一种激光识别焊缝位置并自动焊接的系统技术方案

本实用新型专利技术的一种激光识别焊缝位置并自动焊接的系统，包括行走系统、焊缝激光识别系统、位置补正系统和焊枪；单个位置补正系统包括R轴旋转机构、Z轴上下调节机构和L轴左右调节机构，Z轴上下调节机构与横梁行走机构螺纹连接，Z轴上下调节机构的底端连接设置R轴旋转机构，R轴旋转机构的下方连接设有L轴左右调节机构，焊枪设在L轴左右调节机构的底部，焊枪的前端设有线激光传感器。本实用新型专利技术通过增加一个旋转轴即R轴旋转机构和一个高精度调节轴即L轴左右调节机构来实现焊缝位置全方位识别和位置补正；既能实现焊缝形态的多种识别，又能实现焊缝位置的高时效性和高精度性的位置补正，又解决了可以同时增加两套跟踪系统独立工作。

A system of laser identification of weld position and automatic welding

【技术实现步骤摘要】
一种激光识别焊缝位置并自动焊接的系统
本技术属于焊缝焊接
，涉及专用车制造、钢结构、轮船制造等焊缝焊接领域，具体涉及一种激光识别焊缝位置并自动焊接的系统。
技术介绍
众所周知，专用车制造等重大装备制造领域的产品尺寸大，产品种类繁多，在生产过程中没有生产工装，人工组对的统一性、精度没有保障，又加之零件由于自重，自身零件变形，焊缝形态不固定，又大多都是长焊缝，比如说焊缝长度最长达13.5米；因此，焊接持续时间长，人工焊接焊接效率低下。拿专用车底板为例，在专用车底板拼接的过程中，专用车底板长13.5米，宽2.5米，而进料尺寸为长1.5米，宽2.45米，那么板与板之间的焊缝有可能是拼接焊缝，有可能是搭接焊缝，在长度方向上组合成的长焊缝并不能保证是一条笔直的焊缝，这就需要一种能够识别焊缝位置并指引焊枪进行自动焊接的系统。而现有的自动化焊接系统中的技术不足之处在于：一、机械焊缝跟踪技术存在着应用受限。首先，现有的机械焊缝跟踪只能跟踪搭接焊缝，并且至少搭接高度在2mm以上，而拼接焊缝机械跟踪根本就应用不了；二、其他激光焊缝跟踪技术也存在着应用受限。虽然解决了能够识别拼接焊缝，但是类似斜搭接焊缝的实际情况就又不能识别了；三、现有的自动化焊接技术是引导焊枪进行焊缝位置的补正，采用的是：横向焊缝用龙门架前后移动来调节焊枪补正左右方向上的偏差，竖向焊缝用横梁左右移动来调节焊枪补正左右方向上的偏差，这样的技术的缺点在于焊枪补正的实效性和精度性大大降低；四、在四周拐角焊缝处理上，现有的技术存在着有一段焊缝是没有进行激光跟踪的，也就是说有一小段焊缝焊枪是没有进行位置补正的，这段小焊缝能不能焊的好关键在于板材在拼接的时候方正不方正，整个车体零件摆放的方正不方正；因此遇到此类情况，现有焊接技术很容易出现死角、空缺，并且该技术不能满足板材和零件复杂、环境艰涩的焊接情况，存在短板。另外，如果位置补正采用的是龙门架和横梁进行补正，那么就没有办法增加另外一套跟踪焊接系统，因为两个焊缝跟踪系统共用一个龙门和横梁，而每个焊缝跟踪系统需要龙门和横梁做出补正的方向和位置是不固定的，这样就很容易发生冲突，进而造成焊接误差、焊接破坏、死角、短板、空缺等诸多弊端，并不能很好地实现全自动化焊接，通用性、实用性、效率性有待进一步提高。
技术实现思路
有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供了一种激光识别焊缝位置并自动焊接的系统，采用通用性能更广的焊缝激光识别系统，通过增加一个旋转轴即R轴旋转机构和一个高精度调节轴即L轴左右调节机构来实现焊缝位置全方位识别和位置补正；既能实现焊缝形态的多种识别，又能实现焊缝位置的高时效性和高精度性的位置补正，又解决了可以同时增加两套跟踪系统，两套跟踪系统可以同时工作，互不影响，大大增加了焊接的效率。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种激光识别焊缝位置并自动焊接的系统，包括行走系统、焊缝激光识别系统、位置补正系统和焊枪，所述行走系统、位置补正系统、焊枪均与焊缝激光识别系统相连；所述行走系统包括龙门架行走机构和横梁行走机构，所述横梁行走机构的两端在龙门架行走机构的内侧分别设置位置补正系统，所述位置补正系统上连接设置所述焊缝激光识别系统，位置补正系统的底端连接设置焊枪，所述龙门架行走机构分别与所述焊缝激光识别系统、位置补正系统连接且带动二者在长度方向上做整体移动，所述横梁行走机构分别与所述焊缝激光识别系统、位置补正系统连接且带动二者在宽度方向上做整体移动；所述焊缝激光识别系统包括线激光传感器和激光处理器，线激光传感器包括激光发生器、图像采集器和图形处理器，激光处理器包括中央处理单元、I/O处理单元和通信单元；单个所述的位置补正系统包括R轴旋转机构、Z轴上下调节机构和L轴左右调节机构，所述Z轴上下调节机构与横梁行走机构螺纹连接，Z轴上下调节机构的底端连接设置R轴旋转机构，R轴旋转机构的下方连接设有L轴左右调节机构，所述焊枪设在L轴左右调节机构的底部，焊枪的前端设有所述线激光传感器。进一步的，所述Z轴上下调节机构的下部设置Z轴滑动连接板，所述R轴旋转机构与Z轴滑动连接板螺纹连接，R轴旋转机构通过R轴联轴器、R轴连接棒、R轴连接板与L轴左右调节机构连接，L轴左右调节机构上设有向下延伸的L轴滑动连接板，所述焊枪和线激光传感器一同设置在所述L轴滑动连接板上。进一步的，所述R轴旋转机构的R轴联轴器向下延伸且连接有R轴连接棒，R轴连接棒的底端连接设有R轴连接板，所述L轴左右调节机构与R轴连接板螺纹连接。进一步的，所述R轴旋转机构用于带动焊缝激光识别系统和位置补正系统进行整体旋转，L轴左右调节机构通过R轴旋转机构在竖向焊缝、横向焊缝上的水平方向均进行左右位置补正，Z轴上下调节机构用于带动焊枪在竖直方向上进行高低位置补正，L轴左右调节机构用于带动焊枪在水平方向上进行左右位置补正。进一步的，所述龙门架行走机构与横梁行走机构垂直设置，横梁行走机构的两端分别连接设置所述龙门架行走机构。进一步的，所述横梁行走机构通过相配合的导轨和滑块与所述龙门架行走机构连接。进一步的，所述龙门架行走机构采用电机加减速机双驱动并采用齿轮齿条的方式同时进行驱动，所述横梁行走机构采用电机加减速机利用齿轮齿条的方式进行驱动。进一步的，所述激光发生器、图像采集器、图形处理器依次相连，所述激光发生器、图像采集器、图形处理器、I/O处理单元、通信单元均与中央处理单元相连。本技术的有益效果是：一种激光识别焊缝位置并自动焊接的系统，采用通用性能更广的焊缝激光识别系统，通过增加一个R轴旋转机构和一个L轴左右调节机构来实现焊缝位置全方位识别和位置补正；既能实现焊缝形态的多种识别，又能实现焊缝位置的高时效性和高精度性的位置补正，又解决了可以同时增加两套跟踪系统，两套跟踪系统可以同时工作，互不影响，大大增加了焊接的效率。具体表现在以下几点：其一，位置补正系统创新突出，单个所述的位置补正系统包括R轴旋转机构、Z轴上下调节机构和L轴左右调节机构，由于增加了R轴旋转机构和L轴左右调节机构，使得两套焊缝跟踪系统可以单独也可以同时工作，互不影响，同时使得焊缝位置补正更加实效、精度更高，本技术中，双焊缝激光跟踪系统使得焊接效率大大提高，通过焊缝激光识别系统的代码控制可以实现四周拐角焊缝跟踪无死角；其二，Z轴上下调节机构的底端连接设置R轴旋转机构，R轴旋转机构的作用是为了解决当竖向焊缝焊接完毕时，转换成横向焊缝焊接时，通过R轴旋转机构动作并带动焊缝识别系统和位置补正系统进行整体旋转，实现了L轴左右调节机构即左右调节L轴在竖向焊缝和在横向焊缝上即水平面的双向位置上的水平方向的左右位置补正；并且，增加R轴旋转机构完美地实现了同时可以增加两套独立的焊缝激光跟踪系统，使专用车底板的两边长焊缝可以进行同时跟踪焊接，大大提升了工作效率；其三，R轴旋转机构的下方连接设有L轴左右调节机构；L轴左右调节机构即左右调节L轴主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光识别焊缝位置并自动焊接的系统，其特征在于：包括行走系统、焊缝激光识别系统、位置补正系统和焊枪（1），所述行走系统、位置补正系统、焊枪（1）均与焊缝激光识别系统相连；/n所述行走系统包括龙门架行走机构（2）和横梁行走机构（3），所述横梁行走机构（3）的两端在龙门架行走机构（2）的内侧分别设置位置补正系统，所述位置补正系统上连接设置所述焊缝激光识别系统，位置补正系统的底端连接设置焊枪（1），所述龙门架行走机构（2）分别与所述焊缝激光识别系统、位置补正系统连接且带动二者在长度方向上做整体移动，所述横梁行走机构（3）分别与所述焊缝激光识别系统、位置补正系统连接且带动二者在宽度方向上做整体移动；/n所述焊缝激光识别系统包括线激光传感器（4）和激光处理器（5），线激光传感器（4）包括激光发生器（401）、图像采集器（402）和图形处理器（403），激光处理器（5）包括中央处理单元（501）、I/O处理单元（502）和通信单元（503）；/n单个所述的位置补正系统包括R轴旋转机构（6）、Z轴上下调节机构（7）和L轴左右调节机构（8），所述Z轴上下调节机构（7）与横梁行走机构（3）螺纹连接，Z轴上下调节机构（7）的底端连接设置R轴旋转机构（6），R轴旋转机构（6）的下方连接设有L轴左右调节机构（8），所述焊枪（1）设在L轴左右调节机构（8）的底部，焊枪（1）的前端设有所述线激光传感器（4）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种激光识别焊缝位置并自动焊接的系统，其特征在于：包括行走系统、焊缝激光识别系统、位置补正系统和焊枪（1），所述行走系统、位置补正系统、焊枪（1）均与焊缝激光识别系统相连；
所述行走系统包括龙门架行走机构（2）和横梁行走机构（3），所述横梁行走机构（3）的两端在龙门架行走机构（2）的内侧分别设置位置补正系统，所述位置补正系统上连接设置所述焊缝激光识别系统，位置补正系统的底端连接设置焊枪（1），所述龙门架行走机构（2）分别与所述焊缝激光识别系统、位置补正系统连接且带动二者在长度方向上做整体移动，所述横梁行走机构（3）分别与所述焊缝激光识别系统、位置补正系统连接且带动二者在宽度方向上做整体移动；
所述焊缝激光识别系统包括线激光传感器（4）和激光处理器（5），线激光传感器（4）包括激光发生器（401）、图像采集器（402）和图形处理器（403），激光处理器（5）包括中央处理单元（501）、I/O处理单元（502）和通信单元（503）；
单个所述的位置补正系统包括R轴旋转机构（6）、Z轴上下调节机构（7）和L轴左右调节机构（8），所述Z轴上下调节机构（7）与横梁行走机构（3）螺纹连接，Z轴上下调节机构（7）的底端连接设置R轴旋转机构（6），R轴旋转机构（6）的下方连接设有L轴左右调节机构（8），所述焊枪（1）设在L轴左右调节机构（8）的底部，焊枪（1）的前端设有所述线激光传感器（4）。


2.根据权利要求1所述的一种激光识别焊缝位置并自动焊接的系统，其特征在于：所述Z轴上下调节机构（7）的下部设置Z轴滑动连接板（9），所述R轴旋转机构（6）与Z轴滑动连接板（9）螺纹连接，R轴旋转机构（6）通过R轴联轴器（10）、R轴连接棒（11）、R轴连接板（12）与L轴左右调节机构（8）连接，L轴左右调节机构（8）上设有向下延伸的L轴滑动连接板（13），所述焊枪（1）和线激光传感器（4）一同设置在所述L轴滑动连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜帅兵，常鹏举，陈松峰，王多平，
申请(专利权)人：河南省昊搏自动化设备有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41