用于船舶分段制造的焊接机器人的制作方法

本发明涉及一种焊接装置，具体涉及一种用于船舶分段制造的焊接机器人。

背景技术：

焊接是船舶分段制造中的重要环节，也是决定船体质量的关键因素。根据相关资料，在分段制造中，焊接工作量占据了船分段建造总工程量的30％到40％，焊接成本占据船体建造总成本的30％到50％。如果焊接存在着缺陷，就有可能造成结构撕裂，渗漏，甚至引起船舶沉没。据有关人员对船舶脆断事故调查表明，40％脆断事故是从焊缝缺陷处开始的。在国际轮船和军用船舶中，船舶的焊接质量尤为重要，在对船舶进行检验的过程中，对焊缝的检验尤为重要，因此，应及早发现缺陷，把焊接缺陷消灭，焊缝问题解决，以确保航行安全，提高船舶质量。

目前，在船舶分段制造，尤其是舱室焊接中，还是完全依靠人工完成相应工作。由于人工焊接的不稳定性，容易出现漏焊和误焊的情况，易造成焊接误差，无法达到精确焊接的标准，并且人工方式焊接工作效率极为低下，无法实现批量和连续焊接，生产效率低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种用于船舶分段制造的焊接机器人，本装置采用麦克纳姆轮和超声波探测仪，可快速自动对船体内腔各个位置进行焊接，改变人工焊接的缺陷，工作效率高，可精确定位焊接、且焊接质量好，适用于船舶制造业。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案：

用于船舶分段制造的焊接机器人，包括呈圆柱状的底盘，设于底盘上的行走机构和机械手机构，所述行走机构包括设于底盘底部圆周的环形电磁铁、设于底盘四周下方的麦克纳姆轮、设于底盘下方的超声波探测仪，所述电磁铁连接有电源、且通过改变电流的大小可改变其磁力，所述麦克纳姆轮均通过联轴器分别连接有独立控制的行走伺服电机，四个行走伺服电机均安装在底盘上，所述超声波探测仪是集成距离和方位的传感器、主要用于探测焊缝；所述机械手机构包括设于底盘上方的转盘，所述转盘上方设有第一机械臂，该第一机械臂的顶端铰接有第一伺服电机，所述第一伺服电机通过输出轴连接第二机械臂，所述第二机械臂的顶端铰接有第二伺服电机，所述第二伺电机通过输出轴连接第三机械臂，所述第三机械臂的顶端与第三伺服电机的输出轴连接，所述第三伺服电机上设有焊枪，所述焊枪与焊丝连接，所述焊丝端部与固定于底盘上的送丝装置连接；所述超声波探测仪、行走伺服电机、第一伺服电机、第二伺电机、第三伺服电机、焊枪、送丝装置均与智能控制系统连接。

作为优选技术方案，为了防止焊丝在焊接的过程中断裂，保证焊接工作的顺利进行，所述焊丝套设于柔性送丝管内后、再与焊枪和送丝装置连接。

作为优选技术方案，为了使焊接装置行进时过滤行走伺服电机、第一伺服电机、第二伺电机、第三伺服电机的振动，保证底盘稳固在船舶钢板上，所述底盘上设有一减振牵引模块。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

1、焊接机器人设置可通电改变磁力大小的电磁铁，吸附力强，结合麦克纳姆轮、超声波探测仪和机械手机构，可快速自动对船舶钢板任何位置的焊接处进行焊接，改变人工焊接的缺陷，工作效率高，可定位精确焊接、且焊接质量好，适用于船舶制造业。

2、焊丝套设于柔性送丝管内再与焊枪、送丝机构连接，防止焊丝在焊接的过程中断裂，保证焊接工作的顺利进行。

3、底盘上设有一减振牵引模块，使焊接装置行进时过滤行走伺服电机、第一伺服电机、第二伺电机、第三伺服电机的振动，保证底盘稳固在船舶钢板上。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地详细说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

附图标号：1、底盘，2、环形电磁铁，3、麦克纳姆轮，4、超声探测仪，5、行走伺服电机，6、转盘，7、第一机械臂，8、第一伺服电机，9、第二机械臂，10、第二伺服电机，11、第三机械臂，12、第三伺服电机，13、焊枪，14、焊丝，15、送丝装置。

具体实施方式

如图1和图2所示提出本发明一种具体实施例，用于船舶分段制造的焊接机器人，包括呈圆柱状的底盘1，设于底盘1上的行走机构和机械手机构，所述行走机构包括设于底盘1底部圆周的环形电磁铁2、设于底盘1四周下方的麦克纳姆轮3、设于底盘1下方后端的超声波探测仪4，所述电磁铁2连接有电源、且通过改变电流的大小可改变其磁力，所述麦克纳姆轮3均通过联轴器分别连接有独立控制的行走伺服电机5，四个行走伺服电机5均安装在底盘1上，所述超声波探测仪4是集成距离和方位的传感器、主要用于探测焊缝；所述机械手机构包括设于底盘1上方呈圆柱状的转盘6，所述转盘6上方设有竖向设置的第一机械臂7，该第一机械臂7的顶端垂直铰接有第一伺服电机8，所述第一伺服电机8通过输出轴连接第二机械臂9，所述第二机械臂9的顶端铰接有第二伺服电机10，所述第二伺电机10通过输出轴连接第三机械臂11，所述第三机械臂11的顶端与第三伺服电机12的输出轴连接，所述第三伺服电机12上设有焊枪13，则第二机械臂9、第三机械臂11可相对第一机械臂7转动，使焊枪13转动到定位的位置，所述焊枪13与焊丝14连接，所述焊丝14的端部与固定于底盘1上的送丝装置15连接；所述超声波探测仪4、行走伺服电机5、第一伺服电机8、第二伺电机10、第三伺服电机12、焊枪13、送丝装置15均与智能控制系统连接，所述智能控制系统主要是运用plc，接收信号，启动相应的部件执行动作，为现有成熟技术。

所述所述焊丝14套设于柔性送丝管内后、再与焊枪13和送丝装置15连接，焊丝14在焊接工作进行时，容易拉扯绷直，极易受到外力而断裂，套设于柔性送丝管内，有效防止焊丝14在焊接的过程中断裂，保证焊接工作的顺利进行。

所述底盘1上设有一减振牵引模块，焊接机器人工作时，四个走伺服电机5、第一伺服电机8、第二伺电机10、第三伺服电机12会发生振动，极易造成底盘1从船舶钢板上掉落，减振牵引模块有效过滤四个走伺服电机5、第一伺服电机8、第二伺电机10、第三伺服电机12的振动，保证底盘1稳固在船舶钢板上，确保焊接工作地顺利进行。

本发明使用时：电磁铁2通电产生磁力，使焊接机器人吸附在船舶钢板上，若船舶钢板的面积较大时，对电磁铁2通入较大的电流，反之亦然，四个走伺服电机5、第一伺服电机8、第二伺电机10、第三伺服电机12连接电源后，启动智能控制系统，超声波探测仪4探测到两钢板之间的焊缝后，将焊缝的方位信息传递给智能控制系统，智能控制系统启动相应的行走驱动电机5，从而驱使麦克纳姆轮3转向行走至两钢板之间的焊缝处，智能控制系统启动第一伺服电机8、第二伺电机10、第三伺服电机12转向移动，使焊枪13移动至焊缝处，智能控制系统启动送丝装置15通过柔性送丝管将焊丝14送至焊枪13上，从而进行精确定位地焊接。

当然，上面只是结合附图对本发明优选的具体实施方式作了详细描述，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明的原理、构造以及结构所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种用于船舶分段制造的焊接机器人，包括底盘，设于底盘上的行走机构和机械手机构，所述行走机构包括环形电磁铁、麦克纳姆轮、超声波探测仪；所述机械手机构包括转盘、第一机械臂、第一伺服电机、接第二机械臂、第二伺服电机、第三机械臂、第三伺服电机、所述第三伺服电机上设有焊枪，所述焊枪与焊丝连接，所述焊丝端部与固定于底盘上的送丝装置连接。焊接机器人设置可通电改变磁力大小的电磁铁，吸附力强，结合麦克纳姆轮、超声波探测仪和机械手机构，可快速自动对船舶钢板任何位置的焊接处进行焊接，改变人工焊接的缺陷，工作效率高，可定位精确焊接、且焊接质量好，吸附力强，适用于船舶制造业。

技术研发人员：孙腾;林送武;何林;张家蒲;黄海波;潘宇晨
受保护的技术使用者：钦州学院
技术研发日：2017.05.24
技术公布日：2017.07.28