焊接設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及焊接領域，具體而言，涉及焊接設備。該焊接設備，包括焊縫位置探測裝置、控制器、驅(qū)動裝置和焊槍；焊縫位置探測裝置用于實時探測波紋腹板H型鋼的焊縫位置，并將得到的焊縫位置信息發(fā)送給控制器；控制器用于根據(jù)焊縫位置信息控制驅(qū)動裝置運行；驅(qū)動裝置根據(jù)控制器的控制，將焊槍的焊尖移動到波紋腹板H型鋼的焊縫位置。本實用新型提供的焊接設備，可以根據(jù)焊縫位置的變化實時調(diào)整焊接的位置，焊接位置準確度高，焊接質(zhì)量高。
【專利說明】焊接設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及焊接領域，具體而言，涉及焊接設備。
【背景技術】
[0002]H型鋼是一種斷面形狀為H型的型鋼，其包括兩塊平行的翼板及位于兩塊翼板之間且與兩塊翼板相互垂直的腹板。由于H型鋼的各個部位均以直角排布，因此H型鋼具有結(jié)構(gòu)簡單、抗彎能力強、施工簡單等優(yōu)點，已被廣泛應用。
[0003]而波紋腹板H型鋼中的腹板為波紋狀。其中波紋腹板與翼板之間的交界處為一條曲線。將波紋腹板與翼板焊接為一體之前，預先將波紋腹板與翼板固定，然后掃描整條焊縫的位置，并將整條焊縫的位置輸入到控制器中，控制器根據(jù)整條焊縫的位置控制焊槍進行焊接。然而焊槍在焊接的過程中，由于波紋腹板與翼板受熱不均，波紋腹板與翼板可能發(fā)生形變，使波紋腹板與翼板之間的焊縫位置發(fā)生變化，而焊槍在控制器的控制下依舊按照預先掃描的焊縫位置進行焊接，則焊槍可能無法在焊縫位置變化后進行準確的焊接。即目前的焊接設備無法根據(jù)焊縫位置的變化適時調(diào)整焊接的位置。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種焊接設備，以解決上述的問題。
[0005]在本實用新型的實施例中提供了一種焊接設備，包括焊縫位置探測裝置、控制器、驅(qū)動裝置和焊槍；所述焊縫位置探測裝置用于實時探測波紋腹板H型鋼的焊縫位置，并將得到的焊縫位置信息發(fā)送給所述控制器；所述控制器用于根據(jù)所述焊縫位置信息控制所述驅(qū)動裝置運行；所述驅(qū)動裝置根據(jù)所述控制器的控制，將所述焊槍的焊尖移動到所述波紋腹板H型鋼的焊縫位置。
[0006]本實用新型實施例提供的焊接設備，與現(xiàn)有技術相比，該焊接設備包括焊縫位置探測裝置、控制器、驅(qū)動裝置和焊槍。其中，焊縫位置探測裝置可以實時探測波紋腹板H型鋼的焊縫位置，然后將得到的焊縫位置信息發(fā)送給控制器，即在焊接的過程中，無論焊縫的位置如何變化，該焊縫位置探測裝置實時探測焊縫位置，使驅(qū)動裝置在控制器的控制下驅(qū)動焊槍移動到探測的焊縫位置進行準確的焊接。即該焊接設備可以根據(jù)焊縫位置的變化實時調(diào)整焊接的位置，焊接位置準確度高，焊接質(zhì)量高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1示出了本實用新型實施例的焊接設備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2示出了本實用新型實施例的焊縫位置探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖3示出了圖2中的A-A視圖；
[0010]圖4示出了本實用新型實施例的X軸驅(qū)動部件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖5示出了本實用新型實施例的Y軸驅(qū)動部件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖6示出了本實用新型實施例的Z軸驅(qū)動部件及焊槍的結(jié)構(gòu)示意圖；[0013]圖7示出了本實用新型實施例的波紋腹板H型鋼的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖8示出了本實用新型實施例的激光在波紋腹板H型鋼上移動的示意圖；
[0015]圖9示出了本實用新型實施例的焊接方法的步驟圖；
[0016]圖10示出了本實用新型實施例的實時探測波紋腹板H型鋼的焊縫位置的具體步驟圖。
【具體實施方式】
[0017]下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0018]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示一種焊接設備，包括焊縫位置探測裝置103、控制器、驅(qū)動裝置102和焊槍105 ;焊縫位置探測裝置103用于實時探測波紋腹板H型鋼104的焊縫位置，并將得到的焊縫位置信息發(fā)送給控制器；控制器用于根據(jù)焊縫位置信息控制驅(qū)動裝置102運行；驅(qū)動裝置102根據(jù)控制器的控制，將焊槍105的焊尖移動到波紋腹板H型鋼104的焊縫位置。
[0019]本實用新型實施例提供的焊接設備，與現(xiàn)有技術相比，該焊接設備包括焊縫位置探測裝置、控制器、驅(qū)動裝置和焊槍。其中，焊縫位置探測裝置可以實時探測波紋腹板H型鋼的焊縫位置，然后將得到的焊縫位置信息發(fā)送給控制器，即在焊接的過程中，無論焊縫的位置如何變化，該焊縫位置探測裝置實時探測焊縫位置，使驅(qū)動裝置在控制器的控制下驅(qū)動焊槍移動到探測的焊縫位置進行準確的焊接。即該焊接設備可以根據(jù)焊縫位置的變化實時調(diào)整焊接的位置，焊接位置準確度高，焊接質(zhì)量高。
[0020]其中，如圖3所示，焊縫位置探測裝置具體包括編碼器305、第一電機304、反光鏡306、激光發(fā)射器和傳感器。
[0021]該編碼器305與第一電機304連接,用于控制第一電機104的第一轉(zhuǎn)軸303在預設轉(zhuǎn)動角度范圍內(nèi)正反向轉(zhuǎn)動。即在該編碼器305內(nèi)預先設置編碼程序，第一電機304在編碼器305的控制下會在預設轉(zhuǎn)動角度范圍內(nèi)正反向轉(zhuǎn)動。例如第一電機304可以正向轉(zhuǎn)動20°，然后反向轉(zhuǎn)動40°，再正向轉(zhuǎn)動40°，依此循環(huán)。
[0022]另外反光鏡306設置在第一電機304的第一轉(zhuǎn)軸303上并隨第一電機304的第一轉(zhuǎn)軸303轉(zhuǎn)動。具體地，第一電機304的第一轉(zhuǎn)軸在正反向轉(zhuǎn)動的過程中，反光鏡306設置在第一電機304的第一轉(zhuǎn)軸303上,則反光鏡306會隨著第一電機304的轉(zhuǎn)動正反向轉(zhuǎn)動。為了避免灰塵進入后附著在反光鏡306上，影響反光鏡306的反光作用，還可以設置有玻璃鏡307，該玻璃鏡307可以避免灰塵進入后附著在反光鏡306上，提高反光鏡306的光潔度，提高焊縫位置探測的精確度。
[0023]與此同時，如圖7所示，激光發(fā)射器發(fā)出的激光經(jīng)反光鏡的反射后投射到波紋腹板H型鋼上，且該激光隨著反光鏡的轉(zhuǎn)動在波紋腹板H型鋼的翼板701與腹板702之間往復移動。具體地，激光發(fā)射器發(fā)出激光照射到反光鏡上，并被反光鏡反射后投射到波紋腹板H型鋼上，由于反光鏡隨著第一電機的轉(zhuǎn)軸正反向轉(zhuǎn)動，則反射到波紋腹板H型鋼上的激光會在翼板701與腹板702之間往復移動。其中移動的方向可以垂直于焊縫，當然也可以不垂直于焊縫，但激光移動的方向不可以與焊縫的方向平行。若激光移動的方向與焊縫的方向平行，則激光在移動過程中不可能經(jīng)過焊縫，也就是不可能探測到焊縫的位置。
[0024]其中傳感器用于實時檢測該激光在波紋腹板H型鋼的翼板701與腹板702上的空間坐標信息，并將該空間坐標信息發(fā)送給控制器；控制器還根據(jù)激光在波紋腹板H型鋼的翼板上的空間坐標信息擬合出第一直線；控制器還根據(jù)激光在波紋腹板H型鋼的腹板上的空間坐標信息擬合出第二直線；控制器根據(jù)第一直線及第二直線得到兩條直線的交點的空間坐標；該交點的空間坐標為焊縫位置信息。具體地，如圖8所示，激光在波紋腹板H型鋼的翼板與腹板上移動時，傳感器將實時檢測該激光的位置，由于翼板為一個平面且激光在腹板上移動的區(qū)域也是一個平面，則激光在腹板上的位置點803可以擬合成一條直線，激光在翼板上的位置點801可以擬合成另一條直線，這兩條直線存在一個交點802，該交點802所處的位置即為焊縫位置。而現(xiàn)有技術中，在預先掃描焊縫位置時，僅僅是掃描腹板，通過腹板的形狀來確定焊縫的位置，而這種方式得到的焊縫信息只是一維坐標，并非本實用新型實施例得到的焊縫的三維空間坐標，即本實用新型實施例的焊接設備得到的焊縫位置相對比現(xiàn)有技術來說，準確度高。
[0025]其中對于焊縫位置探測裝置的具體結(jié)構(gòu)，該焊縫位置探測裝置還包括護罩302，在護罩302內(nèi)設置有電機座，第一電機304安裝在該電機座上，該電機座上還設置有連接座，編碼器305安裝在連接座上且編碼器305與第一電機304之間可以通過連接套連接。
[0026]為了掃描整條焊縫的位置，該焊縫位置探測裝置還包括移動部件，如圖2和圖3所示，該移動部件包括氣缸201、絲桿203、直線導軌204、滑座301。其中氣缸201固定在氣缸座內(nèi)且氣缸201與絲桿203通過浮動接頭202連接，氣缸201帶動絲桿203轉(zhuǎn)動，而滑座301與絲桿203及直線導軌204配合，則轉(zhuǎn)動的絲桿203推動滑座移動，而滑座與護罩固定連接，則護罩會隨著滑座的移動而移動，從而實現(xiàn)該該焊縫位置探測裝置的移動，使焊縫位置探測裝置在移動的過程中掃描完整的焊縫。
[0027]對于驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置具體包括X軸驅(qū)動部件、Y軸驅(qū)動部件和Z軸驅(qū)動部件；控制器根據(jù)焊縫位置信息中的X軸坐標、Y軸坐標及Z軸坐標，分別控制X軸驅(qū)動部件、Y軸驅(qū)動部件和Z軸驅(qū)動部件運行；X軸驅(qū)動部件、Y軸驅(qū)動部件和Z軸驅(qū)動部件的聯(lián)動將焊槍的焊尖移動到波紋腹板H型鋼的焊縫位置。即得到的焊縫位置信息中包含焊縫位置的X軸坐標、Y軸坐標和Z軸坐標，而在該焊接設備上預存有零點坐標，則控制器會控制X軸驅(qū)動部件移動到該焊縫位置的X軸坐標處，Y軸驅(qū)動部件會移動到該焊縫位置的Y軸坐標處，Z軸驅(qū)動部件會移動到該焊縫位置的Z軸坐標處。
[0028]如圖4所示，對于X軸驅(qū)動部件，該X軸驅(qū)動部件具體包括第二電機401、減速箱403、齒輪404和齒條405 ;第二電機401的輸出軸與減速箱403的輸入軸通過法蘭402連接；第二電機401在控制器的控制下運行；齒輪404固定在減速箱的輸出軸上且與齒條405配合；齒條405與Y軸驅(qū)動部件固定。
[0029]如圖5所示，對于Y軸驅(qū)動部件，該Y軸驅(qū)動部件具體包括第三殼體和位于殼體內(nèi)的第三電機501、第三滾珠螺桿502、第三滾珠螺桿滑座503、第三滑塊504和第三導軌505 ；第三殼體與齒條405固定連接；第三電機501在控制器的控制下運行且第三電機501的輸出軸與第三滾珠螺桿502轉(zhuǎn)動連接；第三滾珠螺桿502與第三導軌505平行設置；第三滾珠螺桿滑座503與第三滾珠螺桿502配合且第三滾珠螺桿滑座503與第三滑塊504固定連接；第三滑塊504與第三導軌滑動配合。
[0030]如圖6所示，對于Z軸驅(qū)動部件，該Z軸驅(qū)動部件包括第四殼體和位于第四殼體內(nèi)的第四電機601、第四滾珠螺桿603、第四滾珠螺桿滑座604、第四滑塊605和第四導軌609 ；第四殼體與第三滑塊固定連接；第四電機601在控制器的控制下運行且第四電機601的輸出軸與第四滾珠螺桿603轉(zhuǎn)動連接；第四滾珠螺桿603與第四導軌609平行設置；第四滾珠螺桿滑座604與第四滾珠螺桿603配合且第四滾珠螺桿滑座604與第四滑塊605固定連接；第四滑塊605與第四導軌609滑動配合；焊槍固定設置在第四滑塊605上。其中第四電機601的輸出軸與第四滾珠螺桿603通過同步帶602連接。
[0031]如圖6所示，該焊槍具體包括焊槍支架606、旋轉(zhuǎn)座、夾具607及焊槍本體608 ;焊槍支架606固定在第四滑塊605上；旋轉(zhuǎn)座與焊槍支架606轉(zhuǎn)動連接；夾具607用于夾持焊槍本體608且固定在旋轉(zhuǎn)座上。
[0032]進一步，該焊接設備還包括機架101 ;其中焊縫位置探測裝置103、控制器、驅(qū)動裝置102和焊槍105均位于機架101上。
[0033]該焊接設備包括機架、和位于機架上的焊縫位置探測裝置、控制器、驅(qū)動裝置和焊槍。使用該焊接設備對波紋腹板H型鋼進行焊接時，焊縫位置探測裝置在機架上移動并掃描得到焊縫位置，與此同時，位于機架上的驅(qū)動裝置在控制器的控制下驅(qū)動焊槍沿著焊縫移動，從而能夠根據(jù)焊縫位置實時調(diào)整焊接點。其中控制器可以集成在電控箱內(nèi)，該電控箱位于機架上。另外，在機架上還可以有電源、控制面板。電源為該焊接設備提供電能。控制面板可以顯示、輸入各種設備信息。
[0034]另外，本實施例還提供一種使用上述的焊接設備的焊接方法，如圖9所示，包括如下步驟:
[0035]S901，使用焊縫位置探測裝置實時探測波紋腹板H型鋼的焊縫位置，并將得到的焊縫位置信息發(fā)送給控制器；
[0036]S902，控制器根據(jù)焊縫位置信息控制驅(qū)動裝置運行；
[0037]S903，驅(qū)動裝置根據(jù)控制器的控制，將焊槍的焊尖移動到波紋腹板H型鋼的焊縫位置。
[0038]其中，實時探測波紋腹板H型鋼的焊縫位置，如圖10所示，具體包括如下步驟:
[0039]S1001，使用編碼器控制第一電機的轉(zhuǎn)軸在預設轉(zhuǎn)動角度范圍內(nèi)正反向轉(zhuǎn)動；
[0040]S1002,將反光鏡設置在第一電機的轉(zhuǎn)軸上并使反光鏡隨第一電機的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；
[0041]S1003，使用激光發(fā)射器發(fā)出的激光經(jīng)反光鏡的反射后投射到波紋腹板H型鋼上，且使該激光隨著反光鏡的轉(zhuǎn)動在波紋腹板H型鋼的翼板與腹板之間往復移動；
[0042]S1004，使用傳感器實時檢測該激光在波紋腹板H型鋼的翼板與腹板上的空間坐標信息，并將該空間坐標信息發(fā)送給控制器；
[0043]S1005，控制器根據(jù)激光在波紋腹板H型鋼的翼板上的空間坐標信息擬合出第一直線；控制器根據(jù)激光在波紋腹板H型鋼的腹板上的空間坐標信息擬合出第二直線；控制器根據(jù)第一直線及第二直線得到兩條直線的交點；該交點為焊縫位置。
[0044]以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種焊接設備，其特征在于，包括焊縫位置探測裝置、控制器、驅(qū)動裝置和焊槍； 所述焊縫位置探測裝置用于實時探測波紋腹板H型鋼的焊縫位置，并將得到的焊縫位置信息發(fā)送給所述控制器； 所述控制器用于根據(jù)所述焊縫位置信息控制所述驅(qū)動裝置運行； 所述驅(qū)動裝置根據(jù)所述控制器的控制，將所述焊槍的焊尖移動到所述波紋腹板H型鋼的焊縫位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的焊接設備，其特征在于，所述焊縫位置探測裝置包括編碼器、第一電機、反光鏡、激光發(fā)射器和傳感器； 所述編碼器與所述第一電機連接，用于控制所述第一電機的第一轉(zhuǎn)軸在預設轉(zhuǎn)動角度范圍內(nèi)正反向轉(zhuǎn)動； 所述反光鏡設置在所述第一電機的第一轉(zhuǎn)軸上并隨所述第一電機的第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動； 所述激光發(fā)射器發(fā)出的激光經(jīng)所述反光鏡的反射后投射到所述波紋腹板H型鋼上，且該激光隨著反光鏡的轉(zhuǎn)動在波紋腹板H型鋼的翼板與腹板之間往復移動； 所述傳感器用于實時檢測該激光在波紋腹板H型鋼的翼板與腹板上的空間坐標信息，并將該空間坐標信息發(fā)送給所述控制器； 所述控制器還根據(jù)激光在波紋腹板H型鋼的翼板上的空間坐標信息擬合出第一直線；所述控制器還根據(jù)激光在波紋腹板H型鋼的腹板上的空間坐標信息擬合出第二直線；所述控制器根據(jù)所述第一直線及所述第二直線得到兩條直線的交點的空間坐標；該交點的空間坐標為所述焊縫位置信息。
3.根據(jù)權利要求2所述的焊接設備，其特征在于，所述驅(qū)動裝置包括X軸驅(qū)動部件、Y軸驅(qū)動部件和Z軸驅(qū)動部件； 所述控制器根據(jù)所述焊縫位置信息中的X軸坐標、Y軸坐標及Z軸坐標，分別控制所述X軸驅(qū)動部件、Y軸驅(qū)動部件和Z軸驅(qū)動部件運行； 所述X軸驅(qū)動部件、Y軸驅(qū)動部件和Z軸驅(qū)動部件的聯(lián)動將所述焊槍的焊尖移動到所述波紋腹板H型鋼的焊縫位置。
4.根據(jù)權利要求3所述的焊接設備，其特征在于，所述X軸驅(qū)動部件包括第二電機、減速箱、齒輪和齒條； 所述第二電機的輸出軸與所述減速箱的輸入軸通過法蘭連接；所述第二電機在所述控制器的控制下運行； 所述齒輪固定在所述減速箱的輸出軸上且與所述齒條配合； 所述齒條與所述Y軸驅(qū)動部件固定。
5.根據(jù)權利要求4所述的焊接設備，其特征在于，所述Y軸驅(qū)動部件包括第三殼體和位于所述第三殼體內(nèi)的第三電機、第三滾珠螺桿、第三滾珠螺桿滑座、第三滑塊和第三導軌； 所述第三殼體與所述齒條固定連接； 所述第三電機在所述控制器的控制下運行且所述第三電機的輸出軸與所述第三滾珠螺桿轉(zhuǎn)動連接； 所述第三滾珠螺桿與所述第三導軌平行設置；所述第三滾珠螺桿滑座與所述第三滾珠螺桿配合且所述第三滾珠螺桿 滑座與所述第三滑塊固定連接；所述第三滑塊與所述第三導軌滑動配合。
6.根據(jù)權利要求5所述的焊接設備，其特征在于，所述Z軸驅(qū)動部件包括第四殼體和位于所述第四殼體內(nèi)的第四電機、第四滾珠螺桿、第四滾珠螺桿滑座、第四滑塊和第四導軌； 所述第四殼體與所述第三滑塊固定連接； 所述第四電機在所述控制器的控制下運行且所述第四電機的輸出軸與所述第四滾珠螺桿轉(zhuǎn)動連接； 所述第四滾珠螺桿與所述第四導軌平行設置；所述第四滾珠螺桿滑座與所述第四滾珠螺桿配合且所述第四滾珠螺桿滑座與所述第四滑塊固定連接；所述第四滑塊與所述第四導軌滑動配合； 所述焊槍固定設置在所述第四滑塊上。
7.根據(jù)權利要求6所述的焊接設備，其特征在于，所述焊槍包括焊槍支架、旋轉(zhuǎn)座、夾具及焊槍本體； 所述焊槍支架固定在所述第四滑塊上； 所述旋轉(zhuǎn)座與所述焊槍支架轉(zhuǎn)動連接；所述夾具用于夾持所述焊槍本體且固定在所述旋轉(zhuǎn)座上。
8.根據(jù)權利要求7所述的焊接設備，其特征在于，還包括機架； 所述焊縫位置探測裝置、控·制器、驅(qū)動裝置和焊槍均位于所述機架上。
【文檔編號】B23K37/00GK203495458SQ201320614291
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權日:2013年9月29日
【發(fā)明者】楊海林, 劉友飛 申請人:廣州新博數(shù)控焊接設備有限公司