CN105328367A - 基于激光测距的自动焊接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于激光测距的自动焊接装置，包括用于旋转待焊接法兰盘工件的滚轮架，滚轮架两侧分别垂直固定线性模组Ⅰ，在所述两个所述线性模组Ⅰ之间水平连接固定线性模组Ⅱ，线性模组Ⅱ在两个线性模组Ⅰ之间上下滑动；线性模组Ⅱ上滑动设置焊枪，焊枪上设置有测量焊枪到法兰盘工件焊缝水平距离的激光测距仪Ⅰ和测量焊枪到法兰盘工件焊缝垂直距离的激光测距仪Ⅱ；焊枪、线性模组Ⅰ、线性模组Ⅱ分别与工控机连接。本发明通过激光测距仪、线性模组和工控机对焊件圆周焊缝进行焊接，可根据焊接工件差异性自动进行焊接调整，焊接效率高；通过激光测距仪测量对焊缝位置进行定位，测量精度高；不要人工焊接，使用性强，维护成本低，使用非常方便。

Description

基于激光测距的自动焊接装置
技术领域
本发明涉及自动焊接装置，具体涉及一种基于激光测距仪的新型自动焊接装置。
背景技术
在现代制造业生产中，焊接是最重要的工艺方法之一，它被广泛地用于机械制造、核工业、石油化工、航空航天、大型建筑等诸多领域。焊接生产数量以及焊接工艺，都在社会对于焊接制造品的需求的增加中与日俱增。在劳动力成本日益增加的状态下，对于具有更大产能、更高生产质量、更大柔性的智能焊接迎来了空前的需求。
信息技术的飞速发展，给焊接这个传统工艺带来了新的革命，目前焊接技术已融入了计算机、机器人、微电子、激光等众多前沿工业技术，它正朝着任务规划、过程控制、质量监测等作业过程的自动化、智能化方向发展。特别是近年来，机器人焊接技术在机械制造业领域得到广泛应用，大大促进了焊接的自动化水平，据不完全统计在实用的工业机器人中焊接机器人所占比例超过了50%，采用机器人焊接已经成为焊接自动化的主流发展方向，世界各工业发达国家如日本、德国、瑞士、美国都在这一领域展开技术博弈。尽管如此，焊接机器人的技术还有很多实质性的技术亟待突破。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种基于激光测距的自动焊接装置，以解决现有焊接装置示教繁琐、焊接工件不规整、焊接质量难以保证的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于激光测距的自动焊接装置，包括用于旋转待焊接法兰盘工件的滚轮架，所述滚轮架两侧分别垂直固定线性模组Ⅰ，在所述两个所述线性模组Ⅰ之间水平连接固定线性模组Ⅱ，线性模组Ⅱ在两个线性模组Ⅰ之间上下滑动；所述线性模组Ⅱ上滑动设置焊枪，所述焊枪上设置有测量焊枪到法兰盘工件焊缝水平距离的激光测距仪Ⅰ和测量焊枪到法兰盘工件焊缝垂直距离的激光测距仪Ⅱ；所述焊枪、线性模组Ⅰ、线性模组Ⅱ分别与工控机连接。
线性模组Ⅰ和线性模组Ⅱ均包括伺服电机、滚珠丝杠以及安装有滑块的直线导轨，所述伺服电机通过滚珠丝杠驱动滑块沿直线运动；所述伺服电机与工控机连接。
在两个线性模组Ⅰ的滑块Ⅰ之间水平连接固定线性模组Ⅱ，焊枪固定在所述线性模组Ⅱ的滑块Ⅱ上。
滚轮架包括并排设置的至少两个滚轮支架，每个滚轮支架上端设置有与待焊接法兰盘工件相配合的半圆形开口，半圆形开口沿周向至少设置有两个由电机驱动的滚轮，所述滚轮的轮轴轴向与半圆形开口周向垂直。
相对于人工焊接和市场上常见的专用焊机，本发明通过激光测距仪、线性模组和工控机对焊件圆周焊缝进行焊接，可根据焊接工件差异性自动进行焊接调整，焊接效率高；通过激光测距仪测量对焊缝位置进行定位，测量精度高；不要人工焊接，使用性强，维护成本低，使用非常方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的线性模组Ⅰ和线性模组Ⅱ的结构示意图。
图3为本发明的滚轮架的结构示意图。
图4为本发明的设置有激光测距仪Ⅰ和激光测距仪Ⅱ的焊枪结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本实施例的一种基于激光测距的自动焊接装置，包括线性模组Ⅰ3、线性模组Ⅱ2、滚轮架5、焊枪1、激光测距仪Ⅰ10、激光测距仪Ⅱ11、工控机；各功能部件具体描述如下：
滚轮架5，用于借助焊件与滚轮间的摩擦力来带动旋转待焊接法兰盘工件4；滚轮架5包括并排设置的至少两个滚轮支架，每个滚轮支架上端设置有与待焊接法兰盘工件4相配合的半圆形开口，半圆形开口沿周向至少设置有两个由电机9驱动的滚轮8，所述滚轮8的轮轴轴向与半圆形开口周向相垂直。
线性模组Ⅰ3和线性模组Ⅱ2均包括伺服电机7、滚珠丝杠、安装有滑块的直线导轨，伺服电机7通过滚珠丝杠驱动滑块沿直线运动；伺服电机7与工控机连接。
滚轮架5两侧分别垂直固定线性模组Ⅰ3，在两个线性模组Ⅰ3的滑块Ⅰ之间水平连接固定线性模组Ⅱ2，在滑块Ⅰ的带动下，线性模组Ⅱ2在两个线性模组Ⅰ3之间沿线性模组Ⅰ3的直线导轨上下滑动；线性模组Ⅱ2上滑动设置焊枪1，焊枪1固定在线性模组Ⅱ2的滑块Ⅱ6上，焊枪1在线性模组Ⅱ2的滑块Ⅱ6的带动下沿直线导轨水平左右滑动，焊枪1与工控机连接；初始时，焊枪1位于待焊接法兰盘工件4的上方。
激光测距仪Ⅰ10和激光测距仪Ⅱ11分别设置在焊枪1上；激光测距仪Ⅰ10，水平设置，用于测量焊枪1到法兰盘工件焊缝的水平距离，测量信息传递给工控机，通过调整线性模组Ⅰ3和线性模组Ⅱ2的滑块位置，实现焊枪1对法兰盘工件焊缝水平方向的定位；激光测距仪Ⅱ11，垂直设置，用于测量焊枪1到法兰盘工件焊缝的垂直距离，测量信息传递给工控机，通过调整线性模组Ⅰ3和线性模组Ⅱ2的滑块位置，实现焊枪1对法兰盘工件焊缝垂直方向的定位。
本发明的工作原理如下：
将待焊接法兰盘工件4装夹在滚轮架5上，焊接开始前，工控机通过线性模组Ⅰ3和线性模组Ⅱ2降低焊枪的高度，焊枪1通过其上固定的激光测距仪Ⅰ10和激光测距仪Ⅱ11分别测量焊枪1到法兰盘工件4一侧焊缝在水平方向和竖直方向上的距离（激光测距仪Ⅰ10所测量至工件一侧法兰盘的水平距离即为焊枪1到一侧焊缝的水平距离，激光测距仪Ⅱ11所测量至法兰盘工件本体的垂直距离即为焊枪1到焊缝的垂直距离），测量信息传递给工控机，工控机通过线性模组Ⅱ2将焊枪1移至所述法兰盘工件4一侧的焊缝处。定位完成后，滚轮架5的电机驱动滚轮8低速转动，滚轮8带动法兰盘工件4低速转动，同时开启焊枪1实施对该侧法兰盘工件焊缝的焊接。焊接法兰盘工件4另一侧焊缝时，水平方向设置的激光测距仪Ⅰ10旋转180°，垂直方向设置的激光测距仪Ⅱ11位置保持不变，激光测距仪Ⅰ10和激光测距仪Ⅱ11同理测量出焊枪1距另一侧法兰盘工件焊缝的水平和竖直距离，用同样的方式移动焊枪1至焊缝位置进行焊接。焊接完成后线性模组Ⅰ3和线性模组Ⅱ2带动焊枪1回到初始位置，下个工件到来后再次定位测量，开始新的焊接，重复上述过程实现法兰盘工件的自动化流水焊接过程。

Claims (4)

1.一种基于激光测距的自动焊接装置，其特征在于：包括用于旋转待焊接法兰盘工件的滚轮架，所述滚轮架两侧分别垂直固定线性模组Ⅰ，在所述两个所述线性模组Ⅰ之间水平连接固定线性模组Ⅱ，线性模组Ⅱ在两个线性模组Ⅰ之间上下滑动；所述线性模组Ⅱ上滑动设置焊枪，所述焊枪上设置有测量焊枪到法兰盘工件焊缝水平距离的激光测距仪Ⅰ和测量焊枪到法兰盘工件焊缝垂直距离的激光测距仪Ⅱ；所述焊枪、线性模组Ⅰ、线性模组Ⅱ分别与工控机连接。
2.根据权利要求1所述的基于激光测距的自动焊接装置，其特征在于：线性模组Ⅰ和线性模组Ⅱ均包括伺服电机、滚珠丝杠以及安装有滑块的直线导轨，所述伺服电机通过滚珠丝杠驱动滑块沿直线运动；所述伺服电机与工控机连接。
3.根据权利要求2所述的基于激光测距的自动焊接装置，其特征在于：在两个线性模组Ⅰ的滑块Ⅰ之间水平连接固定线性模组Ⅱ，焊枪固定在所述线性模组Ⅱ的滑块Ⅱ上。
4.根据权利要求1所述的基于激光测距的自动焊接装置，其特征在于：滚轮架包括并排设置的至少两个滚轮支架，每个滚轮支架上端设置有与待焊接法兰盘工件相配合的半圆形开口，半圆形开口沿周向至少设置有两个由电机驱动的滚轮，所述滚轮的轮轴轴向与半圆形开口周向垂直。
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