本發(fā)明屬于船用背燒，具體涉及一種柔性電磁感應(yīng)加熱裝置、背燒系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在船體建造過程中，進行焊接操作時會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，修正角也會產(chǎn)生變形，進而導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)局部發(fā)生變形，為了預(yù)防這種變形，需要對焊接背面進行背燒處理，既能消退角變形，又能消退內(nèi)應(yīng)力，也是預(yù)先反變形。造船時，尤其是大型船體，需要進行背燒的鋼板面積很大，背燒質(zhì)量的要求也高，傳統(tǒng)火工背燒施工方法采用一個人操作一個背燒工具，消耗了大量人力物力，效率低，且依賴于工人經(jīng)驗和技術(shù)，背燒過程中還會產(chǎn)生有毒氣體，對工人身體健康造成影響，故加熱裝置作為背燒系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置，對背燒的效率、自動化程度和質(zhì)量至關(guān)重要。相較于火燒槍嘴式加熱裝置，電磁感應(yīng)加熱裝置采用加熱線圈對焊縫熱處理，具有標(biāo)準(zhǔn)化、輕負(fù)荷和更環(huán)保等優(yōu)勢，相較一次只能對一條焊縫背燒的加熱裝置，雖然專利cn115261593a、cn117015094a等采用兩條加熱線圈，一次可對兩條焊縫進行背燒，且各加熱線圈可相對待加熱面獨立升降調(diào)節(jié)，增加了效率和靈活性，但僅可豎直升降柔性不夠，例如焊縫凹凸坡面上，易導(dǎo)致加熱線圈一端離待加熱面較近而另一端較遠(yuǎn)，故很難適應(yīng)不同的焊縫曲面，適應(yīng)變化能力較差，難以滿足背燒需求。

2、相較加熱裝置較少的背燒系統(tǒng)及方法，雖然專利cn109333550b、cn219336493u等采用輥道或橫梁上的多個加熱或點火裝置，來適應(yīng)多條待加熱面的同時背燒，并可相對調(diào)節(jié)相鄰加熱或點火裝置的間距，增加效率和靈活性，但僅能在某一方向上實現(xiàn)大范圍移動，對水平方向上的焊縫背燒完畢后，均無法對垂直方向上的焊縫進行背燒，雖然輪式背燒系統(tǒng)較軌道式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向更靈活，但穩(wěn)定性和對多條焊縫背燒的精準(zhǔn)性無法滿足需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明提供一種柔性電磁感應(yīng)加熱裝置、背燒系統(tǒng)及方法，具有很強適應(yīng)不同焊縫曲面和間距的能力，可同時對橫向或縱向多條焊縫進行精準(zhǔn)背燒，顯著提高背燒智能化效率和適用性，適用于船體背燒。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

3、一種柔性電磁感應(yīng)加熱裝置，包括加熱機構(gòu)，所述加熱機構(gòu)包括第一支撐件和兩個左右間隔的電磁感應(yīng)加熱件，所述第一支撐件上設(shè)有第一驅(qū)動機構(gòu)，所述第一驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動各電磁感應(yīng)加熱件相對第一支撐件作升降移動和繞水平周向的往復(fù)偏轉(zhuǎn)運動。

4、進一步的，所述第一驅(qū)動機構(gòu)包括第一驅(qū)動電機、第一軸體、第二驅(qū)動電機和第一支架，所述第一驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動第一軸體繞水平軸向旋轉(zhuǎn)，所述第一軸體上設(shè)有第一傘齒，所述第二驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動第一支架繞第一軸體的軸向往復(fù)偏轉(zhuǎn)，所述第一支架上設(shè)有第二軸體和彈性支撐件，所述第二軸體與第一軸體垂直，第二軸體上設(shè)有第二傘齒和凸輪，所述第二傘齒與第一傘齒嚙合，所述凸輪設(shè)有能夠與彈性支撐件配合的凸起，所述彈性支撐件能夠平行于第二軸體彈性支撐各電磁感應(yīng)加熱件。

5、進一步的，所述彈性支撐件包括導(dǎo)向件、限位件和彈性件，所述導(dǎo)向件與第一支架沿平行于第二軸體的方向滑動配合，導(dǎo)向件上設(shè)有與凸起配合的滾輪，所述限位件與導(dǎo)向件相連，所述彈性件位于限位件與第一支架之間，彈性件能夠平行于第二軸體伸縮。

6、進一步的，包括第二支撐件和多個左右間隔的加熱機構(gòu)，多個加熱機構(gòu)與第二支撐件之間設(shè)有第二驅(qū)動機構(gòu)，所述第二驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動各加熱機構(gòu)左右往復(fù)移動。

7、進一步的，所述第一支撐件沿加熱機構(gòu)的移動方向與第二支撐件滑動配合，所述第二驅(qū)動機構(gòu)包括第一齒條、若干第三驅(qū)動電機和第一齒輪，所述齒條設(shè)置在第二支撐件上，若干第三驅(qū)動電機分別設(shè)置在各第一支撐件上，所述第三驅(qū)動電機用于驅(qū)動第一齒輪旋轉(zhuǎn)，所述第一齒輪與第一齒條嚙合。

8、一種柔性電磁感應(yīng)背燒系統(tǒng)，包括第三驅(qū)動機構(gòu)和如上所述柔性電磁感應(yīng)加熱裝置，所述第三驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動柔性電磁感應(yīng)加熱裝置在三維方向上移動和繞豎直軸向作往復(fù)90°旋轉(zhuǎn)運動。

9、進一步的，所述第三驅(qū)動機構(gòu)包括y方向移動機構(gòu)所述y方向移動機構(gòu)包括縱向軌道和門型桁架，所述門型桁架上設(shè)有至少一個與縱向軌道沿縱向配合的驅(qū)動輪。

10、進一步的，所述第三驅(qū)動機構(gòu)包括x方向移動機構(gòu)，所述x方向移動機構(gòu)包括沿橫向滑動配合的橫向軌道和滑動件，橫向軌道內(nèi)設(shè)有兩個牽引機構(gòu)，兩個牽引機構(gòu)分別與滑動件兩側(cè)之間設(shè)有牽引繩。

11、進一步的，所述第三驅(qū)動機構(gòu)包括高度改變執(zhí)行機構(gòu)，所述高度執(zhí)行機構(gòu)包括至少一個豎直的電動伸縮桿，所述電動伸縮桿兩端分別連接門型桁架與橫向軌道。

12、進一步的，所述第三驅(qū)動機構(gòu)包括轉(zhuǎn)向機構(gòu)，所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)包括氣缸、第二齒條和第三軸體，所述氣缸用于驅(qū)動第二齒條橫向往復(fù)移動，所述第三軸體豎直設(shè)置在滑動件上，第三軸體上設(shè)有與第二齒條嚙合的第二齒輪，所述第二支撐件與第三軸體相連。

13、進一步的，包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括電源裝置、攝像裝置、控制盒和控制端，所述電源裝置用于為第一驅(qū)動機構(gòu)、第二驅(qū)動機構(gòu)、第三驅(qū)動機構(gòu)和各電磁感應(yīng)加熱件供電，所述攝像裝置用于監(jiān)測待加熱位置、加熱裝置到待加熱面之間的距離以及焊縫的起伏，所述控制盒用于根據(jù)攝像裝置的監(jiān)測數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)電源裝置、第一驅(qū)動機構(gòu)、第二驅(qū)動機構(gòu)、第三驅(qū)動機構(gòu)和各電磁感應(yīng)加熱件運行，所述控制端通過控制平臺和/或手機app與控制盒遠(yuǎn)程交互。

14、進一步的，包括冷水機，所述冷水機用于為控制系統(tǒng)和加熱裝置降溫。

15、進一步的，所述電源裝置包括高頻電源、變壓器和電纜絞盤，所述高頻電源與變壓器之間、變壓器與各電磁感應(yīng)加熱件之間設(shè)有電纜，所述電纜外設(shè)有拖鏈或繞過電纜絞盤，電纜包括與各電磁感應(yīng)加熱件相連的彈簧電纜。

16、一種柔性電磁感應(yīng)背燒方法，基于如上所述的一種柔性電磁感應(yīng)背燒系統(tǒng)，其方法包括：

17、監(jiān)測多條焊縫的位置與延伸方向、每兩條焊縫之間的距離、加熱裝置到待加熱面之間的距離以及焊縫的起伏，獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)；

18、背燒時根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，控制加熱裝置沿多條焊縫的延伸方向移動，調(diào)節(jié)并用各加熱機構(gòu)的各電磁感應(yīng)加熱件對準(zhǔn)各焊縫上方的適當(dāng)位置、對待加熱面熱處理。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

20、(1)本發(fā)明加熱裝置用電磁感應(yīng)加熱件相對第一支撐件升降移動和繞水平周向的往復(fù)偏轉(zhuǎn)復(fù)合運動，可垂直于焊縫曲面相對移動而非豎直地升降移動來增加焊縫曲面的受熱均勻性，解決了現(xiàn)有因一次對兩條焊縫背燒加熱時因柔性不足，不能適應(yīng)不同焊縫曲面的問題。

21、(2)本發(fā)明加熱裝置驅(qū)動多個加熱機構(gòu)左右往復(fù)移動，具有很強適應(yīng)不同焊縫間距的能力，進一步解決了以往效率不夠，以及同時對多條焊縫進行精準(zhǔn)背燒的難題。

22、(3)本發(fā)明背燒系統(tǒng)通過加熱裝置在三維方向上移動和繞豎直軸向作往復(fù)90°旋轉(zhuǎn)運動，能在xyz三個方向上都能進行大范圍移動，對大型鋼板的背燒頗具優(yōu)勢，同時通過快速轉(zhuǎn)向解決了現(xiàn)有在對水平方向上的焊縫背燒完畢后，無法再對垂直方向上的焊縫進行背燒的問題。

23、(4)本發(fā)明背燒系統(tǒng)及方法通過控制系統(tǒng)的監(jiān)測與控制，提高了背燒系統(tǒng)的智能化，使背燒質(zhì)量不再只靠工人的經(jīng)驗決定，可以用控制臺進行控制也可以用手機進行控制，控制端簡單易用，大大降低工人的勞動強度，工人可以遠(yuǎn)離背燒現(xiàn)場進行控制，保護了工人的身體健康。