CN104801897B - 一种内容器加强圈焊接工作站 - Google Patents

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Abstract

本发明一种内容器加强圈焊接工作站涉及一种用于焊接容器内部结构的焊接系统。其目的是为了提供一种工作效率高、焊接质量好、结构简单的内容器加强圈焊接工作站。本发明一种内容器加强圈焊接工作站包括焊接系统，焊接系统包括两个平移装置，平移装置上安装有支撑架，支撑架上方固定有横梁，横梁上安装有焊接机器人，焊接机器人上安装有焊枪和三维激光扫描仪，焊枪连接有送丝机，所述焊接机器人、送丝机和三维激光扫描仪的动作均由控制系统中的机器人控制器控制，控制系统还包括PLC控制器和扫描仪控制器，PLC控制器能够与机器人控制器之间进行数据交换，两个平移装置之间设置有轴向定位装置，两个轴向定位装置之间设置有至少一对滚轮架。

Description

一种内容器加强圈焊接工作站
技术领域
本发明涉及一种焊接系统，特别是涉及一种用于焊接容器内部结构的内容器加强圈焊接工作站。
背景技术
工件内部的焊接是一种难度相对较大的焊接工艺，多数时采用人工焊接，焊接效果十分不理想。自动化水平较高的焊接机器人可以完成一部分焊接工作，但焊接效率仍然很低，而且由于焊接位置位于工件内部，且焊接的焊缝为环形，焊枪需要进行角度较大的调整，简单焊接机器人结构难以保证焊接质量和速度，无法适应大规模工业生产的需要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工作效率高、焊接质量好、结构简单的内容器加强圈焊接工作站。
本发明一种内容器加强圈焊接工作站，包括焊接系统，所述焊接系统包括左右对称设置的两个平移装置，所述平移装置上安装有支撑架，支撑架上方固定有横梁，所述横梁上安装有焊接机器人，所述焊接机器人的机器人臂上安装有焊枪和三维激光扫描仪，焊枪连接有送丝机，所述焊接机器人、送丝机和三维激光扫描仪的动作均由控制系统中的机器人控制器控制，所述控制系统还包括PLC控制器和扫描仪控制器，所述PLC控制器能够与机器人控制器之间进行数据交换，并且PLC控制器连接有操作界面用于实现人机交互，所述扫描仪控制器用于将收集的扫描数据进行计算以获得工件的位置信息，并将工件的位置信息与扫描仪控制器内部通过离线编程所设定的位置信息进行比较，将比较结果传送给机器人控制器，两个平移装置之间左右对称设置有两个轴向定位装置，两个轴向定位装置之间设置有至少一对滚轮架，每对滚轮架包括一个主动滚轮架和一个从动滚轮架。
本发明一种内容器加强圈焊接工作站，其中所述平移装置包括左右水平放置的轨道，轨道上方设置有移动支撑座，所述支撑架位于移动支撑座上方，所述移动支撑座上安装有第一电机，所述第一电机的工作状态由PLC控制器控制。
本发明一种内容器加强圈焊接工作站，其中位于同一侧的平移装置和轴向定位装置之间设置有固定支撑座，所述固定支撑座顶部设置有凹槽，所述横梁置于固定支撑座顶部设置的凹槽之中。
本发明一种内容器加强圈焊接工作站，其中所述轴向定位装置包括底板和竖直方向的挡板，其中一个轴向定位装置的挡板和底板之间为固定安装，另一个的挡板连接有传动装置并且活动安装在底板上。
本发明一种内容器加强圈焊接工作站，其中所述主动滚轮架上安装有第二电机，所述第二电机用于带动主动滚轮架中滚轮的转动，第二电机的工作状态由PLC控制器控制。
本发明一种内容器加强圈焊接工作站，其中所述焊枪焊接的电压由焊接电源提供，所述焊接电源的参数由PLC控制器控制，所述焊接电源上设置有水冷装置。
本发明一种内容器加强圈焊接工作站，其中还包括安全防护系统，所述安全防护系统包括围栏，所述围栏位于平移装置外侧。
本发明一种内容器加强圈焊接工作站与现有技术不同之处在于本发明一种内容器加强圈焊接工作站在焊接机器人的机器人臂上设置有三维激光扫描仪，可以在焊接时对焊缝的特征进行扫描，采集的数据经扫描仪控制器处理获得当前位置与离线编程位置之间的偏差值，并发送给机器人控制器，用于实时修正焊接路径，从而实现高质量的焊接，同时焊接时主动滚轮架上的滚轮在PLC控制器的带动下转动，并带动工件进行旋转，可以减少焊接机器人和焊枪的运动范围，进一步提高了焊接的效率。工件在安装时左右使用第一轴向定位装置和第二轴向定位装置进行定位，减小工件在焊接时的位移，保证了焊接位置的准确性，提高了焊接质量。本工作站设置有两套对称的平移装置，安装有两个焊接机器人，分别从工件两侧伸入工件，同时进行焊接，使工作效率大大提高。
下面结合附图对本发明的一种内容器加强圈焊接工作站作进一步说明。
附图说明
图1为本发明一种内容器加强圈焊接工作站的主视图(省去右侧围栏)；
图2为本发明一种内容器加强圈焊接工作站的俯视图；
图3为图1中A处的局部放大图；
图4为本发明一种内容器加强圈焊接中控制系统的电气拓扑图。
具体实施方式
本发明一种内容器加强圈焊接工作站包括焊接系统和控制系统，其中焊接系统，如图1和图2所示，包括工作台10，工作台10上左右对称设置有两个平移装置，平移装置包括水平放置的轨道9，轨道9上设置有齿条，轨道9上方设置有移动支撑座11，移动支撑座11上安装有第一电机14，第一电机14输出轴上安装的齿轮与轨道9上的齿条相配合。第一电机14用于实时调节移动支撑座11的位置，同时齿轮齿条传动具有很高的传动精度，可以满足精确焊接的需求。移动支撑座11上安装有支撑架16，支撑架16上方固定有横梁13。横梁13为优质型材焊接成型，焊接后经时效处理，结构稳定可靠。两个平移装置之间左右对称设置有两个固定支撑座7，固定支撑座7顶部加工有凹槽，横梁13安装在凹槽中并可在凹槽中左右移动。固定支撑座7和移动支撑座11配合使用，可以提高横梁13的刚性，增强横梁13结构的稳定性，延长横梁13的使用寿命。如图1、图2和图4所示，横梁13上安装有焊接机器人4，焊接机器人4的机器人臂上安装有焊枪15和三维激光扫描仪22，焊枪15连接有送丝机21，焊枪15焊接的电压由焊接电源提供，焊接电源上设置有水冷装置，水冷装置用于降低焊接电源的温度，防止因温度过高而发生安全事故。如图1和图2所示，两个固定支撑座7之间设置有两个轴向定位装置，轴向定位装置包括底板和竖直方向的挡板。位于右侧的第一轴向定位装置的第一挡板6和第一底板12之间为固定安装，位于左侧的第二轴向定位装置的第二挡板2在传动机构23的带动下可在第二底板1上左右移动，方便调整待焊接的内容器加强圈工件轴向的位置。传动机构23选用第三电机。如图1和图2所示，第一轴向定位装置和第二轴向定位装置之间设置有至少一对滚轮架，用于支撑和旋转待焊接的内容器加强圈工件，每对滚轮架包括一个安装有第二电机3的主动滚轮架17和一个从动滚轮架5，其中主动滚轮架17中的滚轮可以带动待焊接的内容器加强圈工件进行旋转。本工作站还设置有安全防护系统，安全防护系统包括围栏8，围栏8位于平移装置外侧，保证工作人员的施工安全。
如图4所示，本工作站的控制系统包括机器人控制器18、PLC控制器19和扫描仪控制器25，其中机器人控制器18负责控制焊接机器人4、三维激光扫描仪22、送丝机21和焊枪15的动作。PLC控制器19连接有操作界面20用于人机交互，同时控制第一电机14、第二电机3和第二轴向定位装置的传动机构23的动作。扫描仪控制器25用于将收集的扫描数据进行计算以获得工件的位置信息，并将工件的位置信息与扫描仪控制器25内部通过离线编程所设定的位置信息进行比较，将得到的比较差值信息传送给机器人控制器18，用于实时修正焊接机器人4的焊接路径，实现高质量的焊接。
本发明一种内容器加强圈焊接工作站的工作原理如下：打开焊接电源。将待焊接的内容器加强圈工件放置在滚轮架上，工件两侧用第一轴向定位装置和第二轴向定位装置夹紧定位，并随时通过传动机构23调整第二轴向定位装置以调整工件在轴向的位置。控制第一电机14调整移动支撑座11，将横梁13上的焊接机器人4伸入工件内部，首先使用三维激光扫描仪22对工件位置进行搜索，搜索到工件后，横梁13停止运动。焊接机器人4按照离线编程的路径开始焊接，同时三维扫描仪22在焊接时对焊缝的特征进行扫描，采集的数据经扫描仪控制器25处理获得当前位置与离线编程位置之间的偏差值，并发送给机器人控制器18，用于实时修正焊接路径。焊接时PLC控制器19控制第二电机3不断调整工件的位置，提高焊接的效率和准确率，从而实现高质量的焊接。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种内容器加强圈焊接工作站，其特征在于：包括焊接系统，所述焊接系统包括左右对称设置的两个平移装置，所述平移装置上安装有支撑架，支撑架上方固定有横梁，所述横梁上安装有焊接机器人，所述焊接机器人的机器人臂上安装有焊枪和三维激光扫描仪，焊枪连接有送丝机，所述焊接机器人、送丝机和三维激光扫描仪的动作均由控制系统中的机器人控制器控制，所述控制系统还包括PLC控制器和扫描仪控制器，所述PLC控制器能够与机器人控制器之间进行数据交换，并且PLC控制器连接有操作界面用于实现人机交互，所述扫描仪控制器用于将收集的扫描数据进行计算以获得工件的位置信息，并将工件的位置信息与扫描仪控制器内部通过离线编程所设定的位置信息进行比较，将比较结果传送给机器人控制器，两个平移装置之间左右对称设置有两个轴向定位装置，两个轴向定位装置之间设置有至少一对滚轮架，每对滚轮架包括一个主动滚轮架和一个从动滚轮架，所述平移装置包括左右水平放置的轨道，轨道上方设置有移动支撑座，所述支撑架位于移动支撑座上方，所述移动支撑座上安装有第一电机，所述第一电机的工作状态由PLC控制器控制，所述主动滚轮架上安装有第二电机，所述第二电机用于带动主动滚轮架中滚轮的转动，第二电机的工作状态由PLC控制器控制，所述焊枪焊接的电压由焊接电源提供，所述焊接电源的参数由PLC控制器控制，所述焊接电源上设置有水冷装置。
2.根据权利要求1所述的一种内容器加强圈焊接工作站，其特征在于：位于同一侧的平移装置和轴向定位装置之间设置有固定支撑座，所述固定支撑座顶部设置有凹槽，所述横梁置于固定支撑座顶部设置的凹槽之中。
3.根据权利要求1所述的一种内容器加强圈焊接工作站，其特征在于：所述轴向定位装置包括底板和竖直方向的挡板，其中一个轴向定位装置的挡板和底板之间为固定安装，另一个的挡板连接有传动装置并且活动安装在底板上。
4.根据权利要求1所述的一种内容器加强圈焊接工作站，其特征在于：还包括安全防护系统，所述安全防护系统包括围栏，所述围栏位于平移装置外侧。
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