结构件焊缝自动检测修补单元制造技术

本实用新型专利技术公开了一种结构件焊缝自动检测修补单元，包括自动检测部分、自动修补部分和集中电控部分；自动检测部分包括定位检测工位台、抓取码放机械臂Ⅰ、自动检测机械臂和自动检测电控装置；自动修补部分包括定位修补工位台、抓取码放机械臂Ⅱ、自动修补机械臂和自动修补电控装置；集中电控部分包括分别与自动检测控制器和自动修补控制器电连接的工业控制计算机。本实用新型专利技术完全采用电脑控制自动化操作、可以与工厂的数字总线无缝连接实现集中数字化管理，自动化程度较高、检测效率高，可避免因操作人员责任心、情绪等人为因素对生产进度的影响，同时可免受操作人员操作技能熟练程度的限制，特别适用于数字总线工厂的结构件焊缝检测工序。检测工序。检测工序。

Automatic detection and repair unit of structural weld

【技术实现步骤摘要】
结构件焊缝自动检测修补单元


[0001]本技术涉及一种检测单元，具体是一种适用于结构件的焊缝进行检测的焊缝检测单元，属于结构件制造


技术介绍

[0002]机械行业中指的结构件是用刚性材料制成的、具有一定形状并能够承受载荷的结构实体，一般是由多种不同形状的钢板零件定位拼接并焊接形成结构实体，通常有箱型结构、架型结构、杆型结构、筒型结构、罐型结构等结构形式，如工程机械的机架、油箱、机械臂、工作机具等部件，如列车的转向架、底盘等部件，如物流车辆的底盘、集装箱等部件，如储存压力气体或液体的压力容器，均属于结构件。
[0003]结构件焊接过程中，焊接工艺参数与操作工艺对焊接质量起着决定性作用，焊接工艺参数或操作工艺选用不当往往会造成咬边、未熔合、未焊透、气孔、裂纹、夹层等焊接缺陷，焊接缺陷直接影响结构件的力学性能和使用寿命、严重时甚至会诱发安全事故，因此对焊缝进行检测、并根据检测结果进行返修，对结构件而言是非常必要的。针对用于盛装液压油或燃油的油箱、或者用于盛装压力气体的压力容器等密闭结构的结构件，焊接不仅要考虑结构件的力学性能、而且还要考虑结构件整体的渗漏问题。
[0004]钢结构件焊缝检测通常无法在完成焊接后即刻进行检测，必须在焊接完成并冷却至室温后再进行焊缝检测，在第九版AWS焊接手册第一部分《材料与应用》第四卷中有记载：氢致裂纹又称为皮下裂纹、冷裂纹或延迟裂纹，常在碳钢和低合金钢焊后出现，焊缝金属或焊接热影响区的裂纹敏感性与该区域的化学成分、氢含量以及拉应力水平有关，氢致裂纹一般在150℃以下出现，既可能在焊缝冷却过程中直接出现、也可能在48小时内潜伏出现，因此对氢致裂纹较为敏感的碳钢、低合金钢等钢种，通常需在焊接完成48小时以后再进行焊缝检测。也就是说，即使结构件可以实现焊接机器人的自动焊接，也需将完成焊接的结构件焊成品自焊接平台上取下、并时效处理后再放置在检测平台上进行焊缝检测，这就存在焊缝检测的定位基准与焊接过程中的定位基准存在偏差的问题，结构件的焊缝检测无法实现在焊接平台上定位基准不变的在线检测。另外，由于焊接变形无法避免，因此焊接件的公差范围一般是粗放的毫米级别，完成焊接的结构件焊成品尺寸通常与标准的结构件设计尺寸存在偏差，这就造成按照标准的结构件设计尺寸生成的结构件焊缝建模模型的焊缝位置尺寸和路径长度与实际结构件焊成品的焊缝位置和路径长度存在偏差，因此，结构件的焊缝检测难以实现自动化，通常是采用检验人员通过检测仪器进行人工检测的方式，然而人工检测的方式不仅存在检验人员的责任心、情绪等人为因素对检测进度的影响，而且对检验人员的检测技能、检测经验等技能要求较高。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术存在的问题，本技术提供一种结构件焊缝自动检测修补单元，自动化程度较高，能够实现结构件焊接成品焊缝的自动检测，可提高检测效率的同时避
免人为因素的影响，特别适用于数字总线工厂的结构件焊缝检测工序。
[0006]为了实现上述目的，本结构件焊缝自动检测修补单元包括自动检测部分、自动修补部分和集中电控部分；
[0007]所述的自动检测部分包括定位检测工位台、抓取码放机械臂Ⅰ、自动检测机械臂和自动检测电控装置；
[0008]定位检测工位台包括底座Ⅰ和检测平台；底座Ⅰ固定安装在地面上；水平设置的检测平台安装在底座Ⅰ上，检测平台的顶平面上设有结构件定位检验基准原点和相对于结构件定位检验基准原点配合设置的多个结构件定位机构Ⅰ，结构件定位机构Ⅰ包括与结构件的检测基准面尺寸配合的定位基准面；
[0009]抓取码放机械臂Ⅰ设置在定位检测工位台附近，抓取码放机械臂Ⅰ至少包括X坐标驱动总成和Z坐标驱动总成、或者抓取码放机械臂Ⅰ至少包括Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，抓取码放机械臂Ⅰ的末节上设有抓取码放机械手Ⅰ，抓取码放机械手Ⅰ上设有抓取码放机构，抓取码放机械臂Ⅰ附近设有结构件检测输入抓取工位和结构件检测输出码放工位；
[0010]自动检测机械臂设置在定位检测工位台附近，自动检测机械臂至少包括X坐标驱动总成、Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，自动检测机械手至少通过A坐标旋转驱动总成和B坐标旋转驱动总成安装在自动检测机械臂的末节上，自动检测机械手上设有检测探头和检测距离传感器；
[0011]自动检测电控装置包括自动检测控制器和自动检测控制回路，自动检测控制器分别与抓取码放机械臂Ⅰ的坐标驱动总成、抓取码放机械手Ⅰ的抓取码放机构、自动检测机械臂的坐标驱动总成、自动检测机械手的坐标驱动总成、自动检测机械手的检测探头和检测距离传感器电连接；
[0012]所述的自动修补部分包括定位修补工位台、抓取码放机械臂Ⅱ、自动修补机械臂和自动修补电控装置；
[0013]定位修补工位台包括底座Ⅱ和修补平台；底座Ⅱ固定安装在地面上；水平设置的修补平台安装在底座Ⅱ上，修补平台的顶平面上设有对应结构件定位检验基准原点的结构件定位修补基准原点和相对于结构件定位修补基准原点配合设置的多个结构件定位机构Ⅱ，结构件定位机构Ⅱ包括与结构件的检测基准面尺寸配合的定位基准面；
[0014]抓取码放机械臂Ⅱ设置在定位修补工位台的附近，抓取码放机械臂Ⅱ至少包括X坐标驱动总成和Z坐标驱动总成、或者抓取码放机械臂Ⅱ至少包括Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，抓取码放机械臂Ⅱ的末节上设有抓取码放机械手Ⅱ，抓取码放机械手Ⅱ上设有抓取码放机构，抓取码放机械臂Ⅱ附近设有结构件修补输入抓取工位和结构件修补输出码放工位；
[0015]自动修补机械臂设置在定位修补工位台附近，自动修补机械臂至少包括X坐标驱动总成、Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，自动修补机械手通过A坐标旋转驱动总成、B坐标旋转驱动总成和C坐标旋转驱动总成安装在自动检测机械臂的末节上，自动修补机械手上设有焊缝处理机构、与送丝机构连接的自动焊枪以及修补距离传感器；
[0016]自动修补电控装置包括自动修补控制器和自动修补控制回路，自动修补控制器分别与抓取码放机械臂Ⅱ的坐标驱动总成、抓取码放机械手Ⅱ的坐标驱动总成、抓取码放机械手Ⅱ的抓取码放机构、自动修补机械臂的坐标驱动总成、自动修补机械手的坐标驱动总
成、焊缝处理机构、自动焊枪和修补距离传感器电连接；
[0017]所述的集中电控部分包括工业控制计算机，工业控制计算机分别与自动检测控制器和自动修补控制器电连接。
[0018]作为本技术的进一步改进方案，修补平台的几何中心位置通过C坐标旋转驱动总成与底座Ⅱ安装连接；修补平台还通过A坐标旋转驱动总成或B坐标旋转驱动总成与底座Ⅱ安装连接，且修补平台通过A坐标旋转驱动总成或B坐标旋转驱动总成进行旋转时，修补平台的几何中心位置相对于底座Ⅱ的高度尺寸不变。
[0019]作为本技术的优选方案，针对结构件的焊缝缺陷检测，自动检测机械手上的检测探头优选为相控阵超声探头。
[0020]作为本技术的进一步改进方案，针对油箱结构件或压力容器结构件的渗漏检测，自动检测部分还包括法兰端盖密闭封堵装置，法兰端盖密闭封堵装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构件焊缝自动检测修补单元，其特征在于，包括自动检测部分、自动修补部分和集中电控部分；所述的自动检测部分包括定位检测工位台(1)、抓取码放机械臂Ⅰ(2)、自动检测机械臂(3)和自动检测电控装置；定位检测工位台(1)包括底座Ⅰ(11)和检测平台(12)；底座Ⅰ(11)固定安装在地面上；水平设置的检测平台(12)安装在底座Ⅰ(11)上，检测平台(12)的顶平面上设有结构件定位检验基准原点和相对于结构件定位检验基准原点配合设置的多个结构件定位机构Ⅰ，结构件定位机构Ⅰ包括与结构件的检测基准面尺寸配合的定位基准面；抓取码放机械臂Ⅰ(2)设置在定位检测工位台(1)附近，抓取码放机械臂Ⅰ(2)至少包括X坐标驱动总成和Z坐标驱动总成、或者抓取码放机械臂Ⅰ(2)至少包括Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，抓取码放机械臂Ⅰ(2)的末节上设有抓取码放机械手Ⅰ(21)，抓取码放机械手Ⅰ(21)上设有抓取码放机构，抓取码放机械臂Ⅰ(2)附近设有结构件检测输入抓取工位和结构件检测输出码放工位；自动检测机械臂(3)设置在定位检测工位台(1)附近，自动检测机械臂(3)至少包括X坐标驱动总成、Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，自动检测机械手(31)至少通过A坐标旋转驱动总成和B坐标旋转驱动总成安装在自动检测机械臂(3)的末节上，自动检测机械手(31)上设有检测探头和检测距离传感器；自动检测电控装置包括自动检测控制器和自动检测控制回路，自动检测控制器分别与抓取码放机械臂Ⅰ(2)的坐标驱动总成、抓取码放机械手Ⅰ(21)的抓取码放机构、自动检测机械臂(3)的坐标驱动总成、自动检测机械手(31)的坐标驱动总成、自动检测机械手(31)的检测探头和检测距离传感器电连接；所述的自动修补部分包括定位修补工位台(4)、抓取码放机械臂Ⅱ(5)、自动修补机械臂(6)和自动修补电控装置；定位修补工位台(4)包括底座Ⅱ(41)和修补平台(42)；底座Ⅱ(41)固定安装在地面上；水平设置的修补平台(42)安装在底座Ⅱ(41)上，修补平台(42)的顶平面上设有对应结构件定位检验基准原点的结构件定位修补基准原点和相对于结构件定位修补基准原点配合设置的多个结构件定位机构Ⅱ，结构件定位机构Ⅱ包括与结构件的检测基准面尺寸配合的定位基准面；抓取码放机械臂Ⅱ(5)设置在定位修补工位台(4)的附近，抓取码放机械臂Ⅱ(5)至少包括X坐标驱动总成和Z坐标驱动总成、或者抓取码放机械臂Ⅱ(5)至少包括Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，抓取码放机械臂Ⅱ(5)的末节上设有抓取码放机械手Ⅱ(51)，抓取码放机械手Ⅱ(51)上设有抓取码放机构，抓取码放机械臂Ⅱ(5)附近设有结构件修补输入抓取工位和结构件修补输出码放工位；自动修补机械臂(6)设置在定位修补工位台(4)附近，自动修补机械臂(6)至少包括X坐标驱动总成、Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，自动修补机械手(61)通过A坐标旋转驱动总成、B坐标旋转驱动总成和C坐标旋转驱动总成安装在自动检测机械臂(3)的末节上，自动修补机械手(61)上设有焊缝处理机构、与送丝机构连接的自动焊枪以及修补距离传感器；自动修补电控装置包括自动修补控制器和自动修补控制回路，自动修补控制器分别与抓取码放机械臂Ⅱ(5)的坐标驱动总成、抓取码放机械手Ⅱ(51)的坐标驱动总成、抓取码放
机械手Ⅱ(51)的抓...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝新浦，吴雪峰，
申请(专利权)人：德坤数字科技江苏有限公司，
类型：新型
国别省市：