一种在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法与装置制造方法
【专利摘要】一种在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法与装置，该方法包括：在联合收割机脱粒滚筒外辐盘的焊接线上，设置包括测距装置的脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度检测系统；安装待焊接外辐盘；将第一外辐盘与该滚筒体的连接处n等分，n为大于等于2的正整数，在该n等分的每个等分点处点焊，每个等分点处点焊时该测距装置与该第一外辐盘的端面间的距离等于一固定值；完成该第一外辐盘与该滚筒体的整个连接处的焊缝焊合；焊接其他外辐盘。该装置包括具有相对于脱粒滚筒轴线的平行自由度和垂直自由度的垂直度检测移动机构和测距装置，该测距装置包括安装在该垂直度检测移动机构上的激光传感器，且该激光传感器的激光束方向平行于该脱粒滚筒轴线。
【专利说明】一种在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法与装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种农用机械脱离滚筒外辐盘的加工，特别是一种适用于大型联合收获机脱粒滚筒圆盘外辐盘焊接垂直度在线测控的脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度在线调控方法与装置。
【背景技术】
[0002]收获机械主要加工手段是焊接，其中的70-80%为焊接结构件，工艺复杂。我国收获机械目前加工水平低、自动化水平低，规模化的联合收割机生产厂家有几十家，大多处于半自动化和手工焊接生产状态，产品质量不稳定，可靠性低。
[0003]脱粒滚筒是联合收获机械的核心部件，加工手段以焊接为主。目前国内脱粒滚筒焊接基本靠手工完成，没有焊接质量的检测手段，也没有焊接变形的校正手段。脱粒滚筒圆柱度无法保证，特别是脱离滚筒外辐盘垂直度低，导致脱离滚筒径向跳动大，造成了脱离过程中脱粒滚筒和凹板间隙不一致，脱粒滚筒转动自平衡能力差，严重制约了脱离效果和清选效果，影响了脱粒滚筒的寿命，增大了脱粒滚筒的故障率。另外产生的焊缝不均匀、一致性差、机架变形量大、装配不标准、整机生产效率低、质量不稳定等问题，很难满足大型农机产能发展的要求。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对脱粒滚筒外辐盘焊接质量问题，提供一种在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法与装置，以实现对脱粒滚筒外辐盘垂直度的在线检测与调控。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法，其中，包括如下步骤:
[0006]SlOO:设置垂直度检测系统，在联合收割机脱粒滚筒外辐盘的焊接线上，设置包括测距装置的脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度检测系统；
[0007]S200:安装待焊接外辐盘，将待焊接的多个外辐盘依次安装到滚筒体的设定位置处；
[0008]S300:焊接第一外辐盘，具体包括如下步骤:
[0009]S301:将所述多个外辐盘中的第一外辐盘与所述滚筒体的连接处η等分，η为大于等于2的正整数，在所述η等分的每个等分点处点焊，每个等分点处点焊时所述测距装置与所述第一外辐盘的端面间的距离等于一固定值；
[0010]S302:所述每个等分点均点焊完成后，完成所述第一外辐盘与所述滚筒体整个连接处的焊缝焊合；
[0011]S400:焊接其他外辐盘，以步骤S300相同的方式依次焊接所述多个外辐盘中的其他外辐盘直至完成所有外辐盘与所述滚筒体的焊合。
[0012]上述的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法，其中，所述步骤S301进一步包括如下步骤:
[0013]S3011:在第一外辐盘与所述滚筒体的外壁连接第一等分点处点焊第一焊点，并测量在所述第一焊点处所述测距装置与所述第一外辐盘的端面间的第一距离，并以所述第一距离为所述固定值；
[0014]S3012:驱动所述滚筒体旋转360° /n，测量第二等分点处所述测距装置与所述第一外辐盘的端面间的第二距离，且使所述第二距离等于所述第一距离，然后在所述第一外辐盘与所述滚筒体的外壁连接所述第二等分点处点焊第二焊点；
[0015]S3013:当η大于2时，重复步骤S3012，直至点焊完所有η个焊点。
[0016]上述的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法，其中，所述步骤SlOO进一步包括如下步骤:
[0017]SlOl:在所述联合收割机脱粒滚筒外辐盘的焊接线的台架上设置垂直度检测移动机构，所述垂直度检测移动机构具有相对于脱粒滚筒轴线的平行自由度和垂直自由度；
[0018]S102:在所述垂直度检测移动机构上安装激光传感器，且所述激光传感器的激光束方向平行于所述脱粒滚筒轴线。
[0019]上述的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法，其中，所述步骤SlOl进一步包括如下步骤:
[0020]SlOll:设置第一滑动导轨，在所述焊接线的台架上安装平行于所述脱粒滚筒轴线的第一滑动导轨；
[0021]S1012:设置第二滑动导轨，在所述第一滑动导轨上固定垂直于所述第一滑动导轨的第二滑动导轨。
[0022]上述的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法，其中，所述步骤SlOl进一步包括如下步骤:
[0023]S1013:安装驱动机构，分别安装第一伺服电机驱动所述第一滑动导轨，安装第二伺服电机驱动所述第二滑动导轨。
[0024]上述的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法，其中，还包括如下步骤:
[0025]S000:设置脱粒滚筒驱动机构，在所述联合收割机脱粒滚筒外辐盘焊接线的台架上安装脱粒伺服电机以驱动所述滚筒体旋转。
[0026]为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的装置，设置在联合收割机脱粒滚筒外辐盘的焊接线上，其中，包括垂直度检测移动机构和测距装置，所述垂直度检测移动机构具有相对于脱粒滚筒轴线的平行自由度和垂直自由度，所述测距装置包括激光传感器，所述激光传感器安装在所述垂直度检测移动机构上，且所述激光传感器的激光束方向平行于所述脱粒滚筒轴线。
[0027]上述的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的装置，其中，所述垂直度检测移动机构包括第一滑动导轨和第二滑动导轨，所述第一滑动导轨安装在所述焊接线的台架上且平行于所述脱粒滚筒轴线设置，所述第二滑动导轨垂直于所述第一滑动导轨且固定在所述第一滑动导轨上，所述激光传感器安装在所述第二滑动导轨的滑块上。
[0028]上述的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的装置，其中，所述垂直度检测移动机构还包括驱动机构，所述驱动机构包括第一伺服电机和第二伺服电机，所述第一伺服电机与所述第一滑动导轨连接，所述第二伺服电机与所述第二滑动导轨连接。
[0029]上述的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的装置，其中，还包括脱粒滚筒驱动机构，安装在所述联合收割机脱粒滚筒外辐盘焊接线的台架上以驱动脱粒滚筒旋转。
[0030]本发明的技术效果在于:本发明针对脱粒滚筒外辐盘焊接质量问题，提供一种在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法与装置，以实现对脱粒滚筒外辐盘垂直度的在线检测与调控。为此，本发明解决了现有技术的脱粒滚筒外辐盘焊接质量问题，其外辐盘垂直度检测在焊接过程中进行，在检测的同时进行检测和调整，保证了焊接的垂直度，对提高大型联合收获机械脱粒滚筒外辐盘焊接质量具有极其重要的意义。
[0031]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为本发明一实施例的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法流程图；
[0033]图2为本发明一实施例的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的装置结构示意图。
[0034]其中，附图标记
[0035]I焊接线
[0036]11台架
[0037]12尾座
[0038]13轴头
[0039]14三爪卡盘
[0040]15支撑架
[0041]2垂直度检测系统
[0042]21垂直度检测移动机构
[0043]211第一滑动导轨
[0044]212第二滑动导轨
[0045]213滑块
[0046]214驱动机构
[0047]2141 第一伺服电机
[0048]2142 第二伺服电机
[0049]22测距装置
[0050]23脱粒滚筒驱动机构
[0051]3脱粒滚筒
[0052]31外辐盘
[0053]311第一外辐盘
[0054]312第二外辐盘
[0055]313第三外辐盘
[0056]32滚筒体
[0057]S100-S400 步骤
【具体实施方式】
[0058]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
[0059]参见图1，图1为本发明一实施例的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法流程图。本发明的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法，包括如下步骤:
[0060]步骤SlOO:设置垂直度检测系统2，在联合收割机脱粒滚筒外辐盘的焊接线I上，设置包括测距装置22的脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度检测系统2，该测距装置22例如可以是激光传感器、超声波测距仪及千分尺等，只要能实现测量距离的功能即可，综合考虑测距的精确度、方便性及经济性，本实施例优选激光传感器；
[0061]步骤S200:安装待焊接外辐盘31，将待焊接的多个外辐盘31依次安装到滚筒体32的设定位置处，并将滚筒体32定位支撑在该焊接线I上，具体说，将该滚筒体32定位支撑在所述焊接线I的轴头13上的三爪卡盘14与尾座12的支撑架15之间，该焊接线I的轴头13、三爪卡盘14、尾座12、支撑架15及台架11的相互位置关系及连接关系均为较成熟的现有技术，在此不做赘述；
[0062]步骤S300:焊接第一外辐盘311，具体包括如下步骤:
[0063]步骤S301:将所述多个外辐盘31中的第一外辐盘311与所述滚筒体32的连接处η等分，η为大于等于2的正整数，在所述η等分的每个等分点处点焊，每个等分点处点焊时所述测距装置22与所述第一外辐盘311的端面间的距离等于一固定值；
[0064]步骤S302:所述每个等分点均点焊完成后，完成所述第一外辐盘311与所述脱粒滚筒3的滚筒体32整个连接处的焊缝焊合；
[0065]步骤S400:焊接其他外辐盘，以步骤S300相同的方式依次焊接所述多个外辐盘31中的其他外辐盘31直至完成所有外辐盘31与所述滚筒体32的焊合。
[0066]其中，所述步骤S301可进一步包括如下步骤:
[0067]步骤S3011:在第一外辐盘311与所述滚筒体32的外壁连接第一等分点处点焊第一焊点，并测量在所述第一焊点处所述测距装置与所述第一外辐盘311的端面间的第一距离LI，并以所述第一距离LI为所述固定值；
[0068]步骤S3012:驱动所述滚筒体32旋转360° /η，测量第二等分点处所述测距装置与所述第一外辐盘311的端面间的第二距离L2，且使所述第二距离L2等于所述第一距离LI，然后在所述第一外辐盘311与所述滚筒体32的外壁连接所述第二等分点处点焊第二焊占.
[0069]步骤S3013:当η大于2时，重复步骤S3012，直至点焊完所有η个焊点。
[0070]其中，所述步骤SlOO进一步包括如下步骤:
[0071]步骤SlOl:在所述联合收割机脱粒滚筒外辐盘的焊接线I的台架11上设置垂直度检测移动机构21，所述垂直度检测移动机构21具有相对于脱粒滚筒轴线的平行自由度和垂直自由度；
[0072]步骤S102:在所述垂直度检测移动机构21上安装测距装置22，本实施例中该测距装置22优选为激光传感器，且使所述激光传感器的激光束方向平行于所述脱粒滚筒轴线。
[0073]其中，所述步骤SlOl进一步包括如下步骤:
[0074]步骤SlOll:设置第一滑动导轨211，在所述焊接线I的台架11上安装平行于所述脱粒滚筒轴线的第一滑动导轨211 ；
[0075]步骤S1012:设置第二滑动导轨212，在所述第一滑动导轨211上固定垂直于所述第一滑动导轨211的第二滑动导轨212。
[0076]其中，所述步骤SlOl还可进一步包括如下步骤:
[0077]步骤S1013:安装驱动机构214，分别安装第一伺服电机2141驱动所述第一滑动导轨211，安装第二伺服电机2142驱动所述第二滑动导轨212。
[0078]本实施例中，还可包括如下步骤:
[0079]步骤S000:设置脱粒滚筒驱动机构23，在所述联合收割机脱粒滚筒外辐盘焊接线I的台架11上安装脱粒伺服电机以驱动所述滚筒体32旋转。
[0080]参见图2，图2为本发明一实施例的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的装置结构示意图。本发明的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的装置，设置在联合收割机脱粒滚筒外辐盘的焊接线I上，包括垂直度检测移动机构21和测距装置22，所述垂直度检测移动机构21具有相对于脱粒滚筒3的轴线的平行自由度和垂直自由度，该测距装置22包括激光传感器，所述激光传感器安装在所述垂直度检测移动机构21上，且所述激光传感器的激光束方向平行于所述脱粒滚筒3的轴线。该测距装置22还可包括数据采集分析及显示系统(图未示)，所述激光传感器与该数据采集分析及显示系统连接，该数据采集分析及显示系统例如可以为现有技术中常用的数据采集分析模块并连接显示器、打印机等输出设备，该数据采集分析及显示系统的组成、结构、功能、工作原理以及与激光传感器的连接关系等均可采用较成熟的现有技术，在此不做赘述。
[0081]其中，所述垂直度检测移动机构21包括第一滑动导轨211和第二滑动导轨212，所述第一滑动导轨211安装在所述焊接线I的台架11上且平行于所述脱粒滚筒3轴线设置，所述第二滑动导轨212垂直于所述第一滑动导轨211且固定在所述第一滑动导轨211上，所述激光传感器22安装在所述第二滑动导轨212的滑块213上。其中，所述垂直度检测移动机构21还包括驱动机构，所述驱动机构包括第一伺服电机2141和第二伺服电机2142，所述第一伺服电机2141与所述第一滑动导轨211连接，所述第二伺服电机2142与所述第二滑动导轨212连接。滑块213可以在第二伺服电机2142的驱动下，以第二滑动导轨212为轨道，自由地滑动。第二滑动导轨212及其滑块213、第二伺服电机2142，以及滑块213上安装的激光传感器，可以在第一伺服电机2141的驱动下，以第一滑动导轨211为轨道，自由地滑动。其中，第一滑动导轨211和第二滑动导轨212可以是滑动驱动，也可以采用链条传动驱动。
[0082]本实施例中，还包括脱粒滚筒驱动机构23，安装在所述联合收割机脱粒滚筒外辐盘焊接线I的台架11上以驱动脱粒滚筒3旋转，优选该脱粒滚筒驱动机构23为脱粒伺服电机。
[0083]下面以一具体实施例详细说明本发明的实施过程:
[0084]在联合收割机脱粒滚筒外辐盘焊接线I的台架11上加装脱粒滚筒驱动机构23，该处优选脱粒伺服电机，以驱动脱粒滚筒3旋转；在焊接线I的台架11上安装平行于脱粒滚筒3轴线的第一滑动导轨211，安装第一伺服电机2141驱动第一滑动导轨211 ;在第一滑动导轨211上固定垂直于第一滑动导轨211的第二滑动导轨212，安装第二伺服电机2142驱动第二滑动导轨212 ;在第二滑动导轨212的滑块213上安装测距装置22 (激光传感器)，保证激光束方向平行于脱粒滚筒3轴线。
[0085]焊接时，先将三个外辐盘31移动到相应的位置处，通过第一滑动导轨211将激光传感器22滑动到第一外辐盘311所在平面右侧约20cm处，通过第二滑动导轨212将激光传感器滑动到第一外辐盘311的外缘和滚筒体32外壁之间的位置；在第一外辐盘311与滚筒体32外壁连接处点焊第一个焊点，检测激光传感器到第一外辐盘311的端面间的距离LI ；通过脱粒伺服电机驱动滚筒体32旋转120°，再次检测激光传感器到第一外辐盘311的端面间的距离L2，调整第一外辐盘311使此距离L2与第一次测得的距离LI相等，然后在相隔120°的第一外辐盘311与滚筒体32外壁连接处焊接第二个焊点；通过脱粒伺服电机再次驱动滚筒体32旋转120°，再次检测激光传感器到第一外辐盘311的端面间的距离L3，调整第一外辐盘311使该距离L3与第一次测得的距离LI相等，然后在相隔120°的第一外辐盘311与滚筒体32外壁连接处焊接第三个焊点；最后完成整个第一外辐盘311与滚筒体32外壁连接处焊缝的焊合。对第二外辐盘312和第三外辐盘313，重复上述第一外辐盘311的焊接过程，直到完成3个外辐盘的焊合。
[0086]本发明在脱粒滚筒的外辐盘焊接过程中，通过利用激光测距传感器检测外辐盘三点到激光传感器的距离，来检测外辐盘垂直度；激光测距传感器有平行于脱粒滚筒轴线滑动和垂直于脱粒滚筒轴线滑动两个自由度；外辐盘垂直度检测在焊接过程中进行，在检测的同时进行检测和调整，保证焊接的垂直度。
[0087]当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法，其特征在于，包括如下步骤: 5100:设置垂直度检测系统，在联合收割机脱粒滚筒外辐盘的焊接线上，设置包括测距装置的脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度检测系统； S200:安装待焊接外辐盘，将待焊接的多个外辐盘依次安装到滚筒体的设定位置处； 5300:焊接第一外福盘,具体包括如下步骤: 5301:将所述多个外辐盘中的第一外辐盘与所述滚筒体的连接处η等分，η为大于等于2的正整数，在所述η等分的每个等分点处点焊，每个等分点处点焊时所述测距装置与所述第一外辐盘的端面间的距离等于一固定值； 5302:所述每个等分点均点焊完成后，完成所述第一外辐盘与所述滚筒体的整个连接处的焊缝焊合； S400:焊接其他外辐盘，以步骤S300相同的方式依次焊接所述多个外辐盘中的其他外辐盘直至完成所有外辐盘与所述滚筒体的焊合。
2.如权利要求1所述的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法，其特征在于，所述步骤S301进一步包括如下步骤: 53011:在第一外辐盘与所述滚筒体的外壁连接第一等分点处点焊第一焊点，并测量在所述第一焊点处所述测距装置与所述第一外辐盘的端面间的第一距离，并以所述第一距离为所述固定值； 53012:驱动所述滚筒体旋转360° /η，测量第二等分点处所述测距装置与所述第一外辐盘的端面间的第二距离，且使所述第二距离等于所述第一距离，然后在所述第一外辐盘与所述滚筒体的外壁连接所述第二等分点处点焊第二焊点； 53013:当η大于2时，重复步骤S3012，直至点焊完所有η个焊点。
3.如权利要求1或2所述的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法，其特征在于，所述步骤SlOO进一步包括如下步骤: 5101:在所述联合收割机脱粒滚筒外辐盘的焊接线的台架上设置垂直度检测移动机构，所述垂直度检测移动机构具有相对于脱粒滚筒轴线的平行自由度和垂直自由度； 5102:在所述垂直度检测移动机构上安装激光传感器，且所述激光传感器的激光束方向平行于所述脱粒滚筒轴线。
4.如权利要求3所述的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法，其特征在于，所述步骤SlOl进一步包括如下步骤: 51011:设置第一滑动导轨，在所述焊接线的台架上安装平行于所述脱粒滚筒轴线的第一滑动导轨； 51012:设置第二滑动导轨，在所述第一滑动导轨上固定垂直于所述第一滑动导轨的第二滑动导轨。
5.如权利要求5所述的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法，其特征在于，所述步骤SlOl进一步包括如下步骤: 51013:安装驱动机构，分别安装第一伺服电机驱动所述第一滑动导轨，安装第二伺服电机驱动所述第二滑动导轨。
6.如权利要求1、2、4或5所述的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的方法，其特征在于，还包括如下步骤: SOOO:设置脱粒滚筒驱动机构，在所述联合收割机脱粒滚筒外辐盘焊接线的台架上安装脱粒伺服电机以驱动所述滚筒体旋转。
7.—种在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的装置，设置在联合收割机脱粒滚筒外辐盘的焊接线上，其特征在于，包括垂直度检测移动机构和测距装置，所述垂直度检测移动机构具有相对于脱粒滚筒轴线的平行自由度和垂直自由度，所述测距装置包括激光传感器，所述激光传感器安装在所述垂直度检测移动机构上，且所述激光传感器的激光束方向平行于所述脱粒滚筒轴线。
8.如权利要求7所述的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的装置，其特征在于，所述垂直度检测移动机构包括第一滑动导轨和第二滑动导轨，所述第一滑动导轨安装在所述焊接线的台架上且平行于所述脱粒滚筒轴线设置，所述第二滑动导轨垂直于所述第一滑动导轨且固定在所述第一滑动导轨上，所述激光传感器安装在所述第二滑动导轨的滑块上。
9.如权利要求8所述的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的装置，其特征在于，所述垂直度检测移动机构还包括驱动机构，所述驱动机构包括第一伺服电机和第二伺服电机，所述第一伺服电机与所述第一滑动导轨连接，所述第二伺服电机与所述第二滑动导轨连接。
10.如权利要求7、8或9所述的在线调控脱粒滚筒外辐盘焊接垂直度的装置，其特征在于，还包括脱粒滚筒驱动机构，安装在所述联合收割机脱粒滚筒外辐盘焊接线的台架上以驱动脱粒滚筒旋转。
【文档编号】G01B11/26GK104439765SQ201310432696
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】苑严伟, 方宪法, 赵化平, 杨炳南, 樊红星, 董鑫 申请人:中国农业机械化科学研究院