一种集装箱顶加强板自动焊装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种集装箱顶加强板自动焊装置，包括工作头升降跟踪单元、控制系统、位移元件、检测元件、焊接设备及高低跟踪设备；其中，工作头升降跟踪单元上设有检测元件、焊接设备及高低跟踪设备，控制检测元件、焊接设备及高低跟踪设备上下运动；位移元件控制工作头升降跟踪单元沿X轴、Y轴、Z轴及R轴方向运动；控制系统控制工作头升降跟踪单元、位移元件、检测元件、焊接设备、高低跟踪设备动作。本实用新型可以提高焊接工作效率，降低生产成本。
【专利说明】一种集装箱顶加强板自动焊装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种自动焊装置，尤其是指一种集装箱顶加强板自动焊装置。
【背景技术】
[0002]对于集装箱的顶加强板外沿焊接，每种箱型的工件形状基本是固定不变的，可作为一种标准工件进行施焊，只要能对其进行精确定位，就能进行程序化焊接。
[0003]现有技术中，通常通过人工对集装箱的顶加强板外沿进行焊接，其缺陷在于:人工焊接工作效率低下，质量差且增加人力成本；同时，人工焊接的过程中，焊接工人的人身安全难以保证。
[0004]集装箱的顶加强板其焊道路径基本相同，然而其水平高低有所不同。如果通过两安装为90度的检测开关，控制对集装箱的X轴及Y轴方向两个端点实现定位，再通过高低跟踪装置反馈控制Z轴及R轴与焊接工件水平高低位置，即可通过PLC驱动4台步进电机及焊枪实现自动焊接。
[0005]对集装箱实现Imm内的精确定位难度较大,但± IOOmm的粗定位容易做到。在粗定位完成的条件下，寻找集装箱的X轴及Y轴端点位置就能实现机器相对工件的精确定位，根据实际选用PR08-2DN型接近开关可实现±0.5mm的精确检测。
[0006]有鉴于此，本发明人对集装箱顶加强板焊接装置进行深入研究，本案由此产生。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于提供一种集装箱顶加强板自动焊装置，以提高焊接工作效率及产品质量，降低生产成本。
[0008]为达成上述目的，本实用新型的解决方案为:
[0009]一种集装箱顶加强板自动焊装置，包括工作头升降跟踪单元、控制系统、位移元件、检测元件、焊接设备及高低跟踪设备；其中，工作头升降跟踪单元上设有检测元件、焊接设备及高低跟踪设备，控制检测元件、焊接设备及高低跟踪设备上下运动；位移元件控制工作头升降跟踪单元沿X轴、Y轴、Z轴及R轴方向运动；控制系统控制工作头升降跟踪单元、位移元件、检测元件、焊接设备、高低跟踪设备动作。
[0010]进一步，位移元件由X轴移动机构、Y轴移动机构Z轴移动机构及R轴转动机构组成，其中，X轴移动机构由滑座、齿条、齿轮及X轴步进电机组成，齿条固定在机台上，且在机台上平行设置直线轨道，滑座通过轴承装设在直线轨道上，X轴步进电机安装在滑座上，齿轮安装在X轴步进电机转轴上，且与齿条啮合；Y轴移动机构安装在X轴移动机构上，由Y轴步进电机及Y轴单轴组件组成，Y轴步进电机与Y轴单轴组件连接；ζ轴移动机构安装在Y轴移动机构上，由Z轴步进电机及Z轴单轴组件组成，Z轴步进电机与Z轴单轴组件连接；R轴旋转机构安装在Z轴移动机构上，由R轴步进电机及R轴旋转轴组成，R轴步进电机通过减速机与R轴旋转轴连接。
[0011]进一步，工作头升降跟踪单元装设在Z轴移动机构上，由Z轴移动机构控制其上下移动。
[0012]进一步，检测元件由两个安装成90度的接近开关、气缸、线性轨道及滑块组成，气缸及线性轨道安装在工作头升降跟踪单元上，两个安装成90度的接近开关安装在滑块上，滑块安装在气缸活动端，滑块在线性轨道上滑行。
[0013]进一步，高低跟踪设备包括两不同高度安装的接近开关、气缸、滑块及探针；气缸安装在R轴旋转轴上，滑块安装在气缸活动端，而两不同高度安装的接近开关及探针安装在滑块上。
[0014]进一步，焊接设备由送丝机、焊枪及枪夹组成；送丝机安装在机台上，而焊枪通过枪夹安装在工作头升降跟踪单元上，送丝机通过焊接电缆线连接至焊枪。
[0015]采用上述方案后，本实用新型工作头升降跟踪单元上设有检测元件、焊接设备及高低跟踪设备；位移元件控制工作头沿X轴、Y轴、Z轴及R轴方向运动；控制系统控制工作头升降跟踪单元、位移元件、检测元件、焊接设备及高低跟踪设备动作，从而实现全自动集装箱顶加强板的焊接，提高工作效率，降低生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型逻辑图；
[0017]图2是本实用新型俯视图；
[0018]图3是本实用 新型侧视图；
[0019]图4是图3局部放大图。
[0020]标号说明
[0021]工作头升降跟踪单元I检测元件11
[0022]接近开关111气缸112
[0023]线性轨道113滑块114
[0024]焊接设备12送丝机121
[0025]枪夹122焊枪123
[0026]高低跟踪设备13接近开关131
[0027]气缸132滑块133
[0028]探针134位移元件2
[0029]X轴移动机构21滑座211
[0030]齿条212齿轮213
[0031]X轴步进电机214直线轨道215
[0032]轴承216Y轴移动机构22
[0033]Y轴步进电机221Y轴单轴组件222
[0034]Z轴移动机构23Z轴步进电机231
[0035]Z轴单轴组件232R轴旋转机构24
[0036]R轴步进电机241R轴旋转轴242
[0037]控制系统3。
【具体实施方式】[0038]以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0039]参阅图1至图3所示，本实用新型揭示的一种集装箱顶加强板自动焊装置，包括工作头升降跟踪单元1、位移元件2、控制系统3、检测元件11、焊接设备12及高低跟踪设备13。
[0040]其中，工作头升降跟踪单元I上设有检测元件11、焊接设备12及高低跟踪设备13，控制检测元件11、焊接设备12及高低跟踪设备13上下运动。
[0041]位移元件2控制工作头升降跟踪单元I沿X轴、Y轴、Z轴方向移动及R轴旋转运动。
[0042]控制系统3控制工作头升降跟踪单元1、位移元件2、检测元件11、焊接设备12及高低跟踪设备13动作，控制系统3可以为PLC控制系统。
[0043]其中，如图3所示，位移元件2由X轴移动机构21、Y轴移动机构22、Z轴移动机构23及R轴旋转机构24组成。X轴移动机构21由滑座211、齿条212、齿轮213及X轴步进电机214组成，齿条212固定在机台上，且在机台上平行设置直线轨道215，滑座211通过轴承216滑设在直线轨道213上，X轴步进电机214安装在滑座211上，齿轮213安装在X轴步进电机214转轴上，且与齿条212啮合。
[0044]Y轴移动机构22安装在X轴移动机构21上，由Y轴步进电机221及Y轴单轴组件222组成，Y轴步进电机221与Y轴单轴组件222连接；Z轴移动机构23安装在Y轴移动机构22上，由Z轴步进电机231及Z轴单轴组件232组成，Z轴步进电机231与Z轴单轴组件232连接，R轴旋转机 构24安装在Z轴移动机构23上，由R轴步进电机241及R轴旋转轴242组成，R轴步进电机241与R轴旋转轴242连接。
[0045]工作头升降跟踪单元I装设在R轴旋转轴242下端，由Z轴移动机构23控制其上下移动。设置于工作头升降跟踪单元I的检测元件11由两个安装成90度的接近开关111、气缸112、线性轨道113及滑块114组成，气缸112及线性轨道113安装在工作头升降跟踪单元I上，两个安装成90度的接近开关111安装在滑块114上，滑块114安装在气缸112活动端，滑块114在线性轨道113中滑行。
[0046]设置于工作头升降跟踪单元I的焊接设备12由送丝机121、枪夹122及焊枪123组成；送丝机121安装在机台上，而焊枪123通过枪夹122安装在工作头升降跟踪单元I上，送丝机121将通过焊接电缆线连接至焊枪123。
[0047]设置于工作头升降跟踪单元I的高低跟踪设备13包括两不同高度安装的接近开关131、气缸132、滑块133及探针134。滑块133安装在气缸132活动端，而两不同高度安装的接近开关131及探针134安装在滑块133上。
[0048]本实用新型在工作时，先将集装箱通过机械传动方式移动到顶加强板自动焊附近，进行定位；集装箱粗定位后操作者按下启动开关，检测气缸伸出带动工件检测头自动下行，下行完成后Χ、y两轴步进电机同时往预先设定的方向运动检测集装箱Χ、Y轴位置，运行过程中当其中一方的检测接近开关导通后，该方向的电机会立即停止等待，当两轴都检测到信号后，检测头收回定位检测完成。
[0049]集装箱定位完成后，各轴按预先设定的位移量和速度控制焊枪到达设定的焊接起弧点，到达起弧点后，高低检测跟踪气缸伸出，同时Z轴步进电机驱动单轴组件下行，配合高低跟踪气缸检测，当探针接触到施焊工件后高低检测装置的下限检测开关接通，完成起焊点高度检测，下限检测开关接通的同时焊枪已到达了焊接工件所要求高度，高低检测气缸缩回。Y轴按预先设定的位移量进入焊接起弧点，焊接开始，焊接过程中动作顺序按照设定好的方向、速度、长度、角度进行自动调整。
[0050]在焊接过程中高低跟踪装置不断把工件的高低位置变化反馈给系统，系统再发出指令驱动Z轴步进电机下行或上行，单轴组件使焊枪与工件的高度基本保持在焊接的所需高度范围(0.5mm)内，高度方向形成闭环控制。
[0051]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
【权利要求】
1.一种集装箱顶加强板自动焊装置，其特征在于:包括工作头升降跟踪单元、控制系统、位移元件、检测元件、焊接设备及高低跟踪设备；其中，工作头升降跟踪单元上设有检测元件、焊接设备及高低跟踪设备，控制检测元件、焊接设备及高低跟踪设备上下运动；位移元件控制工作头升降跟踪单元沿X轴、Y轴、Z轴及R轴方向运动；控制系统控制工作头升降跟踪单元、位移元件、检测元件、焊接设备、高低跟踪设备动作。
2.如权利要求1所述的一种集装箱顶加强板自动焊装置，其特征在于:位移元件由X轴移动机构、Y轴移动机构Z轴移动机构及R轴转动机构组成，其中，X轴移动机构由滑座、齿条、齿轮及X轴步进电机组成，齿条固定在机台上，且在机台上平行设置直线轨道，滑座通过轴承装设在直线轨道上，X轴步进电机安装在滑座上，齿轮安装在X轴步进电机转轴上，且与齿条啮合；Y轴移动机构安装在X轴移动机构上，由Y轴步进电机及Y轴单轴组件组成，Y轴步进电机与Y轴单轴组件连接；Ζ轴移动机构安装在Y轴移动机构上，由Z轴步进电机及Z轴单轴组件组成，Z轴步进电机与Z轴单轴组件连接；R轴旋转机构安装在Z轴移动机构上，由R轴步进电机及R轴旋转轴组成，R轴步进电机通过减速机与R轴旋转轴连接。
3.如权利要求2所述的一种集装箱顶加强板自动焊装置，其特征在于:工作头升降跟踪单元装设在Z轴移动机构上，由Z轴移动机构控制其上下移动。
4.如权利要求1所述的一种集装箱顶加强板自动焊装置，其特征在于:检测元件由两个安装成90度的接近开关、气缸、线性轨道及滑块组成，气缸及线性轨道安装在工作头升降跟踪单元上，两个安装成90度的接近开关安装在滑块上，滑块安装在气缸活动端，滑块在线性轨道上滑行。
5.如权利要求2所述的一种集装箱顶加强板自动焊装置，其特征在于:高低跟踪设备包括两不同高度安装的接近开关、气缸、滑块及探针；气缸安装在R轴旋转轴上，滑块安装在气缸活动端，而两不同高度安装的接近开关及探针安装在滑块上。
6.如权利要求1所述的一种集装箱顶加强板自动焊装置，其特征在于:焊接设备由送丝机、焊枪及枪夹组成；送丝机安装在机台上，而焊枪通过枪夹安装在工作头升降跟踪单元上，送丝机通过焊接电缆线连接至焊枪。
【文档编号】B23K9/12GK203679497SQ201320795477
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】黄作章, 张继红, 叶联盛, 王春山, 何珏岑, 宋爱权, 何建中, 郑跃通 申请人:漳州中集集装箱有限公司