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]本发明涉及自动焊接机，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。
【发明内容】
[0003]本发明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，本发明的技术方案是: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]一种三维焊缝识别方法，包括以下步骤:
1)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；
2)系统根据理论尺寸，确定每条边的两个扫描位置；
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；
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；
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；
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；
6)根据每条边上的2个三维边缘点，确定实际边缘直线；
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；
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。
[0011]本发明的有益效果是:本发明通过包括安装底架，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】
[0012]图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的X轴行走机构和Y轴行走机构的结构示意图；
图3是本发明的Y轴组件的结构示意图；
图4是本发明的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】
[0013]实施例1
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。
[0014]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。
[0015]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、Υ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。
[0016]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