阅读说明：本技术 一种基于感应加热的焊接变形薄板矫平装置 (Welding deformation sheet metal flattening device based on induction heating ) 是由 王秋平 许静 吴百公 关杰仁 谷家扬 蒋志勇 于 2021-06-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于感应加热的焊接变形薄板矫平装置,包括导轨、焊接机构和感应加热机构,焊接机构通过滑板一与导轨滑动连接,感应加热机构通过滑板二与导轨滑动连接；焊接机构包括激光发射筒、激光头和传动机构一,激光发射筒与激光头相连且沿激光头发出激光,激光发射筒通过传动机构一与滑板一相连；感应加热机构包括距离探测器、夹持块、防护框、感应加热线圈和传动机构二,距离探测器通过传动机构二与滑板二相连,夹持块分别与距离探测器、防护框相连,防护框内设置感应加热线圈,感应加热线圈与防护框的接触部分分别设置进水口和出水口,感应加热线圈内设置冷却水通道。本发明工作效率高,智能化程度高,能够有效降低磁损伤。(The invention discloses a welding deformation sheet leveling device based on induction heating, which comprises a guide rail, a welding mechanism and an induction heating mechanism, wherein the welding mechanism is in sliding connection with the guide rail through a first sliding plate, and the induction heating mechanism is in sliding connection with the guide rail through a second sliding plate; the welding mechanism comprises a laser emitting barrel, a laser head and a first transmission mechanism, the laser emitting barrel is connected with the laser head and emits laser along the laser head, and the laser emitting barrel is connected with the first sliding plate through the first transmission mechanism; the induction heating mechanism comprises a distance detector, a clamping block, a protection frame, an induction heating coil and a transmission mechanism II, the distance detector is connected with the sliding plate II through the transmission mechanism II, the clamping block is respectively connected with the distance detector and the protection frame, the induction heating coil is arranged in the protection frame, the induction heating coil and a contact part of the protection frame are respectively provided with a water inlet and a water outlet, and a cooling water channel is arranged in the induction heating coil. The invention has high working efficiency and high intelligent degree and can effectively reduce magnetic damage.)

一种基于感应加热的焊接变形薄板矫平装置

技术领域

本发明涉及焊接矫平装置，具体为一种基于感应加热的焊接变形薄板矫平装置。

背景技术

豪华邮轮薄板在建造过程中存在大量焊接工艺，由于焊后残余应力的存在，导致薄板变形。传统的人工火工矫平方法速度慢、效率低，矫平过程中存在大量有害气体和颗粒物，存在较大安全隐患，对操作人员没有有效的保护，同时，缺少对于变形表面距离的测定。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种智能化程度高、工作效率高、矫平质量高的基于感应加热的焊接变形薄板矫平装置。

技术方案：本发明所述的一种基于感应加热的焊接变形薄板矫平装置，包括导轨、焊接机构和感应加热机构，焊接机构通过滑板一与导轨滑动连接，感应加热机构通过滑板二与导轨滑动连接；焊接机构包括激光发射筒、激光头和传动机构一，激光发射筒与激光头相连且沿激光头发出激光，激光发射筒通过传动机构一与滑板一相连；感应加热机构包括距离探测器、夹持块、防护框、感应加热线圈和传动机构二，距离探测器通过传动机构二与滑板二相连，夹持块分别与距离探测器、防护框相连，防护框内设置感应加热线圈，感应加热线圈与防护框的接触部分分别设置进水口和出水口，感应加热线圈内设置冷却水通道，冷却水通道分别与进水口、出水口相连。进水口与出水口和外部水管连接。防护框能够降低磁损伤，对操作人员形成保护。

进一步地，传动机构一包括立柱一、转台一、电机一、连接臂一、连接臂二、电机二、电机三和连接臂三，立柱一的底部与滑板一相连，顶部与转台一转动连接，转台一通过连接臂一与连接臂二相连，电机一用于驱动转台一转动，电机二、电机三分别。焊接机构还包括配电箱一，配电箱一设置于滑板一上，配电箱一分别与电机一、电机二、电机三相连。

进一步地，传动机构二包括立柱二、转台二、电机四、连接臂四、连接臂五、电机五、电机六和连接臂六，立柱二的底部与滑板二相连，顶部与转台二转动连接，转台二通过连接臂四与连接臂五相连，电机四用于驱动转台二转动，电机五、电机六分别用于驱动连接臂五的底部、顶部转动。传动机构二还包括旋转电机，旋转电机的一端与连接臂六相连，另一端通过转轴与距离探测器相连。感应加热机构还包括配电箱二，配电箱二设置于滑板二上，配电箱二分别与电机四、电机五、电机六相连。

进一步地，夹持块为U型，有利于连接固定的稳定性。夹持块的两侧通过四个螺钉与防护框连接。

进一步地，距离探测器为红外距离探测器，自动测定感应加热线圈与薄板变形距离，使加热距离保持在3mm左右，确保矫正效率持续最优。

进一步地，感应加热线圈由铜线圈绕制而成，铜线圈的材质为T3铜，壁厚为2～3mm。壁厚小于2mm，会导致感应器功率损耗增加；壁厚大于3mm，会导致材料浪费。

进一步地，滑板一、滑板二通过外部履带滑动于导轨上。

工作原理：启动配电箱一，在传动机构一、传动机构二的带动下，对准薄钢板拼合处，激光发射筒沿激光头发出激光，进行焊接过程。焊接完成后，启动配电箱二，感应加热机构滑动于薄板变形上方，距离探测器通过红外光测定变形表面距离。从进水口通入冷却水，经冷却水通道后从出水口流出，向感应加热线圈中通入电流，感应加热线圈工作，交变电场产生交变磁场在薄钢板表面形成涡流产热，对变形部分进行矫平。防护框能够降低磁损伤，对操作人员形成保护。

有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：

1、将焊接机构和感应加热机构组合，焊接后即可进入感应加热工序，同时进行高精度矫平，工作效率高，无需人为操作，智能化程度高，能够有效降低磁损伤，对操作人员形成保护；

2、导轨可设置于地面，也可挂于墙面，配合传动机构一、传动机构二和旋转电机使，具有高度加工柔性，方便调节，适用面广，实用性高；

3、设置的感应加热线圈采取机械化作业，可改善工作环境，消除了传统人工火焰加热产生的有害气体，杜绝了易燃易爆的安全隐患，升温快，热输入准确可控，可显著提高矫平质量和工作效率；

4、设置距离探测器，具有自动测定感应加热线圈与薄板变形距离的作用，使加热距离保持在3mm左右。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明焊接机构2的结构示意图；

图3是本发明感应加热机构3的结构示意图；

图4是本发明感应加热机构3的主视图；

图5是本发明感应加热线圈34处的局部放大图；

图6是本发明感应加热线圈34的透视图；

图7是本发明的A-A面剖视图。

具体实施方式

如图1，基于感应加热的焊接变形薄板矫平装置包括导轨1、焊接机构2、感应加热机构3、滑板一4和滑板二5。导轨1可设置于地面，也可挂于墙面。滑板一4与导轨1滑动连接，滑板二5与导轨1滑动连接，滑板一4、滑板二5的底端均开设与导轨1相匹配的滑槽。焊接机构2固设在滑板一4的上表面，感应加热机构3固设在滑板二5的上表面。滑板一4、滑板二5还可以通过外部履带滑动于导轨1上。

如图2，焊接机构2包括激光发射筒21、激光头22、传动机构一23和配电箱一24。激光发射筒21与激光头22固连，激光发射筒21沿激光头22发出激光，激光发射筒21通过传动机构一23与滑板一4固定连接，滑板一4的上表面还固设有配电箱一24。

传动机构一23包括立柱一231、转台一232、电机一233、连接臂一234、连接臂二235、电机二236、电机三237和连接臂三238，立柱一231的底端设置螺纹孔，通过螺栓将其固定在滑板一4的上表面。立柱一231的顶部与转台一232转动连接，电机一233通过联轴器、转轴与转台一232相连，驱动转台一232转动。转台一232与连接臂一234固连，通过联轴器与电机二236相连的转轴，穿过连接臂一234并与连接臂二235的下端固定相连。转轴通过滚动轴承与连接臂一234转动连接。连接臂二235的上端通过转轴、联轴器与电机三237相连，电机三237用于驱动连接臂二235的顶部转动，转轴通过滚动轴承与连接臂三238转动连接。连接臂三238与激光发射筒21固连。配电箱一24通过导线分别与电机一233、电机二236、电机三237相连。

如图3～4，感应加热机构3包括距离探测器31、夹持块32、防护框33、感应加热线圈34、传动机构二35和配电箱二39。距离探测器31的一端通过传动机构二35与滑板二5的上表面固定连接，另一端夹持块32固定连接。夹持块32为U型结构，防护框33的右端部伸入夹持块32中，夹持块32的前后两侧分别通过四个螺钉与防护框33固定连接。防护框33能够降低磁损伤，对操作人员形成保护。防护框33内设有感应加热线圈34，滑板二5的上表面还固定连接有配电箱二39。

传动机构二35包括立柱二351、转台二352、电机四353、连接臂四354、连接臂五355、电机五356、电机六357、连接臂六358和旋转电机359，立柱二351的底端设置螺纹孔，通过螺栓将其固定在滑板二5的上表面。立柱二351的顶部与转台二352转动连接，电机四353通过联轴器、转轴与转台二352相连，驱动转台二352转动。转台二352与连接臂四354固连，通过联轴器与电机五356相连的转轴，穿过连接臂四354并与连接臂五355的下端固定相连。转轴通过滚动轴承与连接臂四354转动连接。连接臂五355的上端通过转轴、联轴器与电机六357相连，电机六357用于驱动连接臂五355的顶部转动，转轴通过滚动轴承与连接臂六358转动连接。连接臂六358通过法兰盘与旋转电机359相连，旋转电机359输出转轴，转轴与距离探测器31固定连接。配电箱二39通过导线分别与电机四353、电机五356、电机六357相连。

如图5～7，感应加热线圈34起始处与防护框33的接触部分分别设有进水口36和出水口37，感应加热线圈34为中空结构，中空结构为冷却水通道38，冷却水通道38分别与进水口36、出水口37相连，进水口36与出水口37和外部水管连接。距离探测器31为红外距离探测器31，自动测定感应加热线圈34与薄板变形距离，使加热距离保持在3mm左右。感应加热线圈34由铜线圈绕制而成，铜线圈的材质为T3铜，壁厚为2～3mm，铜线圈和防护框33均可随时更换。

启动配电箱一24，在传动机构一23、传动机构二35的带动下，对准薄钢板拼合处，激光发射筒21沿激光头22发出激光，进行焊接过程。焊接完成后，启动配电箱二39，感应加热机构3滑动于薄板变形上方，距离探测器31通过红外光测定变形表面距离。从进水口36通入冷却水，经冷却水通道38后从出水口37流出，向感应加热线圈34中通入电流，感应加热线圈34工作，交变电场产生交变磁场在薄钢板表面形成涡流产热，对变形部分进行矫平。防护框33能够降低磁损伤，对操作人员形成保护。