一种用于船体表面自动化焊接的磁吸式柔性轨道的制作方法

本发明涉及焊接装备领域，特别涉及一种适合于不同曲率的船体表面，配合焊接装备进行自动化焊接的柔性轨道。

背景技术：

在船体分段合拢焊接中，焊缝通常为曲面，具有距离长、坡口大的特点，且焊接作业需要在高空现场完成，因此要求焊接装备能快速安装并适应不同的船体曲面。目前常用的焊接机器人可分为无轨轮式焊接机器人和轨道焊接机器人，轮式焊接机器人无需轨道，转向灵活，但控制复杂，在焊接表面的吸附力小，适合轨迹复杂的焊缝。而有轨道焊接机器人运动重复性好，适合于规则焊缝的焊接，但传统的刚性轨道，无法适应船体曲面焊缝的焊接，因此一些应用于曲面焊接的柔性轨道得到了研制。中国专利号201220440716.X提供了一种仿形行走装置，能够适应工件不同姿态的调整，利于保证工件的加工质量，提高生产效率。但针对不同距离的焊缝，该轨道在多段连接时需要完成链条的拼接，操作复杂。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种能够适合于不同曲率的船体表面，配合焊接装备进行自动化焊接的用于船体表面自动化焊接的磁吸式柔性轨道。

本发明是通过以下技术方案实现：

本发明的一种用于船体表面自动化焊接的磁吸式柔性轨道，包括多个前后平行间隔设置的磁座模块，每一个所述的磁座模块包括磁座，在每一个所述的磁座上方安装有一个球头关节轴承，所述的球头关节轴承的一端与磁座螺纹连接并通过调整螺母使两者固定，所述的球头关节轴承的另一端与主体轨道的底部螺纹连接，在所述的主体轨道上设置有两个连接架，每一个连接架包括在圆周方向设置有凹槽的导向轮，所述的导向轮通过凹槽与主体轨道接触并且能够滑动相连，每一个所述的导向轮的轮轴分别固定在导向轮连接件上，在所述的导向轮连接件上沿水平方向开有水平长孔，一个沿竖直方向设置的移动设备连接件的下部通过穿过水平长孔的螺栓固定在导向轮连接件上，在所述的移动设备连接件上沿竖直方向开有竖直长孔，移动焊接设备本体设置在两个移动设备连接件之间并且通过穿过竖直长孔的螺栓固定在两个移动设备连接件上。

本发明的有益效果是:

1.轨道主体采用可拼接方式，可根据实际焊缝长度需要选择合适的导轨拼接数量，灵活性高且拼接操作简单；轨道通过磁铁吸附在工件表面，便于安装和拆卸，非常适合超大船体表面焊接这样的现场高空作业，能有效地提高生产效率。

2.轨道主体采用柔性材料制成，能适应船体表面多种形状，实现轨道与工件表面的贴合，即可将工件焊接曲面近似等效为平面，有利于保证焊接质量。

3.轨道主体采用圆柱形，可保证导轨在各个方向弯曲的难易程度相同，适应于空间各个方向的曲率变化，同时圆柱形轨道也可保证机器人在上面运行的平稳性。

4.移动焊接设备吸附在船体表面后可依据重力通过导向轮与轨道完美契合,从而让移动装备沿着轨道运动。

5.轨道本体与磁座通过关节球轴承连接，可保证磁座与导轨本体连接的灵活性，同时该型号的关节球轴承有外螺纹，可方便拆装。

附图说明

图1为本发明的一种用于船体表面自动化焊接的磁吸式柔性轨道的整体结构示意图；

图2为本发明的磁吸式柔性轨道的磁座模块结构示意图；

图3为本发明的磁吸式柔性轨道的连接架的结构示意图；

图4为本发明的一种用于船体表面自动化焊接的磁吸式柔性轨道的安装使用示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

如附图所示的本发明的一种用于船体表面自动化焊接的磁吸式柔性轨道，包括多个前后平行间隔设置的磁座模块，每一个所述的磁座模块包括磁座3，在每一个所述的磁座3上方安装有一个球头关节轴承2，所述的球头关节轴承2的一端与磁座3螺纹连接并通过调整螺母7使两者固定，通过调整螺母7调节磁座3的位置，所述的球头关节轴承2的另一端与主体轨道1的底部螺纹连接，方便进行拆装。所述的磁座3优选的为市场上现有的开关式磁铁座，通过开关能方便地实现磁铁的上磁与去磁，磁座3的磁力可以使柔性轨道吸附在船体钢板等焊接工件表面，既可以吸附于平面工件，也可吸附于曲面工件，从而实现柔性轨道与焊接工件表面的贴合。每个磁座3可产生50KG以上吸力，本设计采用多个磁座3以保证柔性轨道能安全稳定地吸附在工作表面；通过调整螺母7可以实现磁座3上下位置的调整，以实现垂直轨道方向的局部曲率变化。

在所述的主体轨道1上设置有两个连接架，每一个连接架包括在圆周方向设置有凹槽的导向轮4，所述的导向轮4通过凹槽与主体轨道1接触并且能够滑动相连并且在主体轨道1变形后，可以很好的契合。每一个所述的导向轮4的轮轴分别固定在导向轮连接件5上，在所述的导向轮连接件5上沿水平方向开有水平长孔，一个沿竖直方向设置的移动设备连接件6的下部通过穿过水平长孔的螺栓固定在导向轮连接件5上，在所述的移动设备连接件6上沿竖直方向开有竖直长孔，移动焊接设备本体8设置在两个移动设备连接件6之间并且可以通过穿过竖直长孔的螺栓固定在两个移动设备连接件6上。

优选的所述的主体轨道1采用柔性材料，如柔性刚等，弹性好且表面局部硬度高，能沿曲面焊缝弯曲。

优选的所述的主体轨道由多段主体轨道1通过连接结构拼接组成，每段主体轨道1的长度可在1-2米间选择。

进一步优选的所述的连接结构包括设置在每一段主体轨道1两端的连接槽和连接凸台，相邻的两段主体轨道中的一段主体轨道1一端的连接槽与另一段主体轨道1相邻端的连接凸台相互搭接，两端相邻的两段主体轨道1的搭接处通过螺栓固定相连。

本装置的安装使用方法如下：

本发明可以根据实际焊接需要实现柔性主体轨道的快速拼接和安装，在使用过程中，移动焊接设备8可以通过导向轮安装在主体轨道上并在上面移动，利用重力通过导向轮与主体轨道完美契合,移动焊接设备8自身吸附在船体9表面，主体轨道通过磁座3吸附在船体9表面，轨道能很好地贴合不同的曲面，为焊接装备提供导向，以获得好的焊接效果，对船体9表面的焊缝进行焊接。可以应用在船体表面自动化焊接中，也可以用于其他大型钢结构表面的焊接。