一種基于焊縫智能檢測控制的新型環縫焊接裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及環縫焊接領域，具體涉及一種免于示教、能實時控制焊接過程的新型環縫焊接裝置。
【背景技術】
[0002]隨著焊接自動化技術的不斷提高，各式各樣的自動焊接專機設備也在不斷發展。環縫焊接裝置是一種常見的焊接裝置。焊接機器人和焊接專機的出現對焊接領域的發展起到了巨大的推動作用，具有焊接效率高，成型美觀，重復性好等優點。
[0003]目前市場上不論是一般的還是智能化的機器人，大多需要預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，但難以控制焊接質量甚至對工人的技術水平提出了更高的要求。宄其原因，乃是焊接過程中因產生大量的熱而導致的應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。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是無需通過人工示教模式，實現焊槍在正確的位置進行環縫焊接，提高焊接質量。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縫焊接裝置。
[0005]本實用新型的目的是以下述方式實現的:
[0006]一種基于焊縫智能檢測控制的新型環縫焊接裝置，包括設置在工作臺上的三軸坐標機器人，所述三軸坐標機器人由X軸滾珠絲杠直線導軌機構、Y軸滾珠絲杠直線導軌機構和Z軸滾珠絲杠直線導軌機構連接而成；在所述X軸滾珠絲杠直線導軌機構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置有驅動X軸滾珠絲杠直線導軌機構的滑動塊移動的第一伺服電機、驅動Y軸滾珠絲杠直線導軌機構的滑動塊移動的第二伺服電機以及驅動Z軸滾珠絲杠直線導軌機構的滑動塊移動的第三伺服電機；所述激光掃描器、第一伺服電機、第二伺服電機和第三伺服電機均與工控機連接；在所述工作臺上還設置有調節待焊接環縫的焊件位置的焊接變位機構。
[0007]所述焊接變位機構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以及調節卡盤托位置的滾珠絲杠直線導軌機構，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與伺服電機組件連接，所述伺服電機組件與工控機連接。
[0008]所述調節卡盤托位置的滾珠絲杠直線導軌機構包括設置有手輪的絲杠和與其連接的滑塊，所述卡盤托設置在滑塊上。
[0009]第一伺服電機通過聯軸器或減速器與X軸滾珠絲杠直線導軌機構連接，第二伺服電機通過聯軸器或減速器與Y軸滾珠絲杠直線導軌機構連接，第三伺服電機通過聯軸器或減速器與Z軸滾珠絲杠直線導軌機構連接。
[0010]相對于現有技術，本實用新型能夠免于環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，而且提高了環縫焊接質量；結構簡單、便于應用推廣；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，且掃描角度大、掃描頻率高、結構簡單、價格低廉。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[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縫焊接裝置，包括設置在工作臺I上的三軸坐標機器人；三軸坐標機器人由X軸滾珠絲杠直線導軌機構2、Z軸滾珠絲杠直線導軌機構4和Y軸滾珠絲杠直線導軌機構3連接而成；Z軸滾珠絲杠直線導軌機構4固定在Y軸滾珠絲杠直線導軌機構3的滑動塊上，X軸滾珠絲杠直線導軌機構2固定在Z軸滾珠絲杠直線導軌機構4的滑動塊上，在X軸滾珠絲杠直線導軌機構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上還設置有驅動X軸滾珠絲杠直線導軌機構2的滑動塊移動的第一伺服電機、驅動Y軸滾珠絲杠直線導軌機構3的滑動塊移動的第二伺服電機以及驅動Z軸滾珠絲杠直線導軌機構4的滑動塊移動的第三伺服電機。
[0015]在工作臺I上設置有調節待焊接環縫的焊件位置的焊接變位機構，焊接變位機構包括固定在工作臺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以及調節卡盤托7位置的滾珠絲杠直線導軌機構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與伺服電機組件連接，四爪卡盤IIlO在伺服電機組件帶動下旋轉待焊接環縫的焊件11。
[0016]激光掃描器6、第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機和伺服電機組件均與工控機連接。
[0017]三軸坐標機器人能實現X軸，Y軸，Z軸三個方向的自由移動，由3個伺服電機進行閉環控制，帶動焊槍5實現空間的自由移動，運動精度高，
[0018]卡盤托7設置在調節其位置的滾珠絲杠直線導軌機構12上；調節卡盤托7位置的滾珠絲杠直線導軌機構12包括設置有手輪的絲杠和與其連接的滑塊，卡盤托7設置在滑塊上，通過手輪轉動絲杠，可通過帶動滑塊調節卡盤托7的位置，從而滿足焊接不同長度工件的需求。
[0019]第一伺服電機通過聯軸器或減速器與X軸滾珠絲杠直線導軌機構2連接，第二伺服電機通過聯軸器或減速器與Y軸滾珠絲杠直線導軌機構3連接，第三伺服電機9通過聯軸器或減速器與Z軸滾珠絲杠直線導軌機構4連接。
[0020]本實用新型的工作原理:
[0021]激光掃描器6通過激光發射器發射激光波，激光波碰到物體后，部分能量返回，當激光接收器收到返回的激光波且返回波的能量足以觸發檻值，激光掃描器6計算出與物體之間的距離；激光掃描器連續不停的發射激光波，激光波打在高速旋轉的鏡面上，并向各個方向發散，從而形成一個二維掃描區域。在此區域的范圍內，激光掃描器6計算出每個測量點的距離，根據此距離信息，即可計算出焊縫的外形輪廓，并對焊縫進行坐標定位等，這是現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，且掃描角度大、掃描頻率高、結構簡單、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，工控機對信息進行處理，通過第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機驅動三軸坐標機器人帶動焊槍5進行焊接，同時在伺服電機組件帶動下四爪卡盤IIlO帶動焊件11旋轉，實現環形焊縫的焊接。
[0023]三軸坐標機器人帶動焊槍5進行環縫焊接之前不用示教，工人只需設置初始參數并將焊槍5移至焊縫上方，三軸坐標機器人便可進行環縫焊接。
[0024]本實用新型裝置所采用的元件大部分是外購件，技術人員根據本實用新型提出的方案可進行元器件連接，結構簡單，便于推廣使用。
【主權項】
1.一種基于焊縫智能檢測控制的新型環縫焊接裝置，其特征在于:包括設置在工作臺上的三軸坐標機器人，所述三軸坐標機器人由X軸滾珠絲杠直線導軌機構、Y軸滾珠絲杠直線導軌機構和Z軸滾珠絲杠直線導軌機構連接而成；在所述X軸滾珠絲杠直線導軌機構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置有驅動X軸滾珠絲杠直線導軌機構的滑動塊移動的第一伺服電機、驅動Y軸滾珠絲杠直線導軌機構的滑動塊移動的第二伺服電機以及驅動Z軸滾珠絲杠直線導軌機構的滑動塊移動的第三伺服電機；所述激光掃描器、第一伺服電機、第二伺服電機和第三伺服電機均與工控機連接；在所述工作臺上還設置有調節待焊接環縫的焊件位置的焊接變位機構。
2.根據權利要求1所述的基于焊縫智能檢測控制的新型環縫焊接裝置，其特征在于:所述焊接變位機構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以及調節卡盤托位置的滾珠絲杠直線導軌機構，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與伺服電機組件連接，所述伺服電機組件與工控機連接。
3.根據權利要求2所述的基于焊縫智能檢測控制的新型環縫焊接裝置，其特征在于:所述調節卡盤托位置的滾珠絲杠直線導軌機構包括設置有手輪的絲杠和與其連接的滑塊，所述卡盤托設置在滑塊上。
4.根據權利要求1所述的基于焊縫智能檢測控制的新型環縫焊接裝置，其特征在于:第一伺服電機通過聯軸器或減速器與X軸滾珠絲杠直線導軌機構連接，第二伺服電機通過聯軸器或減速器與Y軸滾珠絲杠直線導軌機構連接，第三伺服電機通過聯軸器或減速器與Z軸滾珠絲杠直線導軌機構連接。
【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縫焊接裝置，包括設置在工作臺上的三軸坐標機器人，在三軸坐標機器人上固定焊槍，焊槍上固定激光掃描器；在工作臺上還設置有驅動三軸坐標機器人沿X軸、Y軸和Z軸方向移動的第一伺服電機、第二伺服電機以及第三伺服電機；激光掃描器、第一伺服電機、第二伺服電機和第三伺服電機均與工控機連接；在所述工作臺上還設置有調節待焊接環縫的焊件位置的焊接變位機構。本實用新型能夠免于環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，而且提高了環縫焊接質量；結構簡單、便于應用推廣；采用激光掃描器使得焊接過程中抗干擾性強，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
【申請號】CN201520056703
【發明人】曾勁松, 趙華東, 張軍, 裴東杰
【申請人】鄭州圖靈機器人股份有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年1月28日