一種基于焊縫智能檢測控制的新型環(huán)縫焊接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及環(huán)縫焊接領(lǐng)域，具體涉及一種免于示教、能實時控制焊接過程的新型環(huán)縫焊接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著焊接自動化技術(shù)的不斷提高，各式各樣的自動焊接專機(jī)設(shè)備也在不斷發(fā)展。環(huán)縫焊接裝置是一種常見的焊接裝置。焊接機(jī)器人和焊接專機(jī)的出現(xiàn)對焊接領(lǐng)域的發(fā)展起到了巨大的推動作用，具有焊接效率高，成型美觀，重復(fù)性好等優(yōu)點。
[0003]目前市場上不論是一般的還是智能化的機(jī)器人，大多需要預(yù)先示教編程方可按要求工作，這樣雖然解放了工人的勞動力，但難以控制焊接質(zhì)量甚至對工人的技術(shù)水平提出了更高的要求。宄其原因，乃是焊接過程中因產(chǎn)生大量的熱而導(dǎo)致的應(yīng)力和變形甚至穿透等，實際焊接軌跡跟所需求軌跡有較大的偏差，而僅僅示教是很難滿足要求的。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是無需通過人工示教模式，實現(xiàn)焊槍在正確的位置進(jìn)行環(huán)縫焊接，提高焊接質(zhì)量。為解決上述問題，本實用新型提供一種基于焊縫智能檢測控制的新型環(huán)縫焊接裝置。
[0005]本實用新型的目的是以下述方式實現(xiàn)的:
[0006]一種基于焊縫智能檢測控制的新型環(huán)縫焊接裝置，包括設(shè)置在工作臺上的三軸坐標(biāo)機(jī)器人，所述三軸坐標(biāo)機(jī)器人由X軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、Y軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)和Z軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)連接而成；在所述X軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的滑動塊上固定焊槍，所述焊槍上固定激光掃描器；在所述工作臺上還設(shè)置有驅(qū)動X軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的滑動塊移動的第一伺服電機(jī)、驅(qū)動Y軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的滑動塊移動的第二伺服電機(jī)以及驅(qū)動Z軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的滑動塊移動的第三伺服電機(jī)；所述激光掃描器、第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)和第三伺服電機(jī)均與工控機(jī)連接；在所述工作臺上還設(shè)置有調(diào)節(jié)待焊接環(huán)縫的焊件位置的焊接變位機(jī)構(gòu)。
[0007]所述焊接變位機(jī)構(gòu)包括固定在工作臺上的卡盤座、固定在卡盤座上的四爪卡盤1、設(shè)置在工作臺上的卡盤托、固定在卡盤托上的四爪卡盤II以及調(diào)節(jié)卡盤托位置的滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，焊件固定在四爪卡盤I和四爪卡盤II之間；所述四爪卡盤II與伺服電機(jī)組件連接，所述伺服電機(jī)組件與工控機(jī)連接。
[0008]所述調(diào)節(jié)卡盤托位置的滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)包括設(shè)置有手輪的絲杠和與其連接的滑塊，所述卡盤托設(shè)置在滑塊上。
[0009]第一伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器或減速器與X軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)連接，第二伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器或減速器與Y軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)連接，第三伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器或減速器與Z軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)連接。
[0010]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型能夠免于環(huán)縫焊接過程中的人工示教，不僅解放了工人的體力腦力勞動，而且提高了環(huán)縫焊接質(zhì)量；結(jié)構(gòu)簡單、便于應(yīng)用推廣；相對一般的激光視覺傳感器，采用激光掃描器使得焊接過程中抗干擾性強(qiáng)，且掃描角度大、掃描頻率高、結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本實用新型的焊接示意圖。
【具體實施方式】
[0013]參見圖1和圖2，本實施例的一種基于焊縫智能檢測控制的新型環(huán)縫焊接裝置，包括設(shè)置在工作臺I上的三軸坐標(biāo)機(jī)器人；三軸坐標(biāo)機(jī)器人由X軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)2、Z軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)4和Y軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)3連接而成；Z軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)4固定在Y軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)3的滑動塊上，X軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)2固定在Z軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)4的滑動塊上，在X軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)2的滑動塊上固定焊槍5，焊槍5上固定激光掃描器6。
[0014]在工作臺I上還設(shè)置有驅(qū)動X軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)2的滑動塊移動的第一伺服電機(jī)、驅(qū)動Y軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)3的滑動塊移動的第二伺服電機(jī)以及驅(qū)動Z軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)4的滑動塊移動的第三伺服電機(jī)。
[0015]在工作臺I上設(shè)置有調(diào)節(jié)待焊接環(huán)縫的焊件位置的焊接變位機(jī)構(gòu)，焊接變位機(jī)構(gòu)包括固定在工作臺I上的卡盤座8、固定在卡盤座8上的四爪卡盤19、設(shè)置在工作臺I上的卡盤托7、固定在卡盤托7上的四爪卡盤IIlO以及調(diào)節(jié)卡盤托7位置的滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)12，焊件11固定在四爪卡盤19和四爪卡盤IIlO之間；四爪卡盤IIlO與伺服電機(jī)組件連接，四爪卡盤IIlO在伺服電機(jī)組件帶動下旋轉(zhuǎn)待焊接環(huán)縫的焊件11。
[0016]激光掃描器6、第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)、第三伺服電機(jī)和伺服電機(jī)組件均與工控機(jī)連接。
[0017]三軸坐標(biāo)機(jī)器人能實現(xiàn)X軸，Y軸，Z軸三個方向的自由移動，由3個伺服電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制，帶動焊槍5實現(xiàn)空間的自由移動，運(yùn)動精度高，
[0018]卡盤托7設(shè)置在調(diào)節(jié)其位置的滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)12上；調(diào)節(jié)卡盤托7位置的滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)12包括設(shè)置有手輪的絲杠和與其連接的滑塊，卡盤托7設(shè)置在滑塊上，通過手輪轉(zhuǎn)動絲杠，可通過帶動滑塊調(diào)節(jié)卡盤托7的位置，從而滿足焊接不同長度工件的需求。
[0019]第一伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器或減速器與X軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)2連接，第二伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器或減速器與Y軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)3連接，第三伺服電機(jī)9通過聯(lián)軸器或減速器與Z軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)4連接。
[0020]本實用新型的工作原理:
[0021]激光掃描器6通過激光發(fā)射器發(fā)射激光波，激光波碰到物體后，部分能量返回，當(dāng)激光接收器收到返回的激光波且返回波的能量足以觸發(fā)檻值，激光掃描器6計算出與物體之間的距離；激光掃描器連續(xù)不停的發(fā)射激光波，激光波打在高速旋轉(zhuǎn)的鏡面上，并向各個方向發(fā)散，從而形成一個二維掃描區(qū)域。在此區(qū)域的范圍內(nèi)，激光掃描器6計算出每個測量點的距離，根據(jù)此距離信息，即可計算出焊縫的外形輪廓，并對焊縫進(jìn)行坐標(biāo)定位等，這是現(xiàn)有激光掃描器的通用原理。激光掃描器相對一般的激光視覺傳感器抗干擾性強(qiáng)，且掃描角度大、掃描頻率高、結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉。
[0022]激光掃描器6將收集到的焊縫信息傳輸給工控機(jī)，工控機(jī)對信息進(jìn)行處理，通過第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)、第三伺服電機(jī)驅(qū)動三軸坐標(biāo)機(jī)器人帶動焊槍5進(jìn)行焊接，同時在伺服電機(jī)組件帶動下四爪卡盤IIlO帶動焊件11旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)環(huán)形焊縫的焊接。
[0023]三軸坐標(biāo)機(jī)器人帶動焊槍5進(jìn)行環(huán)縫焊接之前不用示教，工人只需設(shè)置初始參數(shù)并將焊槍5移至焊縫上方，三軸坐標(biāo)機(jī)器人便可進(jìn)行環(huán)縫焊接。
[0024]本實用新型裝置所采用的元件大部分是外購件，技術(shù)人員根據(jù)本實用新型提出的方案可進(jìn)行元器件連接，結(jié)構(gòu)簡單，便于推廣使用。
【主權(quán)項】
1.一種基于焊縫智能檢測控制的新型環(huán)縫焊接裝置，其特征在于:包括設(shè)置在工作臺上的三軸坐標(biāo)機(jī)器人，所述三軸坐標(biāo)機(jī)器人由X軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、Y軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)和Z軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)連接而成；在所述X軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的滑動塊上固定焊槍，所述焊槍上固定激光掃描器；在所述工作臺上還設(shè)置有驅(qū)動X軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的滑動塊移動的第一伺服電機(jī)、驅(qū)動Y軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的滑動塊移動的第二伺服電機(jī)以及驅(qū)動Z軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的滑動塊移動的第三伺服電機(jī)；所述激光掃描器、第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)和第三伺服電機(jī)均與工控機(jī)連接；在所述工作臺上還設(shè)置有調(diào)節(jié)待焊接環(huán)縫的焊件位置的焊接變位機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于焊縫智能檢測控制的新型環(huán)縫焊接裝置，其特征在于:所述焊接變位機(jī)構(gòu)包括固定在工作臺上的卡盤座、固定在卡盤座上的四爪卡盤1、設(shè)置在工作臺上的卡盤托、固定在卡盤托上的四爪卡盤II以及調(diào)節(jié)卡盤托位置的滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，焊件固定在四爪卡盤I和四爪卡盤II之間；所述四爪卡盤II與伺服電機(jī)組件連接，所述伺服電機(jī)組件與工控機(jī)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于焊縫智能檢測控制的新型環(huán)縫焊接裝置，其特征在于:所述調(diào)節(jié)卡盤托位置的滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)包括設(shè)置有手輪的絲杠和與其連接的滑塊，所述卡盤托設(shè)置在滑塊上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于焊縫智能檢測控制的新型環(huán)縫焊接裝置，其特征在于:第一伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器或減速器與X軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)連接，第二伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器或減速器與Y軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)連接，第三伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器或減速器與Z軸滾珠絲杠直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于焊縫智能檢測控制的新型環(huán)縫焊接裝置，包括設(shè)置在工作臺上的三軸坐標(biāo)機(jī)器人，在三軸坐標(biāo)機(jī)器人上固定焊槍，焊槍上固定激光掃描器；在工作臺上還設(shè)置有驅(qū)動三軸坐標(biāo)機(jī)器人沿X軸、Y軸和Z軸方向移動的第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)以及第三伺服電機(jī)；激光掃描器、第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)和第三伺服電機(jī)均與工控機(jī)連接；在所述工作臺上還設(shè)置有調(diào)節(jié)待焊接環(huán)縫的焊件位置的焊接變位機(jī)構(gòu)。本實用新型能夠免于環(huán)縫焊接過程中的人工示教，不僅解放了工人的體力腦力勞動，而且提高了環(huán)縫焊接質(zhì)量；結(jié)構(gòu)簡單、便于應(yīng)用推廣；采用激光掃描器使得焊接過程中抗干擾性強(qiáng)，且掃描角度大、掃描頻率高。
【IPC分類】B23K9-28, B23K9-028, B23K37-047, B23K9-127
【公開號】CN204524503
【申請?zhí)枴緾N201520056703
【發(fā)明人】曾勁松, 趙華東, 張軍, 裴東杰
【申請人】鄭州圖靈機(jī)器人股份有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年1月28日