[發(fā)明專利]一種三維焊縫軌跡識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510220122.6
• 申請(qǐng)日: 2015-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN104858575B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏恒超;姚進(jìn)秋;付義林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 紹興漢立工業(yè)自動(dòng)化科技有限公司
• 主分類號(hào): B23K37/00
• 分類號(hào): B23K37/00
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動(dòng)焊接機(jī)，尤其涉及一種帶三維焊縫識(shí)別的集裝箱頂加強(qiáng)板自動(dòng)焊接設(shè)備。

背景技術(shù)

集裝箱頂加強(qiáng)板，一般是未折彎的六邊形板件，或者是折彎后的六邊形板件；由頂加強(qiáng)板沖壓、折彎等制作工藝決定，頂加強(qiáng)板的尺寸存在比較大的誤差，足以對(duì)不具有焊縫識(shí)別的焊接設(shè)備在焊接時(shí)產(chǎn)生影響；在用自動(dòng)化設(shè)備對(duì)頂加強(qiáng)板進(jìn)行焊接前，需要工人先把頂加強(qiáng)板點(diǎn)焊固定在集裝箱上。由于集裝箱本身存在定位誤差，工人點(diǎn)焊時(shí)也會(huì)存在頂加強(qiáng)板的位置不一致，所以，實(shí)際焊縫也會(huì)產(chǎn)生變化。當(dāng)采用基于直角坐標(biāo)系四軸機(jī)器人進(jìn)行焊接時(shí)，即使控制焊槍嚴(yán)格按照軌跡走，也會(huì)因?yàn)楹附z彎曲等原因，焊絲無(wú)法對(duì)準(zhǔn)焊縫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種帶三維焊縫識(shí)別的集裝箱頂加強(qiáng)板自動(dòng)焊接設(shè)備，具有更精確、更快速的焊接軌跡檢測(cè)，四軸機(jī)器人的靈活結(jié)構(gòu)，觸摸屏的友好界面，方便調(diào)整焊接次序、焊接速度、焊接角度等參數(shù)的特點(diǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種帶三維焊縫識(shí)別的集裝箱頂加強(qiáng)板自動(dòng)焊接設(shè)備，包括兩個(gè)升降架，其中每個(gè)升降架上安裝有升降氣缸和控制箱，所述控制箱上安裝有觸摸屏，所述升降架與升降氣缸之間安裝有限位機(jī)構(gòu)，所述升降氣缸上架設(shè)有橫梁，所述橫梁上安裝有兩個(gè)X軸行走機(jī)構(gòu)，其中每個(gè)X軸行走機(jī)構(gòu)上安裝有Y軸行走機(jī)構(gòu)，所述Y軸行走機(jī)構(gòu)上安裝有Ｚ軸行走機(jī)構(gòu)，所述Ｚ軸行走機(jī)構(gòu)上安裝有R軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述R軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上分別安裝有激光位移傳感器和直柄焊槍。

所述X軸行走機(jī)構(gòu)包括安裝于橫梁上的X軸導(dǎo)軌、X軸電機(jī)和X軸絲桿，所述X軸電機(jī)與X軸絲桿相連，所述X軸導(dǎo)軌上安裝有X軸滑塊，所述X軸滑塊上安裝X軸絲桿螺母和Y軸行走機(jī)構(gòu)，所述X軸絲桿螺母與X軸絲桿相連。

所述Y軸行走機(jī)構(gòu)包括安裝于X軸滑塊上的Ｙ軸導(dǎo)軌和Ｙ軸絲桿螺母，所述Ｙ軸導(dǎo)軌上安裝有Y軸安裝架，所述Y軸安裝架上安裝有Y軸電機(jī)、Y軸絲桿和Z軸行走機(jī)構(gòu)，所述Y軸電機(jī)與Y軸絲桿相連，所述Y軸絲桿與Ｙ軸絲桿螺母相連。

所述Z軸行走機(jī)構(gòu)包括安裝于Ｙ軸導(dǎo)軌上的Z軸底板，所述Z軸底板上安裝有Ｚ軸導(dǎo)軌、Z軸絲桿、Z軸電機(jī)安裝座，所述Z軸電機(jī)安裝座上安裝有Z軸電機(jī)，所述Z軸電機(jī)與Z軸絲桿相連，所述Ｚ軸導(dǎo)軌上安裝Z軸滑塊，所述Z軸滑塊上安裝有Z軸絲桿螺母相連。

所述R軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝于Z軸滑塊上的R軸電機(jī)安裝座，所述R軸電機(jī)安裝座上分別安裝有激光位移傳感器和R軸電機(jī)，所述R軸電機(jī)通過(guò)星形減速機(jī)與直柄焊槍相連。

一種三維焊縫軌跡掃描識(shí)別方法，包括以下步驟：

1）在觸摸屏上輸入工件的理論尺寸和采集行走間隔和采集總行程；

2）系統(tǒng)根據(jù)理論尺寸，確定每條邊的兩個(gè)掃描位置；

3）先在第一條邊的第一個(gè)掃描位置上進(jìn)行掃描，系統(tǒng)通過(guò)控制X和Y軸，移動(dòng)傳感器到掃描的起點(diǎn)，到達(dá)掃描起點(diǎn)后，如果該邊是與X軸平行，則控制Y軸帶動(dòng)傳感器向預(yù)定方向掃描，如果該邊是與Y軸平行，則控制X軸帶動(dòng)傳感器向預(yù)定方向掃描；

4）同時(shí)根據(jù)觸摸屏上設(shè)置的采集間隔，在掃描過(guò)程中，采集一個(gè)序列的在Z軸方向上焊槍離工件的距離并進(jìn)行保存，然后從這個(gè)數(shù)據(jù)序列中計(jì)算出包括XY平面上的坐標(biāo)以及在Z軸方向上焊槍離工件的距離的焊縫邊緣點(diǎn)；

完成第一條邊的第一個(gè)邊緣點(diǎn)的掃描后，系統(tǒng)再通過(guò)控制X和Y軸，移動(dòng)傳感器到第一條邊的第二個(gè)邊緣點(diǎn)掃描的起點(diǎn)，并識(shí)別出第2個(gè)邊緣點(diǎn)；

5）在完成第一條邊的兩個(gè)邊緣點(diǎn)的掃描后，再對(duì)下一條的兩個(gè)邊緣點(diǎn)進(jìn)行掃描，以此重復(fù)，直到所有邊上的兩個(gè)邊緣點(diǎn)掃描完成；

6）根據(jù)每條邊上的2個(gè)三維邊緣點(diǎn)，確定實(shí)際邊緣直線；

7）再求出每?jī)蓷l相鄰直線在平面上的交點(diǎn)，形成一個(gè)封閉的平面上的焊縫軌跡；

8）在完成焊縫識(shí)別后，焊縫的軌跡信息被保存到系統(tǒng)內(nèi)，然后系統(tǒng)移動(dòng)焊槍到達(dá)第一條邊的實(shí)際軌跡起點(diǎn)，通過(guò)四軸聯(lián)動(dòng)沿著實(shí)際軌跡開始焊接；在完成第一條邊的焊接后，再焊接下一條邊，直至全部焊接完成。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明包括兩個(gè)升降架，其中每個(gè)升降架上安裝有升降氣缸和控制箱，所述控制箱上安裝有觸摸屏，所述升降架與升降氣缸之間安裝有限位機(jī)構(gòu)，所述升降氣缸上架設(shè)有橫梁，所述橫梁上安裝有兩個(gè)X軸行走機(jī)構(gòu)，其中每個(gè)X軸行走機(jī)構(gòu)上安裝有Y軸行走機(jī)構(gòu)，所述Y軸行走機(jī)構(gòu)上安裝有Ｚ軸行走機(jī)構(gòu)，所述Ｚ軸行走機(jī)構(gòu)上安裝有R軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述R軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上分別安裝有激光位移傳感器和直柄焊槍。四軸動(dòng)作機(jī)構(gòu)使焊接更加靈活，觸摸屏的友好界面，方便調(diào)整焊接次序、焊接速度、焊接角度等參數(shù)。三維焊縫軌跡掃描識(shí)別方法使焊接軌跡的檢測(cè)更精確、更快速。