[发明专利]龙门式盾构机焊接工件自动堆焊设备及方法

说明书

本发明涉及盾构机焊接技术领域，特别涉及一种龙门式盾构机面板耐磨层自动堆焊设备及方法，该设备包含电气控制机构，移动执行机构和焊接机构，柔性平台；移动执行机构包含两个X方向直线滑块模组，Y方向直线滑块模组，和与Y方向直线滑块模组滑动连接的Z方向直线滑块模组；所述的Y方向直线滑块模组呈龙门式支架结构，该龙门式支架结构的两个底部分别与两个X方向直线滑块模组滑动连接；所述的焊接机构包含送丝机、焊枪把和药芯焊丝；Z方向直线滑块模组的下端固定有与焊枪把连接的旋转轴。本发明结构简单，设计新颖、合理，使用方便，适用于多种规格大尺寸面板的堆焊，操作简单，适用性强，提高焊接效率，具有较强的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及盾构机焊接技术领域，特别涉及一种龙门式盾构机焊接工件自动堆焊设备及方法。

背景技术

随着地铁及地下通道增加，大型盾构机成为地下隧道挖掘不可或缺的设备。面板是盾构机重要的组成部分，其中面板在盾构机工作时，面板承受一定的压力以及固体颗粒摩擦和腐蚀，导致面板磨损。为提高面板寿命，对面板表面进行强化处理，即堆焊网格状耐磨层。

目前面板尺寸规格较大，不同盾构机面板形状相似，规格各不相同。现阶段常用方法是采用二氧化碳气体保护焊进行人工焊接，此种方案操作简单适应性强，但是生产周期长，工人劳动条件差，且焊缝外观尺寸难以保证。且目前常规的自动化焊接设备无法适应多种规格大尺寸面板的堆焊，需对每一种规格面板进行焊接路径编程存入数据库，有一定的局限性。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种龙门式盾构机焊接工件自动堆焊设备及方法，设计科学、合理，解决目前盾构机面板堆焊工作量及难度大等问题，为企业和社会创造更大的效益。

按照本发明所提供的设计方案， 一种龙门式盾构机焊接工件自动堆焊设备，包含电气控制机构，与电气控制机构连接的移动执行机构和焊接机构，及设于移动执行机构上用于夹持焊接工件的柔性平台；所述的移动执行机构包含两个X方向直线滑块模组，Y方向直线滑块模组，和与Y方向直线滑块模组滑动连接的Z方向直线滑块模组；所述的Y方向直线滑块模组呈龙门式支架结构，该龙门式支架结构的两个底部分别与两个X方向直线滑块模组滑动连接；所述的焊接机构包含送丝机、焊枪把和药芯焊丝；Z方向直线滑块模组的下端固定有与焊枪把连接的旋转轴。

上述的，所述的电气控制机构包含设于电控柜内并相互连接的运动控制器和电机驱动，分设在X方向直线滑块模组、Y方向直线滑块模组、Z方向直线滑块模组和旋转轴上且与电机驱动连接的电机，及安装在X方向直线滑块模组、Y方向直线滑块模组和Z方向直线滑块模组上的限位器；所述的限位器与运动控制器电连接。

优选的，所述的电气控制机构还包含有与运动控制器连接上位机，与上位机连接的显示器和键盘，该上位机装载有用于参数设定的焊接控制程序。

优选的，所述的限位器包含设于X方向直线滑块模组、 Y方向直线滑块模组和Z方向直线滑块模组三者滑轨侧壁上的光线传感器，及设于X方向直线滑块模组、 Y方向直线滑块模组和Z方向直线滑块模组三者滑块上的感应片。

更进一步地，所述的龙门式支架结构包含两个相互平行的垂直支撑，和连接两个垂直支撑的水平横梁；与Z方向直线滑块模组滑块匹配工作的滑轨设于水平横梁上；两个垂直支撑底部分别对应与两个X方向直线滑块模组的滑动垂直固定。

优选的，所述的送丝机固定于垂直支撑端部。

一种龙门式盾构机焊接工件自动堆焊方法，采用上述的龙门式盾构机焊接工件自动堆焊设备实现，该实现过程包含如下内容：

步骤1、采集待焊接工件的外观尺寸参数，通过柔性平台进行夹持固定；

步骤2、通过电气控制机构依次调节两个X方向直线滑块模组、Y方向直线滑块模组和Z方向直线滑块模组的滑块，使得焊枪在该面板工件的正上方；