申请/专利权人：唐山开元焊接自动化技术研究所有限公司;唐山开元自动焊接装备有限公司

申请日：2019-04-18

公开（公告）日：2024-03-15

公开（公告）号：CN109877460B

主分类号：B23K26/348

分类号：B23K26/348;B23K26/70;B23K26/262;B23K26/142;B23K37/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.15#授权;2023.12.08#专利申请权的转移;2019.07.09#实质审查的生效;2019.06.14#公开

摘要：一种起重机伸臂筒体焊接系统，属于工程机械生产制造技术领域。它包括两个焊接单元和一个装夹输送单元，每个焊接单元均包括轨道、移动装置、机器人、焊接机头、GMAW电源、变压器、控制器、激光器，装夹输送单元包括台车轨道、两个台车、四个Y型支撑架、四个夹紧板，两个轨道布置在台车轨道两侧，两个焊接机头对称布置在伸臂筒体两侧。本发明可实现起重机伸臂筒体双机器人激光‑GMAW复合横焊，两侧同步焊接，焊接变形小；整个过程无需翻转伸臂筒体，生产效率高；可实现单面焊双面成形，保证焊缝背面熔透。

主权项：1.一种起重机伸臂筒体焊接系统，其特征在于：包括两个焊接单元（1）和一个装夹输送单元（2）；每个焊接单元（1）均包括轨道（101）、移动装置（102）、机器人（103）、焊接机头（104）、GMAW电源（105）、变压器（106）、控制器（107）、激光器（108），移动装置（102）设在轨道（101）上，移动装置（102）上安装机器人（103），机器人（103）上安装焊接机头（104），焊接机头（104）包括夹持装置（109）、GMAW焊枪（110）、激光头（111）、焊缝跟踪装置（112），夹持装置（109）安装在机器人（103）上，GMAW焊枪（110）、激光头（111）、焊缝跟踪装置（112）沿焊接方向依次安装在夹持装置（109）上；GMAW焊枪（110）与GMAW电源（105）连接，激光头（111）与激光器（108）连接，变压器（106）与控制器（107）连接，控制器（107）与移动装置（102）、机器人（103）、焊接机头（104）、GMAW电源（105）、激光器（108）连接；装夹输送单元（2）包括台车轨道（201）、两个台车（202）、四个Y型支撑架（203）、四个夹紧板（204），两个台车（202）在台车轨道（201）上前后布置，每个台车（202）上沿台车轨道（201）长度方向均对称设有两个Y型支撑架（203），每个台车（202）两侧沿台车轨道（201）长度方向均对称设有两个夹紧板（204），四个Y型支撑架（203）上放置伸臂筒体（4），四个夹紧板（204）夹紧伸臂筒体；两个轨道（101）布置在台车轨道（201）两侧，两个焊接机头（104）对称布置在伸臂筒体两侧；焊接时，将伸臂筒体（4）放置在四个Y型支撑架（203）上，并由四个夹紧板（204）夹紧；两个台车（202）沿台车轨道（201）移动，从除尘房门二（305）进入除尘房（303）内，到达待焊位置；两个机器人（103）在移动装置（102）的带动下，沿轨道（101）移动至伸臂筒体（4）一端；调整两个机器人（103）姿态，使两个焊接机头（104）对称布置在伸臂筒体（4）两侧，同步开始焊接，直至形成两焊缝（403）结束。

全文数据：一种起重机伸臂筒体焊接系统技术领域本发明涉及一种工程机械生产制造技术领域，具体地说是一种起重机伸臂筒体焊接系统。背景技术随着国民经济的发展，起重机的市场需求量逐渐增加，这就对起重机的质量提出更高的要求。伸臂作为起重机的关键部件之一，其质量若出现问题，在工程应用中可能发生重大事故，威胁施工人员的人身安全，造成重大的经济损失。如图1所示，起重机伸臂筒体4主要由盖一401和盖二402两部分焊接而成，两焊缝403的焊接质量和效率直接影响起重机的质量和生产效率。现有焊接技术中，起重机伸臂筒体4焊接时，一般需开V形或Y形坡口，采用熔化极气体保护焊，在平焊位置进行多层多道焊接。而且一侧焊接完成后需翻转工件，焊接另一侧。该技术焊接耗材大，不能实现单面焊双面成形。同时，为了控制焊接变形，需要多次翻转工件，交替完成两侧焊接，焊接效率低，焊接质量差。激光-电弧复合焊技术是将激光热源与电弧热源（TIG,MIGMAG或PAW）通过旁轴或同轴方式相结合，作用在同一熔池形成一种高效复合热源的焊接方法。具有焊速高、熔深大、对焊接坡口装配间隙要求低等优点。该方法分别继承了单独激光焊和弧焊的优点，又弥补了双方的缺点，应用前景广阔。发表在中国中文核心期刊《焊接》，2018年第12期，第一页至第六页，论文题目为“激光-电弧复合焊接技术国内研究现状及典型应用”的文献中，公开了国内第一套轮式起重机高强钢伸臂筒体激光-熔化极电弧复合焊接系统，解决了原有电弧焊工艺无法解决的单面焊双面成形及背面焊缝熔透的可靠性问题，与原有电弧焊工艺相比，提高了焊接生产效率，减小了焊接变形。但该系统仍采用平焊位置进行多层多道焊接，整个焊接过程仍需多次翻转工件，影响生产效率；需先后完成两侧焊缝焊接，焊接变形仍然较大。发明内容为克服现有技术中存在的缺点，本发明提出一种起重机伸臂筒体焊接系统，实现起重机伸臂筒体双机器人激光-GMAW复合横焊，伸臂筒体两侧同步焊接，焊接变形小；整个焊接过程无需翻转伸臂筒体，生产效率高；可实现单面焊双面成形，保证焊缝背面熔透。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种起重机伸臂筒体焊接系统，包括两个焊接单元1和一个装夹输送单元2；每个焊接单元1均包括轨道101、移动装置102、机器人103、焊接机头104、GMAW电源105、变压器106、控制器107、激光器108，移动装置102设在轨道101上，移动装置102上安装机器人103，机器人103上安装焊接机头104，焊接机头104包括夹持装置109、GMAW焊枪110、激光头111、焊缝跟踪装置112，夹持装置109安装在机器人103上，GMAW焊枪110、激光头111、焊缝跟踪装置112沿焊接方向依次安装在夹持装置109上；GMAW焊枪110与GMAW电源105连接，激光头111与激光器108连接，变压器106与控制器107连接，控制器107与移动装置102、机器人103、焊接机头104、GMAW电源105、激光器108连接；装夹输送单元2包括台车轨道201、两个台车202、四个Y型支撑架203、四个夹紧板204，两个台车202在台车轨道201上前后布置，每个台车202上沿台车轨道201长度方向均对称设有两个Y型支撑架203，每个台车202两侧沿台车轨道201长度方向均对称设有两个夹紧板204，四个Y型支撑架203上放置伸臂筒体4，四个夹紧板204夹紧伸臂筒体4；两个轨道101布置在台车轨道201两侧，两个焊接机头104对称布置在伸臂筒体4两侧。作为优选，所述两个焊接单元1外设有烟尘净化单元3，烟尘净化单元3设有除尘器301、除尘房303，除尘器301安装在除尘房303外，除尘器301与除尘房303之间通过除尘通道302连接，除尘房303设有除尘房门一304、除尘房门二305。作为优选，所述焊接机头104还包括预热装置113，预热装置113沿焊接方向安装在夹持装置109最前端。与现有技术相比，本发明有益效果是：本发明可实现起重机伸臂筒体双机器人激光-GMAW复合横焊，伸臂筒体两侧同步焊接，焊接变形小；整个焊接过程无需翻转伸臂筒体，焊接效率高；可实现单面焊双面成形，保证焊缝背面熔透。附图说明图1为起重机伸臂筒体结构示意图；图2为本发明起重机伸臂筒体焊接系统结构示意图；图3为本发明起重机伸臂筒体焊接系统俯视图；图4为本发明起重机伸臂筒体焊接系统侧视图；图5为本发明一个焊接单元结构示意图；图6为图3A部分放大图；图7为图3B部分放大图；图8为本发明装夹输送单元结构示意图；图9为本发明烟尘净化单元结构示意图；图中标记如下：1为焊接单元，101为轨道，102为移动装置，103为机器人，104为焊接机头，105为GMAW电源，106为变压器，107为控制器，108为激光器，109为夹持装置，110为GMAW焊枪，111为激光头，112为焊缝跟踪装置，113为预热装置；2为装夹输送单元，201为台车轨道，202为台车，203为Y型支撑架，204为夹紧板；3为烟尘净化单元，301为除尘器，302为除尘通道，303为除尘房，304为除尘房门一，305为除尘房门二；4为伸臂筒体，401为盖一，402为盖二，403为焊缝。具体实施方式下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。按照图2-图9所示，本发明所述的一种起重机伸臂筒体焊接系统，包括两个焊接单元1和一个装夹输送单元2；每个焊接单元1均包括轨道101、移动装置102、机器人103、焊接机头104、GMAW电源105、变压器106、控制器107、激光器108，移动装置102设在轨道101上，移动装置102上安装机器人103，机器人103上安装焊接机头104，焊接机头104包括夹持装置109、GMAW焊枪110、激光头111、焊缝跟踪装置112，夹持装置109安装在机器人103上，GMAW焊枪110、激光头111、焊缝跟踪装置112沿焊接方向依次安装在夹持装置109上；GMAW焊枪110与GMAW电源105连接，激光头111与激光器108连接，变压器106与控制器107连接，控制器107与移动装置102、机器人103、焊接机头104、GMAW电源105、激光器108连接；装夹输送单元2包括台车轨道201、两个台车202、四个Y型支撑架203、四个夹紧板204，两个台车202在台车轨道201上前后布置，每个台车202上沿台车轨道201长度方向均对称设有两个Y型支撑架203，每个台车202两侧沿台车轨道201长度方向均对称设有两个夹紧板204，四个Y型支撑架203上放置伸臂筒体4，四个夹紧板204夹紧伸臂筒体4；两个轨道101布置在台车轨道201两侧，两个焊接机头104对称布置在伸臂筒体4两侧。两个焊接单元1外设有烟尘净化单元3，烟尘净化单元3设有除尘器301、除尘房303，除尘器301安装在除尘房303外，除尘器301与除尘房303之间通过除尘通道302连接，除尘房303设有除尘房门一304、除尘房门二305。焊接机头104还包括预热装置113，预热装置113沿焊接方向安装在夹持装置109最前端。焊接时，将伸臂筒体4放置在四个Y型支撑架203上，并由四个夹紧板204夹紧；两个台车202沿台车轨道201移动，从除尘房门二305进入除尘房303内，到达待焊位置；两个机器人103在移动装置102的带动下，沿轨道101移动至伸臂筒体4一端；调整两个机器人103姿态，使两个焊接机头104对称布置在伸臂筒体4两侧，同步开始焊接，直至形成两焊缝403结束。

权利要求：1.一种起重机伸臂筒体焊接系统，其特征在于：包括两个焊接单元（1）和一个装夹输送单元（2）；每个焊接单元（1）均包括轨道（101）、移动装置（102）、机器人（103）、焊接机头（104）、GMAW电源（105）、变压器（106）、控制器（107）、激光器（108），移动装置（102）设在轨道（101）上，移动装置（102）上安装机器人（103），机器人（103）上安装焊接机头（104），焊接机头（104）包括夹持装置（109）、GMAW焊枪（110）、激光头（111）、焊缝跟踪装置（112），夹持装置（109）安装在机器人（103）上，GMAW焊枪（110）、激光头（111）、焊缝跟踪装置（112）沿焊接方向依次安装在夹持装置（109）上；GMAW焊枪（110）与GMAW电源（105）连接，激光头（111）与激光器（108）连接，变压器（106）与控制器（107）连接，控制器（107）与移动装置（102）、机器人（103）、焊接机头（104）、GMAW电源（105）、激光器（108）连接；装夹输送单元（2）包括台车轨道（201）、两个台车（202）、四个Y型支撑架（203）、四个夹紧板（204），两个台车（202）在台车轨道（201）上前后布置，每个台车（202）上沿台车轨道（201）长度方向均对称设有两个Y型支撑架（203），每个台车（202）两侧沿台车轨道（201）长度方向均对称设有两个夹紧板（204），四个Y型支撑架（203）上放置伸臂筒体（4），四个夹紧板（204）夹紧伸臂筒体（4）；两个轨道（101）布置在台车轨道（201）两侧，两个焊接机头（104）对称布置在伸臂筒体（4）两侧。2.根据权利要求1所述的一种起重机伸臂筒体焊接系统，其特征在于所述两个焊接单元（1）外设有烟尘净化单元（3），烟尘净化单元（3）设有除尘器（301）、除尘房（303），除尘器（301）安装在除尘房（303）外，除尘器（301）与除尘房（303）之间通过除尘通道（302）连接，除尘房（303）设有除尘房门一（304）、除尘房门二（305）。3.根据权利要求1所述的一种起重机伸臂筒体焊接系统，其特征在于所述焊接机头（104）还包括预热装置（113），预热装置（113）沿焊接方向安装在夹持装置（109）最前端。

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