旋转式船体内腔焊接机器人的制作方法

本发明涉及一种焊接装置，具体涉及一种旋转式船体内腔焊接机器人。

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。

而在大规模的生产中，通常会存在着在焊接过后留下的一些微小的焊缝，例如：气孔、夹渣、焊接裂纹、未焊透、弧坑等，尽管可以通过后期的检测工序进行了检测，但仍需对其进行缝缝补补，而且船体内腔的焊缝位置多且复杂，不仅增加了生产的工序和生产成本，且焊缝细小而又难以观察，从而给很多船舶制造厂造成了许多麻烦。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种旋转式船体内腔焊接机器人，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任何位置焊缝进行自动检修，有效减少生产工序、降低生产成本，且吸附力强，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：

旋转式船体内腔焊接机器人，包括车架，设于车架上的行走机构、旋转机构和焊接执行机构，所述车架包括呈圆柱状的下车架和可旋转套设于下车架上的上车架，所述行走机构包括对称设于下车架内底下的两行走驱动电机，两行走驱动电机均通过联轴器连接有一主动轮，两主动轮均与一由磁性材料制成的履带啮合，两履带的端部均啮合有一从动轮；所述旋转机构包括设于两行走驱动电机之间的旋转电机，所述旋转电机通过法兰盘与上车架的底部连接；所述焊接执行机构包括设于上车架上的两固定支架，两固定支架之间设有一呈长方形状的液压伸缩框，所述液压伸缩框由设于固定支架上的焊接电机控制，所述液压伸缩框的端部铰接于呈圆柱状的活动件上，所述活动件的端部连接有一焊枪、两侧均开设有滑动槽，所述滑动槽设有一固定连杆，该固定杆通过固定支座固定在下车架上，所述焊接执行机构还包括设于上车架斜下方的超声波探测仪；所述超声波探测仪、行走驱动电机、旋转电机、焊接电机、焊枪均与设于机架上的智能控制系统连接。

作为优选技术方案，为了使超声波探测仪能够实现对船体内腔的所有缝隙进行精准检测，从而提高船体焊接质量，有利于提高安全性能，所述超声波探测仪与水平面呈60°夹角安装。

作为优选技术方案，为了降低上车架对旋转电机的压力，从而延长旋转电机的使用寿命，降低检修机器人的成本，所述旋转电机外周围设有一圆形旋转环，所述圆形旋转环与上车架的底部、下车架的上部刚性连接。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

1、设置两主动轮带动两从动轮，结合旋转机构和焊枪执行机构，可快速自动对船体内腔任何位置的焊缝检测并修复，改变现有人工检测的缺陷，有效减少生产工序、降低生产成本，且检测精准、修复质量高，适用于船舶制造业。

2、超声波探测仪与水平面呈60°夹角安装，超声波探测仪能够实现对船体内腔的所有缝隙进行精准检测，从而提高船体焊接质量，有利于提高安全性能。

3、旋转电机外周围设有一圆形旋转环，有效降低上车架对旋转电机的压力，从而延长旋转电机的使用寿命，降低检修机器人的成本。

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为本发明工作状态的示意图；

图3为本发明的正视图；

图4为法兰盘的结构示意图；

附图标号：1、下车架，2、上车架，3、行走驱动电机，4、主动轮，5、履带，6、从动轮，7、旋转电机，8、法兰盘，9、固定支架，10、液压伸缩框，11、焊接电机，12、活动件，13、焊枪，14、滑动槽，15、固定连杆，16、固定支座，17、超声波探测仪，18、圆形旋转环。

具体实施方式

如图1所示提出本发明一种具体实施例，旋转式船体内腔焊接机器人，包括车架，设于车架上的行走机构、旋转机构和焊接执行机构，所述车架包括呈圆柱状的下车架1和可旋转套设于下车架1上的上车架2，本实施例设置上车架2的直径小于下车架1的直径，所述行走机构包括对称设于下车架1内底下的两行走驱动电机3，两行走驱动电机3均通过联轴器连接有一主动轮4，本实施例设置两行走驱动电机均为伺服电机，能精准控制两主动轮4的速度、位置转向，两主动轮4均与一由磁性材料制成的履带5啮合，两履带5的端部均啮合有一从动轮6，如图3所示，则两主动轮4带动两从动轮6行走，使整个机器人平衡而稳定；所述旋转机构包括设于两行走驱动电机3之间的旋转电机7，所述旋转电机7通过法兰盘8与上车架2的底部连接，所述旋转电机7主要给上车架2提供一个旋转自由度，如图2所示，所述法兰盘8包括均呈圆柱状的连接杆和设于连接杆上的法兰，如图4所示；所述焊接执行机构包括设于上车架2上的两固定支架9，两固定支架9之间设有一呈长方形状的液压伸缩框10，所述液压伸缩框10上设有一控制其伸长或缩短的液压缸，所述液压缸由设于固定支架9上的焊接电机11控制，本实施例设置所述焊接电机11为plc程序电机，可以控制液压伸缩框10的伸长或缩短，所述液压伸缩框10的端部铰接于呈圆柱状的活动件12上，所述活动件12的端部连接有一焊枪13、两侧均开设有滑动槽14，所述滑动槽14设有一固定连杆15，该固定杆15通过固定支座16固定在下车架1上，所述焊接执行机构还包括设于上车架2斜下方的超声波探测仪17；所述超声波探测仪17、行走驱动电机3、旋转电机7、焊接电机11、焊枪13均与设于机架上的智能控制系统连接，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。

所述超声波探测仪17与水平面呈60°夹角安装，60°夹角安装，更好视角探测船体钢板之间的焊缝，使超声波探测仪能够实现对船体内腔的所有缝隙进行精准检测，从而提高船体焊接质量，有利于提高船体的安全性能。

所述旋转电机7外周围设有一圆形旋转环18，所述圆形旋转环18与上车架2的底部、下车架1的上部刚性连接，所述圆形旋转环18可以有效降低上车架2对旋转电机7的压力，从而延长旋转电机7的使用寿命，降低检修机器人的成本。

本发明使用时：将所有器件连接电源后并启动，两行走驱动电机3驱动两主动轮4转动，通过履带5带动两从动轮6转动，从而使检修机器人平稳前进，若超声波探测仪17探测到有缺陷的焊缝时，将焊缝的方位信息传递给智能控制系统，智能控制系统分析后驱使两行走驱动电机3工作，使两主动轮4往有缺陷的焊缝处滚动，到达后，智能控制系统根据焊缝与焊枪13方向，启动旋转电机7是否转向，从而使焊枪13位于焊缝同一直线上，智能控制系统根据焊枪13与焊缝之间的水平距离，控制焊接电机11使液压伸缩框伸长或缩短，使焊枪13在滑动槽14前后移动至焊缝上，进而进行精确补焊。

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。