本发明专利技术公开了一种用于船舶大合陇焊缝的立焊装置及立焊方法，属于智能制造技术领域。包括移动机构、升降机构、视觉机构、焊接机构和控制单元，移动机构底部设置至少一组定位组件，升降机构滑动连接于移动机构，视觉机构设于移动机构上滑动，焊接机构设于升降机构上滑动，控制单元接收拍摄的数据，构建焊缝的空间坐标，设计焊接行程。本发明专利技术的一种用于船舶大合陇焊缝的立焊装置，用于减少对外部设施的需求，设置可移动定位的立焊装置，从而确定焊缝的空间位置，进而根据空间位置进行焊接，实现焊缝焊接的连续性，同时增设视觉组件，一方面用于对焊缝焊接前的探测，另一方面用于对焊接后的检测，极大减少了人工的工作量。极大减少了人工的工作量。极大减少了人工的工作量。
【技术实现步骤摘要】
一种用于船舶大合陇焊缝的立焊装置及立焊方法
[0001]本专利技术属于智能制造
，特别涉及一种用于船舶大合陇焊缝的立焊装置及立焊方法。
技术介绍
[0002]采用人工焊接、架设多个支撑脚手架进行焊接作业，对于船舶大合拢舷侧垂直焊缝进行焊接时，工作量大，对于人员焊接作业要求的时长和内容也较多。目前大合拢舷侧垂直焊缝采用了先铺设路轨，使用焊接小车来实现自动焊，但是铺设小车路轨需要花较多的时间，尤其是路轨定位，同时船舶侧舷为曲面，立体环境施工铺设路轨时，带来潜在的危险因素，同时焊接小车的连续通行往往受到脚手架的影响，导致其不能连续焊接。
技术实现思路
[0003]本专利技术为解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，提供一种用于船舶大合陇焊缝的立焊装置及立焊方法。
[0004]本专利技术采用以下技术方案：一种用于船舶大合陇焊缝的立焊装置，包括：移动机构，设于所述工作台上移动，被设置为立焊装置的第一自由度；升降机构，设置在所述移动机构上移动，被设置为立焊装置的第二自由度，与所述第一自由度构建第一平面位移区域；焊接机构，设于所述升降机构上滑动，其焊接端设置有局部移动的功能，与所述第一平面位移区域构建焊接端在空间上的移动区域；视觉机构，设置在所述移动机构上；所述视觉机构用于对焊缝的信息进行记录，并将记录的数据进行传输；控制单元，通信连接于所述移动机构、升降机构、焊接机构和视觉机构；所述控制单元基于数据生成焊接路径，在移动机构和升降机构的配合下，使焊接机构按照所述焊接路径完成焊接。
[0005]在进一步的实施例中，所述视觉机构包括：支撑轴，设于所述移动机构上；第三轨道，通过所述支撑轴安装；所述第三轨道上设置第三滑动座；红外线测距仪，设于所述第三滑动座上，用于测量所述红外线测距仪至焊缝的直线距离参数d
i
；相机，设于所述第三滑动座上，用于拍摄焊缝的形状参数P
i
，其中参数i为第i次测量。
[0006]通过上述技术方案，控制第三滑动座上滑动，相机记录焊缝的图像，红外线测距仪测量其至焊缝的距离，测得的距离参数d
i
以及对应的形状参数P
i
作为焊缝的空间坐标的参数，其中参数i取决于红外线测距仪的频率。
[0007]在进一步的实施例中，所述控制单元包括：
采集模块，接收所述视觉机构记录的数据，所述数据包括焊缝的形状参数、距离参数；分析模块，以所述视觉机构的运动行程c为横坐标，距离参数d
i
为纵坐标，并将对所述形状参数P
i
拟合至对应的距离参数d
i
上，构建焊缝的空间曲线坐标；控制模块，基于所述空间曲线坐标，分析空间曲线的弯曲度，基于所述弯曲度设计焊接路径，控制对应的机构，对焊缝进行焊接。
[0008]通过上述技术方案，以距离参数d
i
为纵坐标，以红外线测距仪的移动路径即运动行程c为横坐标，模拟出连续曲线，连续曲线模拟用于模拟焊缝的路径，为焊缝的空间曲线，对应移动路径上的点，将相机拍摄的图像匹配，即在对应的拍摄点位匹配形状参数P
i
，以支撑轴所在的单位为参考系，构建出焊缝的空间曲线及坐标，进一步基于连续曲线，引入计算软件，计算该曲线的切线方程，根据切线方程得出焊缝各个点的弯曲度，从而调整焊枪的角度，控制模块设计焊接路径，控制焊枪按照预定的路径进行焊接作业。
[0009]在进一步的实施例中，所述移动机构包括：底座，在地面上移动；所述底座的底部设置至少一组定位组件；轨道组，设置在底座上；所述轨道组的两者设置往地面方向的凹槽结构；轨道座，设置在所述轨道组上滑动；所述轨道座的两侧设置凸槽结构，与所述凹槽结构卡接。
[0010]通过上述技术方案，移动立焊装置到船舶侧舷的指定位置，控制轨道座在轨道上滑动。
[0011]在进一步的实施例中，所述定位组件包括：至少一个环形槽，固定设置在所述底座的底部；所述环形槽内设置螺纹；定位件，螺纹连接于所述环形槽；所述定位件的底部位置设置转动部。
[0012]通过上述技术方案，在立焊装置到达船舶侧舷的指定位置后，旋转定位件抵至地面，从而固定立焊装置的位置。
[0013]在进一步的实施例中，所述升降机构包括：安装架，设于所述移动机构上滑动；所述安装架包括多个纵轴和横轴，组合成长方体框架结构；第二轨道，设于所述纵轴上；所述第二轨道上设置第二滑动座；丝杆，其两端转动连接于位于同一平面上的两根横轴上；所述丝杆上设置第一滑块；升降座，其两侧滑动固定连接于所述第二滑动座；所述升降座的中间部分固定连接第一滑块。
[0014]通过上述技术方案，驱动丝杆转动，第一滑块做升降运动，带动升降座运动，第二滑动座用于固定升降座的运动方向，使其成直线运动。
[0015]在进一步的实施例中，所述焊接机构包括：多级伸缩组件，一端固定设置在所述升降机构上；所述多级伸缩组件伸缩方向平行于移动机构的移动方向；安装座，设于所述的多级伸缩组件的另一端；安装板，其两端转动连接于所述安装座；
第二丝杆组件，设于所述安装板上；所述第二丝杆组件上设置第二滑块；焊接组件，设于所述第二滑块上。
[0016]通过上述技术方案，驱动第二丝杆组件，使得滑块横向移动，控制多级伸缩组件使得滑块水平移动，两者移动方式组合成一个局部水平区域移动，可以作为第三自由度，使得焊接效果更接近理想状态。
[0017]在进一步的实施例中，所述焊接组件包括：定位板，连接于所述第二滑块；第一转轴，转动设置在所述定位板上，用于安装主动轮；第二转轴，转动设置在所述定位板上，用于安装从动轮；所述主动轮、从动轮沿其转动面延伸预设直径的圆面，形成限位凹槽；弧形板，其两侧分别设置对应的齿道结构，用于与所述主动轮、从动轮啮合；所述限位凹槽用于限位弧形板转动区间；焊枪，设置在所述弧形板上。
[0018]通过上述技术方案，驱动主动轮转动，带动弧形板转动，调整焊枪的角度。
[0019]在进一步的实施例中，所述弧形板为圆弧板，其内径、外径的圆心为同一点；所述焊枪的焊接端点位于所述圆心上。
[0020]通过上述技术方案，使得焊枪以其圆心为端点转动，从而使得在焊接时，针对确定的点位进行角度调整，使得焊始终以稳定的角度对焊缝进行焊接。
[0021]基于如上所述的用于船舶大合陇焊缝的立焊装置的立焊方法，包括以下步骤：步骤一：移动立焊装置到船舶侧舷的指定位置，控制视觉机构对焊缝进行记录；步骤二：控制单元接收视觉机构记录的焊缝数据，分析数据的内容，构建焊缝以视觉机构所在的单位为参考系的空间坐标；步骤三：控制单元控制元控制移动机构、升降机构、焊接机构沿预设的焊接行程对船舶侧舷大合拢焊缝进行焊接。
[0022]本专利技术的有益效果：本专利技术提出一种用于船舶大合陇焊缝的立焊装置，用于减少对外部设施的需求，设置可移动定位的立焊装置，从而确定焊缝的空间位置，进而根据空间位置进行焊接，实现焊缝焊接的连续性，同时增设视觉组件，一方面用于对焊缝焊接前的探测，另一方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于船舶大合陇焊缝的立焊装置，包括工作台，其特征在于，还包括：移动机构，设于所述工作台上移动，被设置为所述立焊装置的第一自由度；升降机构，设置在所述移动机构上移动，被设置为所述立焊装置的第二自由度，与所述第一自由度构建为第一平面位移区域；焊接机构，设于所述升降机构上滑动，其焊接端设置有局部移动的功能，与所述第一平面位移区域构建焊接端在空间上的移动区域；视觉机构，设置在所述移动机构上；所述视觉机构用于对焊缝的信息进行记录，并将记录的数据进行传输；控制单元，通信连接于所述移动机构、升降机构、焊接机构和视觉机构；所述控制单元基于数据生成焊接路径，在移动机构和升降机构的配合下，使焊接机构按照所述焊接路径完成焊接。2.根据权利要求1所述的一种用于船舶大合陇焊缝的立焊装置，其特征在于，所述视觉机构包括：支撑轴，设于所述移动机构上；第三轨道，通过所述支撑轴安装；所述第三轨道上设置第三滑动座；红外线测距仪，设于所述第三滑动座上，用于测量所述红外线测距仪至焊缝的直线距离参数d
i
；相机，设于所述第三滑动座上，用于拍摄焊缝的形状参数P
i
，其中参数i为第i次测量。3.根据权利要求1所述的一种用于船舶大合陇焊缝的立焊装置，其特征在于，所述控制单元包括：采集模块，接收所述视觉机构记录的数据，所述数据包括焊缝的形状参数、距离参数；分析模块，以所述视觉机构的运动行程c为横坐标，距离参数d
i
为纵坐标，并将对所述形状参数P
i
拟合至对应的距离参数d
i
上，构建焊缝的空间曲线坐标；控制模块，基于所述空间曲线坐标，分析空间曲线的弯曲度，基于所述弯曲度设计焊接路径，控制对应的机构，对焊缝进行焊接。4.根据权利要求1所述的一种用于船舶大合陇焊缝的立焊装置，其特征在于，所述移动机构包括：底座，在地面上移动；所述底座的底部设置至少一组定位组件；轨道组，设置在底座上；所述轨道组的两者设置往地面方向的凹槽结构；轨道座，设置在所述轨道组上滑动；所述轨道座的两侧设置凸槽结构，与所述凹槽结构卡接。5.根据权利要求4所述的一种用于船舶大合陇焊缝的立焊...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，杨海波，刘杰，洪晴，张涛，王业方，
申请(专利权)人：南京工业职业技术大学，
类型：发明
国别省市：
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