CN111644745A - 船用平板拼焊系统、拼焊方法及平面分段加工生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种船用平板拼焊系统、拼焊方法及平面分段加工生产线。该船用平板拼焊系统包括第一输送装置、第一焊接装置、换向输送装置、第二输送装置及第二焊接装置。第一输送装置和第一焊接装置相配合，沿第一方向输送平板，并将沿第一方向输送的相邻两平板的相对端部激光复合焊接在一起形成平板单元。第二输送装置和第二焊接装置相配合，沿第二方向输送平板单元，并将沿第二方向输送的相邻两平板单元的相对端部激光复合焊接在一起。换向输送装置将第一输送装置上的平板单元沿第二方向输送至第二输送装置，实现输送方向的变换。本发明形成流水线工艺布局，生产效率高；布局紧凑，扩展板材的拼接尺寸；热输入量小，减小焊接变形。

Description

船用平板拼焊系统、拼焊方法及平面分段加工生产线

技术领域

本发明涉及船舶建造技术领域，特别涉及一种船用平板拼焊系统、拼焊方法及平面分段加工生产线。

背景技术

客滚船、游艇、游轮、邮轮等高端船舶中，除了水线面以下的部位采用厚板作为结构基材外，其他区域的结构通常采用薄板，因此整船建造过程中，薄板拼接焊接量大。其中，在船舶领域，薄板通常是指厚度在8mm以下的钢板。

传统方案中，通常在胎位上进行板材的拼接并通过埋弧焊的方式焊接。埋弧焊接热输入量大，钢板变形严重，且在船用领域要求板材焊接时正反面均成型，因此不少拼接板材还需要翻面进行焊接，工序复杂、拼焊效率较低且钢板变形量较大。传统方案常采用机械校平、水火整形、背烧、结构加强等手段进行缓解，但很难彻底解决变形问题。另外，船舶建造的后续每道工序焊接由于焊缝热影响大，又会导致变形，是造成项目成本和无用成本居高不下的元凶之一。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种船用平板拼焊系统，解决现有技术中板材拼焊效率低且变形严重的问题。

本发明的另一个目的在于提供一种具有上述船用平板拼焊系统的船用平面分段加工生产线。

本发明还提供一种船用平板拼焊方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种船用平板拼焊系统，包括：第一输送装置，沿第一方向延伸并输送平板，其上设有第一焊接位；第一焊接装置，设置于所述第一焊接位处，用于将沿第一方向输送的相邻两平板的相对端部激光复合焊接在一起形成平板单元；换向输送装置，设置于所述第一输送装置中，在沿第一方向上位于所述第一焊接位的下游；所述换向输送装置能够向上超出所述第一输送装置的输送面，以支撑所述平板单元并将平板单元沿第二方向输送；所述第二方向与所述第一方向之间具有夹角；第二输送装置，与所述换向输送装置相接，沿第二方向延伸并输送所述平板单元，其上设有第二焊接位；第二焊接装置，设置于所述第二焊接位处，用于将沿第二方向输送的相邻两平板单元的相对端部激光复合焊接在一起。

在一些实施例中，所述第一焊接装置和所述第二焊接装置均包括：定位夹紧设备，沿所述第一方向间隔分布于所述第一焊接位，或沿所述第二方向间隔分布于所述第二焊接位，分别对相邻两平板的相对端部或相邻两平板单元的相对端部进行定位夹紧；成型铣削设备，可升降地位于所述定位夹紧设备之间的间隔内，并可沿着所述定位夹紧设备之间的间隔移动，以对相邻两平板的相对端部或相邻两平板单元的相对端部同时进行铣削；激光焊接设备，位于所述定位夹紧设备的上方，用于对相邻两平板的相对端部或相邻两平板单元的相对端部进行激光复合焊接。

在一些实施例中，所述换向输送装置包括万向轮单元和输送单元；所述万向轮单元具有沿第一方向和第二方向分布的多个万向轮；所述万向轮单元可升降地设置于所述第一输送装置中，使得所述万向轮能向上超出所述第一输送装置的输送面以支撑所述平板单元；所述输送单元可沿第二方向移动，以将支撑于所述万向轮上的平板单元输送至所述第二输送装置。

在一些实施例中，所述输送单元包括座体和可拆卸地安装于所述座体上的推动件；所述座体可沿所述第二方向移动，所述座体上设有插孔；所述推动件插设于所述插孔内，并向上超出所述第一输送装置的输送面以抵接所述平板单元。

在一些实施例中，所述第一输送装置包括沿所述第一方向间隔布置的多个输送辊道；各输送辊道垂直于所述第一方向，并可绕其自身轴线转动，从而支撑并输送所述平板；所述换向输送装置布置于所述输送辊道的间隔内。

在一些实施例中，所述第二输送装置包括支撑平台、滚轮机构及输送机构；所述滚轮机构与所述支撑平台相对升降，而使所述平板单元在两者之间转移；所述输送机构沿第二方向延伸，并在所述平板单元由所述滚轮机构支撑时带动所述平板单元沿第二方向移动。

在一些实施例中，所述支撑平台包括支撑框架以及铺设于所述支撑框架上的支撑板；所述支撑板上开设有过孔，以供所述滚轮机构升降。

在一些实施例中，所述输送机构为板链输送机构。

在一些实施例中，所述第一方向与所述第二方向垂直。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种船用平面分段加工生产线，包括如上所述的船用平板拼焊系统以及用于在完成拼焊后的平板单元上焊接加强材的加强材拼焊系统；所述加强材拼焊系统与所述第二输送装置相接，沿所述第二方向布置于所述第二焊接装置下游。

在一些实施例中，所述加强材拼焊系统包括沿所述第二方向依次设置的第一加强材拼焊装置和第二加强材拼焊装置，以及沿第二方向移动的运输台车；第一加强材拼焊装置和第二加强材拼焊装置均设有沿第二方向延伸的行车空位；所述运输台车沿着所述行车空位在第一加强材拼焊装置和第二加强材拼焊装置之间移动；所述运输台车具有可升降的运输支撑面，所述运输支撑面在升降过程中向上超出或向下低于所述第一加强材拼焊装置的支撑面和第二加强材拼焊装置的支撑面。

根据本发明的又一个方面，本发明提供一种船用平板拼焊方法，包括：

沿第一方向输送平板，将相邻的待拼接的两平板的相对端部定位于一第一焊接位，利用激光复合焊接将两平板的相对端部焊接在一起，形成平板单元；

沿第二方向输送所述平板单元，将相邻的待拼接的两平板单元的相对端部定位于一第二焊接位，利用激光复合焊接将两平板单元的相对端部焊接在一起；其中，第一方向与第二方向具有夹角；

重复上述步骤，将预定的多个平板单元拼焊为一体。

在一些实施例中，所述“利用激光复合焊接将两平板的相对端部焊接在一起”具体包括：利用位于第一焊接位上的一成型铣削设备对两平板的相对端部同时进行铣削，将铣削后的两平板的端部进行对接再激光复合焊接在一起；所述“利用激光复合焊接将两平板单元的相对端部焊接在一起”具体包括：利用位于第二焊接位上的一成型铣削设备对两平板单元的相对端部同时进行铣削，将铣削后的两平板单元的端部进行对接再激光复合焊接在一起。

在一些实施例中，所述“沿第一方向输送平板，将相邻的待拼接的两平板的相对端部定位于一第一焊接位”的步骤中，利用沿第一方向间隔布置的多个输送辊道输送以及支撑所述平板。

在一些实施例中，所述“沿第二方向输送所述平板单元”的步骤中，利用滚轮机构支撑并输送所述平板单元；所述“将相邻的待拼接的两平板单元的相对端部定位于一第二焊接位”的步骤中，利用一支撑平台支撑所述平板单元；其中，所述滚轮机构与所述支撑平台可相对升降。

在一些实施例中，所述第一方向和所述第二方向垂直。

由上述技术方案可知，本发明至少具有如下优点和积极效果：本发明的船用平板拼焊系统中，通过第一输送装置、第二输送装置及换向输送装置形成沿第一方向和第二方向流转的流水线工艺布局，提高生产效率。第一方向和第二方向为具有夹角的两个方向，使得该船用平板拼焊系统布局紧凑，缩短流水线长度，并可在两个方向上对平板进行拼接，扩展板材的拼接尺寸，以便得到更大尺寸的平面分段结构。其中，平板的拼焊以及平板单元的拼焊均采用激光复合焊接，热输入量少且熔深高，特别适用于薄板的焊接，大大降低变形量，同时可以一次焊接而双面成型，无需再翻面焊接，减少工艺步骤，提高拼焊效率。

附图说明

图1是本发明船用平板拼焊系统实施例的结构示意图。

图2是利用图1的拼焊系统对平板进行拼接的状态变化示意图。

图3是利用图1的拼焊系统对平板单元进行拼接的状态变化示意图。

图4是图1中第一焊接装置的结构示意图。

图5是图1中A处局部放大示意图。

图6是图1中第二输送装置的结构示意图。

图7是本发明船用平面分段加工生产线实施例的结构示意图。

图8在图3基础上进一步焊接加强材形成平面分段的结构示意图。

附图标记说明如下：

1、第一输送装置；11、支座；111、支脚；12、输送辊道；

2、第一焊接装置；21、定位夹紧设备；22、成型铣削设备；23、激光焊接设备；24、龙门架；

3、换向输送装置；31、万向轮单元；311、基座；312、万向轮；32、输送单元；321、座体；3211、插孔；322、推动件；

4、第二输送装置；41、支撑平台；411、支撑框架；412、支撑板；42、滚轮机构；421、滚轮；43、输送机构；431、连接件；

5、第二焊接装置；

6、第一加强材拼焊装置；61、划线胎位；611、支撑平台；612、滚轮机构；62、划线设备；63、第一加强材装配胎位；631、支撑平台；632、滚轮机构；638、行车空位；64、第一加强材焊接胎位；648、行车空位；65、第一加强材焊接设备；

7、第二加强材拼焊装置；71、第二加强材装配胎位；72、第二加强材焊接胎位；78、行车空位；

8、运输台车；

100、平板；101、长边；102、短边；200、平板单元；300、大平板；400、第一加强材；500、第二加强材；600、平面分段；

X、第一方向；Y、第二方向。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明提供一种船用平板拼焊系统以及具有该船用平板拼焊系统的船用平面分段加工生产线。该船用平板拼焊系统采用流水线工艺布局，将预定的多块平板拼焊为具有较大面积的大平板，并通过进一步在其下游布置加强材拼焊系统形成船用平面分段加工生产线，在拼焊好的大平板上焊接加强材形成平面分段。平面分段即可作为船舶的舱壁、甲板等结构。其中，该船用平板拼焊系统特别适用于厚度在8mm以下的薄板的拼焊。

参阅图1，本实施例的船用平板拼焊系统包括第一输送装置1、第一焊接装置2、换向输送装置3、第二输送装置4及第二焊接装置5。

第一输送装置1和第一焊接装置2相配合，沿第一方向X输送平板100，并将沿第一方向X输送的相邻两平板100的相对端部激光复合焊接在一起形成平板单元200。第二输送装置4和第二焊接装置5相配合，沿第二方向Y输送平板单元200，并将沿第二方向Y输送的相邻两平板单元200的相对端部激光复合焊接在一起。换向输送装置3将第一输送装置1上的平板单元200沿第二方向Y输送至第二输送装置4，实现输送方向的变换，以使该船用平板拼焊系统形成流水线工艺布局，提高生产效率。第一方向X和第二方向Y为水平面内具有夹角的两个方向，使得该船用平板拼焊系统布局紧凑，缩短流水线长度，并可在两个方向上对平板100进行拼接，扩展板材的拼接尺寸，以便得到更大尺寸的平面分段结构。

其中，平板100的拼焊以及平板单元200的拼焊均采用激光复合焊接，热输入量少且熔深高，对于薄板而言，变形量大大降低，同时可以一次焊接而双面成型，无需再翻面焊接，减少工艺步骤，提高拼焊效率。

在一些实施例中，第一方向X和第二方向Y相互垂直，便于对规则形状的平板100进行拼接。

结合图1至图3，相对应地，相拼接的平板100呈矩形，其长边101平行于第一方向X，短边102平行于第二方向Y。平板100在第一输送装置1沿第一方向X输送，相邻两平板100的短边102相对，通过第一焊接装置2焊接在一起形成平板单元200。而后平板单元200在第二输送装置4上沿第二方向Y输送，平板单元200的长边101相对，通过第二焊接装置5焊接在一起，预定的多个平板单元200依次拼接形成所需的大平板300。

如图1，第一输送装置1大致地包括沿第一方向X延伸的两支座11以及沿第一方向X间隔布置的多个输送辊道12。

支座11呈长条形结构，可以是整体式结构，也可以是拼接结构。支座11可向下伸出多个支脚111以支撑于地面。两支座11平行间隔布置，两支座11之间的间隔大于待拼接的平板100的短边102长度。

各输送辊道12垂直于第一方向X延伸，输送辊道12两端分别可转动地连接两支座11，从而可绕其自身轴线转动，并在转动时能够沿第一方向X输送平板100。各输送辊道12相平齐对平板100进行支撑，且在输送过程中可以保持由多个输送辊道12同时支撑平板100，避免平板100变形，保持平板100的形状。输送辊道12较佳是均匀排布的，但在一些实施例中，也可以根据实际情况进行灵活设置。

输送辊道12的转动可由驱动件(图中未示出)进行驱动，驱动件例如可为电机等。

第一输送装置1中可在预定位置留出缺口，例如在某一位置的两输送辊道12之间留出相对更大的间隔而形成缺口，在该缺口处形成第一焊接位W1，供相邻两平板100在此处进行拼焊。

对应地，第一焊接装置2设置于该第一焊接位W1。

结合图1和图4，第一焊接装置2主要包括龙门架24、定位夹紧设备21、成型铣削设备22及激光焊接设备23。

龙门架24作为结构骨架，对应于第一焊接位W1，跨设在第一输送装置1上。

定位夹紧设备21安装于龙门架24上，沿第一方向X间隔分布于第一焊接位W1，分别对相邻两平板100的相对端部进行定位夹紧。定位夹紧设备21的结构可以有多种，在此不做限定，只需将两平板100的端部区域的上下表面夹紧，并使两平板100对位即可。

需要说明的是，在定位夹紧时，定位夹紧设备21仅对平板100的待拼接端部的区域进行夹紧，而平板100的主体部位仍然由输送辊道12所支撑，平板100可以保持不变形。

成型铣削设备22可升降地位于定位夹紧设备21之间的间隔内，并可沿着定位夹紧设备21之间的间隔移动，以对相邻两平板100的相对端部同时进行铣削。该成型铣削设备22可配置成型铣刀，在不工作时位于平板100的下方，需要进行铣削时，成型铣刀上升至与平板100相对，通过成型铣刀的旋转对两平板100的相对端部即短边102端部同时进行铣削，成型铣刀再沿垂直于第一方向X在定位夹紧设备21之间的间隔之内移动，亦即在两平板100之间的间隔内移动，从而完成对两平板100的短边102的铣削。

由于采用同一成型铣削设备22对两平板100进行铣削，因此，两平板100的相对端部可以实现无缝对接，可以更好地满足激光复合焊接的要求，提高焊接质量。

激光焊接设备23安装于龙门架24上，位于定位夹紧设备21的上方。激光焊接设备23可以沿着龙门架24上的轨道(图中未标号)沿垂直于第一方向X移动，从而对相邻两平板100的相对端部进行激光复合焊接。

激光焊接设备23可以配置自动寻位、焊缝追踪等功能，具体可以依据实际情况进行设定，并可参照激光焊接的相关技术。

通过第一焊接装置2将相邻两平板100焊接为一体形成平板单元200后，第一输送装置1将平板单元200继续沿第一方向X往下游输送。

参阅图1和图5，换向输送装置3设置在第一输送装置1中，在沿第一方向X上位于第一焊接位W1的下游。换向输送装置3能够向上超出第一输送装置1的输送面即各输送辊道12的顶面，以支撑平板单元200并将平板单元200沿第二方向Y输送。

在一些实施例中，换向输送装置3包括多个万向轮单元31和多个输送单元32。各万向轮单元31和各输送单元32可以设置在第一输送装置1的相邻输送辊道12之间的间隔内。

图中所示的结构中，多个万向轮单元31沿第一方向X间隔布置。每一万向轮单元31包括基座311和可万向转动地安装在基座311上的多个万向轮312。基座311呈条状结构，沿第二方向Y延伸；基座311上的多个万向轮312相应地沿第二方向Y间隔布置。

在其他实施例中，万向轮单元31也可以是呈其他方式布置，保证在第一方向X和第二方向Y分布多个万向轮312以能够支撑平板单元200即可。

万向轮单元31相对于第一输送装置1可升降，使得万向轮312能向上超出第一输送装置1的输送面。万向轮单元31的升降可通过驱动件驱动基座311升降而实现，驱动件例如可为液压驱动或电机驱动等。

各输送单元32包括座体321和可拆卸地安装于座体321上的推动件322。座体321可通过液压驱动或电机驱动而沿第二方向Y移动，座体321可以设置为低于第一输送装置1的输送面。座体321上设有插孔3211。推动件322可拆卸地插设于插孔3211内，并向上超出第一输送装置1的输送面以抵接平板单元200，从而随着座体321的移动带动平板单元200沿第二方向Y移动。

多个输送单元32沿垂直于第二方向Y间隔布置，在第一方向X和第二方向Y垂直时，也即沿第一方向X间隔布置。多个输送单元32的推动件322共同推动平板单元200，使平板单元200的移动更为平稳。

本实施例中，座体321呈条状结构，沿第二方向Y延伸，其上间隔设置多个插孔3211。推动件322例如可为销轴之类的结构，可以根据需要输送的平板单元200的尺寸及位置，推动件322选择性地插设于其中一个插孔3211中。

当平板单元200沿第一方向X往换向输送装置3所在的位置输送时，万向轮单元31的万向轮312可以是与第一输送装置1的输送辊道12平齐，与输送辊道12一同支撑平板单元200，也可以是低于输送辊道12而使平板单元200仅由输送辊道12支撑并输送。当需要往第二方向Y输送平板单元200时，万向轮单元31升起，由万向轮312支撑平板单元200脱离输送辊道12，输送单元32沿第二方向Y移动，推动件322抵接平板单元200带动平板单元200沿第二方向Y输送至第二输送装置4。

参阅图1，第二输送装置4在第一输送装置1的侧部与换向输送装置3相接。第二输送装置4沿第二方向Y延伸，在沿第二方向Y上位于换向输送装置3的下游，以接收由换向输送装置3输送的平板单元200，并沿着第二方向Y继续输送平板单元200。

结合图1和图6，在一些实施例中，第二输送装置4包括支撑平台41、滚轮机构42及输送机构43。支撑平台41和滚轮机构42相对升降而使平板单元200在两者之间转移。输送机构43沿第二方向Y延伸，带动平板单元200沿第二方向Y移动。

支撑平台41大致地可包括支撑框架411和铺设在支撑框架411上的支撑板412。支撑框架411支撑于地面上，支撑框架411可由型材例如工字钢等组装而成。支撑板412与支撑框架411之间可通过螺接固定。支撑板412形成一个较大的支撑平面，并具有较高的平面度，以便于保证平板单元200的平面度。支撑板412上开设有多个过孔(图中未标号)以供滚轮机构42升降。

滚轮机构42相应设置多组，对应于支撑板412的过孔设置。每一滚轮机构42通过驱动件而相对于支撑平台41升降，滚轮机构42可以是竖直升降，也可以是通过旋转而实现升降，根据不同的升降方式可以灵活设置驱动件的布置位置以及驱动件与滚轮机构42的连接方式。滚轮机构42具有可转动的滚轮421，滚轮421的转动轴线垂直于第二方向Y。滚轮机构42相对于支撑平台41升降时，滚轮421可相应地穿过过孔而向上超出支撑平台41，或者收回于支撑平台41下方。

输送机构43可以布置于支撑平台41的支撑框架411中，其具有沿第二方向Y的运动从而带动平板单元200移动。在一些实施例中，输送机构43可以为闭合式的循环输送机构，例如板链输送机构，输送机构43通过连接件431与平板单元200相抵接，带动平板单元200移动。

当需要沿第二方向Y输送平板单元200时，滚轮机构42升起，向上超出支撑平台41以支撑平板单元200，此时，通过输送机构43的转动带动平板单元200移动。当需要对平板单元200进行激光焊接时，滚轮机构42降下，平板单元200落在支撑平台41上由支撑平台41支撑，再由第二焊接装置5进行焊接，保证焊接时平板单元200的平面度，减小焊接变形。

与第一输送装置1类似地，第二输送装置4上也可以通过在预定位置设置缺口，从而形成第二焊接位W2。

相应地，第二焊接装置5布置于该第二焊接位W2。第二焊接装置5的结构可以与第一焊接装置2类似，同样通过定位夹紧设备对相邻两平板单元200的相对端部进行定位夹紧，通过成型铣削设备对相邻两平板单元200的相对端部同时进行铣削，而后通过激光焊接设备将相邻两平板单元200的相对端部进行激光复合焊接。

同样地，由于采用同一成型铣削设备对两平板单元200进行铣削，因此，两平板单元200的相对端部可以实现无缝对接，可以更好地满足激光复合焊接的要求，提高焊接质量。

第二焊接装置5的具体结构参照上文第一焊接装置2的结构描述，此处不再重复介绍，并省略关于第二焊接装置5的具体结构图示。

根据上述的介绍，该船用平板拼焊系统的工作过程大致如下：

1、第一张平板100上料至第一输送装置1，其中平板100的上料可以通过吊装或其他可行的方式。通过第一输送装置1的输送辊道12沿第一方向X输送第一张平板100，使第一张平板100的后端端部位于第一焊接位W1处。接着第二张平板100同样上料，并沿第一方向X输送，使第二张平板100的前端端部位于第一焊接位W1处。

2、利用输送辊道12与第一焊接装置2的定位夹紧设备21相配合，将两张平板100的相对端部定位夹紧，启动成型铣削设备22对平板100的端部进行铣削。铣削完成后，两平板100对位拼接在一起，启动激光焊接设备23进行激光复合焊接，将两平板100焊接为一体形成平板单元200。

3、焊接完成后，平板单元200在第一输送装置1上继续沿第一方向X输送至换向输送装置3所在的位置，再由换向输送装置3沿第二方向Y将平板单元200输送至第二输送装置4。

4、重复以上动作继续完成其他平板100的拼接而形成更多的平板单元200。

5、进入第二输送装置4的平板单元200通过滚轮机构42与输送机构43的配合沿第二方向Y移动。当平板单元200移动至第二焊接位W2后，滚轮机构42降下，使平板单元200由支撑平台41支撑。

6、当两平板单元200进入第二焊接位W2且端部相对时，通过第二焊接装置5对平板单元200进行定位夹紧、端部铣削以及激光复合焊接。焊接完成后，拼接好的平板单元200沿第二方向Y往下游移动一个平板宽度，再与下一个平板单元200进行拼焊，重复动作，直至将预定数量的平板单元200拼焊在一起形成大平板300。

进一步地，参阅图7，根据本发明的一实施例，还提供一种船用平面分段加工生产线，该船用平面分段加工生产线包括上述的船用平板拼焊系统以及用于在拼焊好的平板单元(即大平板300)上焊接加强材的加强材拼焊系统。加强材拼焊系统与第二输送装置4相接，沿第二方向Y布置于第二焊接装置5下游。

结合图7和图8，在一些实施例中，加强材可以包括沿第一方向X延伸的多个第一加强材400以及沿第二方向Y延伸的多个第二加强材500。第一加强材400也可称为纵骨，可以是球扁钢、角钢等，第一加强材400在大平板300上沿第二方向Y间隔布置。第二加强材500可以为T型材，其截面呈T型，与第一加强材400相垂直地设置在大平板300上。第一加强材400和第二加强材500拼焊于大平板300上即形成平面分段600，作为船舶的舱壁、甲板等结构。

相应地，加强材拼焊系统包括沿第二方向Y依次设置的第一加强材拼焊装置6和第二加强材拼焊装置7，以及沿第二方向Y移动的运输台车8。

第一加强材拼焊装置6用于将第一加强材400拼焊至大平板300上。本实施例中，第一加强材拼焊装置6包括沿第二方向Y依次布置的划线胎位61、第一加强材装配胎位63和第一加强材焊接胎位64，以及对应于划线胎位61设置的划线设备62和对应于第一加强材焊接胎位64设置的第一加强材焊接设备65。

划线胎位61与划线设备62相配合，在大平板300上划线以给装配第一加强材400提供位置参考。

划线胎位61与第二输送装置4相接，其结构可与第二输送装置4相同，通过滚轮机构612沿第二方向Y输送大平板300，而在划线时通过支撑平台611支撑大平板300。

划线设备62跨设在划线胎位61上，以在大平板300上划出沿第一方向X延伸的参考线；划线设备62可沿第二方向Y移动，从而沿第二方向Y划出多条参考线。划线设备62的具体结构可以参照相关技术，此处不再细述。

第一加强材装配胎位63与划线胎位61相接，用于供第一加强材400装配于大平板300上。本实施例中，第一加强材400根据在划线胎位61处划出的参考线位置由人工装配于大平板300上，并人工点焊固定。在其他一些实施例中，也可以通过工装设备进行自动装配以及自动点焊。

第一加强材装配胎位63的结构也大致与第二输送装置4相同，通过滚轮机构632沿第二方向Y输送大平板300，而在装配第一加强材400时通过支撑平台631支撑大平板300。与第二输送装置4相区别的是，第一加强材装配胎位63设有沿第二方向Y延伸的多个行车空位638。多个行车空位638沿垂直于第二方向Y间隔布置。该行车空位638供运输台车8行驶。

第一加强材焊接胎位64与第一加强材装配胎位63相接，第一加强材焊接胎位64对装配有第一加强材400的大平板300进行支撑，可通过型材组装而成。第一加强材焊接胎位64也设有沿第二方向Y延伸的多个行车空位648，各行车空位648分别对应与第一加强材装配胎位63的行车空位638相对。

第一加强材焊接设备65支撑于第一加强材焊接胎位64的上方，通过自动焊接的方式将点焊固定于大平板300上的第一加强材400进行满焊固定。第一加强材焊接设备65的具体结构可以参照相关技术。

仍然参阅图7和图8，第二加强材拼焊装置7用于将第二加强材500拼焊至大平板300上。本实施例中，第二加强材拼焊装置7包括沿第二方向Y依次布置的第二加强材装配胎位71和第二加强材焊接胎位72。第二加强材装配胎位71和第二加强材焊接胎位72分别对大平板300进行支撑，两者的结构可与第一加强材焊接胎位64相同。第二加强材装配胎位71和第二加强材焊接胎位72分别设有沿第二方向Y延伸的多个行车空位78，各行车空位78对应与第一加强材焊接胎位64的行车空位648、第一加强材装配胎位63的行车空位638相对。

本实施例中，第二加强材500分别通过人工装配和人工焊接的方式在第二加强材装配胎位71上进行装配点焊，以及在第二加强材焊接胎位72进行焊接固定。在其他实施例中，也可以采取自动焊接的方式，相应地可配备相关自动焊接设备。

运输台车8沿着对应的行车空位638、648、78在第一加强材拼焊装置6和第二加强材拼焊装置7之间移动。运输台车8具有可升降的运输支撑面(图中未标示)，运输支撑面在升降过程中向上超出或向下低于第一加强材拼焊装置6的支撑面(即用于支撑大平板300的支撑面)和第二加强材拼焊装置7的支撑面(即用于支撑大平板300的支撑面)。

具体地，运输台车8在第一加强材装配胎位63、第一加强材焊接胎位64、第二加强材装配胎位71和第二加强材焊接胎位72之间沿着行车空位638、648、78穿梭，通过其运输支撑面的升降将大平板300在运输支撑面以及各胎位支撑面之间转移，同时通过其沿第二方向Y的移动将大平板300沿第二方向Y运输。

运输台车8相比于第二输送装置4，结构更为简单，成本更低，运行灵活，从而降低生产线的设备成本。同时，运输台车8在大平板300装配好第一加强材400后投入使用，大平板300与第一加强材400结合之后具有较高的强度，通过运输台车8进行运输也能保持平面度，可以保证最终平面分段600的产品质量。

在其他一些实施例中，也可以不采用运输台车8，而是在整个加强材拼焊系统中采用如第二输送装置4的结构实现板材的传送。

结合图2和图3，本发明还提供一种船用平板拼焊方法，包括步骤：

S10：沿第一方向X输送平板100，将相邻的待拼接的两平板100的相对端部定位于一第一焊接位，利用激光复合焊接将两平板100的相对端部焊接在一起，形成平板单元200。通过该步骤，平板100形成平板单元200的状态可参阅图2。

S20：沿第二方向Y输送平板单元200，将相邻的待拼接的两平板单元200的相对端部定位于一第二焊接位，利用激光复合焊接将两平板单元200的相对端部焊接在一起；其中，第一方向X与第二方向Y具有夹角。通过该步骤，平板单元200相拼接的状态可参阅图3。

S30：重复上述步骤，将预定的多个平板单元200拼焊为一体，形成大平板300。

在完成大平板300的拼接之后，参阅图7，进一步地在拼接完成的大平板300上焊接第一加强材400和第二加强材500，即可形成平面分段600。

根据上述船用平板拼焊方法，以输送的方式进行平板100拼接，形成流水线布局，提高生产效率。且可在两个方向上对平板100进行拼接，扩展板材的拼接尺寸，便于得到更大尺寸的平面分段600结构。焊接时采用激光复合焊接，热输入量少且熔深高，对于薄板而言，变形量大大降低，同时可以一次焊接而双面成型，无需再翻面焊接，减少工艺步骤，提高拼焊效率。

进一步地，步骤S10中利用激光复合焊接将两平板100的相对端部焊接在一起具体包括：利用位于第一焊接位上的一成型铣削设备对两平板100的相对端部同时进行铣削，将铣削后的两平板100的端部进行对接再激光复合焊接在一起；而步骤S20中利用激光复合焊接将两平板单元200的相对端部焊接在一起具体包括：利用位于第二焊接位上的一成型铣削设备对两平板单元200的相对端部同时进行铣削，将铣削后的两平板单元200的端部进行对接再激光复合焊接在一起。由于采用同一成型铣削设备对待焊接的平板100或平板单元200进行铣削，可以实现无缝对缝，可以更好地满足激光复合焊接的要求，提高焊接质量。

另外，在步骤S10中，可利用沿第一方向X间隔布置的多个输送辊道输送以及支撑平板100。由于拼接前的平板100相对具有较小的面积，因此具有相对较好的刚度，通过输送辊道支撑可以起到足够的支撑效果，且输送辊道成本低，降低生产成本。

而在步骤S20中，当需要沿第二方向Y输送平板单元200时，利用滚轮机构支撑并输送平板单元200；当将相邻的待拼接的两平板单元200的相对端部定位于第二焊接位时，利用一支撑平台支撑平板单元200；其中，滚轮机构与支撑平台可相对升降。平板单元200面积较大，在焊接时通过支撑平台进行支撑可以保证更高的平面度，从而减小焊接变形，提高焊接质量。

该船用平板拼焊方法可利用上文所述的船用平板拼焊系统来实现，相应地，可利用第一输送装置1和第一焊接装置2进行上述的步骤S10，利用第二输送装置4和第二焊接装置5进行上述的步骤S20，利用换向输送装置3实现输送方向的转换。而第一方向X和第二方向Y也可分别对应于上文的相应方向。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (16)

1.一种船用平板拼焊系统，其特征在于，包括：

第一输送装置，沿第一方向延伸并输送平板，其上设有第一焊接位；

第一焊接装置，设置于所述第一焊接位处，用于将沿第一方向输送的相邻两平板的相对端部激光复合焊接在一起形成平板单元；

换向输送装置，设置于所述第一输送装置中，在沿第一方向上位于所述第一焊接位的下游；所述换向输送装置能够向上超出所述第一输送装置的输送面，以支撑所述平板单元并将平板单元沿第二方向输送；所述第二方向与所述第一方向之间具有夹角；

第二输送装置，与所述换向输送装置相接，沿第二方向延伸并输送所述平板单元，其上设有第二焊接位；

第二焊接装置，设置于所述第二焊接位处，用于将沿第二方向输送的相邻两平板单元的相对端部激光复合焊接在一起。

2.根据权利要求1所述的船用平板拼焊系统，其特征在于，所述第一焊接装置和所述第二焊接装置均包括：

定位夹紧设备，沿所述第一方向间隔分布于所述第一焊接位，或沿所述第二方向间隔分布于所述第二焊接位，分别对相邻两平板的相对端部或相邻两平板单元的相对端部进行定位夹紧；

成型铣削设备，可升降地位于所述定位夹紧设备之间的间隔内，并可沿着所述定位夹紧设备之间的间隔移动，以对相邻两平板的相对端部或相邻两平板单元的相对端部同时进行铣削；

激光焊接设备，位于所述定位夹紧设备的上方，用于对相邻两平板的相对端部或相邻两平板单元的相对端部进行激光复合焊接。

3.根据权利要求1所述的船用平板拼焊系统，其特征在于，所述换向输送装置包括万向轮单元和输送单元；

所述万向轮单元具有沿第一方向和第二方向分布的多个万向轮；所述万向轮单元可升降地设置于所述第一输送装置中，使得所述万向轮能向上超出所述第一输送装置的输送面以支撑所述平板单元；

所述输送单元可沿第二方向移动，以将支撑于所述万向轮上的平板单元输送至所述第二输送装置。

4.根据权利要求3所述的船用平板拼焊系统，其特征在于，所述输送单元包括座体和可拆卸地安装于所述座体上的推动件；所述座体可沿所述第二方向移动，所述座体上设有插孔；所述推动件插设于所述插孔内，并向上超出所述第一输送装置的输送面以抵接所述平板单元。

5.根据权利要求1所述的船用平板拼焊系统，其特征在于，所述第一输送装置包括沿所述第一方向间隔布置的多个输送辊道；各输送辊道垂直于所述第一方向，并可绕其自身轴线转动，从而支撑并输送所述平板；

所述换向输送装置布置于所述输送辊道的间隔内。

6.根据权利要求1所述的船用平板拼焊系统，其特征在于，所述第二输送装置包括支撑平台、滚轮机构及输送机构；

所述滚轮机构与所述支撑平台相对升降，而使所述平板单元在两者之间转移；所述输送机构沿第二方向延伸，并在所述平板单元由所述滚轮机构支撑时带动所述平板单元沿第二方向移动。

7.根据权利要求6所述的船用平板拼焊系统，其特征在于，所述支撑平台包括支撑框架以及铺设于所述支撑框架上的支撑板；所述支撑板上开设有过孔，以供所述滚轮机构升降。

8.根据权利要求6所述的船用平板拼焊系统，其特征在于，所述输送机构为板链输送机构。

9.根据权利要求1所述的船用平板拼焊系统，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直。

10.一种船用平面分段加工生产线，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的船用平板拼焊系统以及用于在完成拼焊后的平板单元上焊接加强材的加强材拼焊系统；

所述加强材拼焊系统与所述第二输送装置相接，沿所述第二方向布置于所述第二焊接装置下游。

11.根据权利要求10所述的船用平面分段加工生产线，其特征在于，所述加强材拼焊系统包括沿所述第二方向依次设置的第一加强材拼焊装置和第二加强材拼焊装置，以及沿第二方向移动的运输台车；

第一加强材拼焊装置和第二加强材拼焊装置均设有沿第二方向延伸的行车空位；

所述运输台车沿着所述行车空位在第一加强材拼焊装置和第二加强材拼焊装置之间移动；所述运输台车具有可升降的运输支撑面，所述运输支撑面在升降过程中向上超出或向下低于所述第一加强材拼焊装置的支撑面和第二加强材拼焊装置的支撑面。

12.一种船用平板拼焊方法，其特征在于，包括：

沿第一方向输送平板，将相邻的待拼接的两平板的相对端部定位于一第一焊接位，利用激光复合焊接将两平板的相对端部焊接在一起，形成平板单元；

沿第二方向输送所述平板单元，将相邻的待拼接的两平板单元的相对端部定位于一第二焊接位，利用激光复合焊接将两平板单元的相对端部焊接在一起；其中，第一方向与第二方向具有夹角；

重复上述步骤，将预定的多个平板单元拼焊为一体。

13.根据权利要求12所述的船用平板拼焊方法，其特征在于：

所述“利用激光复合焊接将两平板的相对端部焊接在一起”具体包括：利用位于第一焊接位上的一成型铣削设备对两平板的相对端部同时进行铣削，将铣削后的两平板的端部进行对接再激光复合焊接在一起；

所述“利用激光复合焊接将两平板单元的相对端部焊接在一起”具体包括：利用位于第二焊接位上的一成型铣削设备对两平板单元的相对端部同时进行铣削，将铣削后的两平板单元的端部进行对接再激光复合焊接在一起。

14.根据权利要求12所述的船用平板拼焊方法，其特征在于，所述“沿第一方向输送平板，将相邻的待拼接的两平板的相对端部定位于一第一焊接位”的步骤中，利用沿第一方向间隔布置的多个输送辊道输送以及支撑所述平板。

15.根据权利要求12所述的船用平板拼焊方法，其特征在于，所述“沿第二方向输送所述平板单元”的步骤中，利用滚轮机构支撑并输送所述平板单元；

所述“将相邻的待拼接的两平板单元的相对端部定位于一第二焊接位”的步骤中，利用一支撑平台支撑所述平板单元；

其中，所述滚轮机构与所述支撑平台可相对升降。

16.根据权利要求12所述的船用平板拼焊方法，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向垂直。

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