專利名稱：大口徑彎頭縱縫自動焊接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
大口徑彎頭縱縫自動焊接裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種自動焊接裝置，特別是一種對剖分大口徑彎頭進行自動焊接的裝置。
背景技術(shù)：
[0002]大口徑彎頭通常是先將鋼板加工成兩片彎曲形狀和彎頭彎曲形狀相同的剖分彎頭，然后將二片剖分彎頭對合點焊后固定于焊接變位機上，通過位于焊接變位機上方的焊接機構(gòu)對彎頭工件縱縫進行焊接而成型。這種焊接變位機有一個機架和繞機架軸心旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)盤上有若干個用來固定剖分彎頭的卡具，焊接時把點焊后的彎頭加工件固定在轉(zhuǎn)盤上，機架旋轉(zhuǎn)帶動彎頭加工件旋轉(zhuǎn)，使彎頭加工件的縱縫一直針對調(diào)節(jié)后固定的焊槍頭行走。該焊接變位機結(jié)構(gòu)比較簡單，但是所需的轉(zhuǎn)盤直徑一般是彎頭直徑的4倍，所以當(dāng)需要焊接的彎頭直徑較大時，轉(zhuǎn)盤直徑就很大，比較笨重，且固定彎頭加工件的操作也很費時費力；同時，目前的彎頭焊接機也不能實現(xiàn)自動焊接，焊接效率低、工人勞動強度大。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實用新型的目的，是提供一種結(jié)構(gòu)輕巧、占地面積小、能對不同管徑的大口徑彎頭進行自動焊接的高效率的大口徑彎頭縱縫自動焊接裝置。[0004]實現(xiàn)上述目的的技術(shù)解決方案為一種大口徑彎頭縱縫自動焊接裝置，包括彎頭加工件固定機構(gòu)和彎頭縱縫自動焊接機構(gòu)，所述彎頭縱縫自動焊接機構(gòu)是由前部連接有視覺傳感器的焊槍、帶動焊槍對固定于固定機構(gòu)上的大口徑彎頭加工件的焊縫寬向及焊槍與焊縫距離進行跟蹤調(diào)節(jié)的執(zhí)行機構(gòu)、帶動焊槍沿大口徑彎頭加工件的縱焊縫焊程進行跟蹤的執(zhí)行機構(gòu)和微機控制器組成。[0005]作為優(yōu)選，所述帶動焊槍對固定于固定機構(gòu)上的大口徑彎頭加工件的焊縫寬向及焊槍與焊縫距離進行跟蹤調(diào)節(jié)的執(zhí)行機構(gòu)是由水平滑架與垂直滑架構(gòu)成的十字滑架，所述焊槍通過第一聯(lián)接座安裝于水平滑架上的水平滑塊上，而水平滑架安裝在垂直滑架上的垂直滑塊上。[0006]作為優(yōu)選，所述垂直滑架上的垂直滑塊由第一伺服電機通過第一減速器驅(qū)動，第一伺服電機與微機控制器相連接。[0007]作為優(yōu)選，所述水平滑架上的水平滑塊由第二伺服電機通過第二減速器驅(qū)動，第二伺服電機與微機控制器相連接。[0008]作為優(yōu)選，所述帶動焊槍對大口徑彎頭加工件的縱焊縫焊程進行跟蹤的執(zhí)行機構(gòu)，具有同時固定于支座上的大齒圈和安裝有圓弧滑塊的圓弧導(dǎo)軌，所述圓弧導(dǎo)軌的圓心與彎頭加工件固定機構(gòu)上的大口徑彎頭加工件的圓心相重合，所述圓弧滑塊與所述十字滑架的垂直滑架通過連接板相連接，連接板還安裝有減速器，該減速器的輸出軸上安裝有與所述大齒圈相嚙合的滾輪，所述減速器的驅(qū)動電機與微機控制器相連接。[0009]作為優(yōu)選，所述連接板上設(shè)置有針對垂直滑架的垂直滑塊的上限位塊和下限位塊。[0010]作為優(yōu)選，所述彎頭加工件固定機構(gòu)是由若干塊相互平行地固定于底座上的卡板構(gòu)成，所述卡板上部開設(shè)有U形卡槽。[0011]作為優(yōu)選，所述微機控制器旁邊安裝有視頻監(jiān)視器，所述視頻監(jiān)視器和視覺傳感器均與微機控制器相連接。[0012]本實用新型創(chuàng)新地設(shè)計了以自動焊接機對固定于固定架上的大口徑彎頭加工件的縱縫進行自動跟蹤焊接的方式，改變了傳統(tǒng)的以固定焊槍對安裝于旋轉(zhuǎn)式焊接變位機上的大口徑彎頭加工件的縱縫進行焊接的方式，其結(jié)構(gòu)輕巧、操控靈活，占地面積小，并能方便地適用不同管徑的大口徑彎頭焊接，大大提高了大口徑彎頭加工件的焊接效率。


[0013]圖I為本裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。[0014]圖2為圖I的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。[0015]圖3為十字滑架及焊槍等裝配示意圖?！?b>具體實施方式
[0016]
以下結(jié)合附圖以實施例對本實用新型作進一步說明。[0017]一種大口徑彎頭縱縫自動焊接裝置，包括彎頭加工件固定機構(gòu)和彎頭縱縫自動焊接機構(gòu)。[0018]所述彎頭加工件固定機構(gòu)是由若干塊相互平行地固定于底座20上的卡板19構(gòu)成，每塊卡板19上部開設(shè)有U形卡槽18。由二片剖分彎頭經(jīng)點焊后構(gòu)成的大口徑彎頭加工件16就固定于各卡板的U形卡槽18上。[0019]所述彎頭縱縫自動焊接機構(gòu)是由前部通過連接件26連接有視覺傳感器27的焊槍 17、帶動焊槍17對固定于固定機構(gòu)上的大口徑彎頭加工件16的焊縫寬向及焊槍與焊縫距離進行跟蹤調(diào)節(jié)的執(zhí)行機構(gòu)、帶動焊槍17沿大口徑彎頭加工件的縱焊縫焊程進行跟蹤的執(zhí)行機構(gòu)和微機控制器15組成。[0020]所述帶動焊槍17對固定于固定機構(gòu)上的大口徑彎頭加工件16的焊縫寬向及焊槍與焊縫距離進行跟蹤調(diào)節(jié)的執(zhí)行機構(gòu)，是由水平滑架I與垂直滑架24構(gòu)成的十字滑架25， 所述焊槍17通過第一聯(lián)接座2安裝于水平滑架I上的水平滑塊3上，而水平滑架I安裝在垂直滑架24上的垂直滑塊21上。[0021]所述垂直滑架24上的垂直滑塊21由第一伺服電機22通過第一減速器23驅(qū)動， 第一伺服電機22與微機控制器15相連接。所述水平滑架I上的水平滑塊3由第二伺服電機28通過第二減速器29驅(qū)動，第二伺服電機28與微機控制器15相連接。[0022]所述帶動焊槍17對大口徑彎頭加工件16的縱焊縫焊程進行跟蹤的執(zhí)行機構(gòu)，具有同時固定于支座13上的大齒圈6和安裝有圓弧滑塊11的圓弧導(dǎo)軌12，所述圓弧導(dǎo)軌12 的圓心與彎頭加工件固定機構(gòu)上的大口徑彎頭加工件16的圓心相重合，所述圓弧滑塊11 與所述十字滑架的垂直滑架24通過連接板5相連接，連接板5還安裝有減速器8，該減速器 8的輸出軸上安裝有與所述大齒圈6相哨合的滾輪7,所述減速器8的驅(qū)動電機9與微機控制器15相連接。所述連接板5上設(shè)置有針對垂直滑架4的垂直滑塊21的上限位塊4和下限位塊10。[0023]所述微機控制器15旁邊安裝有視頻監(jiān)視器14，所述視頻監(jiān)視器14和視覺傳感器 27均通過接口電路與微機控制器15相連接。[0024]本實施例的視覺傳感器27采用META公司的MLP1/15激光傳感器，該激光傳感器包括一個CCD攝像機以及一個激光器。激光器作為結(jié)構(gòu)光源，從傳感器前部以一定角度發(fā)射激光條紋至傳感器下面的彎頭表面上，攝像機直接攝取工件表面上的激光條紋圖像。攝像機前部裝有光學(xué)濾光片，只允許激光通過，而濾去所有其它的光，包括焊接電弧光。因為傳感器以預(yù)先設(shè)定的距離安裝在焊槍前部，當(dāng)焊槍在焊縫上方正確定位后，焊縫應(yīng)接近于激光條紋的中心,這樣才能使攝像機觀察到激光條紋和焊縫。工作中如果工件距離傳感器近，在工件表面的激光條紋就相對靠前，反之，工件距離傳感器遠一些，工件表面的激光條紋就相對靠后。因此通過攝像機觀察激光條紋的位置，傳感器就能測量距離工件的垂直距離；從在工件上的激光條紋形狀上，傳感器也能夠測量出工件表面輪廓和在條紋內(nèi)焊縫的位置，從而可以測量傳感器和焊縫間的橫向距離。傳感器激光條紋圖像即焊槍與焊縫的偏差信號通過接口電路送微機控制器15處理，處理后發(fā)出控制指令信號，通過接口電路傳送給十字滑架25的伺服電機22或伺服電機28，使其運轉(zhuǎn)而帶動焊槍運動來調(diào)整焊槍17的位置，以保證焊接過程中焊槍17始終垂直對準大口徑彎頭加工件16的焊縫。[0025]工作前，先將需焊接的大口徑彎頭加工件16固定在彎頭加工件固定機構(gòu)上；當(dāng)需要焊接一種不同直徑·的彎頭時，首先通過垂直滑架24調(diào)整視覺傳感器27和焊槍17等的初始位置，將焊槍17等隨垂直滑塊21沿垂直方向快速移動到距離大口徑彎頭加工件16的焊縫一定距離的位置。[0026]本裝置焊槍17對大口徑彎頭加工件16焊縫位置的跟蹤，可實現(xiàn)自動和手動兩種功能，確保焊接過程中既能實現(xiàn)激光自動跟蹤，又能實現(xiàn)人工操控十字滑架25的伺服電機 22或伺服電機28調(diào)整焊槍17的位置，以防激光系統(tǒng)出現(xiàn)意外無法正常工作而影響生產(chǎn)。 一旦在顯示器上看到焊槍17稍微偏離了大口徑彎頭加工件16的焊縫，操作者就可以通過觸摸屏輸入命令，使相應(yīng)的伺服電機22或伺服電機28進行調(diào)整，手動調(diào)整的誤差可控制在 O. Imm以下。[0027]當(dāng)焊接完成后，將焊槍17等沿圓弧導(dǎo)軌12退回到初始位置，卸料后再固定好下一個大口徑彎頭加工件16，就可以進行下一個大口徑彎頭加工件16的焊接了。[0028]上述實施例敘述了本實用新型裝置對大口徑彎頭加工件的外背縱焊縫的焊接狀況。本實用新型裝置也同樣適用于對大口徑彎頭加工件的內(nèi)凹縱焊縫的焊接，此時，只不過將大口徑彎頭加工件16的內(nèi)凹面朝上安裝于彎頭加工件固定機構(gòu)上，同時將彎頭縱縫自動焊接機構(gòu)中的同時固定于支座13上的大齒圈6和安裝有圓弧滑塊11的圓弧導(dǎo)軌12的內(nèi)凹弧面朝上安裝，并使所述圓弧導(dǎo)軌12的圓心與大口徑彎頭加工件16的圓心相重合即可，裝置其余結(jié)構(gòu)及原理與上述實施例基本一致。權(quán)利要求1.一種大口徑彎頭縱縫自動焊接裝置，包括彎頭加工件固定機構(gòu)和彎頭縱縫自動焊接機構(gòu)，其特征在于所述彎頭縱縫自動焊接機構(gòu)是由前部連接有視覺傳感器(27)的焊槍(17)、帶動焊槍對固定于固定機構(gòu)上的大口徑彎頭加工件(16)的焊縫寬向及焊槍與焊縫距離進行跟蹤調(diào)節(jié)的執(zhí)行機構(gòu)、帶動焊槍沿大口徑彎頭加工件(16)的縱焊縫焊程進行跟蹤的執(zhí)行機構(gòu)和微機控制器(15)組成。
2.按權(quán)利要求I所述的大口徑彎頭縱縫自動焊接裝置，其特征在于所述帶動焊槍(17) 對固定于固定機構(gòu)上的大口徑彎頭加工件(16)的焊縫寬向及焊槍與焊縫距離進行跟蹤調(diào)節(jié)的執(zhí)行機構(gòu)，是由水平滑架(I)與垂直滑架(24)構(gòu)成的十字滑架(25)，所述焊槍(17)通過第一聯(lián)接座(2 )安裝于水平滑架(I)上的水平滑塊(3 )上，而水平滑架(I)安裝在垂直滑架(24)上的垂直滑塊(21)上。
3.按權(quán)利要求2所述的大口徑彎頭縱縫自動焊接裝置，其特征在于所述垂直滑架(24) 上的垂直滑塊(21)由第一伺服電機(22)通過第一減速器(23)驅(qū)動，第一伺服電機(22)與微機控制器(15)相連接。
4.按權(quán)利要求2或3所述的大口徑彎頭縱縫自動焊接裝置，其特征在于所述水平滑架(I)上的水平滑塊(3 )由第二伺服電機(28 )通過第二減速器(29 )驅(qū)動，第二伺服電機(28 ) 與微機控制器(15)相連接。
5.按權(quán)利要求4所述的大口徑彎頭縱縫自動焊接裝置，其特征在于所述帶動焊槍(17) 對大口徑彎頭加工件(16)的縱焊縫焊程進行跟蹤的執(zhí)行機構(gòu)，具有同時固定于支座(13) 上的大齒圈(6)和安裝有圓弧滑塊(11)的圓弧導(dǎo)軌(12)，所述圓弧導(dǎo)軌(12)的圓心與彎頭加工件固定機構(gòu)上的大口徑彎頭加工件(16)的圓心相重合，所述圓弧滑塊(11)與所述十字滑架的垂直滑架(24 )通過連接板(5 )相連接，連接板(5 )還安裝有減速器(8 )，該減速器(8)的輸出軸上安裝有與所述大齒圈(6)相嚙合的滾輪(7)，所述減速器(8)的驅(qū)動電機 (9 )與微機控制器(15 )相連接。
6.按權(quán)利要求5所述的大口徑彎頭縱縫自動焊接裝置，其特征在于所述連接板(5)上設(shè)置有針對垂直滑架(24)的垂直滑塊(21)的上限位塊(4)和下限位塊(10)。
7.按權(quán)利要求I所述的大口徑彎頭縱縫自動焊接裝置，其特征在于所述彎頭加工件固定機構(gòu)是由若干塊相互平行地固定于底座(20)上的卡板(19)構(gòu)成，所述卡板(19)上部開設(shè)有U形卡槽(18)。
8.按權(quán)利要求I所述的大口徑彎頭縱縫自動焊接裝置，其特征在于所述微機控制器(15)旁邊安裝有視頻監(jiān)視器(14)，所述視頻監(jiān)視器(14)和視覺傳感器(27)均與微機控制器(15)相連接。
專利摘要一種大口徑彎頭縱縫自動焊接裝置，包括彎頭加工件固定機構(gòu)和彎頭縱縫自動焊接機構(gòu)，所述彎頭縱縫自動焊接機構(gòu)是由前部連接有視覺傳感器的焊槍、帶動焊槍對固定于固定機構(gòu)上的大口徑彎頭加工件的焊縫寬向及焊槍與焊縫距離進行跟蹤調(diào)節(jié)的執(zhí)行機構(gòu)、帶動焊槍沿大口徑彎頭加工件的縱焊縫焊程進行跟蹤的執(zhí)行機構(gòu)和微機控制器組成。本實用新型創(chuàng)新地設(shè)計了以自動焊接機對固定于固定架上的大口徑彎頭加工件的縱縫進行自動跟蹤焊接的裝置，改變了傳統(tǒng)的以固定焊槍對安裝于旋轉(zhuǎn)式焊接變位機上的大口徑彎頭加工件的縱縫進行焊接的裝置，其結(jié)構(gòu)輕巧、操控靈活，占地面積小，并能方便地適用不同管徑的大口徑彎頭焊接，大大提高了大口徑彎頭加工件的焊接效率。
文檔編號B23K9/127GK202726275SQ20122035142
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者杜興吉, 楊立建, 陳慶標(biāo), 周會強, 邵羽 申請人:湖州久立管件有限公司