一种搭接焊缝自动跟踪焊接装置的制作方法

本实用新型涉及焊接设备领域，具体为一种搭接焊缝自动跟踪焊接装置。

背景技术：

目前在专用车焊接领域，尤其是半挂车、罐式车和自卸车焊接领域，由于工件精度、设备成本等问题并没有大范围实现自动化。现在流行的焊接机器人成本高，操作复杂。工人手工焊接，劳动强度大，工作环境差，焊接质量不容易控制。

技术实现要素：

针对现有的问题，本实用新型提供了一种搭接焊缝自动跟踪焊接装置，该装置可以降低成本，实现搭接焊缝的自动跟踪焊接，有效解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种搭接焊缝自动跟踪焊接装置，其特征在于：包括机头，所述的机头包括机头竖向安装板，所述的机头竖安装板固定设有机头水平安装板，所述的机头水平安装板固定设有小回转支承和旋转步进电机，所述的小回转支承旋转设有旋转支架，所诉的旋转支架滑动设有竖向电动滑台，所述的竖向电动滑台固定设有滑台连接板，所述的滑台连接板固定设有激光传感器盒和焊枪；所述的激光传感器盒内部固定设有第一激光位移传感器和第二激光位移传感器；

所述的机头滑动设于横向电动滑台上，所述的横向电动滑台固定设于龙门架前端横梁，所述的龙门架两侧竖向部分底部安装龙门架电动滚轮，所述的龙门架电动滚轮滑动设于地轨上，所述的地轨固定在地面上；

所述的龙门架内侧的地面上固定设有被焊工件；

所述的龙门架电动滚轮、横向电动滑台、旋转步进电机和竖向电动滑台分别通过连接线路与plc控制系统电性连接，plc控制系统安装在控制箱内。

优选的，所述的横向电动滑台的行程大于工件的最大宽度，所述的地轨行程大于工件的最大长度。

优选的，所述的竖向电动滑台的行程大于工件的最大高度差。

优选的，所述的龙门架电动滚轮内部由步进电动机驱动。

优选的，所述的小回转支承可以通过旋转步进电机驱动旋转360度。

优选的，所述的第一激光位移传感器和第二激光位移传感器的照射点在焊枪出丝处。

优选的，所述的龙门架呈上窄下宽的梯形框架结构，竖向部分底部两端部分别设有龙门架电动滚轮。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种搭接焊缝自动跟踪焊接装置，具备以下有益效果：

1.本实用新型通过第一激光位移传感器的照射点在焊枪出丝处，通过第一激光位移传感器的读数控制竖向电动滑台移动保证焊枪距离工件的距离，实现焊缝的上下自动跟踪。

2.本实用新型通过竖向电动滑台、横向电动滑台、龙门架电动滚轮都装有步进电机，同旋转步进电机一起保证上下、左右、前后、旋转移动的精确度。

3.本实用新型通过第二激光位移传感器的照射点在焊枪出丝处，通过第二激光位移传感器的读数与第一激光位移传感器读数的差值控制焊枪在焊缝左右方向移动实现焊缝的左右自动跟踪。

附图说明

图1为本实用新型实例的主视结构示意图；

图2为本实用新型实例的俯视结构示意图；

图3为本实用新型实例的左视结构示意图；

图4为本实用新型实例的机头部分主视结构示意图；

图5为本实用新型实例的机头部分左视结构示意图；

图6为搭接焊缝工件的轴测示意图；

图7为搭接焊缝类型示意图；

图中标示：

1.地轨；2.龙门架电动滚轮；3.龙门架；4.横向电动滑台；5.机头竖向安装板；6.机头水平安装板；7.小回转支承；8.旋转步进电机；9.旋转支架；10.竖向电动滑台；11.滑台连接板；12.激光传感器盒；13.第一激光位移传感器；14.第二激光位移传感器；15.焊枪；16.工件；17.控制箱；18.龙门正向焊缝；19.龙门负向焊缝；20.横梁正向焊缝；21.横梁负向焊缝。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图7所示，一种搭接焊缝自动跟踪焊接装置，包括机头，所述的机头包括机头竖向安装板5，所述的机头竖向安装板5前侧固定设有机头水平安装板6，所述的机头水平安装板6固定设有小回转支承7和旋转步进电机8(旋转步进电机8可驱动小回转支承7水平旋转)，所述的小回转支承8旋转设有旋转支架9，所述的旋转支架9滑动设有竖向电动滑台10，所述的竖向电动滑台10固定设有滑台连接板11，所述的滑台连接板11固定设有激光传感器盒12和焊枪15，所述的激光传感器盒内部固定设有第一激光位移传感器13和第二激光位移传感器14。

机头滑动设于横向电动滑台4，所述的横向电动滑台4固定设于龙门架3的横梁前端，所述的龙门架两端竖向部分底部固定设有龙门架电动滚轮2，所述的龙门架电动滚轮滑动设于地轨1。

竖向电动滑台10和横向电动滑台4上均设有步进电机(隐藏于电动滑台内部，图中未示出)，所述的龙门架电动滚轮内部设有步进电机。plc控制系统(在本例中选用三菱电机自动化fx3uc-16mt/d-p4)根据第一激光位移传感器13的数值实时控制竖向电动滑台10上下移动调整焊枪15的上下位置，即控制焊枪15实现焊缝的上下自动跟踪。焊枪15、激光传感器盒12、第一激光位移传感器13、第二激光位移传感器14固定成整体，均固定在滑台连接板11上。满足滑台连接板11上下运动带动焊枪15、激光传感器盒12、第一激光位移传感器13、第二激光位移传感器14整体上下移动。竖向向电动滑台10行程足够大，满足工件焊缝位置的高低差。第二激光位移传感器14的读数与第一激光位移传感器13的读数差值控制焊枪15在焊缝方向左右移动实现焊缝的左右跟踪。

上述实施例中，具体的，参阅图1、图2、图3，所述机头滑动设于的横向电动滑台4，所述的竖向电动滑台4固定于龙门架3的横向部分前端，所述的龙门架3两侧竖向部分底部与龙门架电动滚轮2固定连接，所述的龙门架电动滚轮2滑动设于地轨1上，所述的地轨1固定在地面上，龙门架电动滚轮2运转带动龙门架3前后移动。

上述实施例中，具体的，所述的龙门架3内侧的地面上固定设有工件16。

上述实施例中，具体的，所述的竖向电动滑台10、旋转步进电机8，横向电动滑台4上的步进电机和龙门架电动滚轮2内部的步进电机分别通过连接线路与控制箱17里面的plc控制系统(在本例中选用三菱电机自动化fx3uc-16mt/d-p4)电性连接(此处的控制部分图中未示出，其工作原理为本领域一般技术人员所熟知，在此不再赘述)。

上述实施例中，更为具体的，所述的横向电动滑台4的行程大于工件的最大宽度。保证焊枪15左右移动在工件的整个上方进行施焊。

上述实施例中，更为具体的，所述的地轨1的行程大于工件的最大长度。保证焊枪15前后移动在工件的整个上方进行施焊。

上述实施例中，更为具体的，所述的旋转步进电机8驱动小回转支承7进行360度内任意角度旋转，满足不同方向焊缝的自动跟踪焊接。

上述实施例中，更为具体的，所述的第一激光位移传感器13和第二激光位移传感器14的照射点在焊枪15出丝处，保证第一激光位移传感器13的检测数值、第二激光位移传感器14的检测数值，与焊枪15距离工件15的距离在限定的误差范围内。

上述实施例中，更为具体的，所述的龙门架3的竖向部分呈上窄下宽的梯形(等腰梯形)框架结构，竖向部分底部两侧分别设有龙门架电动滚轮2。

工作原理：首先手动操作移动焊枪15到工件16的某一点焊缝处，然后开启自动运行，竖向电动滑台5根据第一激光位移传感器13的读数实时运动保证焊枪15距离工件16的高度一致，第二激光位移传感器14的读数与第一激光位移传感器13的读数实时做差值运算，控制焊枪在工件16焊缝位置处左右移动。工件16的焊缝在空间位置分为四种类型(图7所示)：龙门正向焊缝、龙门负向焊缝、横梁正向焊缝和横梁负向焊缝。

当焊接龙门正向焊缝18时，旋转步进电机8驱动小回转支承7旋转带动焊枪指向焊缝，龙门架电动滚轮2在地轨1上以焊接速度沿焊缝向前行走，第二激光位移传感器14的读数与第一激光位移传感器13的读数实时做差值运算，当差值变大，说明第一激光位移传感器13和第二位移传感器14分别照射到搭接焊缝的两侧，此时plc控制系统控制横向电动滑台4向右移动实现焊缝自动跟踪；当差值变小，说明第一激光位移传感器13和第二位移传感器14分别照射到搭接焊缝的一侧，此时plc控制系统控制横向电动滑台4向左移动实现焊缝自动跟踪。

当焊接龙门负向焊缝19时，旋转步进电机8驱动小回转支承7旋转带动焊枪指向焊缝，龙门架电动滚轮2在地轨1上以焊接速度沿焊缝向后行走，第二激光位移传感器14的读数与第一激光位移传感器13的读数实时做差值运算，当差值变大，说明第一激光位移传感器13和第二位移传感器14分别照射到搭接焊缝的两侧，此时plc控制系统控制横向电动滑台4向左移动实现焊缝自动跟踪；当差值变小，说明第一激光位移传感器13和第二位移传感器14分别照射到搭接焊缝的一侧，此时plc控制系统控制横向电动滑台4向右移动实现焊缝自动跟踪；

当焊接横梁正向焊缝20时，旋转步进电机8驱动小回转支承7旋转带动焊枪指向焊缝，横向电动滑台4以焊接速度沿焊缝向右行走，第二激光位移传感器14的读数与第一激光位移传感器13的读数实时做差值运算，当差值变大，说明第一激光位移传感器13和第二位移传感器14分别照射到搭接焊缝的两侧，此时plc控制系统控制龙门架电动滚轮2沿地轨1向后移动实现焊缝自动跟踪；当差值变小，说明第一激光位移传感器13和第二位移传感器14分别照射到搭接焊缝的一侧，此时plc控制系统控制龙门架电动滚轮2沿地轨1向前移动实现焊缝自动跟踪。

当焊接横梁负向焊缝21时，旋转步进电机8驱动小回转支承7旋转带动焊枪指向焊缝，横向电动滑台4以焊接速度沿焊缝想做行走，第二激光位移传感器14的读数与第一激光位移传感器13的读数实时做差值运算，当差值变大，说明第一激光位移传感器13和第二位移传感器14分别照射到搭接焊缝的两侧，此时plc控制系统控制龙门架电动滚轮2沿地轨1向前移动实现焊缝自动跟踪；当差值变小，说明第一激光位移传感器13和第二位移传感器14分别照射到搭接焊缝的一侧，此时plc控制系统控制龙门架电动滚轮2沿地轨1向前后动实现焊缝自动跟踪。

综上所述，焊枪15在工件16上四个方向的搭接焊缝不断的移动，实现了搭接焊缝上下左右的自动跟踪焊接，降低了劳动强度，保证了焊接质量。

本实用新型中使用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理均为本领域技术人员所熟知。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。