[發明專利]一種焊縫跟蹤裝置

有效

• 申請號: 201810497390.6
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108406051B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 楊龍興;李興成;莊孝斌;楊浩軒;蔣新華
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: B23K9/127
• 分類號: B23K9/127
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 陳麗萍

本發明屬于自動焊接技術領域，尤其涉及一種焊縫跟蹤裝置，包括支撐機構和激光跟蹤機構，所述激光跟蹤機構包括固定設置在支撐機構上的殼體和滑動設置在殼體上的推桿，所述殼體內依次固定設置有第一勵磁線圈和第二勵磁線圈，所述推桿的滑動方向與待焊接工件表面平行，且推桿的一端設置有激光位移傳感器，所述激光位移傳感器朝向焊縫，所述推桿包括軸向依次固定設置的第一銜鐵、隔磁連桿和第二銜鐵，所述第一勵磁線圈和第二勵磁線圈分別套設在第一銜鐵和第二銜鐵上，所述激光跟蹤機構上還設置有用于監測激光位移傳感器相對移動位置的位移監測元件。

技術領域

本發明屬于自動焊接技術領域，尤其涉及一種焊縫跟蹤裝置。

背景技術

焊接在工業生產中具有非常重要的地位，隨著國家科技水平的不斷提高，人們對生產中焊接質量提出了更高的要求?，F有自動焊接工藝過程中，往往是焊接機器人通過示教方式按照固定焊縫軌跡進行焊接。自動焊接時，因工件的加工與裝配誤差，以及因焊接熱變形所引起的焊縫位置和尺寸的變化，需采用適當的焊縫跟蹤裝置，以便焊接機器人根據焊縫跟蹤裝置對焊縫各參數的實時反饋，控制焊槍在線實時調整位置，確保焊槍對中焊縫中心，保證焊縫成形質量。

發明內容

為解決現有技術存在的因工件的加工與裝配誤差，以及因焊接熱變形所引起的焊縫位置和尺寸的變化，只通過示教方式按照固定焊縫軌跡進行焊接無法滿足焊縫高質量要求的問題，本發明提供一種焊縫跟蹤裝置。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下，一種焊縫跟蹤裝置，包括支撐機構和激光跟蹤機構，所述激光跟蹤機構包括固定設置在支撐機構上的殼體和滑動設置在殼體上的推桿，所述殼體內依次固定設置有第一勵磁線圈和第二勵磁線圈，所述推桿的滑動方向與待焊接工件表面平行，且推桿的一端設置有激光位移傳感器，所述激光位移傳感器朝向焊縫，所述推桿包括軸向依次固定設置的第一銜鐵、隔磁連桿和第二銜鐵，所述第一勵磁線圈和第二勵磁線圈分別套設在第一銜鐵和第二銜鐵上，所述激光跟蹤機構上還設置有用于監測激光位移傳感器相對移動位置的位移監測元件。

作為優選，所述推桿還包括第一連桿和第二連桿，所述第一連桿的一端與第一銜鐵固定連接，其另一端外露于殼體且向外延伸有限位臺階，所述第二連桿的一端與第二銜鐵固定連接，其另一端外露于殼體且與激光位移傳感器固定連接。限位臺階防止推桿在殼體上左右滑動時滑落，提高該焊縫跟蹤裝置的穩定性。

作為優選，所述隔磁連桿的材質采用銅。隔磁連桿對第一銜鐵和第二銜鐵起到剛性連接的作用，其材質采用銅物理特性滿足要求，穩定可靠且成本較低。

進一步地，所述位移監測元件包括霍爾傳感器和與霍爾傳感器配合的磁鐵，所述霍爾傳感器固定在殼體靠近激光位移傳感器的側面上，所述磁鐵固定在激光位移傳感器上。第一勵磁線圈和第二勵磁線圈通入不同的PWM脈沖，第一勵磁線圈和第二勵磁線圈產生兩個強度不同的磁場吸力，第一銜鐵和第二銜鐵在兩個強度不同磁場的吸力作用下做直線往復運動，激光位移傳感器和推桿一起做直線往復運動，與霍爾傳感器配合的磁鐵的初始坐標為已知設定，因激光位移傳感器帶動磁鐵一起做直線往復運動，磁鐵與霍爾傳感器作用轉化為激光位移傳感器運動的焊縫寬度定位信息，結合激光位移傳感器掃描得到的待焊接焊縫內外各點的深度信息，由于焊縫內外的高度不同，進而得出焊縫的實際寬度和待焊接焊縫的中心坐標。此測量精度高，結構簡單，設計巧妙，功能穩定可靠，方便測得待焊接焊縫的深度信息，寬度信息和中心坐標。

進一步地，所述支撐機構包括上支撐結構和下支撐結構，所述上支撐結構和下支撐結構之間設置有緩沖彈簧，所述下支撐結構的底面固定設置有滾輪，所述殼體固定設置在下支撐結構上。該焊縫跟蹤裝置的滾輪始終與焊接工件接觸保證高度穩定，減少與焊接工件表面的摩擦，提高該焊縫跟蹤裝置的測量精度；緩沖彈簧能有效保護滾輪不被壓壞，延長該焊縫跟蹤裝置的使用壽命。