一种船体焊接系统

本发明属于船体自动电弧焊领域，具体为一种船体焊接系统。

背景技术：

1、当前船体焊接自动化技术已较为成熟，高自由度焊接机械臂、视觉引导系统及智能路径规划算法被广泛应用于大型分段制造中，显著提升了焊接效率与一致性。尤其在开阔、结构规整的船厂车间环境下，此类自动化设备可实现全自主作业，大幅减少人工干预。然而，船舶内部（如机舱、压载舱、隔舱等）普遍存在大量横向或纵向的加强筋、肋骨、管路及隔板，形成众多狭小、曲折且封闭的空间单元，不仅严重限制人员进入和操作视野，也阻碍了大型或刚性自动化装备的部署。更关键的是，即便部分小型焊接机器人在进行电弧焊的时候能进入局部区域，其底座通常依赖单点磁吸或临时夹具，在船体因海浪、主机振动或吊装作业引发的持续晃动下，难以实现可靠、持久的固定，极易发生位移甚至脱落，导致焊接失败或设备损坏，由此提出一种船体焊接系统。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于现有技术中存在以下技术问题：如何在船舱内部空间分割密集、通道狭窄、人工作业困难的条件下，提供一种能够快速适应不同截面结构、并在船体动态摇晃环境中实现双向刚性锁定的焊接装置；尤其需要克服现有高自动化焊接设备因缺乏有效锚固机制而无法在真实海上工况下稳定工作的缺陷。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种船体焊接系统，包括竖直锁定件、移动组件、抬升组件和焊接机械臂，竖直锁定件包括大螺纹筒、小螺纹筒、连接螺纹腔、连接螺杆、伺服电机和回退槽，大螺纹筒的内侧开设有回退槽，回退槽内活动插接有小螺纹筒，回退槽的内底壁设置有伺服电机，伺服电机的动力输出端设置有连接螺杆，小螺纹筒内开设有连接螺纹腔，连接螺杆与连接螺纹腔螺纹连接，小螺纹筒的外侧设置有抬升组件，抬升组件内设置有运动部件，运动部件与大螺纹筒或小螺纹筒螺纹连接，大螺纹筒的外侧也设置有一个抬升组件，竖直锁定件的外侧活动套接有移动组件，移动组件上设置有焊接机械臂。该结构通过在大螺纹筒和小螺纹筒上分别设置抬升组件，使竖直锁定件具备上下两段独立的抬升支撑点。

4、作为一种船体焊接系统的优选技术方案，竖直锁定件还包括接触面，回退槽内壁的两个对称面都为竖直面，小螺纹筒的两侧做削平处理、形成接触面，回退槽的圆周面与小螺纹筒间隙配合，回退槽的竖直面与接触面滑动连接。该结构通过将小螺纹筒两侧削平形成接触面并与回退槽的竖直面滑动配合，限制了小螺纹筒绕其轴线的旋转自由度。

5、作为一种船体焊接系统的优选技术方案，竖直锁定件还包括限位沟和限位条，接触面的中部开设有限位沟，回退槽的两个竖直面上都设置有限位条，限位条伸入限位沟，限位条与限位沟滑动连接。该结构通过限位条与限位沟的滑动配合，在允许小螺纹筒轴向移动的同时防止其发生横向偏移或脱离回退槽。

6、作为一种船体焊接系统的优选技术方案，抬升组件包括移动台、摩擦盘二和运动部件，运动部件包括螺母套筒和摩擦盘二，移动台的内侧转动连接有螺母套筒，螺母套筒伸入移动台的一端设置有摩擦盘二，摩擦盘二凸出移动台的外侧，螺母套筒与大螺纹筒或小螺纹筒螺纹连接，移动台面向移动组件的一侧都均匀设置有四个吸附磁柱。该结构将螺母套筒转动连接于移动台内，并使摩擦盘二外露，便于与外部驱动机构建立可分离的摩擦传动关系。

7、作为一种船体焊接系统的优选技术方案，移动组件包括移动台、连接槽、和驱动组件，移动台的顶部和底部均开设有连接槽，连接槽与移动台活动插接，每个连接槽的内壁上都均匀设置有四个电磁铁，电磁铁与吸附磁柱一一对应，电磁铁与对应的吸附磁柱磁性吸附，移动台上设置有驱动组件，驱动组件与摩擦盘二相对应。该结构通过在移动台顶部和底部均设置连接槽及对应的电磁铁，使移动组件能够选择性地与上方或下方的抬升组件连接。

8、作为一种船体焊接系统的优选技术方案，驱动组件包括外壳、传动齿轮、驱动齿轮、承接架、减速器一和伺服电机一，移动台的内侧转动连接有传动筒，传动筒的两端分别设置有一个摩擦盘一，传动筒的中部设置有传动齿轮，移动台的一侧设置有外壳，外壳罩在伺服电机一、减速器一、驱动齿轮和承接架外侧，移动台上设置有两个承接架，承接架转动连接有驱动齿轮，承接架上设置有减速器一，减速器一的动力输出端与驱动齿轮连接，减速器一的动力输入端与伺服电机一的动力输出端连接，驱动齿轮与传动齿轮啮合，摩擦盘一凸出连接槽的内壁，摩擦盘二与摩擦盘一对应摩擦连接。该结构通过在传动筒两端设置摩擦盘一，使其能同时与上下两个抬升组件中的摩擦盘二择一建立摩擦传动。

9、作为一种船体焊接系统的优选技术方案，位于移动台顶部的连接槽的内壁设置有触发开关。该结构通过在移动台顶部的连接槽内设置触发开关，可在移动组件与上方抬升组件完成对接时提供位置检测信号。

10、作为一种船体焊接系统的优选技术方案，焊接机械臂包括回转减速器一、移动臂一、双轴电机、移动臂二、回转减速器二、移动臂三、旋转座、锁定筒和电弧焊接头，移动台的外侧设置有回转减速器一，回转减速器一的输出法兰连接有移动臂一，移动臂一远离回转减速器一的一端设置有双轴电机，双轴电机的两个动力输出端与移动臂二的两侧对应连接，移动臂二远离移动臂一的一端设置有回转减速器二，回转减速器二的输出法兰设置有移动臂三，移动臂三远离回转减速器二的一端转动连接有旋转座，旋转座与减速器二的动力输出端连接，减速器二的动力输入端与伺服电机二的动力输出端连接，旋转座通过连接架连接有锁定筒，回转减速器一上插接有电弧焊接头。该结构通过回转减速器一、双轴电机、回转减速器二及旋转座的串联布置，使电弧焊接头具有多个旋转和摆动自由度。

11、作为一种船体焊接系统的优选技术方案，锁定筒的一端通过螺栓连接有夹持盘，夹持盘上设置有两个弧形夹板，弧形夹板夹住电弧焊接头，弧形夹板上设置有夹持连接板，夹持连接板之间通过螺栓连接。该结构通过弧形夹板与夹持连接板的螺栓连接方式，使电弧焊接头在锁定筒上的安装和拆卸操作更为便捷。

12、作为一种船体焊接系统的优选技术方案，竖直锁定件的顶端设置有抵接结构，抵接结构包括连接座、活动杆、接触座、压紧弹簧和活动腔，小螺纹筒的顶端设置有连接座，连接座的顶端开设有活动腔，活动腔活动插接有活动杆，活动杆的顶端设置有接触座，活动杆位于活动腔内侧的一端连接有压紧弹簧，压紧弹簧的底端与活动腔的内底壁抵接。该结构通过活动杆与压紧弹簧的配合，使接触座能够沿竖直方向弹性浮动以适应不同高度的抵接面，以装置具备预紧力，使装置锁定在船上。

13、本发明的一种船体焊接系统的有益效果：通过竖直锁定件在船舱顶底壁之间建立可伸缩的刚性支撑，并利用顶端弹性抵接结构与底部伺服抬升机构协同作用，实现自适应预紧与抗晃动锁定；移动组件通过上下连接槽与抬升组件磁吸对接，可在狭小竖井式空间内沿锁定件连续爬升，无需外部轨道或大范围操作空间；焊接机械臂集成于该稳定平台上，在主体牢固锁定后独立完成多角度焊缝作业。由此，在不依赖开阔场地、不需人工频繁干预的前提下，解决了狭小、分割化船舱内高自动化焊接设备难以稳定安装与可靠运行的核心难题。