CN111922485A - 确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点及自动焊接原点方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点及自动焊接原点方法,涉及焊接自动化领域,解决无法准确且有效确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点的问题,本发明将位移测量设备设置于蒸汽发生管的轴向上的测量位,位移测量设备与蒸汽发生管之间轴向距离不变且能绕蒸汽发生管的轴线相对回转;将位移测量设备的测量点落在蒸汽发生管的管壁端面处测量其与测量点之间的相对距离,并记录它们的相对角位移,继续使它们发生相对回转,将实时测量获得的相对距离与相对角位移一一对应获得若干组测量值;从测量值中提取出相对距离最大或最小的一组作为蒸汽发生管的原点,该原点作为焊接原点。本发明能够较为准确且有效率地确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点。
Description
技术领域
本发明涉及焊接自动化领域,具体的说,是确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法及自动焊接原点方法。
背景技术
在某些特殊场合中,需要用到的蒸汽发生管对焊接质量的要求极高,且蒸汽发生管的一端端面为斜面,焊接后的焊道呈现椭圆形。在采用自动焊接设备对此种蒸汽发生管进行焊接时,由于该蒸汽发生管的特殊结构,无法准确确定焊接的起弧点,造成焊接质量不达标和效率低下的问题。
发明内容
本发明的目的在于设计出确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法及自动焊接原点方法,以解决现有技术中无法准确且有效确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点,即开始起弧的焊接位置的技术问题,以在焊接前较为准确且有效率地确定出端面为斜面的蒸汽发生管的焊接原点。
本发明通过下述技术方案实现:
本发明公开了一种确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法,利用原点测量***测量蒸汽发生管的原点,所述原点测量***包括位移测量设备;
测量蒸汽发生管的原点时,包括以下步骤:
步骤S1,将位移测量设备与蒸汽发生管相对设置,使位移测量设备定位设置于蒸汽发生管的轴向上的一测量位处,位移测量设备与蒸汽发生管在蒸汽发生管的轴向上的距离不变,位移测量设备与蒸汽发生管能绕蒸汽发生管的轴线相对回转;
步骤S2,将位移测量设备的测量点落在蒸汽发生管的管壁端面处,并利用位移测量设备测量其与测量点之间的相对距离,同时记录位移测量设备与蒸汽发生管的相对角位移,获得由相对距离和相对角位移组成的第一组测量值;
步骤S3,使位移测量设备与蒸汽发生管发生相对回转,使位移测量设备的测量点能在蒸汽发生管的管壁端面沿周向移动一周,利用位移测量设备测量其与测量点之间的相对距离,同时记录该相对距离下位移测量设备与蒸汽发生管的相对角位移,将测量获得的相对距离与相对角位移一一对应,获得若干组测量值;
步骤S4,测量完成后,从测量值中提取出相对距离为最大值或最小值的一组,作为蒸汽发生管的原点。
通过定位设置于蒸汽发生管的轴向上的测量位的位移测量设备,来获得位移测量设备与测量点之间的相对距离,并通过记录测量时蒸汽发生管与位移测量设备的相对角位移,经过对蒸汽发生管的管壁端部的一周测量后,获得相对距离与相对角位移一一对应的若干组测量值,将位移测量设备与测量点之间的相对距离最大或最小的一组测量值取出可准确且有效率地确定出蒸汽发生管的原点。
进一步的为更好的实现本发明:在步骤S1中,将位移测量设备固定设置于测量位处,使蒸汽发生管能够绕其轴线回转运动,位移测量设备与蒸汽发生管能发生相对角位移,且不能发生相对线位移,以方便位移测量设备对其与测量点的相对距离的测量。
进一步的为更好的实现本发明:原点测量***还包括回转平台;测量时,在步骤S1中,将蒸汽发生管设置于回转平台处,以使蒸汽发生管能通过回转平台绕自身轴线周向回转。
进一步的为更好的实现本发明:回转平台具有角度位移传感器,能用于测量蒸汽发生管的回转角度,获得位移测量设备与蒸汽发生管的相对角位移。
进一步的为更好的实现本发明:位移测量设备采用为激光位移传感器,激光有直线度好的优良特性,可获得较为准确的相对距离。
进一步的为更好的实现本发明:位移测量设备的激光发射端发处水平的激光光束,激光光束落在蒸汽发生管的管壁端面形成测量点。
进一步的为更好的实现本发明:步骤S2和步骤S3中,位移测量设备采用三角测量法测量位移测量设备与测量点之间的相对距离。
进一步的为更好的实现本发明:原点测量***还包括控制***,控制***与位移测量设备和回转平台电连,用于控制回转平台使蒸汽发生管回转并实时记录相对距离和相对角位移,并将相对距离和相对角位移一一对应,以自动实现测量数据的处理、整合和调用。
进一步的为更好的实现本发明:将位移测量设备与测量点之间的相对距离设为L,位移测量设备与蒸汽发生管的相对角位移角设为θ,将L与θ一一对应,建立函数关系L=f(θ)。
本发明还公开了一种确定端面为斜面的蒸汽发生管的自动焊接原点方法,利用上述的确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法,确定出蒸汽发生管的原点,以该原点作为焊接的起弧点。保证了蒸汽发生管的自动焊接质量和效率。
本发明具有以下优点及有益效果:
本发明中,通过定位设置于蒸汽发生管的轴向上的测量位的位移测量设备,来获得位移测量设备与测量点之间的相对距离,并通过记录测量时蒸汽发生管与位移测量设备的相对角位移,经过对蒸汽发生管的管壁端部的一周测量后,获得相对距离与相对角位移一一对应的若干组测量值,将位移测量设备与测量点之间的相对距离最大或最小的一组测量值取出可准确且有效率地确定出蒸汽发生管的原点。同时也保证了蒸汽发生管的自动焊接质量和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所涉及的蒸汽发生管的结构示意图;
图2是图1的工件组装焊接示意图;
图3是确定端面为斜面的蒸汽发生管原点的方法的原理示意图;
图中标记为:
1、位移测量设备;2、蒸汽发生管;3、回转平台。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
实施例1:
确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法,能够较为准确且有效率地确定出端面为斜面的蒸汽发生管的焊接原点,如图1、图2、图3所示:
该确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法利用原点测量***测量蒸汽发生管的原点,基本的,该原点测量***包括一位移测量设备1。
本实施例中的位移测量设备1优选采用为激光位移传感器,因为激光有直线度好的优良特性,可获得较为准确的相对距离。且位移测量设备1的激光发射端发处水平的激光光束,激光光束落在蒸汽发生管2的管壁端面形成测量点。在步骤S2和步骤S3中,位移测量设备1采用三角测量法测量位移测量设备1与测量点之间的相对距离,测量原理为,激光发射器以激光发射端镜头作为投光点,以接收器镜头作为入光点,激光发射器通过激光发射端镜头将可见红色激光射向被测的蒸汽发生管2的管壁端面,经蒸汽发生管2的管壁端面散射的激光光束通过激光发射器的接收器镜头被其内部的CCD线性相机接收,根据不同的距离,CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度及已知的激光发射端和CCD线性相机之间的距离,数字信号处理器就能计算出激光位移传感器和蒸汽发生管2的管壁端面之间的距离。
测量蒸汽发生管的原点时,包括有以下步骤:
步骤S1,将位移测量设备1与蒸汽发生管2相对设置,使位移测量设备1定位设置于蒸汽发生管2的轴向上的一测量位处,使位移测量设备1与蒸汽发生管2在蒸汽发生管2的轴向上的距离不变,同时使位移测量设备1与蒸汽发生管2能绕蒸汽发生管2的中轴线相对回转。其中,此步骤中,优选地将位移测量设备1固定设置于测量位处,使位移测量设备1与蒸汽发生管2不能沿蒸汽发生管2的中轴线发生相对线位移,而能使蒸汽发生管2绕其自身的中轴线回转运动发生相对角位移。使在测量期间蒸汽发生管2仅进行周向旋转运动,轴向方法并无运动,方便位移测量设备1对其与测量点的相对距离的测量。
在步骤S1中要实现蒸汽发生管2绕自身中轴线的回转运动,需要在原点测量***设置一个回转平台3,该回转平台3采用现有技术,可以是通过卡爪夹住蒸汽发生管2一端的回转平台,也可以是由多对回转辊轮承托在蒸汽发生管2底部的回转平台。测量时,将蒸汽发生管2与回转平台3相连接,以使蒸汽发生管2能通过回转平台绕自身中轴线周向回转。为了便于记录数据,该回转平台3具有角度位移传感器,能实时测量蒸汽发生管2的回转角度,获得位移测量设备1与蒸汽发生管2的相对角位移。
步骤S2,调整位移测量设备1,将位移测量设备1的测量点落在蒸汽发生管2的管壁端面处,需保证在蒸汽发生管2回转时,位移测量设备1的测量点始终处于蒸汽发生管2的管壁端面。利用位移测量设备1测量其与测量点之间的相对距离,同时记录位移测量设备1与蒸汽发生管2的相对角位移,将相对距离与相对角位移对应起来,获得由相对距离和相对角位移组成的第一组测量值。
步骤S3,通过回转平台3使蒸汽发生管2绕其中轴线回转,这时位移测量设备1与蒸汽发生管2发生相对回转,位移测量设备1的测量点能在蒸汽发生管2的管壁端面沿周向移动一周,利用位移测量设备1实时测量其与测量点之间的相对距离,同时记录该相对距离下位移测量设备1与蒸汽发生管2的相对角位移,当蒸汽发生管2回转一周后,可以测得一系列的的相对距离与相对角位移,将测量获得的相对距离与相对角位移一一对应,获得若干组测量值,测量值的组数越大越能准确获得蒸汽发生管2的原点。
其中,位移测量设备1与测量点之间的相对距离设为L,位移测量设备1与蒸汽发生管2的相对角位移角设为θ,蒸汽发生管沿周向旋转一周,激光位移传感器采集到一系列的距离实时数据L,同时记录此时蒸汽发生管2旋转的角度θ,每一个相对距离值L都对应一个相对角位移θ。相对距离值L值L与相对角位移θ之间呈现函数关系:L=f(θ)。
步骤S4,测量完成后,通过对比所得到的测量值,从测量值中提取出相对距离为最大值或最小值的一组,比如图3中所示的测量点A(最大值)和测量点B(最小值),并从中得到蒸汽发生管从初始位置旋转θ角度而到达测量点A或测量点B所处的位置,将测量点A或测量点B所在位置作为蒸汽发生管的原点。
通过定位设置于蒸汽发生管2的轴向上的测量位的位移测量设备1,来获得位移测量设备1与测量点之间的相对距离,并通过记录测量时蒸汽发生管2与位移测量设备1的相对角位移,经过对蒸汽发生管2的管壁端部的一周测量后,获得相对距离与相对角位移一一对应的若干组测量值,将位移测量设备1与测量点之间的相对距离最大或最小的一组测量值取出可准确且有效率地确定出蒸汽发生管2的原点。
为了便于处理、整合所测得的相对距离和相对角位移。该原点测量***还设置有一套控制***,该控制***采用现有的技术方案,该控制***与位移测量设备1和回转平台3电连,能够分别控制回转平台3动作使蒸汽发生管2回转并能够实时记录相对距离和相对角位移,在测量期间,控制***将相对距离和相对角位移一一对应,以自动实现测量数据的处理、整合和调用。
实施例2:
本实施例在上述实施例的基础上进一步提供了一种确定端面为斜面的蒸汽发生管的自动焊接原点方法:
该种确定端面为斜面的蒸汽发生管的自动焊接原点方法,利用了实施例1中的确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法,确定出蒸汽发生管的原点,以该原点作为焊接的起弧点,保证了蒸汽发生管的自动焊接质量和效率。焊接后,蒸汽发生管2的焊道呈现椭圆形。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法,其特征在于:利用原点测量***测量蒸汽发生管的原点,原点测量***包括位移测量设备(1);
测量蒸汽发生管的原点时,包括以下步骤:
步骤S1,将位移测量设备(1)与蒸汽发生管(2)相对设置,使位移测量设备(1)定位设置于蒸汽发生管(2)的轴向上的一测量位处,位移测量设备(1)与蒸汽发生管(2)能绕蒸汽发生管(2)的轴线相对回转;
步骤S2,将位移测量设备(1)的测量点落在蒸汽发生管(2)的管壁端面处,并利用位移测量设备(1)测量其与测量点之间的相对距离,同时记录位移测量设备(1)与蒸汽发生管(2)的相对角位移,获得由相对距离和相对角位移组成的第一组测量值;
步骤S3,使位移测量设备(1)与蒸汽发生管(2)发生相对回转,使位移测量设备(1)的测量点能在蒸汽发生管(2)的管壁端面沿周向移动一周,利用位移测量设备(1)测量其与测量点之间的相对距离,同时记录该相对距离下位移测量设备(1)与蒸汽发生管(2)的相对角位移,将测量获得的相对距离与相对角位移一一对应,获得若干组测量值;
步骤S4,测量完成后,从测量值中提取出相对距离为最大值或最小值的一组,作为蒸汽发生管的原点。
2.根据权利要求1所述的确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法,其特征在于:在步骤S1中,将位移测量设备(1)固定设置于测量位处,使蒸汽发生管(2)能够绕其轴线回转运动。
3.根据权利要求2所述的确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法,其特征在于:原点测量***还包括回转平台(3);测量时,在步骤S1中,将蒸汽发生管(2)设置于回转平台(3)处,以使蒸汽发生管(2)能通过回转平台绕自身轴线周向回转。
4.根据权利要求3所述的确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法,其特征在于:回转平台(3)具有角度位移传感器,能用于测量蒸汽发生管(2)的回转角度,获得位移测量设备(1)与蒸汽发生管(2)的相对角位移。
5.根据权利要求1所述的确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法,其特征在于:位移测量设备(1)采用为激光位移传感器。
6.根据权利要求5所述的确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法,其特征在于:位移测量设备(1)的激光发射端发处水平的激光光束,激光光束落在蒸汽发生管(2)的管壁端面形成测量点。
7.根据权利要求5所述的确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法,其特征在于:步骤S2和步骤S3中,位移测量设备(1)采用三角测量法测量位移测量设备(1)与测量点之间的相对距离。
8.根据权利要求4所述的确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法,其特征在于:原点测量***还包括控制***,控制***与位移测量设备(1)和回转平台(3)电连,用于控制回转平台(3)使蒸汽发生管(2)回转并实时记录相对距离和相对角位移,并将相对距离和相对角位移一一对应。
9.根据权利要求1-8任一项所述的确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法,其特征在于:将位移测量设备(1)与测量点之间的相对距离设为L,位移测量设备(1)与蒸汽发生管(2)的相对角位移角设为θ,将L与θ一一对应,建立函数关系L=f(θ)。
10.确定端面为斜面的蒸汽发生管的自动焊接原点方法,其特征在于:利用权利要求1-9任一项所述的确定端面为斜面的蒸汽发生管的原点方法,确定出蒸汽发生管的原点,以该原点作为焊接的起弧点。
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