一种用于船用柴油机机架三角管板焊接的焊接机的制作方法

本实用新型涉及一种焊接机，具体是一种用于船用柴油机机架三角管板焊接的焊接机。

背景技术：

船用柴油机是船舶的心脏，机架作为柴油机的重要组成部分，在柴油机的制造中占有相当重要的地位。目前，市场上的柴油机机架基本均为三角管板结构，机型从35机到90机，三角管板厚度为14-32mm，焊接长度为2000-5000mm不等，每个机架为8条三角管板焊缝，焊缝总长度最长可达到4600mm，坡口形式为非标准K型坡口形式，特别是三角管板与三角板焊缝位置，需将横梁竖立放置，高度较高难以实施。

由于以上所述的机型复杂，单次焊接的焊缝长，坡口形式复杂，板厚较大，焊接工艺为多层多道焊接，每条焊缝的焊接工作量十分巨大，工人劳动强度非常高。对于三角管板的焊接，由于其工位的特殊性，现主要采用手工半自动焊接，面对如此长、工位复杂的焊缝，操作人员需顶着高温高辐射的环境进行长时间工作，焊接过程中所产生的强光、粉尘、烟雾等均对工人的身体健康极为不利。并且在焊接过程中，焊缝的质量受人为因素影响比较大，焊缝质量得不到保证，后果不堪设想。另外，现有的手工半自动焊接效率低，返修率大，不确定因素太多，已无法满足船用柴油机的生产需求。

经对现有技术文献检索发现，中国专利文献号CN101239431，公开日2008-08-13，记载了一种“柴油机机座、机座架自动焊接工作站”，该技术描述了一种用于柴油机机座、机架长焊缝填充与盖面的焊接工作站，结构比较合理，基本实现自动化焊接，在一定程度上提高了焊接效率。但是此工作站在使用时需要实时激光跟踪进行焊接，而我们现在实际的生产情况是大部分坡口都是用半自动或手动割出，因此在焊接时经常发生意想不到的偏差等问题，对焊接质量影响比较大。另外对于三角管板与三角板的焊缝，需要将横梁竖立放置，高度较高，以现有的焊接设备，难以实施。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于船用柴油机机架三角管板焊接的焊接机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于船用柴油机机架三角管板焊接的焊接机，包括操作架、侧边梁机构、防撞导向架、工件装夹机构、机头机构、控制系统和焊接系统，所述操作架是由型材及钢板焊接的双层平台结构，双层平台在水平方向呈U形分布，使得操作架的中部形成安装槽，安装槽的开口端设置防撞导向架，工件装夹机构设置在安装槽内，用于装夹需要焊接的大型工件，所述安装槽两侧的顶部平台上均固定安装侧边梁机构，侧边梁机构上滑动设置的行走焊接小车上固定安装机头机构；所述机头机构上的焊枪连接操作架上固定的焊接系统。

作为本实用新型进一步的方案：所述焊接系统和行走焊接小车均有操作架上固设的控制系统控制。

作为本实用新型进一步的方案：所述操作架放置在水平地面上，且其四周焊接吊耳，平台四周设有防护栏并在一侧设有进出门，进出门处布置爬梯及扶手，所述操作架的四周安装有一圈防弧光门帘；操作架上层平台安装焊接电源、水箱和电器柜，下层布置有工具箱；操作架的安装槽内宽1000mm或800mm。

作为本实用新型进一步的方案：所述侧边梁机构包括侧边梁与行走焊接小车，侧边梁由立柱和横梁组成，横梁通过螺栓连接到立柱上，而行走焊接小车的底部滑动连接在横梁上设置的精密直线导轨上；行走焊接小车上固定连接伺服电机和减速器，伺服电机的输出轴连接减速器的输入轴，减速器的输出轴上固定连接齿轮，齿轮啮合横梁上固定的齿条，精密直线导轨导向；所述行走焊接小车的两侧安装有盔甲式防护罩；行走焊接小车上装有油路润滑系统，通过手动泵对直线导轨进行润滑。

作为本实用新型进一步的方案：所述行走焊接小车配置弧光防护装置，随行走焊接小车行走的工程塑料拖链采用全封闭式。

作为本实用新型进一步的方案：所述机头机构主要由电动十字拖板、摆动器和夹枪机构组成，十字拖板采用伺服电机驱动，滚珠丝杠传动，直线导轨导向，摆动器采用角摆模式。

作为本实用新型进一步的方案：所述工件装夹机构由焊接在操作架底部位置的固定架，及活动安装在操作架中间位置的移动架共同实现的；固定架采用钢板拼焊成的U形，固定架两片立板上根据不同规格的工件加工多组定位销孔，U形槽的宽度大于最大三角板宽度，且固定架一侧安装横向顶紧机构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用的焊接过程更加稳定，焊缝质量易控制，大大提高了焊接质量与效率。小车行走由伺服电机驱动，齿轮齿条传动，直线导轨导向，行走稳定性好、精度高；通过定位销插入对应孔位，调整工件工装的高度，从而进行不同规格工件的焊接。工件装夹后，工件的定位精度能有效控制，垂直度偏差不超过5°，水平偏差不超过5°；焊枪摆动由PLC控制，可数字控制摆动角度、速度、左中右的驻留时间等参数；同一焊缝多层多道焊接时无需重新标定轨迹；具备断点记忆功能，焊接过程若意外熄弧能够记住熄弧位置及焊接参数，重新起弧时会从断点熄弧位置重新开始，自动完成后面的焊接过程；焊接数据能够实时监控与管理，参数可调用用于焊接过程的分析与管理；设备运行状态采用触摸屏人机对话操作，实时监控，触摸屏可以显示设备报警信息与故障诊断情况。

本实用实现了柴油机机架的三角管板焊缝的自动化焊接，提高了焊接效率和焊缝质量，释放了劳动力，降低了人工成本，相比已有技术，其效率和质量都有显著提高。相比现有技术，生产效率提高了10％，无论从技术角度还是经济效益角度来讲，改发明都有很大的推广应用价值和发展前景。

附图说明

图1为本发明三角管板焊接专机正视图。

图2为本发明三角管板焊接专机侧视图。

图中：1、操作架。2、侧边梁机构。3、防撞导向架。4、工件装夹机构。5、机头机构。6、控制系统。7、焊接系统。

图3为工件焊缝位置主视图。

图4为图3的左视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～4，本实用新型实施例中，一种用于船用柴油机机架三角管板焊接的焊接机，包括操作架1、侧边梁机构2、防撞导向架3、工件装夹机构4、机头机构5、控制系统6和焊接系统7，所述操作架1是由型材及钢板焊接的双层平台结构，操作架1的中部设置安装设备的U形安装槽，安装槽的开口端设置防撞导向架3，工件装夹机构4设置在安装槽内，用于装夹需要焊接的大型工件，所述安装槽两侧的顶部平台上均固定安装侧边梁机构2，侧边梁机构2上滑动设置的行走焊接小车上固定安装机头机构5。

所述机头机构5上的焊枪连接操作架1上固定的焊接系统7，而焊接系统7和行走焊接小车均有操作架1上固设的控制系统6控制。

所述操作架1由型材及钢板焊接而成，结构稳定，可直接放置在水平地面上，四周焊接吊耳，方便吊装。操作侧的操作平台采用U型布置，四周设有防护栏并在一侧设有进出门，操作人员可以从从中一侧进入另外一侧。其上安装侧边梁机构，操作架一侧布置爬梯及扶手。操作架四周安装有一圈防弧光门帘，可防止弧光对操作人员眼睛的刺激；操作架上层平台安装焊接电源、水箱、电器柜，下层布置有工具箱。操作架的内宽1000mm或800mm。

所述侧边梁机构2包括侧边梁与行走焊接小车，侧边梁由立柱和横梁组成，立柱等采用轻型优质结构钢焊接，焊后经去应力处理，消除焊接内应力，结构稳定，立柱固定在平台上，横梁通过螺栓连接到立柱上，具有水平微调机构。行走焊接小车由钢板焊接而成，承载处布置加强筋并焊后经去应力处理，结构稳定，满足承载要求，行走焊接小车行走由伺服电机经减速器驱动，通过齿轮齿条啮合传动，精密直线导轨导向，保证行走焊接小车行走的直线度和位置精度，响应速度快，行走平稳，不会颤动，行走焊接小车的行走速度无级可调。行走焊接小车可快速移动，减少等待时间，提高工作效率。行走焊接小车的两侧安装有盔甲式防护罩，较普通防护罩多了有一层金属板，可阻挡焊接飞溅，保护直线导轨；另外，行走焊接小车上还装有油路润滑系统，可通过手动泵对直线导轨进行润滑，增加直线导轨滑块的寿命；配置弧光防护装置。随行走焊接小车行走的工程塑料拖链采用全封闭式，以防止焊接飞溅烫伤线缆，保持拖链槽内部清洁，通过人工辅助方式找到焊缝(可取其中一段焊缝)的起始点和终点，系统可对焊缝自动插补焊接，自动排焊道，焊接到终点时自动熄弧。

所述机头机构5由电动十字拖板、摆动器、夹枪机构等组成。十字拖板采用伺服电机驱动，滚珠丝杠传动，直线导轨导向，稳定性好、精度高，焊接结束及吊装工件前可通过十字拖板使焊枪提起或退后，以达到快速回车时焊枪与工件不发生碰撞；摆动器采用角摆模式，一次焊接实现多道焊接效果。

所述工件装夹机构4，工件的装夹通过焊接在操作架底部位置的固定架，及安装在中间位置的移动架共同实现的；固定架采用钢板拼焊成的”U”结构，固定架两片立板上根据不同规格的工件加工多组定位销孔。U形槽的宽度略宽余最大三角板宽度，在固定架一侧安装横向顶紧机构，实现焊接前吊装时导向及焊接过程中顶紧工件一侧使紧贴其中一片三角板，焊接完成吊装离开时松开横向气动松开顶紧机构。移动架可前后气动移动实现移动架两位置切换。在底座的一侧焊接有工件长度方向定位挡块。工件装夹机构能够有效保证工件的装夹精度，工件装夹后的垂直度偏差不超过5°，水平度偏差不超过5°。

所述控制系统6是一个以可编程控制器为基础，通过开发和设计，能对焊接过程实施精密的、可重复控制的主控制系统。该系统控制器能储存多个完整的焊接程序，每个独立的焊接程序都可以保存在机器中。

所述的焊接系统7主要由焊接电源：DM500、送丝机：CM-7401、焊枪：水冷焊枪和水箱2套组成。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。