一种带三维焊缝识别的集装箱门楣自动焊接设备制造技术

本申请提供一种带三维焊缝识别的集装箱门楣自动焊接设备，属于焊接机床或方法技术领域。将待焊接工件压紧梁下方并固定；压紧梁上方设置导轨，导轨上安装有可实现四轴移动的焊接小车，所述焊接小车上设置扫描机构和焊枪，扫描机构的传感器检测下方焊接工件的焊缝信号，并将信号传递给中央控制器，中央控制器根据该信号，设定焊接小车的行走路径，焊接小车与扫描机构信号同步，并据此沿导轨做相对待焊接工件的实时前、后、左、右与升、降动作，待与待焊接部位位置匹配后，焊接小车上的焊枪启动，即对待焊接部位实施焊接工序。

An Automatic Welding Equipment for Container Lintel with Three-dimensional Weld Seam Recognition

【技术实现步骤摘要】
一种带三维焊缝识别的集装箱门楣自动焊接设备
本申请涉及一种带三维焊缝识别的集装箱门楣自动焊接设备，属于焊接机床或方法

技术介绍
在焊接过程中，搭接焊缝常见的有两种：门楣焊接和前楣板焊接，门楣焊接是为搭接形成的2条角焊缝，焊接长度约为2.1m；前楣板焊缝为直线搭接型焊缝，生产过程中使用气体保护焊接工艺。目前该两种搭接焊缝的焊接方法，多采用纯人工或半自动焊接，存在劳动强度大、焊道成型效果不稳定等实际问题，在焊接过程中，需要人工进行焊接前的对枪，焊接过程中需要手动调，对工人技能要求较高。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种带三维焊缝识别的集装箱门楣自动焊接设备，该方式不仅提高了焊接质量，节省人工，还可以实现焊接过程的实时跟踪自动识别，无需人工对枪自动化操作，节约工作时间。具体地，本申请是通过以下方案实现的：一种带三维焊缝识别的集装箱门楣自动焊接设备，将待焊接工件压紧梁下方并固定；压紧梁上方设置导轨，导轨上安装有可实现四轴移动的焊接小车，所述焊接小车上设置扫描机构和焊枪，扫描机构的传感器检测下方焊接工件的焊缝信号，并将信号传递给中央控制器，中央控制器根据该信号，设定焊接小车的行走路径，焊接小车与扫描机构信号同步，并据此沿导轨做相对待焊接工件的实时前、后、左、右与升、降动作，待与待焊接部位位置匹配后，焊接小车上的焊枪启动，即对待焊接部位实施焊接工序。本申请采用扫描机构与传感器进行焊缝识别，并将识别的信息转换为信号，经中央控制器控制焊接小车的驱动(如伺服和步进电机)完成焊接过程中的自动跟踪，达到提高焊接质量，节省人工的目的。该过程不仅实现了焊缝起点的自动识别后自动下枪，不需要人工对枪；在焊接过程中，进行识别焊缝离焊枪距离、焊缝左右位置。也即为实时识别跟踪，节约工作时间；焊接小车与扫描机构配合，实现四轴(时间轴以及上下、左右、前后)焊接，快速扫描和焊接，实现整条焊缝的连续焊接，中间不作停顿。同时，申请人还对导轨做了优选设置，所述压紧梁上方设置横梁，导轨设置于横梁的侧边或顶部，以分别适应不同工况的安装需求。针对门楣搭接而言，适合将导轨设置于横梁侧边，此时，导轨沿竖直方向设置，并优选在横梁的两侧分别设置，焊接小车及为焊接小车的焊枪供丝的送丝机均位于横梁侧边；针对前楣搭接而言，所述导轨包设于横梁顶部及侧边，此时，焊接小车位于横梁侧边，为焊接小车的焊枪供丝的送丝机安装于横梁顶部。同时，申请人还对焊接小车的设置方式做了研究，并确定当其采用成对设置时，可实现双机头焊接，确保工作时间满足要求；更优选的，针对门楣搭接，所述焊接小车设置有四组；针对前楣搭接，所述焊接小车设置两组。门楣与前楣对焊接过程有所区别，适宜不同的设置方式。在上述工作基础上，申请人还对具体的焊接小车做了进一步的研究，并优选设置如下：所述焊接小车还包括有前后调整机构、高度调整机构与左右调整机构，前后调整机构、高度调整机构与左右调整机构与扫描机构配合，实现焊接小车的四轴移动。更优选的，所述焊枪设置于高度调整机构的输出端，前后调整机构与左右调整机构分别带动焊接小车及焊枪前后、左右移动，高度调整机构带动焊枪做升降移动。所述传感器为激光传感器IL-300，测量距离150-450mm，采样周期0.33/1/2/5ms。所述压紧梁朝向待焊接工件一侧设置多个油缸，以实现待焊接工件的固定。更有选的，所述油缸中，居中油缸配套设置有导柱，实现居中油缸沿导柱升降。所述焊枪上设置有手调十字架，通过手调十字架的旋入旋出，实现焊枪沿旋入旋出轴方向的移动。更优选的，所述手调十字架设置有两个，两个手调十字架的旋入旋出轴分别沿横向与竖直方向设置，以实现焊枪左右与上下方向的移动。附图说明图1为本申请的立体结构示意图；图2为本申请的侧面结构示意图；图3为本申请的正面结构示意图；图4为本申请的俯视状态示意图；图5为图1中A部位的局部放大图。图中标号：1.安装架；2.横梁；21.导轨；3.焊接小车；3a.焊接小车一；3b.焊接小车二；3c.焊接小车三；3d.焊接小车四；31.焊枪；32.前后调整机构；33.高度调整机构；34.左右调整机构；35.焊枪架；36.扫描机构；361.激光器；37.手调十字架；4.压紧梁；41.油缸一；42.油缸二；43.油缸三；44.导柱；5.线槽；51.送丝机。具体实施方式本申请一种带三维焊缝识别的集装箱门楣自动焊接设备，加工涉及到的器件主要由安装架1、横梁2、焊接小车3、焊缝识别模块、触摸屏、控制程序、压紧梁4等组成。具体到加工过程中，结合图1-4，将待焊接工件置于底架(图中未标注)上，底架上方架设压紧梁4，待焊接工件由压紧梁4固定；压紧梁4上方设置导轨21，导轨21上安装有可实现四轴移动的焊接小车3，焊接小车3上设置扫描机构36和焊枪31，扫描机构36的传感器361检测下方焊接工件的焊缝信号，并将信号传递给中央控制器(图中未显示)，中央控制器根据该信号，设定焊接小车3的行走路径，焊接小车3与扫描机构36信号同步，并据此沿导轨21做相对待焊接工件的实时前、后、左、右与升、降动作，待与待焊接部位位置匹配后，焊接小车上的焊枪启动，即对待焊接部位实施焊接工序。横梁2以尺寸约为300*200mm的矩形钢为主体，其壁厚为10mm。在横梁2的侧面上，安装精密横向导轨21(型号：HGW25CA，台湾上银)。在导轨21上，安装有焊接小车3。其中，针对门楣搭接，结合图1，在横梁2的两侧沿竖直方向各设置一条导轨21，每侧导轨21上分别安装两套焊接系统(包括焊接小车3及其配套的四轴驱动、送丝机51)，即焊接小车一3a、焊接小车二3b、焊接小车三3c、焊接小车四3d，焊接小车3及为焊接小车3的焊枪31供丝的送丝机51均位于横梁2侧边；针对前楣搭接而言，导轨21包设于横梁顶部及侧边，此时，焊接小车3位于横梁2侧边，为焊接小车3的焊枪31供丝的送丝机51安装于横梁2顶部。在上述方案基础上，导轨21可采用方形结构时，导轨21采用比圆形直线导轨精度更高的方形导轨，并且在导轨21安装面铣槽，保证安装精度及经久耐用。横梁2的长度，需要满足当一台退开时，另外一台能够完成整条焊缝的焊接；当两台都退开时，不影响工件的输送。所以，长度需要足够。为了方便以后滑块的更换，导轨21需要由三段组成分体式结构。当需要更换时，可以方便的把中间这一段取下来。在焊接小车3上，安装有焊枪31、前后调整机构32、高度调整机构33、左右调整机构34和扫描机构36。焊接小车3通过齿轮齿条实现驱动。在焊接小车，安装有扫描电机和传感器361，传感器361与扫描机构36配合，完成焊缝识别。在上述工作基础上，申请人还对焊接小车3做了进一步的研究：结合图5，焊接小车3还包括有前后调整机构321、高度调整机构33和左右调整机构34，前后调整机构321、高度调整机构33与左右调整机构34通过接板32安装于导轨21上，中央控制器分别根据信号控制前后调整机构321、高度调整机构33和左右调整机构34的电机工作状态，据此带动焊接小车3上的焊枪31做前后、左右、上下/升降运动，即实现三轴移动。根据中央控制器发出的信号，前后调整机构32的电机带动整个焊接小车3前后移动；焊枪31通过焊枪架35安装于高度调整机构34的输出端，高度调整机构3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带三维焊缝识别的集装箱门楣自动焊接设备，其特征在于：包括压紧梁，所述压紧梁上方设置导轨，导轨上安装有可实现四轴移动的焊接小车，所述焊接小车上设置扫描机构和焊枪，扫描机构的传感器检测下方焊接工件的焊缝信号，并将信号传递给中央控制器，中央控制器根据该信号，设定焊接小车的行走路径，焊接小车与扫描机构信号同步，并据此沿导轨做相对待焊接工件的实时前、后、左、右与升、降动作。

【技术特征摘要】
1.一种带三维焊缝识别的集装箱门楣自动焊接设备，其特征在于：包括压紧梁，所述压紧梁上方设置导轨，导轨上安装有可实现四轴移动的焊接小车，所述焊接小车上设置扫描机构和焊枪，扫描机构的传感器检测下方焊接工件的焊缝信号，并将信号传递给中央控制器，中央控制器根据该信号，设定焊接小车的行走路径，焊接小车与扫描机构信号同步，并据此沿导轨做相对待焊接工件的实时前、后、左、右与升、降动作。2.如权利要求1所述的一种带三维焊缝识别的集装箱门楣自动焊接设备，其特征在于：所述压紧梁上方设置横梁，导轨设置于横梁的侧边或顶部。3.如权利要求1或2所述的一种带三维焊缝识别的集装箱门楣自动焊接设备，其特征在于：所述待焊接工件为门楣搭接焊缝，导轨设置于横梁侧边，导轨沿竖直方向设置，焊接小车及为焊接小车的焊枪供丝的送丝机均位于横梁侧边。4.如权利要求3所述的一种带三维焊缝识别的集装箱门楣自动焊接设备，其特征在于：所述横梁两侧各设置一组导轨，焊接小车设置有四组。5.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：付义林，姚进秋，夏恒超，
申请(专利权)人：绍兴汉立工业自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33