集装箱门扇焊接装置及焊接方法
【专利摘要】本发明公开了一种集装箱门扇焊接装置，包括一机架、一载物台、一导轨和一沿所述导轨滑动的焊接机，所述焊接装置还包括多个用于定位所述集装箱门扇的定位机构，所述焊接机包括一控制器、一枪架、设置在所述枪架上的一横向行走机构、一纵向行走机构、一横向电机、一纵向电机、一焊枪和一人机界面，所述控制器与所述横向电机、所述纵向电机以及所述人机界面电性相连，所述横向电机与所述横向行走机构相连，所述纵向电机与所述纵向行走机构相连。本发明的集装箱门扇焊接装置实现了U型焊缝在一个胎位一次焊完，实现无焊缝接点，焊缝美观，提高了焊缝质量。另，本发明还提供了一种集装箱门扇的焊接方法。
【专利说明】集装箱门扇焊接装置及焊接方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种集装箱的加工设备，尤其涉及一种集装箱门扇焊接装置及焊接方 法。
【背景技术】
[0002] 如图1所示，集装箱门扇Γ主要由门横梁11'、门坚梁12'和门板13'焊接形成。 门横梁11'、门坚梁12'及门板13'之间的焊缝为U型焊缝，为形成该U型焊缝，目前普遍 采用的焊接方式为：门横梁11'与门板13'之间的焊道be为自动焊，门横梁11'与门坚梁 12'之间的焊道ab和焊道cd为手工焊接，自动焊和手工焊之间形成突出的接点b点、c点， 造成结合处焊缝不美观，影响焊接质量且自动焊与手工焊必须分工位进行，浪费有限的生 产空间，另外，由于门横梁11'与门板13'之间的自动焊的定位机构不准确，每次需操作人 员手工对缝，劳动强度较大。
【发明内容】
[0003] 本发明的主要目的在于，解决现有技术中，集装箱门扇自动焊和手工焊结合点处 的焊缝不美观、生产空间不能充分利用、自动焊的定位机构不准确的技术问题。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种集装箱门扇焊接装置，包括一机架、一用 于传送集装箱门扇的载物台、一设置在所述载物台上方且沿所述载物台横向方向延伸的导 轨和一沿所述导轨滑动的焊接机，所述焊接装置还包括多个用于定位所述集装箱门扇的定 位机构，所述焊接机包括一控制器、一枪架、设置在所述枪架上的一横向行走机构、一纵向 行走机构、一横向电机、一纵向电机、一焊枪和一人机界面，所述控制器与所述横向电机、所 述纵向电机以及人机界面电性相连，所述横向电机与所述横向行走机构相连并驱动所述横 向行走机构行走，所述纵向电机与所述纵向行走机构相连并驱动所述纵向行走机构行走。
[0005] 所述的集装箱门扇焊接装置，其中，所述集装箱门扇焊接装置还包括一所述集装 箱门扇焊接装置还包括一纵向跟踪机构，所述纵向跟踪机构和所述焊枪安装在一垂直滑块 上，所述垂直滑块可在垂直方向上上下移动，所述纵向跟踪机构包括一跟踪长杆和一跟踪 轮子，当所述跟踪轮子与所述集装箱门扇的门坚梁接触时，所述门坚梁向上顶起所述跟踪 轮子，所述跟踪轮子带动所述垂直滑块向上移动。所述的集装箱门扇焊接装置，其中，所述 载物台的四周均设有所述定位机构。
[0006] 所述的集装箱门扇焊接装置，其中，所述定位机构均由气缸驱动。
[0007] 所述的集装箱门扇焊接装置，其中，所述焊接机还包括一自动检测单元，所述自动 检测单元对所述集装箱门扇的输送、定位是否到位进行检测并将检测信息传送至所述控制 器，所述控制器根据检测信息发出相应的执行指令。
[0008] 所述的集装箱门扇焊接装置，其中，所述集装箱门扇的门横梁与所述集装箱门扇 两侧的门坚梁之间形成一 U型焊缝。
[0009] 另，本发明还提供了种集装箱门扇焊接方法，包括以下步骤： 51 :输入一集装箱门扇至一载物台； 52 :多个定位机构对所述集装箱门扇进行定位； 53 :启动一焊接机，纵向行走机构启动并向集装箱门扇内侧行走，焊枪沿纵向 方向自动焊接，焊接到位后所述纵向行走机构停止，横向行走机构启动并沿横向方向行走， 所述焊枪沿横向方向自动焊接，焊接到位后所述横向行走机构停止，纵向行走机构启动并 向集装箱门扇外侧行走，所述焊枪沿纵向方向自动焊接，焊接到位后纵向行走机构停止，所 述横向行走机构返回； S4 :完成焊接。 所述的集装箱门扇焊接方法，其中，在所述焊枪沿纵向方向自动焊接之前，还包括设置 一纵向跟踪机构提升所述焊枪高度的步骤。
[0010] 所述的集装箱门扇焊接方法，其中，所述定位机构从前后左右四个方位对所述集 装箱门扇进行定位。
[0011] 所述的集装箱门扇焊接方法，其中，集装箱门扇焊接方法还包括设置一自动检测 单元对所述集装箱门扇的输送、定位是否到位进行自动检测。
[0012] 通过本发明的集装箱门扇焊接装置通过在焊接机上增设置纵向行走机构、纵向电 机实现了 U型焊缝在一个胎位一次焊完，实现无焊缝接点，焊缝美观，提高了焊缝质量，同 时也节约了生产空间；另外，本发明设置多个定位机构，实现了及定位机构实现集装箱门扇 的精确定位，无需人工对位，提高了生产效率，节约了人工成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1为现有技术中集装箱门扇的结构不意图。
[0014] 图2为本发明集装箱门扇焊接装置的结构示意图。
[0015] 图3为本发明集装箱门扇焊接装置的侧面示意图。
[0016] 图4为显示本发明集装箱门扇焊接装置的纵向跟踪机构的结构示意图。
[0017] 图5为本发明集装箱门扇的结构示意图。
[0018] 图6为本发明集装箱门扇焊接方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0019] 为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详 细说明。
[0020] 请参阅图2至图3,图2为本发明集装箱门扇焊接装置的结构示意图，图3为本发 明集装箱门扇焊接装置的侧面示意图。本发明的集装箱门扇的焊接装置1包括一机架11、 一用于传送集装箱门扇的载物台12、多个用于定位集装箱门扇的定位机构13、一设置在载 物台12上方且沿载物台12横向方向延伸的导轨14和一沿导轨14滑动的焊接机15。为 了清楚说明本发明的位置关系，将载物台12作为一参照物，将载物台12的长度方向定义为 纵向方向，将载物台12的宽度方向定义为横向方向，垂直于载物台12的方向定义为垂直方 向。
[0021] 载物台12设置在机架11上，一传送带设置在载物台12上，一电机111和一主动 轮112设置在机架11的一侧，一被动轮113设置在机架11的另一侧。启动电机111，电机 Ill驱动主动轮112旋转，主动轮112通过传送带带动被动轮旋转113旋转，从而使集装箱 门扇20按箭头A指向的方向移动。
[0022] 当集装箱门扇20移动到位后，电机111停止转动。设置在载物台12前后左右各 侧边的定位机构13在气缸的驱动下对集装箱门扇20进行定位作业，定位到位后，焊接机15 即可对集装箱门扇20进行焊接。
[0023] 下面对焊接机15的结构及工作原理进行详细说明。
[0024] 请参阅图2、图3和图4,焊接机15设置在导轨14上且可沿导轨14移动，导轨14 与载物台12上表面之间具有一定的高度差，使得集装箱门扇20能从导轨14下方通过。焊 接机15包括一控制器（未图不）、一枪架151、设置在枪架151上的一纵向行走机构153a、 一横向行走机构153b、一纵向电机152a、一横向电机152b、一焊枪157和一人机界面155。 控制器为PLC控制器，其与横向电机152b和纵向电机152a电性相连，横向电机152b与横 向行走机构153b相连并驱动横向行走机构153b行走，纵向电机152a与纵向行走机构153a 相连并驱动纵向行走机构153a行走。如图4所示，纵向行走机构153a设置在横向行走机 构153b上，当横向行走机构153b行走时带动纵向行走机构153a在横向方向移动，当纵向 行走机构153a在纵向方向上移动时，横向行走机构153b固定不动，纵向行走机构153a相 对于横向行走机构153b纵向行走，如此，即可实现焊枪在纵向和横向方向的移动。人机界 面可为一触摸屏，其与PLC控制器电性相连，通过在触摸屏上设置参数，例如，纵向行走机 构153a、横向行走机构153b行走距离等参数，以实现人机通信。
[0025] 另外，请参阅图5,图5为本发明集装箱门扇的结构示意图，集装箱门扇20包括一 门横梁21、位于门横梁21两侧的门坚梁22和位于两门坚梁22之间的门板23,门横梁21、 门坚梁22与门板23之间存在一定的高度差，所以焊接机15的焊枪157在横向方向焊接时 的高度低于在纵向方向焊接时的高度，因此当焊接机15在横向方向和纵向方向转换时，需 调节焊枪的高度，相应的，请同时参阅图4,焊接机15还包括一通过预置参数来运行的纵向 跟踪机构154,纵向跟踪机构154和焊枪157安装在一垂直滑块156上，垂直滑块156安装 在纵向行走机构153a上，垂直滑块156在一提升气缸158的驱动下，可在垂向方向上上下 移动。纵向跟踪机构154包括一跟踪长杆1541和一安装在跟踪长杆1541端部的跟踪轮子 1542,当焊接机15在横向方向行走时，纵向跟踪机构154处于悬空状态，当焊接机15在纵 向方向行走时，因门坚梁22与门板23之间存在一定的高度差，跟踪轮子1542接触到门坚 梁22,同时门坚梁22给跟踪轮子154 -向上的作用力并将跟踪轮子1542向上顶起，跟踪轮 子1542向上移动带动垂直滑块156向上移动，进而带动焊枪157向上移动，实现焊枪157 的提升。
[0026] 焊接机15还包括一自动检测单元(未图示)，自动检测单元可为接近开关，用于检 测集装箱门扇20传输是否到位以及定位机构13的定位是否到位等功能，并将检测信息传 送至控制器，控制器根据检测信息做出判断并控制相应的部件执行相应的动作。
[0027] 下面结合图2至图6说明本发明集装箱门扇焊接装置的焊接方法，包括如下步 骤： S1 :输入集装箱门扇20至载物台12,集装箱门扇20在电机111的作用下按箭头A的 方向移动； S2 :当集装箱门扇20输送到位时，定位机构13对集装箱门扇20进行位置调整和 定位； S3 :启动焊接机15,纵向电机152a启动，纵向行走机构153a在纵向电机152a的 作用下向内侧行走，焊枪沿纵向方向自动焊接，形成焊缝ef，当纵向焊接到位后，控制器发 出指令使纵向电机152a停止，横向电机152b启动，横向行走机构153b在横向电机152b的 驱动下沿横向方向行走，焊枪沿横向方向自动焊接，形成焊缝fg，当横向方向焊接到位后， 控制器发出指令使横向电机152b停止，纵向电机152a启动，纵向行走机构153a在纵向电 机152a的驱动下向外侧行走，所述焊枪沿纵向方向自动焊接，形成焊缝gh，当纵向焊接到 位后，控制器发出指令使纵向电机152a停止，横向行走机构153b返回，完成U型焊缝的焊 接（即焊缝efgh); S4:完成焊接，进入下一工序。 其中，纵向行走机构153a和横向行走机构153b的行走的长度通过人机界面设定。
[0028] 因门坚梁22、门横梁21与门板23之间存在一定的高度差使得焊枪在纵向方向焊 接时的高度高于横向方向焊接时的高度，因此焊枪进行纵向方向焊接之前，还包括设置纵 向跟踪机构154提升焊枪高度的步骤，以使焊枪处于适当的高度，保证焊接的精准度。
[0029] 另外，为了保证定位的准确度，在载物台12的前后左右侧边都布设定位机构13。
[0030] 另外，上述焊接方法还包括设置自动检测单元对集装箱门扇20的输送、定位是否 到位进行自动检测的步骤，自动检测单元配合定位机构13和控制器实现焊接机15与集装 箱门扇20的自动对缝，实现无人工对缝。
[0031] 本发明的集装箱门扇焊接装置通过在焊接机上增设纵向电机和纵向行走机构实 现了 U型焊缝在一个胎位一次焊完，实现无焊缝接点，焊缝美观，提高了焊缝质量，同时也 节约了生产空间。另外，本发明设置多个定位机构，实现了集装箱门扇的精确定位，无需人 工对位，提高了生产效率，节约了人工成本。
[0032] 以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围。凡是利用 本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关 的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1. 一种集装箱门扇焊接装置，包括一机架、一用于传送集装箱门扇的载物台、一设置在 所述载物台上方且沿所述载物台横向方向延伸的导轨和一沿所述导轨滑动的焊接机，其特 征在于，所述焊接装置还包括多个用于定位所述集装箱门扇的定位机构，所述焊接机包括 一控制器、一枪架、设置在所述枪架上的一横向行走机构、一纵向行走机构、一横向电机、一 纵向电机、一焊枪和一人机界面，所述控制器与所述横向电机、所述纵向电机以及所述人机 界面电性相连，所述横向电机与所述横向行走机构相连并驱动所述横向行走机构行走，所 述纵向电机与所述纵向行走机构相连并驱动所述纵向行走机构行走。
2. 如权利要求1所述的集装箱门扇焊接装置，其特征在于，所述集装箱门扇焊接装置 还包括一纵向跟踪机构，所述纵向跟踪机构和所述焊枪安装在一垂直滑块上，所述垂直滑 块可在垂直方向上上下移动，所述垂直滑块安装在所述纵向行走机构上，所述纵向跟踪机 构包括一跟踪长杆和一跟踪轮子，当所述跟踪轮子与所述集装箱门扇的门坚梁接触时，所 述门坚梁向上顶起所述跟踪轮子，所述跟踪轮子带动所述垂直滑块向上移动。
3. 如权利要求1所述的集装箱门扇焊接装置，其特征在于，所述载物台的四周均设有 所述定位机构。
4. 如权利要求3所述的集装箱门扇焊接装置，其特征在于，所述定位机构均由气缸驱 动。
5. 如权利要求1所述的集装箱门扇焊接装置，其特征在于，所述焊接机还包括一自动 检测单元，所述自动检测单元对所述集装箱门扇的输送、定位是否到位进行检测并将检测 信息传送至所述控制器，所述控制器根据检测信息发出相应的执行指令。
6. 如权利要求1所述的集装箱门扇焊接装置，其特征在于，所述集装箱门扇的门横梁 与所述集装箱门扇两侧的门坚梁之间形成一 U型焊缝。
7. -种集装箱门扇焊接方法，其特征在于，包括以下步骤： 51 :输入一集装箱门扇至一载物台； 52 :多个定位机构对所述集装箱门扇进行定位； 53 :启动一焊接机，纵向行走机构启动并向集装箱门扇内侧行走，焊枪沿纵向 方向自动焊接，焊接到位后所述纵向行走机构停止，横向行走机构启动并沿横向方向行走， 所述焊枪沿横向方向自动焊接，焊接到位后所述横向行走机构停止，纵向行走机构启动并 向集装箱门扇外侧行走，所述焊枪沿纵向方向自动焊接，焊接到位后纵向行走机构停止，所 述横向行走机构返回； S4 :完成焊接。 123 如权利要求7所述的集装箱门扇焊接方法，其特征在于，在所述焊枪沿纵向方向自 动焊接之前，还包括设置一纵向跟踪机构提升所述焊枪高度的步骤。 2 如权利要求7所述的集装箱门扇焊接方法，其特征在于，所述定位机构从前后左右 四个方位对所述集装箱门扇进行定位。 3 如权利要求7所述的集装箱门扇焊接方法，其特征在于，集装箱门扇焊接方法还包 括设置一自动检测单元对所述集装箱门扇的输送、定位是否到位进行自动检测。
【文档编号】B23K31/02GK104107986SQ201310132785
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月16日 优先权日:2013年4月16日
【发明者】黄志军, 徐佳宏, 刘佰纯, 茅利祥, 杨峰烽 申请人:南通中集顺达集装箱有限公司, 中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司