[發明專利]一種智能焊縫系統

有效

• 申請號: 201610163703.5
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105618976B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 盧育兵
• 申請（專利權）人: 江門健維自動化設備有限公司
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: B23K37/02
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司44100
• 代理人: 華輝

技術領域

本發明涉及一種焊縫設備，特別是一種智能焊縫系統。

背景技術

在電站鍋爐、壓力容器行業，需要針對管與鰭片焊接的進行生產加工。如圖1所示，其為管與鰭片的焊縫示意圖。其中，兩管之間的間隙為所需要焊接的焊縫A。

然而現有機器焊接設備在焊接過程中，時時刻刻都需要操作工觀察焊縫的位置，并需要人工及時有效的調整焊槍，以使焊槍能跟上焊縫軌跡，保證焊接質量。人工對焊縫軌跡的觀察或焊縫出現了偏差，人工是做不到精確觀察且不能提前做到預判，即使是人工手動調節，也會出現調節滯后及調整不精確的問題。

而現有自動焊接設備，需要人工手動干預管對鰭片焊接，其具體存在以下的缺陷：

1、要求焊接管排必須水平放置，僅對管排的直段部分可實現焊接，對管子彎曲、管子高度變化、管子變徑的管排不能進行焊接，只能另外通過人工手動補焊完成。

2、現有焊接設備主要通過焊槍微調十字架機械機構進行焊槍的調整。焊接運行過程中焊縫的位置和焊槍調整只能通過人工觀察焊縫軌跡并手動進行調節焊槍微調十字架機構，精確度差，誤差大，而且很難一次調節到位，需要反復調節才能使焊槍到達合適的位置，這種調節方式就會滯后及不準確了。

3、焊接管排的每條焊縫的順序只能是人工手動移動工作站，不能預先編輯焊接順序。

4、2個工作站需要2名操作工人實時跟蹤監控，需要根據實際焊縫位置手動調節焊槍微調十字架的調節手柄，使焊槍到達合適位置，這樣工人每分每秒處于緊張狀態，負荷就明顯加重。

5、現有的焊接設備的電氣控制以PLC核心，無法做到精準定位控制，誤差大；不能實現產品CAD圖形導入功能。

發明內容

本發明在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種智能化視覺跟蹤焊縫系統，既改善了焊接質量，又減輕工人負擔、減少操作工人及提高生產效率。

本發明是通過以下的技術方案實現的：一種智能焊縫系統，包括CCD視覺傳感器、工控電腦、第一數控裝置、焊槍微調十字架運動控制機構和焊槍；

所述CCD視覺傳感器用于對焊縫進行實時掃描，并將該掃描信息發送至工控電腦；

所述工控電腦用于對掃描信息進行運算處理，生成焊槍運動軌跡坐標，并將生成的運動軌跡坐標傳送至第一數控裝置；

所述第一數控裝置根據所接收的運動軌跡坐標，發送驅動命令至焊槍微調十字架運動控制機構；

所述焊槍微調十字架運動控制機構，用于控制所述焊槍的水平移動、豎直移動及姿態角旋轉移動。

相比于現有技術，本發明通過CCD視覺傳感器實時掃描焊縫及處理運算數據，做到一邊掃描，一邊生成焊槍運動軌跡。這樣就可以實現同步掃描，同步焊接，沒有預掃描時間，最大化提高焊接效率。

其次，本發明的智能化視覺跟蹤焊縫控制系統能處理管子彎曲、管子高度變化、管子變徑部分復雜管排的焊接，并一次性焊接完成，無需額外人工手動補焊。

再次，本發明的視覺系統能根據實際焊縫位置自動微調焊槍位置，工人無需實時跟蹤監控，工作強度大大降低。

作為本發明的進一步改進，還包括視覺微調十字架運動控制機構；所述第一個數控裝置根據所接收的運動軌跡坐標，發送驅動命令至視覺微調十字架運動控制機構；所述視覺微調十字架運動控制機構根據該驅動命令控制CCD視覺傳感器的水平運動和豎直運動。進一步，本發明通過視覺微調十字架運動控制機構，能夠控制該CCD視覺傳感器檢測到任何位置的焊縫。

作為本發明的進一步改進，所述CCD視覺傳感器位于所檢測管道或鰭片的中部，并同時檢測該管道或鰭片兩邊的兩條焊縫。

作為本發明的進一步改進，所述焊槍為兩條，每條焊槍分別與一個微調十字架運動控制機構連接。

作為本發明的進一步改進，所述焊槍微調十字架運動控制機構包括水平移動軸、豎直移動軸、旋轉移動軸、第一伺服電機、第二伺服電機和第三伺服電機；

所述第一伺服電機與該水平移動軸連接，用于根據第一數控裝置的驅動命令驅動該水平移動軸轉動，從而驅動該焊槍進行水平移動；

所述第二伺服電機與該豎直移動軸連接，用于根據第一數控裝置的驅動命令驅動該豎直移動軸轉動，從而驅動該焊槍進行豎直移動；

所述第三伺服電機與該旋轉移動軸連接，用于根據第一數控裝置的驅動命令驅動該旋轉移動軸轉動，從而驅動該焊槍進行旋轉移動。

作為本發明的進一步改進，所述視覺微調十字架運動控制機構包括第二水平移動軸、第二豎直移動軸、第四伺服電機和第五伺服電機；