三自由度船舶焊缝检修爬壁机的制作方法

本发明涉及一种焊接装置，具体涉及一种三自由度船舶焊缝检修爬壁机。

背景技术：

焊接是船舶分段制造中的重要环节，也是决定船舶质量的关键因素。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％，焊接成本占据船舶建造总成本的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，而且船舶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，本发明提供一种三自由度船舶焊缝检修爬壁机，本装置采用麦克纳姆轮、超声波探测仪结合焊接执行机构，可快速自动对船舶任何位置的焊缝进行修补，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：

三自由度船舶焊缝检修爬壁机，包括呈圆柱状的底盘，设于底盘上的行走机构、旋转机构和焊接执行机构，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、设于底盘下方后端的超声波探测仪，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；所述旋转机构包括设于底盘上转盘电机，所述转盘电机通过转轴依次连接均呈圆柱状的垫块、基座转盘；所述焊接执行机构包括对称铰接于基座转盘后端的两后摇杆，两后摇杆的端部均铰接有一后连杆，两后连杆的端部均铰接在一主连杆的端部上，所述基座转盘的中端对称铰接有两中摇杆，两中摇杆的端部均铰接有一中连杆，所述基座转盘的前端对称铰接有两前摇杆，两后摇杆、两中摇杆、两前摇杆均分别由3个摇杆伺服电机独立控制，两前摇杆的端部均铰接有一前连杆，同侧的中连杆和前连杆的上端复合铰接在所述主连杆上，所述主连杆的前端设有一法兰转盘，所述法兰转盘上铰接有一焊枪，所述焊枪与固定于基座转盘上的焊丝连接，所述焊丝与设于基座转盘上的送丝机构连接；所述超声波探测仪、行走伺服电机、转盘电机、摇杆伺服电机、送丝机构、焊枪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，所述主连杆上设有一柔性送丝管，所述焊丝套设于柔性送丝管内与焊枪连接。

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、摇杆伺服电机的振动，保证底盘稳固在船舶内腔上，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、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、超声波探测仪和焊接执行机构，可快速自动对船舶任何位置的焊缝进行修补，有效减少生产工序、降低生产成本，适用于船舶制造业。

2、主连杆上设有一柔性送丝管，所述焊丝套设于柔性送丝管内与焊枪连接，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、摇杆伺服电机的振动，保证底盘稳固在船舶内腔上。

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为本发明的内部结构图；

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、转盘电机，7、垫块，8、基座转盘，9、后摇杆，10、后连杆，11、主连杆，12、中摇杆，13、中连杆，14、前摇杆，15、前连杆，16、法兰转盘，17、焊枪，18、焊丝，19、送丝机构，20、柔性送丝管，21、摇杆伺服电机。

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，三自由度船舶焊缝检修爬壁机，包括呈圆柱状的底盘1，设于底盘1上的行走机构、旋转机构和焊接执行机构，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；所述旋转机构包括设于底盘1上的转盘电机6，所述转盘电机6通过转轴依次连接均呈圆柱状的垫块7、基座转盘8；所述焊接执行机构包括对称铰接于基座转盘8后端的两后摇杆9，两后摇杆9的端部均铰接有一后连杆10，两后连杆10的端部均铰接在一主连杆11的端部上，所述基座转盘8的中端对称铰接有两中摇杆12，两中摇杆12的端部均铰接有一中连杆13，所述基座转盘8的前端对称铰接有两前摇杆14，两后摇杆9、两中摇杆12、两前摇杆14均分别由3个摇杆伺服电机21独立控制，两前摇杆14的端部均铰接有一前连杆15，同侧的中连杆13和前连杆15的上端复合铰接在所述主连杆11上，所述主连杆11的前端设有一法兰转盘16，所述法兰转盘16上铰接有一焊枪17，所述焊枪17与固定于基座转盘8上的焊丝18连接，所述焊丝18与设于基座转盘8上的送丝机构19连接；所述超声波探测仪4、行走伺服电机5、摇杆伺服电机21、送丝机构19、焊枪17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。

所述主连杆1上设有一柔性送丝管20，所述焊丝18套设于柔性送丝管20内与焊枪17连接，为了防止焊丝18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，焊接爬壁机行进时，四个走伺服电机5、三个摇杆伺服电机21会发生振动，极易造成底盘1从船舶内腔上掉落，减振牵引模块有效过滤四个走伺服电机5、三个摇杆伺服电机21的振动，保证底盘1稳固在船舶内腔上，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，使焊接装置吸附在船舶内腔上，若船舶内腔的面积较大时，对电磁铁2通入较大的电流，反之亦然，四个走伺服电机5、三个摇杆伺服电机21连接电源后，启动智能控制系统，超声波探测仪4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转向行走至有缺陷的焊缝处，智能控制系统启动转盘电机6工作，是转盘基座8进行移动和旋转，三个摇杆伺服电机21启动两前摇杆14、两中摇杆13、两后摇杆9进行旋转，从而带动两前连杆15、中连杆13、后连杆10进行转动，进而使主连杆11转动至有缺陷的焊缝处，送丝机构19将焊丝18通过柔性送丝管20送至焊枪17上，进而完成精确地定位修补。

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。