一种防弧光与焊渣飞溅的焊接小车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种防弧光与焊渣飞溅的焊接小车，包括：小车车体，其内设置有水平的导轨，其通过驱动机构驱动沿垂直于焊接方向移动；激光视觉传感器，其固定于所述导轨位于小车外的一端，且沿焊接方向的后侧面下端向下竖直延伸设置有挡板，所述挡板向下竖直延伸设置有毛刷，所述激光视觉传感器电连接图像处理装置输入端；焊枪，其固定位于激光视觉传感器沿焊接方向的后方；控制器，其输入端电连接图像处理装置的输出端，所述控制器的输出端电连接导轨驱动机构。本实用新型专利技术利用挡板和毛刷解决了激光视觉焊缝跟踪技术中弧光和焊渣对视觉图像质量影响问题，提高焊缝图像质量，降低图像处理难度，进而实现精确自动化焊接。

【技术实现步骤摘要】
一种防弧光与焊渣飞溅的焊接小车
本技术涉及石油化工行业中管道焊接施工现场的自动焊接
更具体地说，本技术涉及一种防弧光与焊渣飞溅的焊接小车。
技术介绍
石油化工产业作为国家重要支柱产业之一，为国家的经济发展做出了巨大贡献，管道焊接是其中一项重要技术。制约我国石油化工产业发展的主要因素之一是管道焊接器械的自动化程度低，管道焊接用机械设备故障率高，很难达到快速生产的要求。拥有世界先进技术国家，例如日本、美国、德国等在管道焊接自动焊接技术研发方面已投入大量精力，很多现代化工厂已实现了自动化生产，而我们国家在近些年才实现半自动化生产。以使用的碳钢厚壁管道焊接为例，新世纪后，中国还有一大部分工厂使用手工电弧焊，在焊接过程中的弧光和烟尘对人体产生极大伤害，并且人容易产生疲劳，导致焊接质量不稳定且容易产生安全事故。一般管道焊接的部分工作可在预制厂内使用工业焊接机器人完成，但在野外施工现场，由于工作环境的复杂性，主要还是依靠人工焊接。极少数施工现场投放了磁力吸附式焊接小车完成管道焊接，由于在焊接过程中需要人工实时监测，通过控制面板按键操作来修正焊枪运动轨迹。为解决该问题，采用基于激光视觉传感器的焊缝跟踪技术，利用相干性、一致性、单色性的激光器作为辅助光源来获取表征焊缝结构的激光条纹，该技术结合了视觉与线结构光的三角测量技术，可获取大量焊缝信息。但在焊接过程中，激光视觉传感器一般超前于焊枪，激光条纹与熔池有一定距离，导致由视觉传感器识别的焊缝中心位置是超前于焊枪的实际位置，其间距越小则越容易实现精确的跟踪控制。然而该间距≤30mm后，受电弧光、烟尘和飞溅等因素的干扰，现场采集的焊缝图像被大量噪声覆盖，大大降低系统跟踪精度。为减少噪声干扰快速、准确的识别出焊缝是实时焊缝跟踪重要的问题。同时，基于磁力吸附式的焊接小车在行进中极易吸附飞溅的焊渣，导致小车跑偏。目前，针对采用机器视觉的磁力吸附式焊接小车在防弧光与焊渣飞溅还未有好的解决办法。
技术实现思路
本技术的一个目的是提供一种防弧光与焊渣飞溅的焊接小车，利用挡板和毛刷解决了激光视觉焊缝跟踪技术中弧光和焊渣对视觉图像质量影响问题，提高焊缝图像质量，降低图像处理难度，进而实现精确自动化焊接。为了实现根据本技术的这些目的和其它优点，提供了一种防弧光与焊渣飞溅的焊接小车，包括：小车车体，其内设置有水平的导轨，所述导轨一端设置于小车车体内且另一端凸出于小车车体外，所述导轨通过导轨驱动机构驱动沿垂直于焊接方向移动；激光视觉传感器，其固定于所述导轨另一端并平行于小车车体位于小车车体的一侧外，所述激光视觉传感器沿焊接方向的后侧面下端向下竖直延伸设置有挡板，所述挡板向下竖直延伸设置有毛刷，所述激光视觉传感器电连接图像处理装置输入端；焊枪，其通过激光视觉传感器上的固定元件沿焊接方向安装于激光视觉传感器后方；控制器，其输入端电连接图像处理装置的输出端，所述控制器的输出端电连接导轨驱动机构。优选的是，所述激光视觉传感器包括：黑色氧化处理的传感器外壳、相机、激光发生器、激光线反射镜、透光性隔板，所述相机、激光发生器和激光线反射镜固定安装于传感器外壳内，所述透光性隔板固定安装于传感器外壳窗口上，所述相机采用CMOS相机，所述激光发生器为一字线红光激光发生器，其波长为650nm，功率为16mW。优选的是，所述导轨驱动机构为油缸，所述固定元件包括焊枪高度调节电机、连接件和螺杆，所述焊枪高度调节电机固定于所述激光视觉传感器后侧面上且与所述控制器的输出端电连接，所述螺杆竖直设置且通过焊枪高度调节电机连接并驱动转动，所述连接件一端固定连接焊枪、另一端具有竖直通孔，且通孔具有内螺纹，所述连接件通过通孔的内螺纹配合套设于所述螺杆上。优选的是，所述小车车体通过磁轮吸附并沿管道爬行。优选的是，所述小车车体具有一对前轮和一对后轮，并通过焊接管道上设置的爬行轨道卡装后沿管道爬行。优选的是，一对前轮通过前轮轴连接，一对后轮通过后轮轴连接，前轮轴以及后轮轴的移动带动一对前轮和一对后轮的转动爬行，所述爬行轨道包括：第一固定带和第二固定带，其均可围成弧形结构且两者长度相等，所述第一固定带和第二固定带均包括一体成型并列设置的连接带、定位带和开口带，所述第一固定带和第二固定带的连接带的一端均向内凹陷形成通道、另一端均向外延伸形成延伸带，所述延伸带可配合在所述通道内移动；所述第一固定带和第二固定带的定位带一端均与连接带的一端平齐且长度均小于连接带的长度，所述第一固定带的定位带长度小于所述第二固定带的定位带长度；所述第一固定带和第二固定带的开口带长度均与其定位带的长度相等且两端平齐，所述开口带内部具有沿其长度方向贯通的中空方形腔体，且腔体中部具有贯通外部的开口，所述开口上下表面具有向外延伸的一对水平限位板，所述第一固定带和第二固定带的开口带相对间隔设置且开口带下部沿其长度方向通过多根导带固定连接；所述第一固定带的连接带未设置定位带的一侧面向内凹陷形成方形凹槽，其靠近定位带的一侧面连接有弹簧一端；活动带，其包括活动定位带和活动开口带，所述活动开口带为第一固定带开口带长度的一部分，所述活动定位带的外侧通过卡合件卡装于所述凹槽槽底内并可配合沿凹槽长度方向移动，所述弹簧另一端固定于所述活动定位带上，所述弹簧延伸最长时，所述活动带一侧紧挨凹槽靠近延伸带的一侧面，所述活动带另一侧与第二固定带的开口带端面平齐；一对连接件，其包括转动轴和一对滑轮，一对滑轮连接于转动轴的两端，转动轴移动时带动一对滑轮转动移动，一对滑轮分别配合于第一固定带和第二固定带的开口带的腔体中，并可沿腔体的长度方向移动，转动轴恰好位于一对限位板之间；一对连接件的转动轴的中部分别通过一对连接杆固定连接前轮轴和后轮轴的中部；一对连接绳，其连接于第一固定带和第二固定带两端部相邻的两根导带上，以将第一固定带和第二固定带固定套设于焊接管道上；一对活动轨道，其为多节可拆卸的单节轨道组装而成，一对活动轨道分别可拆卸连接于第一固定带和第二固定带上表面，一对前轮和一对后轮分别卡装于一对活动轨道上。优选的是，所述连接绳一端固定于其中一导带一侧面下部，另一端为自由端，所述连接绳由两根并列间隔且两端固定连接为一体的绳形成，其中一导带一侧面上部固定有一对并排间隔设置的固定杆一端，一对固定杆另一端固定连接固定块，其上下底面以及靠近固定杆的一侧面均设置有多个限位杆，所述限位杆下端固定于固定块上，上端均垂直于固定块表面向外延伸且固定有一限位球，其直径大于限位杆的直径；另一导带从其侧面向其上表面具有贯通的孔道，其恰好容纳所述连接绳穿过，所述连接绳的两根绳之间的间隔略小于所述限位杆的直径。优选的是，所述第一固定带和第二固定带下底面还设置有一层弹性层。本技术至少包括以下有益效果：1、焊接过程中，由于有毛刷及挡板遮挡装置，弧光和焊渣对图像的干扰程度大大降低，极大提高了激光视觉焊缝跟踪的准确性，整个过程无需人工手动纠偏，且保证了焊接质量和效率。2、本技术通过设置爬行轨道使得小车车体可以沿轨道爬行从而实现管道的焊接，另外，爬行轨道设置为可调节大小，针对不同的管道可实现在一定范围内适用不同直径大小的管道，另外对管道的抱紧程度也可通过设置的爬行轨道实现不同的松紧程度。本技术的其它优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防弧光与焊渣飞溅的焊接小车，其特征在于，包括：小车车体，其内设置有水平的导轨，所述导轨一端设置于小车车体内且另一端凸出于小车车体外，所述导轨通过导轨驱动机构驱动沿垂直于焊接方向移动；激光视觉传感器，其固定于所述导轨另一端并平行于小车车体位于小车车体的一侧外，所述激光视觉传感器沿焊接方向的后侧面下端向下竖直延伸设置有挡板，所述挡板向下竖直延伸设置有毛刷，所述激光视觉传感器电连接图像处理装置输入端；焊枪，其通过激光视觉传感器上的固定元件沿焊接方向安装于激光视觉传感器后方；控制器，其输入端电连接图像处理装置的输出端，所述控制器的输出端电连接导轨驱动机构。

【技术特征摘要】
1.一种防弧光与焊渣飞溅的焊接小车，其特征在于，包括：小车车体，其内设置有水平的导轨，所述导轨一端设置于小车车体内且另一端凸出于小车车体外，所述导轨通过导轨驱动机构驱动沿垂直于焊接方向移动；激光视觉传感器，其固定于所述导轨另一端并平行于小车车体位于小车车体的一侧外，所述激光视觉传感器沿焊接方向的后侧面下端向下竖直延伸设置有挡板，所述挡板向下竖直延伸设置有毛刷，所述激光视觉传感器电连接图像处理装置输入端；焊枪，其通过激光视觉传感器上的固定元件沿焊接方向安装于激光视觉传感器后方；控制器，其输入端电连接图像处理装置的输出端，所述控制器的输出端电连接导轨驱动机构。2.如权利要求1所述的防弧光与焊渣飞溅的焊接小车，其特征在于，所述激光视觉传感器包括：黑色氧化处理的传感器外壳、相机、激光发生器、激光线反射镜、透光性隔板，所述相机、激光发生器和激光线反射镜固定安装于传感器外壳内，所述透光性隔板固定安装于传感器外壳窗口上，所述相机采用CMOS相机，所述激光发生器为一字线红光激光发生器，其波长为650nm，功率为16mW。3.如权利要求1所述的防弧光与焊渣飞溅的焊接小车，其特征在于，所述导轨驱动机构为油缸，所述固定元件包括焊枪高度调节电机、连接件和螺杆，所述焊枪高度调节电机固定于所述激光视觉传感器后侧面上且与所述控制器的输出端电连接，所述螺杆竖直设置且通过焊枪高度调节电机连接并驱动转动，所述连接件一端固定连接焊枪、另一端具有竖直通孔，且通孔具有内螺纹，所述连接件通过通孔的内螺纹配合套设于所述螺杆上。4.如权利要求1所述的防弧光与焊渣飞溅的焊接小车，其特征在于，所述小车车体通过磁轮吸附并沿管道爬行。5.如权利要求1所述的防弧光与焊渣飞溅的焊接小车，其特征在于，所述小车车体具有一对前轮和一对后轮，并通过焊接管道上设置的爬行轨道卡装后沿管道爬行。6.如权利要求5所述的防弧光与焊渣飞溅的焊接小车，其特征在于，一对前轮通过前轮轴连接，一对后轮通过后轮轴连接，前轮轴以及后轮轴的移动带动一对前轮和一对后轮的转动爬行，所述爬行轨道包括：第一固定带和第二固定带，其均可围成弧形结构且两者长度相等，所述第一固定带和第二固定带均包括一体成型并列设置的连接带、定位带和开口带，所述第一固定带和第二固定带的连接带的一端均向内凹陷形成通道、另一端均向外延伸形成延伸带，所述延伸带可配合在所述通道内移动；所述第一固定带和第二固定带...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中任，李柏年，李宁，刘海生，刘德政，柯希林，王三妹，
申请(专利权)人：中国化学工程第六建设有限公司，湖北文理学院，
类型：新型
国别省市：湖北,42