一种视觉引导式激光焊接设备的制作方法

本发明涉及焊接波纹管，具体涉及一种视觉引导式激光焊接设备。

背景技术：

1、焊接波纹管是一种由许多以冲压方式成型的薄形中空膜片，利用精密焊接所制成的高度可弯曲及伸缩的金属管，如图1所示，其组成方式是由两成型中空膜片以同心圆的方式作内缘焊接组成膜片对，再将多个膜片对堆垒一起作外缘圈焊接组成波纹段，再于两端和端板金属焊接组合成波纹管组，如此便可应外部的需要与其他运动部件一起作往复运动。

2、焊接波纹管材料的选择是很严格的，除要求耐高温、耐腐蚀之外，还要求波纹管有足够的刚度。使用或正在开发的产品焊接技术有钨惰性气体保护焊接、微束等离子焊接、电力束焊接和激光焊接，其中微束等离子焊接和激光焊接较为常用，现有技术中，由于现有的焊接工艺大多采用人工焊接，焊接效率低且需要操作者长时间观察焊接点，操作者长时间处于强光环境工作，长此以往会引起视觉疲劳损失，同时焊接产品的一致性很难保证。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种视觉引导式激光焊接设备，用于解决现有技术中波纹管外径激光焊接操作效率低于且焊接质量差的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种视觉引导式激光焊接设备，包括控制柜，以及设于所述控制柜上的检测模组单元、行走模组单元、焊接模组单元、夹持旋转模组单元和控制系统；

4、所述检测模组单元将采集到的波纹管焊缝圈层信息反馈至控制系统，所述控制系统基于接收到的波纹管焊缝圈层信息，并引导所述焊接模组单元进行焊缝自动矫正跟踪；

5、所述控制系统与所述行走模组单元之间电性控制连接，并在所述行走模组单元上设置所述检测模组单元和所述焊接模组单元，通过所述行走模组单元将所述检测模组单元和所述焊接模组单元移动至不同波纹管焊缝圈层信息位置；

6、所述控制系统与所述夹持旋转模组单元之间电性控制连接，所述夹持旋转模组单元用于夹持固定待焊接波纹管工件，并配合所述焊接模组单元进行旋转焊接圈层。

7、作为本发明进一步的方案：所述检测模组单元包括有工业相机和光源，所述工业相机和所述光源共同通过y向行走调节机构连接所述行走模组单元，通过所述行走模组单元将所述检测模组单元沿x向行走跟踪波纹管不同焊缝圈层信息位置时，所述工业相机采集焊缝位置圈层的图像，并反馈至所述控制系统，由所述控制系统进行图像处理和焊缝位置圈层的提取，并根据焊缝位置圈层的提取结果配合所述焊接模组单元进行焊缝自动矫正跟踪。

8、作为本发明进一步的方案：通过所述行走模组单元将所述检测模组单元沿x向行走跟踪波纹管不同焊缝圈层信息位置时，焊缝圈层数设定为si＝1，2，3，n，所述工业相机采集第si焊缝位置圈层的图像时，所述焊接模组单元自动矫正跟踪第si-1焊缝位置圈层进行焊接。

9、作为本发明进一步的方案：所述y向行走调节机构包括的检测支架顶部固定安装所述工业相机和所述光源，所述检测支架底部滑动连接y向滑道箱，所述y向滑道箱内设置有与所述检测支架底部螺纹传动连接的丝杆，所述丝杆与所述y向滑道箱上设置的电动马达二连接，所述电动马达二电性连接所述控制系统。

10、作为本发明进一步的方案：所述y向滑道箱固定安装在所述行走模组单元包括的行走台上，所述行走台的一端通过x向滑块二滑动连接x向滑轨，另一端通过x向滑块一滑动连接x向滑道箱一，所述x向滑道箱一内设置有与所述x向滑块一螺纹传动连接的丝杆，所述丝杆与所述x向滑道箱上设置的电动马达一连接，所述电动马达一电性连接所述控制系统。

11、作为本发明进一步的方案：所述行走台与所述焊接模组单元包括的立板垂直连接，所述立板上固定安装z向滑道箱，所述z向滑道箱上滑动连接z向滑座，且所述z向滑道箱内设有与所述z向滑座螺纹传动连接的丝杆，所述丝杆与所述z向滑道箱上设置的电动马达三连接，所述电动马达三电性连接所述控制系统；

12、所述焊接模组单元包括的x向滑道箱二固定安装在所述z向滑座上，所述x向滑道箱二上滑动连接x向滑座，且所述x向滑道箱二内设有与所述x向滑座螺纹传动连接的丝杆，所述丝杆与所述x向滑道箱二上设置的电动马达四连接，所述电动马达四电性连接所述控制系统；

13、其中，所述焊接模组单元包括的激光焊枪固定安装在所述x向滑座上。

14、作为本发明进一步的方案：所述夹持旋转模组单元包括有夹持机构和旋转机构，所述夹持机构包括的焊接工件连接所述旋转机构，所述夹持机构包括的顶紧部与所述焊接工件同轴心线设置，所述顶紧部设置在上支座上，所述上支座通过下支架安装在x向滑块三上，所述x向滑块三滑动连接x向滑轨，并与x向螺杆螺纹传动连接，所述x向螺杆转动连接在所述控制柜的顶端面上，且所述x向螺杆的一端套接从动带轮，所述从动带轮通过输送带传动连接驱动带轮，所述驱动带轮套接在电动马达五的输出端，所述电动马达五电性连接所述控制系统。

15、作为本发明进一步的方案：所述旋转机构包括的旋转座输出端固定连接所述焊接工件，所述旋转座的输入端固定连接电动马达六的轴端，所述电动马达六电性连接所述控制系统，且所述电动马达六和所述旋转座均分别设置在安装板上，所述安装板通过u形状的托板装配连接所述控制柜。

16、本发明的有益效果：

17、(1)采用本申请的激光焊接设备，配合视觉引导下可以检测不同波纹管焊缝圈层信息位置，控制系统经分析处理后焊接模组单元对波纹管焊缝实现焊接，焊接效率得到提高，且可以确保焊接产品质量；

18、(2)采用本申请的激光焊接设备，通过在控制柜上设置检测模组单元、行走模组单元、焊接模组单元和夹持旋转模组单元配合使用，可以适用不同规格的产品焊接，满足波纹管外径焊接指标要求；

19、(3)采用本申请的激光焊接设备，操作简单、方便，各功能单元部件装配可靠性、重复性好，可用于批量焊接产品生产。

技术特征：

1.一种视觉引导式激光焊接设备，其特征在于，包括控制柜(1)，以及设于所述控制柜(1)上的检测模组单元、行走模组单元、焊接模组单元、夹持旋转模组单元和控制系统；

2.根据权利要求1所述的一种视觉引导式激光焊接设备，其特征在于，所述检测模组单元包括有工业相机(2)和光源(3)，所述工业相机(2)和所述光源(3)共同通过y向行走调节机构连接所述行走模组单元，通过所述行走模组单元将所述检测模组单元沿x向行走跟踪波纹管不同焊缝圈层信息位置时，所述工业相机(2)采集焊缝位置圈层的图像，并反馈至所述控制系统，由所述控制系统进行图像处理和焊缝位置圈层的提取，并根据焊缝位置圈层的提取结果配合所述焊接模组单元进行焊缝自动矫正跟踪。

3.根据权利要求2所述的一种视觉引导式激光焊接设备，其特征在于，通过所述行走模组单元将所述检测模组单元沿x向行走跟踪波纹管不同焊缝圈层信息位置时，焊缝圈层数设定为si＝1，2，3，n，所述工业相机(2)采集第si焊缝位置圈层的图像时，所述焊接模组单元自动矫正跟踪第si-1焊缝位置圈层进行焊接。

4.根据权利要求3所述的一种视觉引导式激光焊接设备，其特征在于，所述y向行走调节机构包括的检测支架(4)顶部固定安装所述工业相机(2)和所述光源(3)，所述检测支架(4)底部滑动连接y向滑道箱(12)，所述y向滑道箱(12)内设置有与所述检测支架(4)底部螺纹传动连接的丝杆，所述丝杆与所述y向滑道箱(12)上设置的电动马达二(13)连接，所述电动马达二(13)电性连接所述控制系统。

5.根据权利要求4所述的一种视觉引导式激光焊接设备，其特征在于，所述y向滑道箱(12)固定安装在所述行走模组单元包括的行走台(5)上，所述行走台(5)的一端通过x向滑块二(9)滑动连接x向滑轨(10)，另一端通过x向滑块一(6)滑动连接x向滑道箱一(7)，所述x向滑道箱一(7)内设置有与所述x向滑块一(6)螺纹传动连接的丝杆，所述丝杆与所述x向滑道箱一(7)上设置的电动马达一(8)连接，所述电动马达一(8)电性连接所述控制系统。

6.根据权利要求5所述的一种视觉引导式激光焊接设备，其特征在于，所述行走台(5)与所述焊接模组单元包括的立板(11)垂直连接，所述立板(11)上固定安装z向滑道箱(14)，所述z向滑道箱(14)上滑动连接z向滑座(16)，且所述z向滑道箱(14)内设有与所述z向滑座(16)螺纹传动连接的丝杆，所述丝杆与所述z向滑道箱(14)上设置的电动马达三(15)连接，所述电动马达三(15)电性连接所述控制系统；

7.根据权利要求1所述的一种视觉引导式激光焊接设备，其特征在于，所述夹持旋转模组单元包括有夹持机构和旋转机构，所述夹持机构包括的焊接工件(30)连接所述旋转机构，所述夹持机构包括的顶紧部(21)与所述焊接工件(30)同轴心线设置，所述顶紧部设置在上支座(22)上，所述上支座(22)通过下支架(23)安装在x向滑块三(24)上，所述x向滑块三(24)滑动连接x向滑轨(10)，并与x向螺杆(25)螺纹传动连接，所述x向螺杆(25)转动连接在所述控制柜(1)的顶端面上，且所述x向螺杆(25)的一端套接从动带轮(26)，所述从动带轮(26)通过输送带(29)传动连接驱动带轮(28)，所述驱动带轮(28)套接在电动马达五(27)的输出端，所述电动马达五(27)电性连接所述控制系统。

8.根据权利要求7所述的一种视觉引导式激光焊接设备，其特征在于，所述旋转机构包括的旋转座(31)输出端固定连接所述焊接工件(30)，所述旋转座(31)的输入端固定连接电动马达六(32)的轴端，所述电动马达六(32)电性连接所述控制系统，且所述电动马达六(32)和所述旋转座(31)均分别设置在安装板(34)上，所述安装板(34)通过u形状的托板(33)装配连接所述控制柜(1)。

技术总结
本发明公开了一种视觉引导式激光焊接设备，包括控制柜，以及设于控制柜上的检测模组单元、行走模组单元、焊接模组单元、夹持旋转模组单元和控制系统，检测模组单元将采集到的波纹管焊缝圈层信息反馈至控制系统，控制系统基于接收到的波纹管焊缝圈层信息，并引导焊接模组单元进行焊缝自动矫正跟踪。采用本申请的激光焊接设备，配合视觉引导下可以检测不同波纹管焊缝圈层信息位置，控制系统经分析处理后焊接模组单元堆波纹管焊缝实现焊接，焊接效率得到提高，且可以确保焊接产品质量。

技术研发人员：刘根,徐稳根,王福成,陈梅林
受保护的技术使用者：安徽聚禾智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25