一种塑料焊接活动臂制造技术

本发明专利技术提供了一种塑料焊接活动臂，包括激光焊枪、闪摆器组件、摆臂组件、垂直臂组件、行程车组件以及工控机；所述激光焊枪通过焊枪支架设置在闪摆器组件的闪摆器轴上，闪摆器轴与闪摆器驱动机构传动连接，摆臂组件包括摆臂主体、摆臂托架、摆臂轴以及摆臂驱动机构，摆臂驱动机构驱动摆臂轴及摆臂主体摆动，垂直臂组件包括垂直臂主体、垂直臂直线导轨以及垂直臂驱动机构，所述行程车组件包括框架底板、纵向直线导轨、横向直线导轨以及行程车驱动机构。本发明专利技术提供的塑料焊接活动臂能够实现多自由度的移动焊接，适应焊接路径复杂的工件焊接，闪摆器组件能够模拟手工焊的焊接方式，可改善焊接质量，降低人工成本。降低人工成本。降低人工成本。

A plastic welding movable arm

【技术实现步骤摘要】
一种塑料焊接活动臂


[0001]本专利技术涉及热塑性材料
，尤其是涉及一种焊接热塑性工件的塑料焊接活动臂。

技术介绍

[0002]塑料是非金属，是人造的有机材料，是一种或多种大分子量的聚合物为主要成分。塑料的直接产品是固态或液态的树脂，其通常被加工成粉状、粒状或糊状等形成的塑料母料，并在其中掺入一定量的添加剂，然后再在较高温度或压力条件下被加工成塑型材或塑料制品。根据塑料化学成分、性态及温度作用，其通常分为两大类：热塑性塑料和热固性塑料，塑料的焊接其实就是指热塑性塑料的焊接；热塑性塑料还可分为结晶型和非结晶型塑料两类，由于塑料结晶是不完全的，所以结晶型塑料也常称作半晶态塑料（如PE、PP、PA、POM等），而非结晶型塑料也称作无定型塑料（如PVC、PS、PMMA、PC、ABS等），非结晶型塑料通常要比结晶型塑料容易焊接。
[0003]已公开的中国专利申请CN104626543A公开了一种热塑性复合材料的焊接方法，通过热传导的方式实现激光焊接过程。由于热塑性塑料工件能够一次成型得到形状复杂的截面，这就导致焊接路径往往较为复杂，一般的焊接装置很难满足要求。另外，热塑性塑料工件受热易变形，这样在焊接过程中也会因为不可控的热变形导致焊接位置偏离，严重影响的焊缝的质量。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提出一种塑料焊接活动臂，更好的适应复杂的焊接路径，从而改善焊接质量，降低机械臂成本。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种塑料焊接活动臂，其特征在于：包括激光焊枪、闪摆器组件、摆臂组件、垂直臂组件、行程车组件以及工控机；激光焊枪包括用于发射激光的第一激光器和第二激光器，所述闪摆器组件包括闪摆器上壳、闪摆器底壳、闪摆轴承、闪摆器轴、闪摆器驱动机构及焊枪支架，所述激光焊枪通过焊枪支架设置在闪摆器轴上，所述闪摆器轴通过闪摆轴承设置在闪摆器底壳及闪摆器上壳上，所述闪摆器轴与所述闪摆器驱动机构传动连接；所述摆臂组件包括摆臂主体、摆臂托架、摆臂轴以及摆臂驱动机构，所述摆臂主体通过摆臂托架与闪摆器组件的闪摆器底壳连接，所述摆臂主体与摆臂轴连接，所述摆臂轴转动设置在垂直臂组件上，所述摆臂轴与所述摆臂驱动机构传动连接，所述摆臂驱动机构驱动摆臂轴及摆臂主体摆动；所述垂直臂组件包括垂直臂主体、垂直臂直线导轨以及垂直臂驱动机构，所述摆臂组件设置在垂直臂主体上，所述垂直臂主体通过底部的垂直臂导轨卡座与所述垂直臂直线导轨活动连接，所述垂直臂驱动机构控制垂直臂主体沿所述垂直臂直线导轨提升或降
低；所述行程车组件包括框架底板、纵向直线导轨、横向直线导轨以及行程车驱动机构，所述垂直臂主体设置在框架底板上，行程车驱动机构包括分别驱动所述垂直臂主体沿纵向直线导轨的纵向伺服电机和沿横向直线导轨运动的横向伺服电机。
[0006]进一步的，闪摆器驱动机构包括扇形齿轮、闪摆器行星减速器以及闪摆器伺服电机，扇形齿轮的一端与所述闪摆器轴固定连接，另一端通过所述闪摆器行星减速器与所述闪摆器伺服电机传动连接。
[0007]进一步的，所述扇形齿轮为四氟尼龙齿轮。
[0008]进一步的，所述摆臂驱动机构包括依次连接的曲臂齿轮、主动小齿轮、摆臂行星减速器与摆臂伺服电机，所述曲臂齿轮与所述摆臂轴固定连接。
[0009]进一步的，所述垂直臂组件还包括升降臂框架及升降臂轴，所述升降臂框架通过升降臂轴设置在框架底板上，所述升降臂轴通过旋转齿条与旋转伺服电机连接，所述旋转伺服电机通过旋转齿条、升降臂轴控制升降臂框架旋转至少60
°
，所述升降臂框架旋转带动垂直臂主体旋转行走。
[0010]进一步的，所述行程车组件还包括纵向车底板、横向车底板、横向导轨托板，所述框架底板上设置有中心旋转轴承，所述垂直臂主体通过升降臂框架设置在框架底板的中心旋转轴承上，所述框架底板底部与纵向车底板连接，所述纵向车底板通过纵向导轨卡座设置在纵向直线导轨上，所述纵向直线导轨设置在横向车底板上，所述横向车底板通过横向导轨卡座设置在横向直线导轨上，所述横向直线导轨设置在横向导轨托板上；所述纵向车底板通过纵向行走丝杠与纵向伺服电机连接，所述横向车底板通过横向齿条与横向伺服电机连接，所述纵向伺服电机通过纵向行走丝杠控制纵向车底板及升降臂框架纵向行走，所述横向伺服电机通过横向齿条控制横向车底板及升降臂框架横向行走，所述升降臂框架横向行走带动垂直臂主体纵向行走。
[0011]进一步的，工控机包括视觉系统、塑料焊接活动臂控制系统以及激光焊接控制系统；所述视觉系统用于获取待焊接位置的焊道偏移量，所述塑料焊接活动臂控制系统根据焊道偏移量控制摆臂组件、垂直臂组件及行程车组件运动；所述激光焊接控制系统根据焊道偏移量控制激光焊枪和闪摆器组件工作。
[0012]进一步的，所述视觉系统执行以下步骤来实现焊道特征点的识别：S1：首先进行焊道识别模型训练：采样图像制作数据集，对焊道识别进行训练；S2：利用训练完成的焊道识别模型识别下一焊点的焊道，获得本次采样的轮廓特征。其中，轮廓特征包括预设的基准线的位置、焊道轮廓以及焊道中心线的位置；S3：将本次采样的轮廓特征进行分析，确定本次采样焊道偏移量，并根据焊道偏移量的大小发送相应的控制信号；具体包括：S301：当焊道偏移量大于第一预设值时，判定当前的焊道位置发生了明显较大的偏移，需要对焊接路径进行调整，S302：当焊道偏移量大于或等于第二预设值，且小于或等于第一预设值时，判定当前的焊道位置发生了局部偏移，需要对焊接参数进行调整，焊接参数包括第一激光器和第二激光器的激光功率和焊接速度；S303：当焊道偏移量小于第二预设值时，判定偏移量无影响，无需进行调整。
[0013]进一步的，焊道偏移量为采样图像中焊道中心线与基准线在第一激光束和第二激光束光斑的中心线连线方向的距离。
[0014]进一步的，焊道偏移量的计算公式为：，其中，λ表示焊道偏移量；S1表示焊道与第一激光束光斑重合的第一面积；S2表示焊道与第二激光束光斑重合的第二面积。
[0015]相对于现有技术，本专利技术所述的塑料焊接活动臂具有以下优势：本专利技术所述的塑料焊接活动臂能够实现多自由度的移动焊接，适应焊接路径复杂的工件焊接，闪摆器组件能够模拟手工焊的焊接方式，可改善焊接质量，降低人工成本。通过设置视觉系统对焊道偏移度进行监测，能够及时发现热变形导致的焊道偏移，并根据焊道偏移量采取不同的控制手段，包括焊接路径调整、焊接参数的调整，以适应不同程度的焊道偏移，显著提高焊接的精准度和均匀性。
附图说明
[0016]构成本专利技术创造的一部分的附图用来提供对本专利技术创造的进一步理解，本专利技术创造的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术创造，并不构成对本专利技术创造的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的塑料焊接活动臂的整体示意图；图2为本专利技术实施例所述的闪摆器示意图一；图3为本专利技术实施例所述的闪摆器示意图二；图4为本专利技术实施例所述的闪摆器示意图三；图5为本专利技术实施例所述的焊枪支架示意图一；图6为本专利技术实施例所述的焊枪支架示意图二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塑料焊接活动臂，其特征在于：包括激光焊枪、闪摆器组件、摆臂组件、垂直臂组件、行程车组件以及工控机；激光焊枪包括用于发射激光的第一激光器和第二激光器，所述闪摆器组件包括闪摆器上壳、闪摆器底壳、闪摆轴承、闪摆器轴、闪摆器驱动机构及焊枪支架，所述激光焊枪通过焊枪支架设置在闪摆器轴上，所述闪摆器轴通过闪摆轴承设置在闪摆器底壳及闪摆器上壳上，所述闪摆器轴与所述闪摆器驱动机构传动连接；所述摆臂组件包括摆臂主体、摆臂托架、摆臂轴以及摆臂驱动机构，所述摆臂主体通过摆臂托架与闪摆器组件的闪摆器底壳连接，所述摆臂主体与摆臂轴连接，所述摆臂轴转动设置在垂直臂组件上，所述摆臂轴与所述摆臂驱动机构传动连接，所述摆臂驱动机构驱动摆臂轴及摆臂主体摆动；所述垂直臂组件包括垂直臂主体、垂直臂直线导轨以及垂直臂驱动机构，所述摆臂组件设置在垂直臂主体上，所述垂直臂主体通过底部的垂直臂导轨卡座与所述垂直臂直线导轨活动连接，所述垂直臂驱动机构控制垂直臂主体沿所述垂直臂直线导轨提升或降低；所述行程车组件包括框架底板、纵向直线导轨、横向直线导轨以及行程车驱动机构，所述垂直臂主体设置在框架底板上，行程车驱动机构包括分别驱动所述垂直臂主体沿纵向直线导轨的纵向伺服电机和沿横向直线导轨运动的横向伺服电机。2.根据权利要求1所述的一种塑料焊接活动臂，其特征在于，闪摆器驱动机构包括扇形齿轮、闪摆器行星减速器以及闪摆器伺服电机，扇形齿轮的一端与所述闪摆器轴固定连接，另一端通过所述闪摆器行星减速器与所述闪摆器伺服电机传动连接。3.根据权利要求2所述的塑料焊接活动臂，其特征在于，所述扇形齿轮为四氟尼龙齿轮。4.根据权利要求1所述的一种塑料焊接活动臂，其特征在于，所述摆臂驱动机构包括依次连接的曲臂齿轮、主动小齿轮、摆臂行星减速器与摆臂伺服电机，所述曲臂齿轮与所述摆臂轴固定连接。5.根据权利要求1所述的塑料焊接活动臂，其特征在于，所述垂直臂组件还包括升降臂框架及升降臂轴，所述升降臂框架通过升降臂轴设置在框架底板上，所述升降臂轴通过旋转齿条与旋转伺服电机连接，所述旋转伺服电机通过旋转齿条、升降臂轴控制升降臂框架旋转至少60
°
，所述升降臂框架旋转带动垂直臂主体旋转行走。6.根据权利要求5所述的塑料焊接活动臂，其特征在于，所述行程车组件还包括纵向车底板、横向车底板、横向导轨托板，所述框架底板上设置有中心旋转轴承，所述垂直...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙年茂，
申请(专利权)人：天津市奥联特钢结构安装工程有限公司，
类型：发明
国别省市：