一种带三维焊缝识别的集装箱底加强板自动焊接设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及自动焊接机，尤其涉及一种带三维焊缝识别的集装箱底加强板自动焊接设备。
【背景技术】
[0002]集装箱底加强板，一般是未折弯的四边形板件，或者是折弯后的L形板件；由底加强板冲压、折弯等制作工艺决定，底加强板的尺寸存在比较大的误差，对于长度为300_的板件，尺寸误差可达5mm ;在用自动化设备对底加强板进行焊接前，需要工人先把底加强板点焊固定在集装箱上。由于集装箱本身存在定位误差，工人点焊时也会存在底加强板的位置不一致，所以，实际焊缝也会产生变化。当采用基于直角坐标系四轴机器人进行焊接时，即使控制焊枪严格按照轨迹走，也会因为焊丝弯曲等原因，焊丝无法对准焊缝。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型提供了一种带三维焊缝识别的集装箱底加强板自动焊接设备。具有对底加强板的每一条边进行边缘检测，得到的焊接轨迹更为精确；焊接轨迹提取所需要的时间更短，生产线的生产节奏更快的特点。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是:一种带三维焊缝识别的集装箱底加强板自动焊接设备，包括安装底架，所述安装底架上分别安装有操控箱和X轴行走机构，所述操控箱上安装有触摸屏，所述X轴行走机构上安装有Y轴行走机构，所述Y轴行走机构上安装Z轴行走机构，所述Z轴行走机构上安装有R轴转动机构和激光位移传感器，所述R轴转动机构上安装有直柄焊枪，所述操控箱通过线路分别与X轴行走机构、Y轴行走机构、Z轴行走机构、R轴转动机构和激光位移传感器相连。
[0005]所述X轴行走机构包括安装于安装底架的X轴底板，所述X轴底板上分别安装有传动座、X轴电机和直线导轨，所述直线导轨上安装有和X轴滑块，所述X轴滑块上安装有Y轴行走机构和丝杆螺母，述传动座上安装有X轴丝杆，所述X轴丝杆分别与X轴电机和丝杆螺母相连。
[0006]所述Y轴行走机构包括安装于X轴滑块上分别安装有Y轴组件、Y轴三角支架，所述Y轴组件包括安装于X轴滑块上的Y轴安装架，所述Y轴安装架上安装有Y轴导轨、Y轴丝杆和Y轴电机，所述Y轴导轨上安装有Y轴滑块，所述Y轴滑块上安装有Y轴丝杆螺母和Z轴行走机构，所述Y轴电机通过Y轴梅花连轴器与Y轴丝杆相连，所述Y轴丝杆与Y轴丝杆螺母相连。
[0007]所述Z轴行走机构包括安装于Y轴行走机构上的Z轴安装架，所述Z轴安装架上安装有Z轴导轨、Z轴电机和同步轮，所述Z轴电机的转轴上安装有主动轮，所述主动轮与同步轮之间安装有同步带，所述Z轴导轨上安装有Z轴滑块，所述Z轴滑块上安装有夹持装置、激光位移传感器和R轴转动机构，所述夹持装置夹在同步带上。
[0008]所述R轴转动机构包括安装于Z轴滑块的R轴电机和旋转轴，所述R轴电机通过星形减速机与旋转轴相连，所述旋转轴上安装有直柄焊枪。
[0009]所述X轴滑块上安装有限位开关。
[0010]本实用新型的有益效果是:本实用新型通过包括安装底架，所述安装底架上分别安装有操控箱和X轴行走机构，所述X轴行走机构上安装有Y轴行走机构，所述Y轴行走机构上安装Z轴行走机构，所述Z轴行走机构上安装有R轴转动机构和激光位移传感器，所述R轴转动机构上安装有直柄焊枪，所述操控箱通过线路分别与X轴行走机构、Y轴行走机构、Z轴行走机构、R轴转动机构和激光位移传感器相连。从而能更精确的焊接轨迹检测，结构更灵活。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的结构示意图；
[0012]图2是本实用新型的X轴行走机构和Y轴行走机构的结构示意图；
[0013]图3是本实用新型的Y轴组件的结构示意图；
[0014]图4是本实用新型的Z轴行走机构和R轴转动机构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
[0016]如图1-4所示一种带三维焊缝识别的集装箱底加强板自动焊接设备，包括安装底架1，所述安装底架I上分别安装有操控箱2和X轴行走机构4，所述操控箱2上安装有触摸屏29，所述X轴行走机构4上安装有Y轴行走机构5，所述Y轴行走机构5上安装Z轴行走机构6，所述Z轴行走机构6上安装有R轴转动机构7和激光位移传感器8，所述R轴转动机构7上安装有直柄焊枪34，所述操控箱2通过线路分别与X轴行走机构4、Y轴行走机构5、Z轴行走机构6、R轴转动机构7和激光位移传感器8相连。从而使结构更灵活。
[0017]所述X轴行走机构4包括安装于安装底架I的X轴底板9，所述X轴底板9上分别安装有传动座10、X轴电机11和直线导轨12，所述直线导轨12上安装有和X轴滑块13，所述X轴滑块13上安装有Y轴行走机构5和丝杆螺母17，述传动座10上安装有X轴丝杆14，所述X轴丝杆14分别与X轴电机11和丝杆螺母17相连。
[0018]所述Y轴行走机构5包括安装于X轴滑块13上分别安装有Y轴组件15、Y轴三角支架16，所述Y轴组件15包括安装于X轴滑块13上的Y轴安装架18，所述Y轴安装架18上安装有Y轴导轨19、Y轴丝杆20和Y轴电机21，所述Y轴导轨19上安装有Y轴滑块22，所述Y轴滑块22上安装有Y轴丝杆螺母和Z轴行走机构6，所述Y轴电机21通过Y轴梅花连轴器23与Y轴丝杆20相连，所述Y轴丝杆20与Y轴丝杆螺母相连。
[0019]所述Z轴行走机构6包括安装于Y轴行走机构5上的Z轴安装架24，所述Z轴安装架24上安装有Z轴导轨25、Z轴电机26和同步轮33，所述Z轴电机的转轴上安装有主动轮，所述主动轮与同步轮33之间安装有同步带27，所述Z轴导轨25上安装有Z轴滑块28，所述Z轴滑块28上安装有夹持装置、激光位移传感器8和R轴转动机构7，所述夹持装置夹在同步带27上。
[0020]所述R轴转动机构7包括安装于Z轴滑块28的R轴电机29和旋转轴30，所述R轴电机29通过星形减速机31与旋转轴30相连，所述旋转轴30上安装有直柄焊枪34。
[0021]所述X轴滑块13上安装有限位开关35。
[0022]一种三维焊缝识别方法，包括以下步骤:
[0023]I)在触摸屏上输入工件的理论尺寸和采集行走间隔和采集总行程；
[0024]2)系统根据理论尺寸，确定每条边的两个扫描位置；
[0025]3)先在第一条边的第一个扫描位置上进行扫描，系统通过控制X和Y轴，移动传感器到扫描的起点，到达扫描起点后，如果该边是与X轴平行，则控制Y轴带动传感器向预定方向扫描，如果该边是与Y轴平行，则控制X轴带动传感器向预定方向扫描；
[0026]4)同时根据触摸屏上设置的采集间隔，在扫描过程中，采集一个序列的在Z轴方向上焊枪离工件的距离并进行保存，然后从这个数据序列中计算出包括XY平面上的坐标以及在Z轴方向上焊枪离工件的距离的焊缝边缘点；
[0027]完成第一条边的第一个边缘点的扫描后，系统再通过控制X和Y轴，移动传感器到第一条边的第二个边缘点扫描的起点，并识别出第2个边缘点；
[0028]5)在完成第一条边的两个边缘点的扫描后，再对下一条的两个边缘点进行扫描，以此重复，直到所有边上的两个边缘点扫描完成；
[0029]6)根据每条边上的2个三维边缘点，确定实际边缘直线；
[0030]7)再求出每两条相邻直线在平面上的交点，形成一个封闭的平面上的焊缝轨迹。
[0031]8)在完成焊缝识别后，焊缝的轨迹信息被保存到系统内，然后系统移动焊枪到达第一条边的实际轨迹起点，通过四轴联动沿着实际轨迹开始焊接；在完成第一条边的焊接后，再焊接下一条边，直至全部焊接完成。从而能更精确的焊接轨迹检测。
【主权项】
1.一种带三维焊缝识别的集装箱底加强板自动焊接设备，其特征在于:包括安装底架(I)，所述安装底架(I)上分别安装有操控箱(2 )和X轴行走机构(4 )，所述操控箱(2 )上安装有触摸屏(29)，所述X轴行走机构(4)上安装有Y轴行走机构(5)，所述Y轴行走机构(5)上安装Z轴行走机构(6)，所述Z轴行走机构(6)上安装有R轴转动机构(7)和激光位移传感器(8)，所述R轴转动机构(7)上安装有直柄焊枪(34)，所述操控箱(2)通过线路分别与X轴行走机构(4)、Y轴行走机构(5)、Z轴行走机构(6)、R轴转动机构(7)和激光位移传感器(8)相连。2.根据权利要求1所述一种带三维焊缝识别的集装箱底加强板自动焊接设备，其特征在于:所述X轴行走机构(4)包括安装于安装底架(I)的X轴底板(9)，所述X轴底板(9)上分别安装有传动座(10)、X轴电机(11)和直线导轨(12)，所述直线导轨(12)上安装有和X轴滑块(13)，所述X轴滑块(13)上安装有Y轴行走机构(5)和丝杆螺母(17)，述传动座(10)上安装有X轴丝杆(14)，所述X轴丝杆(14)分别与X轴电机(11)和丝杆螺母(17)相连。3.根据权利要求1或2所述一种带三维焊缝识别的集装箱底加强板自动焊接设备，其特征在于:所述Y轴行走机构(5)包括安装于X轴滑块(13)上分别安装有Y轴组件(15)、Y轴三角支架(16 )，所述Y轴组件(15 )包括安装于X轴滑块(13 )上的Y轴安装架(18 )，所述Y轴安装架(18)上安装有Y轴导轨(19)、Y轴丝杆(20)和Y轴电机(21)，所述Y轴导轨(19)上安装有Y轴滑块(22)，所述Y轴滑块(22)上安装有Y轴丝杆螺母和Z轴行走机构(6 )，所述Y轴电机(21)通过Y轴梅花连轴器(23 )与Y轴丝杆(20 )相连，所述Y轴丝杆(20)与Y轴丝杆螺母相连。4.根据权利要求1所述一种带三维焊缝识别的集装箱底加强板自动焊接设备，其特征在于:所述Z轴行走机构(6)包括安装于Y轴行走机构(5)上的Z轴安装架(24)，所述Z轴安装架(24)上安装有Z轴导轨(25)、Z轴电机(26)和同步轮(33)，所述Z轴电机的转轴上安装有主动轮，所述主动轮与同步轮(33)之间安装有同步带(27)，所述Z轴导轨(25)上安装有Z轴滑块(28)，所述Z轴滑块(28)上安装有夹持装置、激光位移传感器(8)和R轴转动机构(7 )，所述夹持装置夹在同步带(27 )上。5.根据权利要求1所述一种带三维焊缝识别的集装箱底加强板自动焊接设备，其特征在于:所述R轴转动机构(7 )包括安装于Z轴滑块(28 )的R轴电机(29 )和旋转轴(30 )，所述R轴电机(29 )通过星形减速机(31)与旋转轴(30 )相连，所述旋转轴(30 )上安装有直柄焊枪(34)。6.根据权利要求3所述一种带三维焊缝识别的集装箱底加强板自动焊接设备，其特征在于:所述X轴滑块(13)上安装有限位开关(35)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种带三维焊缝识别的集装箱底加强板自动焊接设备，包括安装底架，所述安装底架上分别安装有操控箱和X轴行走机构，所述X轴行走机构上安装有Y轴行走机构，所述Y轴行走机构上安装Z轴行走机构，所述Z轴行走机构上安装有R轴转动机构和激光位移传感器，所述R轴转动机构上安装有直柄焊枪，所述操控箱通过线路分别与X轴行走机构、Y轴行走机构、Z轴行走机构、R轴转动机构和激光位移传感器相连。从而能更精确的焊接轨迹检测，结构更灵活。
【IPC分类】B23K9/02, B23K9/127
【公开号】CN204724989
【申请号】CN201520279309
【发明人】夏恒超, 姚进秋, 付义林
【申请人】绍兴汉立工业自动化科技有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年5月4日