焊接装置的制作方法

1.本发明涉及集装箱加工领域，具体而言涉及焊接设备。


背景技术：

2.现有的用于焊接集装箱的顶板和楣板之间的焊缝的焊接设备包括压脚。压脚将顶板压紧至楣板。然后通过焊接设备焊接顶板和楣板之间的焊缝。由于，压脚为一个整体的压板。压板整个贴合顶板，以将顶板压紧至楣板。这样，顶板和楣板之间可能存在不能贴合的位置，此时焊接设备在该不能贴合的位置的焊接质量差。
3.为此，本发明提供了焊接设备，以至少部分地解决现有技术中的问题。


技术实现要素：

4.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
5.本发明提供了一种焊接装置，焊接装置用于焊接集装箱的顶板和楣板之间的焊缝，其特征在于，包括：横梁，横梁沿集装箱的宽度方向延伸，横梁沿集装箱的高度方向可移动；至少两个压脚组件，至少两个压脚组件沿横梁的延伸方向间隔设置，以分别在焊缝处的不同位置将顶板压紧至楣板，压脚组件包括压脚弹簧和压脚，压脚弹簧的一端连接横梁，压脚弹簧的另一端连接压脚，压脚弹簧用于向压脚施加作用力，以压紧顶板；以及焊接机器人，焊接机器人自动焊接焊缝。
6.根据本发明的焊接设备，横梁向下移动，以使压脚组件的压脚压紧顶板时，每个压脚组件压紧顶板的一个位置，这样焊接组件通过至少两个压脚压紧顶板的至少两个位置，以使顶板和楣板之间紧密贴合，然后焊接机器人自动寻找焊缝轨迹，并自动焊接，由此，至少两个压脚压紧顶板的至少两个位置，可以减少顶板的拱起，进而保证焊接质量。
7.可选地，压脚组件还包括和横梁连接的壳体，压脚弹簧设置在壳体内。
8.可选地，焊接装置还包括：至少两个平衡齿条，平衡齿条固定设置，平衡齿条沿集装箱的高度方向延伸，一个平衡齿条位于横梁的一端，另一个平衡齿条位于横梁的另一端；同步轴，同步轴和横梁连接，同步轴可转动的设置；和平衡齿条一一对应的平衡齿轮，平衡齿轮固定连接同步轴上，平衡齿轮和与之对应的平衡齿条啮合。
9.可选地，焊接装置还包括限位弹簧，横梁向下移动至压缩限位弹簧时，限位弹簧向横梁施加使其向上偏置的作用力。
10.可选地，焊接装置还包括横梁导轨，横梁导轨固定设置，横梁的部分位于横梁导轨内，横梁导轨沿上下方向延伸，以为横梁的上下移动导向。
11.可选地，焊接装置还包括：机架，横梁和压脚组件设置在机架上，沿集装箱的长度方向，机架可移动地设置。
12.可选地，焊接装置还包括大梁，大梁沿集装箱的长度方向延伸，机架设置在大梁
上，大梁为机架的移动导向。
13.可选地，焊接装置还包括导向轮，导向轮可转动地设置在机架上，导向轮和大梁连接，以在大梁上滚动。
14.可选地，焊接装置还包括锁紧装置，锁紧装置连接机架和大梁，锁紧装置用于将机架锁紧在大梁上。
15.可选地，焊接装置还包括横梁气缸，横梁气缸的气缸轴和横梁连接，以驱动横梁上下移动。
附图说明
16.本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
17.附图中：
18.图1为根据本发明的一个实施例的焊接装置的正视图；
19.图2为图1的侧视图；
20.图3为图2的a处局部放大示意图；
21.图4为图1的后侧视图；
22.图5为图1的侧视图，其中示出了大梁；以及
23.图6为图1的焊接装置用于焊接集装箱顶板的示意图。
24.附图标记
25.110：
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横梁
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120：
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压脚组件
26.130：
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焊接机器人
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140：
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同步轴
27.150：
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过压保护装置
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151：
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限位弹簧
28.152：
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弹簧安装柱
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160：
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横梁导轨
29.170：
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机架
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180：
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大梁
30.190：
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导向轮
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200：
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锁紧装置
31.210：
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横梁定位装置
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220：
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手柄
32.230：
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横梁气缸
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240：
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限位底座
33.250：
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限位插销
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260：
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平衡齿轮
34.270：
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集装箱
具体实施方式
35.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
36.应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多
个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
37.现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。
38.本发明的一个优选地实施方式提供了一种焊接装置。焊接装置用于焊接集装箱270的顶板和楣板之间的焊缝。集装箱270中，楣板位于集装箱270顶面的两端。顶板位于集装箱270顶面且位于两个楣板之间。顶板搭接在楣板上。该集装箱可以是40尺集装箱或20尺集装箱。
39.如图1至图6所示，焊接装置包括机架170、大梁180、横梁110与压脚组件120。大梁180沿集装箱270的长度方向延伸。集装箱270的两侧均设置有一个大梁180。大梁180固定设置。每个大梁180上均设置有一个机架170。沿大梁180的延伸方向，机架170可移动的设置。由此，设置在机架170上的横梁110和压脚组件120可以随机架170沿大梁180的延伸方向移动。这样，在焊接完集装箱270的一端的顶板和楣板之间的焊缝后，机架170可以移动至集装箱270的另一端，然后焊接集装箱270的另一端的顶板和楣板之间的焊缝。
40.本实施方式中，大梁180为机架170的移动导向。由此，机架170沿沿大梁180的延伸方向的移动平稳。
41.横梁110和压脚组件120设置在机架170上。横梁110沿集装箱270的宽度方向延伸。横梁110的一端设置在一个机架170上。横梁110的另一端设置在另一个机架170上。
42.压脚组件120为至少两个。压脚组件120沿横梁110的延伸方向间隔设置。每个压脚组件120包括壳体、压脚弹簧与压脚。壳体可以是空心圆柱。壳体的轴线沿竖直方向延伸。壳体的一端固定连接在横梁110的下表面。例如壳体的一端焊接连接横梁110。壳体的另一端开口。压脚弹簧位于壳体内。压脚可以是圆柱状结构。压脚的第一端伸入壳体的开口内。在竖直方向上，压脚可移动地设置。压脚的第二端位于壳体外。压脚的第一端不可掉出壳体的开口。例如壳体上可以设置销钉，压脚的第一端设置有外径增加的环形凸缘，销钉位于环形凸缘的远离横梁110的一侧，这样销钉可以阻挡环形凸缘，以避免环形凸缘掉出壳体的开口。压脚的第一端和压脚弹簧的远离横梁110的一端连接。这样，当压脚压紧顶板时，压脚弹簧变形，变形的压脚弹簧向压脚施加压脚向顶板偏置的作用力。
43.压脚弹簧位于壳体内，这样，在压脚压紧顶板时，后文的焊接机器人130焊接顶板和楣板之间的焊缝时，焊接的火花不能接触到压脚弹簧，进而保护压脚弹簧。
44.沿集装箱270的高度方向(竖直方向)，横梁110可移动地设置在两个机架170上。也就是说，横梁110可上下移动地设置在两个机架170上。这样横梁110带动压脚组件120上下移动，以使压脚组件120的压脚压紧顶板或离开顶板。
45.焊接装置还包括焊接机器人130。焊接机器人130可以自动寻找焊缝轨迹，并自动沿焊缝轨迹自动焊接。焊接机器人130可以是现有的用于集装箱270焊接的焊接机器人130，这里不再赘述。
46.横梁110向下移动，以使压脚组件120的压脚压紧顶板时，每个压脚组件120压紧顶板的一个位置，这样焊接组件通过至少两个压脚压紧顶板的至少两个位置，以使顶板和楣
板之间紧密贴合，然后焊接机器人130自动寻找焊缝轨迹，并自动焊接，由此，至少两个压脚压紧顶板的至少两个位置，可以减少顶板的拱起，进而保证焊接质量。
47.焊接装置还包括平衡齿条、同步轴140与平衡齿轮260。平衡齿轮260的数量和平衡齿条的数量均为两个。平衡齿轮260和平衡齿条一一对应设置。平衡齿条沿集装箱270的高度方向延伸。每个机架170上均固定设置有一个平衡齿条。这样，一个平衡齿条位于横梁110的一端，另一个平衡齿条位于横梁110的另一端。
48.如图4所示，同步轴140为两个。两个同步轴140同轴设置。两个同步轴140通过联轴器连接。这样，两个同步轴140同时一起转动。同步轴140沿横梁110的延伸方向延伸。每个同步轴140均通过轴承连接至横梁110上。这样，每个同步轴140可转动地设置在横梁110上。每个同步轴140的远离另一个同步轴140的端部固定连接(例如焊接连接或通过键连接)有一个平衡齿轮260。平衡齿轮260的和同步轴140同轴设置。平衡齿轮260和与之对应的平衡齿条啮合。
49.本实施方式中，横梁110上下移动时，同步轴140随横梁110上下移动。此时在平衡齿轮260和平衡齿条的作用下，两个同步轴140同时以相同的转速转动。由此，横梁110的两端在上下方向上的移动可以同步，避免横梁110的两端在上下方向上的移动不同步，进而避免多个压脚对顶板的压力不均匀。
50.优选地，焊接装置包括横梁气缸230。横梁气缸230设置在机架170上。横梁气缸230和横梁110连接，以驱动横梁110上下移动。由此，横梁110的上下移动方便。
51.优选地，焊接装置还包括横梁导轨160。在每个机架170上均固定设置一个横梁导轨160。横梁导轨160沿上下方向延伸。横梁110的端部伸入横梁导轨160内。这样，横梁导轨160为横梁110的上下移动导向。
52.如图2和图3所示，焊接装置还包括过压保护装置150。过压保护装置150可以包括限位弹簧151和弹簧安装柱152。弹簧安装柱152包括第一柱体和与第一柱体的上方连接的第二柱体。第二柱体的直径大于第一柱体。机架170设置有和第一柱体的下端对应的安装孔内。安装孔的轴线沿集装箱270的高度方向延伸。第一柱体的下端伸入安装孔内。第一柱体可沿安装孔的轴线方向移动。第一柱体的下端不能脱出安装孔。这样，弹簧安装柱152沿集装箱270的高度方向可移动的设置。
53.限位弹簧151套设在弹簧安装柱152的第一柱体上。限位弹簧151位于横梁110的部分的正下方。这样，横梁110向下移动至第二柱体的位置处时。横梁110向下推动弹簧安装柱152，进而压缩限位弹簧151。此时变形的限位弹簧151向横梁110施加使其向上偏置的作用力。当限位弹簧151向横梁110施加的作用力能够克服使横梁110向下移动的作用力时，可以阻止横梁110继续向下移动。这样，限位弹簧151可以限制压脚对顶板的压力，避免压脚对顶板的压力过大而压坏顶板或使顶板变形，形成过压保护。
54.过压保护装置150包括第一过压保护装置和第二过压保护装置。在竖直方向上，第一过压保护装置位于第二过压保护装置的上方。这样，第二过压保护装置用于在焊接标准集装箱时，进行过压保护。第一过压保护装置用于在焊接高箱(高箱的高度尺寸大于标准集装箱的高度尺寸)时进行过压保护。可以理解，第二过压保护可以构造成可活动地或可拆卸地。这样，当待焊接的集装箱270的高度增加时，可以移开或拆除第二过压保护装置，然后使横梁110移动至位置高于第二过压保护装置的使用位置。然后将第二过压保护装置移动回
或安装回其使用位置。这样，可以避免第二过压保护装置挡住横向向上移动，以用于焊接高度尺寸大的集装箱270。
55.焊接装置还包括限位插销250和限位底座240。限位插销250可拆卸地设置在限位底座240上。限位底座240设置在机架170上。在焊接装置用于焊接标准集装箱270时，限位插销250可以限制横向向上移动的距离。
56.优选地，大梁180为可以是工字梁。焊接装置还包括导向轮190。导向轮190可转动地设置在机架170上。每个机架170上至少设置一组导向轮190。一组导向轮190为两个。每组导向轮190中，两个导向轮190自上而下依次设置。每组导向轮190中，两个导向轮190的外周面之间存在间隔。工字梁的一个上翼板设置在每组导向轮190的两个导向轮190之间的间隔。这样导向轮190的外周抵接大梁180的上翼板。机架170移动时，导向轮190转动。由此，机架170移动时的摩擦力小。
57.如图5所示，焊接装置还包括锁紧装置200。锁紧装置200可包括锁紧螺栓。锁紧螺栓螺纹连接机架170。锁紧螺栓穿出机架170后可以抵接大梁180的外表面。这样，当机架170沿集装箱270的长度方向移动至预设位置时，可以拧紧锁紧螺栓，以将机架170锁定在大梁180上。
58.优选地，焊接装置还包括手柄220。拧开锁紧螺栓，以使机架170可以沿集装箱270的长度方向移动时，可以通过手柄220推拉机架170，以使机架170沿集装箱270的长度方向移动。
59.焊接装置还包括集装箱传送链和集装箱定位装置。集装箱传送链可以将待加工的集装箱270移动至加工工位。集装箱定位装置用于在加工位置定位集装箱270。
60.集装箱270还包括横梁定位装置210。横梁定位装置210可以包括横梁定位螺栓。横梁定位螺栓螺纹连接机架170。横梁定位螺栓穿出机架170后可以抵接横梁110的外表面。这样，当焊接装置停止焊接时，可以拧紧横梁定位装置210，以将横梁110锁紧在机架170上。在需要移动横梁110时，拧松横梁定位装置210即可从开横梁110。
61.集装箱定位装置包括升降台、平面基准垫块、侧面基准定位块、端面基准定位块，以及横向推位油缸和纵向推位油缸。横向推位油缸的轴可沿集装箱270的宽度方向移动。纵向推位油缸可沿集装箱270的长度方向移动。
62.本实施方式中，集装箱270的加工工艺流程如下：
63.集装箱传送链将待加工的集装箱270移动至本工位；
64.升降台把集装箱270下降至平面基准垫块上；
65.横向推位油缸动作，以在集装箱270的宽度方向上推动集装箱270的一个侧部的底角件的外侧面，以使集装箱270的另一个侧部的底角件的外侧面抵接侧面基准定位块；
66.纵向推位油缸动作，以在集装箱270的长度方向上推动集装箱270的一个端部的底角件的外端面，以使集装箱270的另一个端部的底角件的外端面抵接端面基准定位块；
67.横梁110向下移动，以使压脚将顶板压紧至楣板；
68.焊接机器人130自动焊接顶板和楣板之间的焊缝；
69.焊接机器人130完成焊接后收枪清枪归位；
70.横梁110向上移动，以使压脚回位以离开顶板，完成当前顶板和楣板之间的焊缝的焊接。
71.通过本实施方式的焊接装置焊接集装箱的顶板和楣板之间的焊缝，生产效率提高、工人劳动强度降低、焊后对楣板拱度修复等较现有生产工艺及装备提升约15％。
72.本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
73.上述的所有优选实施例中所述的流程仅是示例。除非发生不利的效果，否则可以按与上述流程的顺序不同的顺序进行各种处理操作。上述流程的步骤顺序也可以根据实际需要进行增加、合并或删减。
74.此外，上述的所有优选实施例中所述的命令、命令编号和数据项仅是示例，因此可以以任何方式设置这些命令、命令编号和数据项，只要实现了相同的功能即可。各优选实施例的终端的单元也可以根据实际需要进行整合、进一步划分或删减。