大直径焊管纵缝焊接自动跟踪装置制造方法及图纸

一种大直径焊管纵缝焊接自动跟踪装置，它包括与焊枪连接成一体的、位于焊枪前方的视觉传感器，接口电路，微机控制器和焊缝跟踪执行机构，上述视觉传感器通过接口电路与微机控制器相连接，微机控制器同时又通过接口电路与焊缝跟踪执行机构相连接，而所述的焊枪与视觉传感器是安装于沿焊管纵缝方向直线运动的行车小车上的，焊管置放于滚轮架的数对滚轮上，焊缝跟踪执行机构由滚轮架上设置的由与微机控制器相连接的伺服电机及减速器构成的滚轮传动机构和位于滚轮架底部的由与微机控制器相连接的变频调速电机及蜗轮丝杆升降机构成的滚轮架升降机构组成。本实用新型专利技术结构严谨，工作可靠，特别适用于大直径焊管纵缝焊接的自动跟踪。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电弧焊接的一种焊缝跟踪装置。
技术介绍
焊缝跟踪装置是焊接自动控制系统中的重要装置，目前较先进的焊缝跟踪 装置是视觉传感式跟踪装置，它主要由视觉传感器、焊枪滑块调节装置和微机 控制器组成，其工作原理是，传感器将接收到的焊缝位置信息通过接口电路传 送给微机控制器，微机控制器对焊缝偏差及偏差变化趋势信息进行计算处理后， 通过接口电路向焊枪十字滑块调节机构的伺服电机发出指令信号，带动焊枪进 行左、右、上、下二维运动，从而实现焊枪对焊管焊缝的自动跟踪。然而对于大直径长焊管，例如①219 x 6000mm的焊管，其焊缝错边有时可达30mm，偏差 角度达15.7° ，若采用滑块调节装置带动焊枪左右运动跟踪焊缝，就无法实现 焊枪始终对准焊缝的要求，从而会造成漏焊等缺陷，为此只能采用弧形滑架使 焊枪绕焊管中心轴偏转的跟踪方式来保证焊枪与焊缝垂直。但是不同直径的焊 管需要配置不同的弧形滑架，工作中更换滑架既费时费力，又增加了生产成本。
技术实现思路
本技术的目的，是提供一种特别适于大直径焊管纵缝焊接的焊缝自动 跟踪装置。实现上述目的的技术解决方案为它包括与焊枪连接成一体的、位于焊枪 前方的视觉传感器，接口电路，微机控制器和焊缝跟踪执行机构，上述视觉传 感器通过接口电路与微机控制器相连接，微机控制器同时又通过接口电路与焊 缝跟踪执行机构相连接，而所述的焊枪与视觉传感器是安装于沿焊管纵缝方向 直线运动的行车小车上的，焊管置放于滚轮架的数对滚轮上，焊缝跟踪执行机 构由滚轮架上设置的由与微机控制器相连接的伺服电机及减速器构成的滚轮传 动机构和位于滚轮架底部的由与微机控制器相连接的变频调速电机及蜗轮丝杆升降机构成的滚轮架升降机构组成。本技术的有益效果是它改变了传统的以控制调节焊枪的二维或三维 运动来适应固定焊管上焊缝偏差的跟踪方式，而采用控制调节焊管的偏转使焊 管焊缝宽度位置跟踪适应始终沿焊管纵缝方向直线运动的焊枪，从而保证焊枪 始终垂直针对焊管焊缝，确保焊接质量。本技术结构严谨，工作可靠，特 别适用于大直径焊管纵缝焊接的自动跟踪。附图说明图l为本装置的结构原理框图。图2为本装置的总体结构示意图。图3为图2的侧视结构示意图。图4为本装置的焊管定位和滚轮传动机构结构示意图。图5为本装置的滚轮传动齿轮箱结构示意图。具体实施方式以下结合附图以实施例对本技术作进一步说明。行车小车5上安装有焊枪10及焊丝传送机构9，并对焊枪10的焊矩高度 的自动跟踪采用AvC控制，即电弧电压恒值控制。在位于焊枪10的前方安装 有视觉传感器8及视频监视器6，视觉传感器8通过接口电路与微机控制器18 相连接。本实施例行车小车5上还特地设置了安装视觉传感器8的微型十字滑 块7,以便于通过视频监视器6中的激光条紋和焊缝位置及时调整视觉传感器 与焊枪的相对位置。行车小车5的驱动机构3由伺服电机与减速器组成，并通 过减速器输出轴上的齿轮4与工件上方龙门架横梁1上的齿条导轨2相嗜合连 接。放置工件焊管11的滚轮架12是由底座23,安装于底座23上的若干对滚 轮座24及每一滚轮座24上安装的上滚轮19和下滚轮20组成，每对滚轮座24 上的上滚轮、下滚轮分别组成上滚轮对与下滚轮对，上滚轮对之间的中心距大 于下滚轮对之间的中心距。下滚轮对可放置直径200 500mni的焊管，而对于 S00 800mm的焊管则需上、下滚轮对同时支承定位。滚轮架12置放于龙门架 下方且使承载的工件焊管11的轴向与龙门架横梁1相平行。为了使焊管在滚轮 架上传动更平稳可靠，钢质的上、下滚轮19、 20外面包有橡胶套。滚轮传动机 构是根据微机控制器的指令使工件焊管11偏转保持焊缝实时跟踪对准焊枪10的执行机构，它由安装于滚轮架一侧端上的两个由伺服电机17及一级减速器 16通过联轴器28和传动轴29带动的二级减速器26，以及各滚轮座24側面的 齿轮箱25组成，伺服电机17通过接口电路与微机控制器18相连接，两个二级 减速器26的输出轴27贯穿同侧的各齿轮箱25,并由输出轴27上所安装的齿 轮32带动齿轮箱中的过渡齿轮31，进而传动上滚轮轴上的齿轮30和下滚轮轴 上的齿轮33。滚轮架升降机构是根据微机控制器的指令使工件焊管11与焊枪 IO之间的距离保持稳定的调节执行机构，它由一台带编码器和制动器的变频调 速电动机13和由其驱动的四台设置在滚轮架底座23底部的支架22上的蜗轮丝 杆升降机14组成，四台蜗轮丝杆升降机14之间通过万向传动轴15和同步带 21相连接，变频调速电机13通过接口电路与微机控制器18相连接。本实施例的视觉传感器8采用META公司的MLP1/15激光传感器，该激 光传感器包括一个CCD摄像机以及一个激光器。激光器作为结构光源，从传 感器前部以一定角度发射激光条紋至传感器下面的工件表面上，摄像机直接摄 取工件表面上的激光条紋图像。摄像机前部装有光学滤光片，只允许激光通过， 而滤去所有其它的光，包括焊接电弧光。因为传感器以预先设定的距离安装在 焊枪前部，当焊枪在焊缝上方正确定位后，焊缝应接近于激光条紋的中心，这 样才能使摄像机观察到激光条紋和焊缝。工作中如果工件距离传感器近，在工 件表面的激光条紋就相对靠前，反之，工件距离传感器远一些，工件表面的激 光条紋就相对靠后。因此通过摄像机观察激光条紋的位置，传感器就能测量距 离工件的垂直距离；从在工件上的激光条紋形状上，传感器也能够测量出工件 表面轮廓和在条紋内焊缝的位置，从而可以测量传感器和焊缝间的横向距离。 传感器激光条紋图像即焊枪与焊缝的偏差信号通过接口电路送微机控制器18 处理，处理后发出控制指令信号，通过接口电路传送给执行机构的滚轮传动机 构的伺服电机，使其运转而带动焊管偏转来调整焊缝的位置，以保证焊接过程 中焊管焊缝始终垂直对准焊枪。权利要求1、一种大直径焊管纵缝焊接自动跟踪装置，它包括与焊枪(10)连接成一体的、位于焊枪(10)前方的视觉传感器(8)，接口电路，微机控制器(18)和焊缝跟踪执行机构，视觉传感器(8)通过接口电路与微机控制器(18)相连接，微机控制器(18)同时又通过接口电路与焊缝跟踪执行机构相连接，其特征在于焊枪(10)与视觉传感器(8)是安装于沿焊管纵缝方向直线运动的行车小车(5)上的，焊管(11)置放于滚轮架(12)的数对滚轮上，焊缝跟踪执行机构由滚轮架(12)上设置的由与微机控制器(18)相连接的伺服电机(17)及减速器(16)构成的滚轮传动机构和位于滚轮架(12)底部的由与微机控制器(18)相连接的变频调速电机(13)及蜗轮丝杆升降机(14)构成的滚轮架升降机构组成。2、 按权利要求l所述的大直径焊管纵缝焊接自动跟踪装置，其特征在于视 觉传感器(8)是激光传感器。3、 按权利要求l所述的大直径焊管纵缝焊接自动跟踪装置，其特征在于焊 枪(10)的焊矩高度的自动跟踪釆用AvC控制，即电弧电压恒值控制。4、 按权利要求l所述的大直径焊管纵缝焊接自动跟踪装置，其特征在于行 走小车(5)上设置有安装视觉传感器(8)的微型十字滑块(7)。5、 按权利要求l所述的大直径焊管纵缝焊接自动跟踪装置，其特征在于滚 轮架(12)是由底座(23)，安装于底座(23)上的若干对滚轮座(24)及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大直径焊管纵缝焊接自动跟踪装置，它包括与焊枪（１０）连接成一体的、位于焊枪（１０）前方的视觉传感器（８），接口电路，微机控制器（１８）和焊缝跟踪执行机构，视觉传感器（８）通过接口电路与微机控制器（１８）相连接，微机控制器（１８）同时又通过接口电路与焊缝跟踪执行机构相连接，其特征在于焊枪（１０）与视觉传感器（８）是安装于沿焊管纵缝方向直线运动的行车小车（５）上的，焊管（１１）置放于滚轮架（１２）的数对滚轮上，焊缝跟踪执行机构由滚轮架（１２）上设置的由与微机控制器（１８）相连接的伺服电机（１７）及减速器（１６）构成的滚轮传动机构和位于滚轮架（１２）底部的由与微机控制器（１８）相连接的变频调速电机（１３）及蜗轮丝杆升降机（１４）构成的滚轮架升降机构组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹志樑，杜兴吉，慎建民，朱建初，
申请(专利权)人：浙江久立特材科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]