所述翻转机构4设置在柔性支撑平台6的上方中部；所述探伤机构8设置在第二组运输机构1的复合板出口端上方。

其中，所述运输机构1包括踢脚架9、导轨10、电动机Ⅰ11、传动主轴12、齿轮带13、摇把14、丝杠Ⅰ15、丝杠螺母16、位移传感器17、调宽侧板18和流水线轨19；所述流水线轨19前后对称布置；所述踢脚架9分别成对固定连接在流水线轨19底部；所述导轨10设置在两侧流水线轨19的上部之间；所述调宽侧板18通过可移动滑槽平行安装在流水线轨19的外侧；所述传动主轴12设置在流水线轨19和调宽侧板18的中部之间；所述丝杠I15设置在流水线轨19和调宽侧板18的两端之间；所述调宽侧板18分别与传动主轴12和丝杠I15滑动连接；所述电动机I11固定在调宽侧板18中间，通过带传动驱动传动主轴12转动；所述摇把14设置在调宽侧板18两端外侧且分别与两侧丝杠I15端部连接，两摇把14之间通过齿轮带13连接，共同驱动丝杠I15和丝杠螺母16使调宽侧板18沿Y向移动；所述位移传感器17间隔布置在流水线轨19的底部。

所述铣刀打磨机构2包括电动机II20、定位块21、滚珠丝杠滑台22、铣刀23、丝杠II24和支撑架25；所述定位块21分别间隔一定距离的前后滑动连接在导轨10顶部；所述电动机II20固定在一侧定位块21的上部，所述电动机II20的输出轴与丝杠II24的一端连接，所述丝杠II24另一端与支撑架25转动连接；所述支撑架25固定在另一侧定位块21的上部；所述铣刀23顶部通过滚珠丝杠滑台22与丝杠II24左右滑动连接。

所述清理机构3包括水箱26、毛刷27、电动机Ⅲ28、偏置轮29、摇杆30和固连板31；所述水箱26位于毛刷27的上部一侧且与固连板31固定连接；所述电动机III28置于流水线轨19的一侧，并通过滑槽与流水线轨19滑动连接；所述电动机III28输出轴与偏置轮29的一端连接，所述偏置轮29的另一端与摇杆30转动连接；所述摇杆30与固连板31转动连接，带动固连板31Y向往复运动；所述水箱26分为两部分，分别装有酒精和防火花剂。

所述升降机构5包括支撑底座39、支撑座40、电动机Ⅳ41、谐波减速器42、V型带43、丝杆Ⅲ44、丝杠螺母45和光敏传感器46；所述支撑底座39间隔一定距离对称布置，所述电动机IV41和谐波减速器42通过支撑座40分别固定在支撑底座39的上表面；所述谐波减速器42与电动机IV41的输出轴连接；所述丝杆III44分别纵向固定在两侧支撑底座39上表面；所述丝杠螺母45滑动连接在丝杠III44上，所述V型带43连接在谐波减速器42和丝杠III44的底端之间；所述光敏传感器46设置在丝杠III的一侧。

所述柔性支撑平台6包括焊接框架47、台板48、基座49、升降支撑板50、柔性支撑单元7；所述升降支撑板50的两端分别与两侧丝杠螺母45固定连接；所述基座49设置在升降支撑板50的上部；所述焊接框架47设置在基座49上部；所述台板48设置在焊接框架47一侧的下表面；所述基座49的一侧与台板48之间通过若干柔性支撑单元7连接。

所述柔性支撑单元7包括法兰盘51、压盖52、压缩球头轴53、压缩挡圈54、密封套筒55、可压缩介质56和下球头轴57；所述压缩球头轴下端设置在密封套筒内形成活塞结构，所述可压缩介质设置在密封套筒内；所述下球头轴上端与密封套筒底部固定连接，所述压缩球头轴上端通过压缩挡圈和压盖连接与法兰盘连接，并通过法兰盘与台板下表面连接；所述下球头轴下端通过压缩挡圈和压盖与法兰盘连接，并通过法兰盘与基座上表面连接。

所述翻转机构4包括夹紧气缸32、轴承33、长轴34、气缸固定板35、V型带36、带轮37和旋转气缸38；所述气缸固定板35为凹形结构；所述带轮37分别对称设置在气缸固定板35左右外侧的上下两端，所述V型带36分别连接在同一侧的上下两个带轮37之间；所述旋转气缸38固定连接在气缸固定板35上部的一侧；所述长轴34通过轴承33连接在气缸固定板35的内部上侧之间，且两端分别与上侧两带轮37轴连接，且所述旋转气缸38的输出端与上侧一带轮37连接；所述夹紧气缸32分别通过轴承对称设置在气缸固定板35底部两端内侧，且分别与下侧两带轮37轴连接。

本发明的工作过程：通过运输机构1将复合板进行运输，复合板经过流水线轨19侧边进行位置矫正处理，当复合板坡口到达铣刀23下方时，触发位移传感器17，流水线停止移动，复合板坡口位于铣刀打磨机构2下方；所述电动机II20驱动铣刀23转动，同时驱动滚珠丝杠滑台22沿滑槽X、Y向移动，实现对复合板坡口的打磨；

打磨完成后，流水线继续移动，当复合板坡口到达毛刷27下方时，触发位移传感器17，流水线停止移动；所述电动机Ⅲ28通过偏置轮29和摇杆30驱动毛刷27往复运动，先进行酒精对坡口的清理，清理完成后，进行坡口附近20cm处防火花剂的刷涂；

刷涂完成后，流水线继续移动，将复合板置于焊接框架47内，完成单侧焊接；单侧焊接完成后，所述夹紧气缸32驱动夹紧焊接框架47，所述电动机Ⅳ41驱动丝杠III44带动柔性支撑平台6实现下降运动，下降完成后，所述翻转机构4实现对复合板的翻转运动，所述电动机Ⅳ41驱动丝杠III44带动柔性支撑平台6实现上升运动，完成复合板的对侧焊接；

双向焊接完成后，流水线继续移动，带动焊接完成的复合板移动到超声波探伤机构8下方，完成超声波探伤监测，继而将复合板移送出流水线。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。