自動(dòng)焊機(jī)及其使用方法與流程

本發(fā)明涉及的是一種自動(dòng)焊機(jī)及其使用方法。

背景技術(shù)：

在造船等大型建造業(yè)中，會(huì)用到許多焊接作業(yè)，由于作業(yè)量比較大，通常需要使用自動(dòng)焊機(jī)?，F(xiàn)有自動(dòng)焊機(jī)都需要用到軌道，在焊接前依拼接縫鋪設(shè)軌道，作業(yè)時(shí)自動(dòng)焊機(jī)在軌道上行走，使焊絲針對(duì)拼接縫進(jìn)行焊接。由于在許多場(chǎng)合，拼接縫不是直線，而且軌道的鋪設(shè)也不會(huì)與拼接縫絕對(duì)平行，因此自動(dòng)焊機(jī)在實(shí)施焊接時(shí)往往會(huì)將焊絲熔在拼接縫以外，使焊接失敗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述不足，本發(fā)明就是要應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)拼接縫并校正焊絲位置的方式使焊絲總是不脫離拼接縫熔化的自動(dòng)焊機(jī)。

本發(fā)明提供的自動(dòng)焊機(jī)，有機(jī)架、行走機(jī)構(gòu)、焊槍及焊絲輸送裝置，和控制裝置；

所述行走機(jī)構(gòu)包括滾輪、滾輪的滾動(dòng)裝置和轉(zhuǎn)向裝置，還有行走機(jī)架，所述行走機(jī)構(gòu)安裝在所述行走機(jī)架上；

所述機(jī)架經(jīng)前后移動(dòng)裝置安裝在行走機(jī)架上；

所述行走機(jī)架有支撐機(jī)構(gòu)，所述支撐機(jī)構(gòu)用于控制行走機(jī)架以底面與地面接觸或者通過(guò)滾輪與地面接觸；

所述焊槍通過(guò)左右移動(dòng)裝置安裝在所述機(jī)架上；

所述機(jī)架上安裝有圖像掃描裝置，所述圖像掃描機(jī)構(gòu)中的掃描探頭經(jīng)懸臂安裝在機(jī)架上，掃描寬度大于焊槍左右移動(dòng)行程；

所述控制裝置有處理單元、掃描控制單元、焊槍控制單元、行走控制單元，其中：

所述處理單元用于將圖像掃描機(jī)構(gòu)獲得的拼接縫圖像信號(hào)存儲(chǔ)為相對(duì)于行走機(jī)架上基準(zhǔn)點(diǎn)的曲線軌跡，和根據(jù)曲線尾端曲率推測(cè)曲線尾端延伸方向；

所述掃描控制單元用于控制掃描探頭的工作和掃描的開(kāi)始和結(jié)束；

所述焊槍控制單元用于控制前后移動(dòng)裝置和左右移動(dòng)裝置的動(dòng)作使焊槍上焊絲依該曲線坐標(biāo)行進(jìn)，和控制焊接電流的通斷；

所述行走控制單元用于控制支撐機(jī)構(gòu)的工作，和控制滾輪的滾動(dòng)裝置和轉(zhuǎn)向裝置動(dòng)作使行走機(jī)架按曲線尾端延伸方向出發(fā)并沿拼接縫行走和停止。

所述滾輪每個(gè)都設(shè)置有滾動(dòng)裝置和轉(zhuǎn)向裝置，所述滾動(dòng)裝置是安裝在滾輪軸上的滾動(dòng)伺服電機(jī)，所述轉(zhuǎn)向裝置是安裝在滾輪架上的轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)，滾動(dòng)伺服電機(jī)和轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)分別與控制裝置連接。

所述支撐機(jī)構(gòu)是滾輪架上的支撐桿和行走機(jī)架底面上的固定面，支撐桿伸展時(shí)滾輪與地面接觸，支撐桿收縮時(shí)固定面與地面接觸；所述支撐桿是液壓機(jī)構(gòu)或者是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪齒條機(jī)構(gòu)。

所述前后移動(dòng)裝置包括安裝在機(jī)架和行走機(jī)架之間的絲桿螺母機(jī)構(gòu)，絲桿螺母機(jī)構(gòu)與前后移動(dòng)伺服電機(jī)連接，前后移動(dòng)伺服電機(jī)與控制裝置連接。

所述焊槍經(jīng)懸臂安裝在滑動(dòng)座上，所述左右移動(dòng)裝置包括安裝在滑動(dòng)座經(jīng)與機(jī)架之間的絲桿螺母機(jī)構(gòu)，絲桿螺母機(jī)構(gòu)與左右移動(dòng)伺服電機(jī)連接，左右移動(dòng)伺服電機(jī)與控制裝置連接。

本發(fā)明提供的自動(dòng)焊機(jī)的使用方法，先將所述行走機(jī)架置于拼接縫一側(cè)掃描探頭的掃描寬度內(nèi)，啟動(dòng)后以支撐機(jī)構(gòu)將行走機(jī)架以底面固定在現(xiàn)場(chǎng)，初始狀態(tài)時(shí)機(jī)架在行走機(jī)架的最前端；再將機(jī)架后移，使掃描探頭在左右方向的掃描寬度和機(jī)架前后移動(dòng)的行程長(zhǎng)度所確定的面積內(nèi)對(duì)下方進(jìn)行掃描獲得一幅拼接縫軌跡圖；隨后機(jī)架返回前移，控制裝置依照拼接縫軌跡圖控制焊槍依拼接縫軌跡進(jìn)行焊接；機(jī)架到達(dá)前端后，支撐機(jī)構(gòu)將滾輪支起行走機(jī)架，隨后行走機(jī)構(gòu)按軌跡延伸方向向前行進(jìn)，同時(shí)掃描裝置及時(shí)反饋拼接縫在掃描寬度內(nèi)的位置，控制裝置依照反饋信號(hào)控制滾動(dòng)裝置和轉(zhuǎn)向裝置將行走機(jī)架沿拼接縫向前移動(dòng)一個(gè)焊槍行程的距離，使所述行走機(jī)架置于拼接縫一側(cè)，如此完成一個(gè)焊接周期；依此周而復(fù)始直至終點(diǎn)。

本發(fā)明提供的自動(dòng)焊機(jī)及其使用方法，通過(guò)自主掃描確定拼接縫軌跡，并依此控制焊槍按軌跡行進(jìn)完成這一段拼接縫的焊接，隨后依此控制行走機(jī)構(gòu)按軌跡指向自行向前行走一段對(duì)下一段進(jìn)行焊接，依此類(lèi)推重復(fù)前移完成整個(gè)拼接縫的焊接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種全自動(dòng)作業(yè)的焊接設(shè)備，可以不必安裝軌道而由其對(duì)拼接縫進(jìn)行自動(dòng)焊接。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的主視圖，圖2為圖1的俯視圖，圖中：1-行走機(jī)架，2-前后移動(dòng)滑軌，3-機(jī)架，4-左右移動(dòng)絲桿，5-左右移動(dòng)滑軌，6-焊絲輸送裝置，7-轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)，8-支撐桿，9-滾動(dòng)伺服電機(jī)，10-滾輪，11-掃描探頭，12-焊絲，13-焊槍?zhuān)?4-滑動(dòng)座，15-前后移動(dòng)絲桿。

具體實(shí)施方式

一種自動(dòng)焊機(jī)，如圖1、2所示。有行走機(jī)架1、滾輪10、機(jī)架3、焊槍13及焊絲輸送裝置6、和控制裝置。

行走機(jī)架是一具有骨架的箱體，內(nèi)裝焊機(jī)鎮(zhèn)流器和控制裝置，行走機(jī)架一側(cè)安裝有焊絲輸送裝置6。行走機(jī)架頂面有兩條前后方向的前后移動(dòng)滑軌2，機(jī)架以滑槽安裝在滑軌上。行走機(jī)架安裝有4組滾輪10，滾輪軸為滾動(dòng)伺服電機(jī)9的轉(zhuǎn)軸，滾動(dòng)伺服電機(jī)的定子機(jī)殼與轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)7的定子機(jī)殼正交固定，轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子是支撐桿8。支撐桿是一升降液壓機(jī)構(gòu)的活塞桿，升降液壓機(jī)構(gòu)安裝在行走機(jī)架箱體內(nèi)，支撐桿與行走機(jī)架之間有定向滑塊以禁止其轉(zhuǎn)動(dòng)。各伺服電機(jī)及升降液壓機(jī)構(gòu)的控制電磁閥與控制裝置連接。升降液壓機(jī)構(gòu)活塞推出則滾輪支起行走機(jī)架，活塞收回則行走機(jī)架被放在地面上。行走機(jī)架頂面兩條前后移動(dòng)滑軌之間還平行固定安裝了一條前后移動(dòng)絲桿15，機(jī)架內(nèi)安裝有前后移動(dòng)伺服電機(jī)，與前后移動(dòng)絲桿配合的螺母機(jī)構(gòu)經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與該伺服電機(jī)連接并安裝在機(jī)架內(nèi)。

所述機(jī)架向未安裝焊絲輸送裝置的一側(cè)水平伸出一懸臂，懸臂上組合有左右移動(dòng)滑軌5，滑動(dòng)座14經(jīng)滑槽安裝在左右移動(dòng)滑軌上，機(jī)架上還與左右移動(dòng)滑軌平行地安裝一根左右移動(dòng)絲桿4，機(jī)架內(nèi)安裝有左右移動(dòng)伺服電機(jī)，該伺服電機(jī)經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與左右移動(dòng)絲桿連接。與左右移動(dòng)絲桿配合的螺母機(jī)構(gòu)固定安裝在滑動(dòng)座內(nèi)，滑動(dòng)座經(jīng)向下的懸臂安裝焊槍13。焊絲12從焊絲輸送裝置經(jīng)滑輪組輸送到焊槍尖端，焊槍中有焊絲傳輸機(jī)構(gòu)。

滑動(dòng)座還經(jīng)向下的懸臂安裝有掃描探頭11，掃描探頭采用反射式光收發(fā)元件，根據(jù)光接收元件感光強(qiáng)度變化判斷拼接縫所在坐標(biāo)，其光發(fā)射元件是長(zhǎng)度占據(jù)掃描寬度的燈管，光接收元件密集布置在整個(gè)掃描寬度上。

控制裝置通過(guò)滑動(dòng)座與機(jī)架之間的位置定位裝置確定焊槍的左右位置坐標(biāo)，通過(guò)機(jī)架與行走機(jī)架之間的位置定位裝置確定焊槍和掃描頭（拼接線）前后位置坐標(biāo)，拼接線的左右位置坐標(biāo)由光收發(fā)元件中的突變點(diǎn)確定，該突變點(diǎn)由控制裝置通過(guò)對(duì)光接收元件收到的光強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行處理后得出。通過(guò)記憶拼接縫左右位置坐標(biāo)在前后方向上的連續(xù)線獲得拼接縫軌跡，并控制焊槍按此坐標(biāo)移動(dòng)或行走機(jī)架按此軌跡行走。在軌跡末端，控制機(jī)構(gòu)依據(jù)軌跡發(fā)展方向確定行走機(jī)架起步后的行走方向。

這種自動(dòng)焊機(jī)的使用方法（操作步驟）：

1、將自動(dòng)焊機(jī)按前后方向基本平行于拼接縫的方向安放于拼接縫一側(cè)掃描探頭的掃描寬度內(nèi)；

2、啟動(dòng)自動(dòng)焊機(jī)，控制裝置檢測(cè)支撐桿確定收回使行走機(jī)架以底面與地面固定；

3、控制裝置檢測(cè)機(jī)架確定在行走機(jī)架的最前端；

4、控制裝置控制機(jī)架后移，同時(shí)啟動(dòng)掃描探頭工作，接收光接收元件反饋的光強(qiáng)度信號(hào)，經(jīng)處理后確定拼接縫位置坐標(biāo)點(diǎn)，獲得一幅在掃描寬度和機(jī)架移動(dòng)行程的長(zhǎng)方形范圍內(nèi)的拼接縫軌跡圖；

5、控制裝置控制機(jī)架前移，接通焊接電源和啟動(dòng)送絲裝置，依照拼接縫軌跡圖控制焊槍依拼接縫軌跡進(jìn)行焊接；

6、機(jī)架到達(dá)前端后，切斷焊接電源和關(guān)閉送絲裝置；

7、控制裝置控制支撐桿伸出，計(jì)算出拼接縫軌跡方向，控制滾動(dòng)伺服電機(jī)和轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)按該軌跡延伸方向向前行進(jìn)；同時(shí)啟動(dòng)掃描裝置，按光接收元件反饋的拼接縫位置坐標(biāo)，控制轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)及時(shí)調(diào)整行走方向，使自動(dòng)焊機(jī)始終在拼接縫一側(cè)的掃描寬度范圍內(nèi)；

8、自動(dòng)焊機(jī)向前行走移動(dòng)一個(gè)機(jī)架行程的距離后，控制裝置控制自動(dòng)焊機(jī)停止行走，收回支撐桿，完成一個(gè)焊接周期；

9、重復(fù)1—8步，依此周而復(fù)始直至拼接線終點(diǎn)。