具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～图6所示，本发明提供一种水工钢闸门自动化焊接设备，包括：

变位机4，其包括工装夹具42，用以夹持水工钢闸门面板；所述变位机4的一侧设置有两组机械臂1，任意所述机械臂1的末端固定连接有焊接装置3和锤击装置2；

控制装置，其分别与所述变位机4、所述机械臂1、所述焊接装置3和所述锤击装置2连接，驱动所述机械臂1以带动所述焊接装置3进行焊接，和/或者带动所述锤击装置2锤击焊缝。

在这种技术方案中，所述机械臂1采用六轴机械臂，通过六个伺服电机直接通过减速器、同步带轮等驱动六个关节轴的运动。通过在所述控制装置中输入焊接路径编程定义所述机械臂1的移动轨迹。水工钢闸门面板通过所述工装夹具42固定在所述变位机4上，然后通过所述控制装置驱动所述机械臂1带动所述焊接装置3进行主梁、纵梁以及次梁的焊接拼装。为保证焊接的误差和平行度符合规范要求，可通过两组所述机械臂1带动所述焊接装置3从中间向两侧对称焊接，以减少钢闸门的焊接应力集中和焊接变形。焊接过程中需要先立焊、后平焊、最后仰焊的顺序，因此通过所述变位机4调整所述面板的位置，以配合进行上述焊接方式。

水工钢闸门在焊接过程中，由于焊接热源对面板、主梁等焊件的局部加热，会导致材料热胀冷缩的不均匀在焊件内产生应力，进而导致焊接变形的发生。为保证钢闸门的、疲劳强度和使用寿命，可通过所述锤击装置2锤击焊缝以消除应力，也可以采用多层多道焊的方式进行焊接。多层多道焊的一种方式为，焊件进行多层焊接，每次焊完一层后，通过所述机械臂1带动所述锤击装置2对准焊缝及熔合线进行击以消除焊缝残余应力，使焊缝填充金属在热态下得到充分延展，进而降低收缩过程中的残余应力。两组所述机械臂1可先同时带动所述焊接装置3进行焊接，再同时带动所述锤击装置2进行锤击；也可以由一组所述机械臂1先带动所述焊接装置3进行焊接，再通过另一组机械臂带动所述锤击装置2进行锤击。多层多道焊的另一种方式为，焊件进行多层焊接，在每层焊接时进行随焊锤击。采用这种方式时，可以由一组所述机械臂1带动所述焊接装置3进行焊接，另一组所述机械臂1带动所述锤击装置2在距离所述焊接装置3一定距离的位置进行锤击，所述锤击装置2一直锤击该层焊缝的熔合线至该层焊缝焊接完成为止。此种状况下可通过两组所述机械臂1精确控制所述焊接装置3和所述锤击装置2之间的距离，二者距离过近，影响焊接稳定性；或者二者距离过远，使得则被锤击部位温度降低，影响锤击效果。

在另一种实施例中，所述焊接装置3包括焊接供给装置和焊枪，所述焊枪通过电缆与所述焊接供给装置相连，所述焊接供给装置固定在所述机械臂1上，所述焊枪安装在所述机械臂1的末端。

在这种技术方案中，所述焊接装置3为埋弧焊焊接装置或者气保弧焊焊接装置，当所述焊接装置3为埋弧焊焊接装置时，所述焊接供给装置包括焊机、焊机电源、送丝机和焊丝盘，所述焊枪为埋弧焊焊枪或气保焊焊枪。所述焊枪安装在所述机械臂1的末端，随所述机械臂1移动到待焊接位置，并由所述机械臂1控制其焊接轨迹。

在另一种实施例中，所述锤击装置2包括气缸21、连接杆22和锤击头24；所述连接杆24的两端分别与所述气缸21的活动端和所述锤击头24连接，所述气缸21带动所述锤击头24锤击焊缝；所述气缸21包括电磁阀，所述电磁阀与所述控制装置连接。

在这种技术方案中，所述控制装置通过控制所述电磁阀使得所述气缸21做直线往复运动，从而通过所述连接杆22带动所述锤击头24做直线往复运动，实现对焊缝的锤击。所述锤击头24优选为球头，以满足不同角度的锤击。所述连接杆22用以延伸所述气缸21伸缩端的长度，通过选用不同长度的连接杆22来调整所述锤击装置2的长度。

在另一种实施例中，所述连接杆22与所述锤击头24通过弹性件23连接，所述连接杆22朝向所述锤击头24的端面内陷有凹槽，所述弹性件23的一端与所述凹槽的内底面固定连接，另一端与所述锤击头24固定连接。

在这种技术方案中，所述弹性件23既可以增加所述锤击头24的锤击频率，也可以增加所述锤击头24的柔性，抵消锤击焊缝时所述气缸21受到的部分反作用力，从而提高所述气缸21的使用寿命。并且所述弹性件23设置在所述凹槽内，在轴向上对所述弹性件23进行支撑，避免其在所述锤击头24的重力作用下发生弯曲，从而影响锤击效果。所述弹性件23可以螺旋弹簧或橡胶弹簧等。

在另一种实施例中，所述焊接装置3和所述锤击装置2呈夹角设置，所述夹角为90°～180°。在这种技术方案中，为避免同一所述机械臂1上所述焊接装置3和所述锤击装置2相互影响，二者需呈夹角设置，所述夹角为所述锤击头24和所述焊枪之间的夹角，其至少应大于90°，较优的将所述夹角设置为180°。

在另一种实施例中，所述变位机4的两侧水平设置有多个定位气缸41，且所述变位机4两侧的所述定位气缸41的活动端相对设置；任意所述定位气缸41的活动端固定连接有延伸杆411，所述延伸杆411上固定连接有吸盘412，所述吸盘412通过软管与真空发生器连接；所述定位气缸41和所述真空发生器分别与所述控制装置连接。

在这种技术方案中，考虑到在水工钢闸门的面板上焊接的主梁构件、纵梁构件或者次梁构件与面板为垂直连接，即当面板水平装置时，待焊接构件为竖直放置的。因此需要所述定位气缸41对待焊接构件进行定位及固定。所述定位气缸41中的所述吸盘412可以牢牢吸住待焊接工件，选取不同长度的所述延伸杆411调整所述定位气缸41的总体长度，再通过所述定位气缸41对所述吸盘412与待焊接工件之间的距离进行细微调整。为保证定位精度，可以在待焊接工件的一侧使用多个所述定位气缸41进行定位，也可以在待焊接工件的两侧同时使用所述定位气缸41进行定位。

在另一种实施例中，所述变位机4的两侧还设置有除渣装置5，所述除渣装置5包括吸尘架54和风机；所述吸尘架54两端通过支架6与所述变位机4固定连接；所述吸尘架54一侧开口，且朝向所述水工钢闸门面板，所述吸尘架54的内底面不高于所述水工钢闸门面板的上表面；所述风机通过管道与所述吸尘架54连通。

在这种技术方案中，两个所述吸尘架54沿所述变位机4轴线方向相对设置在所述变位机4的两侧，即两个所述吸尘架54的开口段相对设置。所述吸尘架54的内底面不高于所述水工钢闸门面板的上表面，以便于所述水工钢闸门面板上的焊渣进入所述吸尘架54内。所述风机与所述吸尘架54连通，通过所述吸尘架54的开口端对焊渣提供吸附力，将焊渣吸入所述吸尘架54内。所述支架6可以为伸缩杆，以便于适应不同尺寸的水工钢闸门面板。

在另一种实施例中，所述吸尘架54呈水平设置的U型结构，且开口端朝向所述水工钢闸门面板；所述吸尘架54的侧壁上间隔设置有多个用以连接所述管道的通孔51，任意所述通孔51的两侧设置有隔板55。

所述隔板55为直角梯形，其斜边朝向所述吸尘架54的内底面，且其斜边距所述吸尘架54的内底面间隔一定距离；所述隔板55倾斜设置，所述通孔51两侧的所述隔板55对称设置且呈外扩的喇叭状。

在这种技术方案中，所述风机通过多根管道分别与所述通孔51连接，以保证通过所述吸尘架54向所述水工钢闸门面板上的焊渣提供均匀的吸附力。所述通孔51的两侧设置有所述隔板55，所述隔板55为直角梯形，其斜边朝向所述吸尘架54的内底面，即其直角边可以与所述吸尘架54的上顶角贴合，避免所述风机提供的风力因所述隔板55上端与所述吸尘架54之间有缝隙而减弱。所述通孔51两侧的所述隔板55对称设置且呈外扩的喇叭状可以增加所述风机通过单个所述通孔51提供的吸附风力的覆盖面积。

在另一种实施例中，所述吸尘架54还包括刮板56和驱动装置52，所述刮板56竖直设置在所述隔板55下方且与所述吸尘架54的内底面接触，所述吸尘架54的侧壁上开设有通槽57，所述刮板56的一侧穿过所述通槽与所述驱动装置52连接，所述驱动装置52带动所述刮板56沿所述吸尘架54的内底面做水平往返移动。

在这种技术方案中，所述隔板55的斜边距所述吸尘架54的内底面间隔一定距离以容纳所述刮板56，使得所述刮板56可以在所述驱动装置52的带动下将所述吸尘架54内的焊渣推向其两端，对应可在所述吸尘架54的两端设置缺口或者接渣盒，以方便所述焊渣排出以及对焊渣的清理。所述驱动装置52为丝杠导轨结构或气缸结构等直线往复运动结构，所述驱动装置52与所述控制装置连接，定期带动所述刮板56清理所述吸尘架54内的焊渣。

在另一种实施例中，所述吸尘架54的上端面上设置有倾角传感器53，所述倾角传感器53与所述控制装置连接。

在这种技术方案中，考虑到为配合所述焊接装置进行立焊或仰焊，所述水工钢闸门面板会对应倾斜一定角度，在这种状态下，位于上方的所述除渣装置5中的风机无需开启。因此可通过所述倾角传感器53判断所述水工钢闸门面板的状态，并在所述水工钢闸门面板离开水平位置时，及时通过所述驱动装置52和所述刮板56将即将移动至上方的一侧的所述吸尘架54内的焊渣清理掉。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。