一种用于球罐现场自动化组焊装置用励磁底盘框架结构的制作方法

1.本实用新型涉及自动化焊接技术领域，特别涉及一种用于球罐现场自动化组焊装置用励磁底盘框架结构。


背景技术：

2.球罐的制造包括球壳板工厂压制和现场组焊两部分，其中球壳板现场组装和焊接是球罐产品质量控制的关键过程和特殊过程，手工焊(saw)方法是球罐、压力容器的主要焊接方法，一直延续至今，球罐野外焊接作业，完全采用手工焊方法，人工成本高，焊接质量不稳定，工作效率低。
3.随着自动化技术不断深入发展，在焊接领域的自动化也取得了巨大的进步，例如压力容器、管道环焊缝、纵焊缝等自动化焊接，箱体、桥梁零部件焊缝的自动化焊接、汽车零部件自动化焊接等。
4.现有的自动化焊接装备主要包括两个方面各种形式自动化焊接专机和焊接机器人工作站；
5.焊接专机：通过变位机实现工件相对焊枪移动，完成焊缝自动化焊接过程等自动化焊接装备，包括焊接变位机、焊枪小范围内三维行走控制机构、焊接电源系统；通过焊接工作平台装夹工件、焊枪大范围内三维行走，实现焊枪相对焊缝移动，完成焊接自动化过程等自动化焊接装备，包括焊接变位机、焊枪大范围内三维行走控制机构、焊接电源系统；
6.焊接机器人工作站：随着机器人技术的快速发展，国内为机器人制造厂家越来越多，产品越来越成熟稳定，在许多工业领域都获得了很好的开发应用，近几年在焊接领域更是获得广泛应用，应用最为突出、推广效果最好的是汽车零部件、摩托车零部件制造领域，目前大到汽车车身、小到减震器等汽车零部件基本都是由机器人焊接工作站完成，生产效率高、工人劳动强度低、焊缝质量好。
7.上述领域产品都有一些共同特点：焊缝形状比较规则、零部件结构不太复杂、结构尺寸不太大，有利于利用现有自动化技术开发自动化焊接装备、并实现推广应用。
8.上述焊接专机和焊接机器人工作站在进行野外作业时，由于球形大型焊接结构的限制，球罐本体与球罐支柱均为大型金属焊接结构件，结构尺寸大，受道路、桥梁等运输条件限制，无法实现厂内制造、现场安装的制造方式，通常都是厂内下料、制造零部件，运输到业主现场后，在野外环境下进行球罐组装、拼焊、焊后热处理等制造过程。上述提供的现有焊接专机和焊接机器人因结构的限制无法实现角度控制，同时无法在使用状态下适应不同半径球罐的工作，无法保证在其垂直方向与球罐内表面实现良好接触(其主要体现在焊接专机和焊接机器人在对球体内壁不同角度进行焊接时(主要体现在球罐结构设计，焊缝形式有很大不同，但都是不规则的空间曲线，有纵向的、横向的、斜向的等等，极大的增加了焊缝跟踪的困难)，其吸附在球罐内壁的性能差，对于不同曲率半径方向的移动固定具有限制性，且作为焊接专机和焊接机器人，其在球体不同曲率半方向抗重力坠落、抗重力倾翻、抗重力侧滑能力差)，在使用状态下无法实现吸附在碳钢球罐内壁表面而进行工作的状态。
9.综上所述，针对大型球罐野外焊接作业的特点，实现大范围、不规则空间曲线焊缝自动化焊接及焊缝跟踪，以及焊接过程自动控制，本技术人提出一种用于球罐现场自动化组焊装置用励磁底盘框架结构。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的在于提供一种用于球罐现场自动化组焊装置用励磁底盘框架结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
11.本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现：一种用于球罐现场自动化组焊装置用励磁底盘框架结构，所述励磁底盘框架包括固定励磁永磁体边梁组件、翻转励磁永磁体边梁组件、履带架连接梁、铰接座、励磁中心回转机构安装座、中心回转机构安装座连接螺钉、铰接座转轴、履带架边梁连接螺钉，固定励磁永磁体边梁组件主要由固定励磁永磁体边梁、固定永磁体、连接板及螺钉组成，其两端的铰接孔通过转轴与铰接座组件转动连接，铰接座组件通过螺钉与履带架连接梁连接紧固，翻转励磁永磁体边梁组件两端的铰接孔通过转轴与铰接座组件转动连接，铰接座组件通过螺钉与履带架连接梁连接紧固；所述励磁底盘框架两侧设有履带架，履带架的连接梁通过两个铰接座与底盘框架两个励磁边梁连接紧固在一起；
12.所述履带架为球接触面履带架，球接触面履带架为所述励磁底盘框架的一部分，球接触面履带架设置有对称的两个，两个所述球接触面履带架与磁控底盘框架通过螺钉紧固连接在一起构成底盘主体。
13.进一步地，所述翻转励磁永磁体边梁组件包括翻转励磁永磁体边梁、永磁体边梁连接板、翻转永磁体、摆动气缸安装法兰、摆动气缸、翻转永磁体转轴、转动轴承、连接螺钉，所述永磁体边梁连接板通过螺钉与磁永磁体边梁连接板连接紧固，所述翻转永磁体通过转轴、转动轴承与所述永磁体边梁连接板装配，所述摆动气缸通过螺钉、摆动气缸安装法兰与所述翻转励磁永磁体边梁连接紧固，所述摆动气缸输出轴与转轴连接紧固。
14.进一步地，铰接座组件包括铰接座、拉杆座、拉杆、拉杆锁紧轴、拉杆转轴、拉杆锁紧螺母，拉杆通过拉杆转轴与拉杆座转动连接、拉杆通过拉杆锁紧螺母与拉杆锁紧轴连接紧固，并与铰接座转动连接。
15.进一步地，履带架包括履带架骨架结构、履带架链板组件、履带架链轮、履带架链轮轴、履带架链板轴，履带架链轮通过履带架链轮轴与履带架骨架结构中的滚动轴承装配连接，履带架链板组件通过链板机构的槽口与履带架骨架结构间隙配合装配，并通过履带架链板轴与链轮啮合。
16.进一步地，履带架骨架结构包括履带架链板调节弧板，履带架链板调节弧板通过履带架链板调节弧板调节螺套、履带架链板调节弧板调节螺钉、锁紧螺母与履带架骨架梁连接紧固，履带架链轮轴承装配到履带架骨架梁两端的轴承孔内。
17.进一步地，铰接座组件具有角度调节与锁定作用，两个对称的履带架在其垂直方向上通过铰接座组件进行角度调节并锁紧固定，通过铰接座组件实现履带架垂直方向弯曲弧度调节适应不同半径球罐；
18.两个对称的履带架在其垂直方向与球罐内表面接触。
19.进一步地，通过履带架链板调节弧板调节螺套、履带架链板调节弧板调节螺钉改
变履带架链板调节弧板的弯曲弧度，履带架上的链板与曲率半径调节板滑动配合。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：履带架梁和链板曲率半径调节板通过调节螺套和螺钉连接固定在一起，并通过调节螺套和螺钉改变曲率半径调节板的弯曲弧度，履带架上的链板与曲率半径调节板滑动配合，因此履带架链板也将随着曲率半径调节板弯曲程度变化而变化，最终沿履带架长度方向变化曲率半径，以适应不同半径球罐内表面，保证履带架链板与球罐内表面接触良好。
21.履带架与底盘框架的连接梁连接紧固，连接梁通过两个铰接座与底盘框架两个励磁边梁连接紧固在一起，铰接座具有角度调节与锁定作用，这样两个履带架在其垂直方向可以进行角度调节并锁紧固定，也就实现履带架垂直方向弯曲弧度调节，以适应不同半径球罐，保证两个履带架在其垂直方向与球罐内表面良好接触。
附图说明
22.图1是本实用新型整体连接示意图；
23.图2是本实用新型主视示意图；
24.图3是本实用新型励磁底盘框架立体示意图；
25.图4是本实用新型翻转励磁永磁体边梁示意图；
26.图5是本实用新型环铰接座组件立体示意图；
27.图6是本实用新型履带架示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.如图1-6所示，一种用于球罐现场自动化组焊装置用励磁底盘框架结构，所述励磁底盘框架1包括固定励磁永磁体边梁组件2、翻转励磁永磁体边梁组件3、履带架连接梁4、铰接座5、励磁中心回转机构安装座6、中心回转机构安装座连接螺钉7、铰接座转轴8、履带架边梁连接螺钉9，固定励磁永磁体边梁组件2主要由固定励磁永磁体边梁、固定永磁体、连接板及螺钉组成，其两端的铰接孔通过转轴与铰接座组件5转动连接，铰接座组件5通过螺钉与履带架连接梁4连接紧固，翻转励磁永磁体边梁组件3两端的铰接孔通过转轴与铰接座组件5转动连接，铰接座组件5通过螺钉与履带架连接梁4连接紧固；
30.所述励磁底盘框架1两侧设有履带架，履带架的连接梁通过两个铰接座与底盘框架两个励磁边梁连接紧固在一起；
31.所述履带架为球接触面履带架，球接触面履带架为所述励磁底盘框架1的一部分，球接触面履带架设置有对称的两个，两个所述球接触面履带架与磁控底盘框架通过螺钉紧固连接在一起构成底盘主体。
32.所述翻转励磁永磁体边梁组件3包括翻转励磁永磁体边梁3-1、永磁体边梁连接板3-2、翻转永磁体3-3、摆动气缸安装法兰3-4、摆动气缸3-5、翻转永磁体转轴3-6、转动轴承3-7、连接螺钉3-8，所述永磁体边梁连接板3-2通过螺钉与磁永磁体边梁连接板3-2连接紧
固，所述翻转永磁体3-3通过转轴3-6、转动轴承3-7与所述永磁体边梁连接板3-2装配，所述摆动气缸3-5通过螺钉、摆动气缸安装法兰3-4与所述翻转励磁永磁体边梁3-1连接紧固，所述摆动气缸3-5输出轴与转轴3-6连接紧固。
33.为了便于在使用状态下能够实现角度调节，本实用新型进一步优选的实施例是，铰接座组件5包括铰接座5-1、拉杆座5-2、拉杆5-3、拉杆锁紧轴5-4、拉杆转轴5-5、拉杆锁紧螺母5-6，拉杆5-3通过拉杆转轴5-5与拉杆座5-2转动连接、拉杆5-3通过拉杆锁紧螺母5-6与拉杆锁紧轴5-4连接紧固，并与铰接座5-1转动连接。
34.为了便于在使用状态下能够实现履带架链板组件与履带架链轮配合使用，本实用新型进一步优选的实施例是，履带架包括履带架骨架结构11、履带架链板组件12、履带架链轮13、履带架链轮轴14、履带架链板轴15，履带架链轮13通过履带架链轮轴14与履带架骨架结构11中的滚动轴承装配连接，履带架链板组件12通过链板机构的槽口与履带架骨架结构11间隙配合装配，并通过履带架链板轴15与链轮13啮合。
35.为了便于在使用状态下能够保证履带架正常运行，本实用新型进一步优选的实施例是，履带架骨架结构包括履带架骨架梁、履带架链板调节弧板、履带架链板调节弧板调节螺套、履带架链板调节弧板调节螺钉、锁紧螺母、履带架链轮轴承，履带架链板调节弧板通过履带架链板调节弧板调节螺套、履带架链板调节弧板调节螺钉、锁紧螺母与履带架骨架梁连接紧固，履带架链轮轴承装配到履带架骨架梁两端的轴承孔内。
36.履带架链板组件包括履带架链板、履带架链板连接板、履带架链板轴套、履带架链板耐磨橡胶条、履带架链板连接轴，履带架链板连接板通过履带架链板轴套和履带架链板连接轴与履带架链板转动连接装配、履带架链板耐磨橡胶条镶嵌并固定在履带架链板匹配的槽口内。
37.为了便于在使用状态下能够实现履带架垂直方向弯曲弧度调节适应不同半径球罐的焊接需要，本实用新型进一步优选的实施例是，铰接座组件5具有角度调节与锁定作用，两个对称的履带架在其垂直方向上通过铰接座组件5进行角度调节并锁紧固定，通过铰接座组件5实现履带架垂直方向弯曲弧度调节适应不同半径球罐；
38.两个对称的履带架在其垂直方向与球罐内表面接触。
39.为了便于在使用状态下能够确保履带架上的链板与曲率半径调节板滑动配合，本实用新型进一步优选的实施例是，通过履带架链板调节弧板调节螺套、履带架链板调节弧板调节螺钉改变履带架链板调节弧板的弯曲弧度，履带架上的链板与曲率半径调节板滑动配合。
40.所述励磁底盘框架即是底盘小车的主体结构，实现履带架、励磁中心回转机构、传动系统、机器人等负载等机构的连接紧固，又是整体磁路的关键部分，控制着履带架与球罐内表面磁力的产生与消除。包括固定永磁体励磁边梁及固定永磁铁块、翻转永磁体励磁边梁及翻转永磁铁块、履带架连接梁、连接梁铰接座、摆动气缸等结构，实现励磁回路控制功能，在磁控底盘框架中，固定永磁体励磁边梁和翻转永磁铁励磁边梁结构对称、平行布置，两个永磁体规格型号、几何尺寸相同、励磁能力相同，当两个永磁体ns极方向相同时，励磁回路包括底盘框架、行走履带架、球罐壁，此时底盘小车对外产生磁力，小车可以牢牢吸附在碳钢球罐内壁表面，实现底盘小车磁力吸附功能。当两个永磁体ns极方向相反时，励磁回路仅包括底盘框架，磁力线不会通过行走履带架和球罐壁，对外不产生磁力，此时小车不会
吸附在球罐内壁。翻转永磁铁翻转动作由扭矩足够的摆动气缸驱动完成，便于远距离、遥控操控实现永磁体翻转控制。
41.履带架连接梁通过两个铰接座与底盘框架两个励磁边梁连接紧固在一起，铰接座具有角度调节与锁定作用，同时作为励磁回路的一部分，具有传递磁通作用。
42.所述球接触面履带架是励磁底盘小车的一部分，起到底盘小车的支撑和行走功能，两个球接触面履带架与磁控底盘框架通过螺钉紧固连接在一起构成足够强度核刚度的底盘小车主体，整个履带架机构作为磁回路的一个部分，在励磁机构作用下被励磁或消磁，即磁控底盘小车对外表现出由磁性或无磁性。磁控底盘小车在履带架与球罐内表面产生磁力大小不但与励磁永磁体的磁能积、磁场强度等指标有关，还与履带板与球罐内表面接触间隙密切关系，接触间隙越小通过的磁力线越多、产生的磁力越大，反之接触间隙越大，通过的磁通越少、产生的磁力越小，球罐内表面是半径为一定尺寸的球面，两个履带架作为磁控底盘小车的固定组成部分，必须同时与球罐内表面良好接触，才能保证产生足够的、稳定的磁力作用。
43.底盘小车在正常行走或原地驻留时，履带架和球罐壁间通过磁吸引力牢牢吸附在一起，履带架驱动的行走机构，在转弯操作时，履带架链板相对接触面发生转动滑移，由于履带架的磁吸引力很大，这种转动滑移发生变得困难，同时在转动滑移的过程中还会产生磁吸引力波动，影响底盘小车吸附可靠性，增加了整体坠落风险。为了实现底盘小车转向控制，特别设计了励磁中心回转机构，这是底盘小车另一套磁力吸附机构，本磁力吸附机构也能产生足够大的磁吸引力，使整个球罐自动化焊接装置牢牢吸附在球罐壁内表面，当底盘小车需要转向操作时，励磁中心回转机构在升降气缸低气体压力作用下伸出并与球罐内壁接触，此时励磁中心回转机构产生磁吸引力，保证在本磁回路磁力作用下，底盘小车牢牢吸附在球罐壁上，同时履带架磁路退磁、消磁，履带架与球罐壁间的磁吸引力消失，升降气缸切换到高气体压力，气缸支起底盘小车、履带架脱离球罐壁内表面，此时底盘小车可以在转向伺服电机减速机驱动下绕中轴线实现任意角度转向操作。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
44.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种用于球罐现场自动化组焊装置用励磁底盘框架结构，其特征在于：所述励磁底盘框架(1)包括固定励磁永磁体边梁组件(2)、翻转励磁永磁体边梁组件(3)、履带架连接梁(4)、铰接座、励磁中心回转机构安装座(6)、中心回转机构安装座连接螺钉、铰接座转轴(8)、履带架边梁连接螺钉，固定励磁永磁体边梁组件(2)主要由固定励磁永磁体边梁、固定永磁体、连接板及螺钉组成，其两端的铰接孔通过转轴与铰接座组件转动连接，铰接座组件通过螺钉与履带架连接梁(4)连接紧固，翻转励磁永磁体边梁组件(3)两端的铰接孔通过转轴与铰接座组件转动连接，铰接座组件通过螺钉与履带架连接梁(4)连接紧固；所述励磁底盘框架(1)两侧设有履带架，履带架的连接梁通过两个铰接座与底盘框架两个励磁边梁连接紧固在一起；所述履带架为球接触面履带架，球接触面履带架为所述励磁底盘框架(1)的一部分，球接触面履带架设置有对称的两个，两个所述球接触面履带架与磁控底盘框架通过螺钉紧固连接在一起构成底盘主体。2.根据权利要求1所述的一种用于球罐现场自动化组焊装置用励磁底盘框架结构，其特征在于：所述翻转励磁永磁体边梁组件(3)包括翻转励磁永磁体边梁(3-1)、永磁体边梁连接板(3-2)、翻转永磁体(3-3)、摆动气缸安装法兰(3-4)、摆动气缸(3-5)、翻转永磁体转轴(3-6)、转动轴承(3-7)、连接螺钉(3-8)，所述永磁体边梁连接板(3-2)通过螺钉与磁永磁体边梁连接板(3-2)连接紧固，所述翻转永磁体(3-3)通过转轴(3-6)、转动轴承(3-7)与所述永磁体边梁连接板(3-2)装配，所述摆动气缸(3-5)通过螺钉、摆动气缸安装法兰(3-4)与所述翻转励磁永磁体边梁(3-1)连接紧固，所述摆动气缸(3-5)输出轴与转轴(3-6)连接紧固。3.根据权利要求1所述的一种用于球罐现场自动化组焊装置用励磁底盘框架结构，其特征在于：铰接座组件包括铰接座(5-1)、拉杆座(5-2)、拉杆(5-3)、拉杆锁紧轴(5-4)、拉杆转轴(5-5)、拉杆锁紧螺母(5-6)，拉杆(5-3)通过拉杆转轴(5-5)与拉杆座(5-2)转动连接、拉杆(5-3)通过拉杆锁紧螺母(5-6)与拉杆锁紧轴(5-4)连接紧固，并与铰接座(5-1)转动连接。4.根据权利要求1所述的一种用于球罐现场自动化组焊装置用励磁底盘框架结构，其特征在于：履带架包括履带架骨架结构(11)、履带架链板组件(12)、履带架链轮(13)、履带架链轮轴(14)、履带架链板轴(15)，履带架链轮(13)通过履带架链轮轴(14)与履带架骨架结构(11)中的滚动轴承装配连接，履带架链板组件(12)通过链板机构的槽口与履带架骨架结构(11)间隙配合装配，并通过履带架链板轴(15)与链轮(13)啮合。5.根据权利要求1所述的一种用于球罐现场自动化组焊装置用励磁底盘框架结构，其特征在于：履带架骨架结构(11)包括履带架链板调节弧板，履带架链板调节弧板通过履带架链板调节弧板调节螺套、履带架链板调节弧板调节螺钉、锁紧螺母与履带架骨架梁连接紧固，履带架链轮轴承装配到履带架骨架梁两端的轴承孔内。6.根据权利要求1所述的一种用于球罐现场自动化组焊装置用励磁底盘框架结构，其特征在于：铰接座组件具有角度调节与锁定作用，两个对称的履带架在其垂直方向上通过铰接座组件进行角度调节并锁紧固定，通过铰接座组件实现履带架垂直方向弯曲弧度调节适应不同半径球罐；两个对称的履带架在其垂直方向与球罐内表面接触。
7.根据权利要求1所述的一种用于球罐现场自动化组焊装置用励磁底盘框架结构，其特征在于：通过履带架链板调节弧板调节螺套、履带架链板调节弧板调节螺钉改变履带架链板调节弧板的弯曲弧度，履带架上的链板与曲率半径调节板滑动配合。

技术总结
本实用新型公开了一种用于球罐现场自动化组焊装置用励磁底盘框架结构，固定励磁永磁体边梁组件主要由固定励磁永磁体边梁、固定永磁体、连接板及螺钉组成，其两端的铰接孔通过转轴与铰接座组件转动连接，铰接座组件通过螺钉与履带架连接梁连接紧固，翻转励磁永磁体边梁组件两端的铰接孔通过转轴与铰接座组件转动连接，铰接座组件通过螺钉与履带架连接梁连接紧固；所述履带架为球接触面履带架，球接触面履带架为所述励磁底盘框架的一部分，球接触面履带架设置有对称的两个，两个所述球接触面履带架与磁控底盘框架通过螺钉紧固连接在一起构成底盘主体。起构成底盘主体。起构成底盘主体。


技术研发人员：刘思远 刘杰 马庆生 李栋 郭亮 马星驰 许强 周宗彬
受保护的技术使用者：鞍山华信重工机械有限公司
技术研发日：2023.02.07
技术公布日：2023/7/19