CN105479054A - 自动焊接装置及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动焊接装置及焊接方法，用于长直焊缝的焊接，其中自动焊接装置，包括焊接小车，所述焊接小车行走于焊缝的一侧，其特征在于，所述自动焊接装置还包括激光束发射装置和矫正装置，所述激光束发射装置和矫正装置分别设置于所述焊缝的同一侧两端，所述矫正装置对所述激光束发射装置发射的激光束进行相对于焊缝的平行矫正，所述焊接小车装设有激光位置传感器及位置调整机构，所述激光位置传感器感应所述激光束并控制所述位置调整机构调整所述焊接小车的焊接路径。本发明的激光自动焊接装置在长直焊缝的焊接中无需另设所述焊接小车的行走机械轨道，延长了焊接距离，降低焊接的成本。

Description

自动焊接装置及焊接方法

技术领域

本发明涉及焊机技术领域，特别涉及一种激光导向的自动焊接装置及焊接方法。

背景技术

目前对焊缝的自动焊接，通常采用焊接小车作为焊枪的运动轨迹控制机构，为了保证焊接小车的行走轨迹与焊缝一致，需要预先铺设一条与焊缝精确平行的机械轨道。单条机械轨道的长度一般限制在2-3m左右，这样对于长直焊缝需要多条机械轨道连接，实际使用中非常不方便，而且保证每条轨道之间的无缝连接和机械轨道与焊缝精确平行也是非常困难，通常需要试走一遍或多遍以验证和调整小车行走机械轨道与焊缝之间的误差。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种激光导向的自动焊接装置及焊接方法，旨在延长长直焊缝的焊接距离，降低焊接成本。

为了实现上述目的，本发明提出的自动焊接装置，包括焊接小车，所述焊接小车行走于焊缝的一侧，所述自动焊接装置还包括激光束发射装置和矫正装置，所述激光束发射装置和矫正装置分别设置于所述焊缝的同一侧两端，所述矫正装置对所述激光束发射装置发射的激光束进行相对于焊缝的平行矫正，所述焊接小车装设有激光位置传感器及位置调整机构，所述激光位置传感器感应所述激光束并控制所述位置调整机构调整所述焊接小车的焊接路径。

优选地，所述焊缝为长直焊缝，所述激光束发射装置包括第一安装座，以及固定于所述第一安装座的激光束发射器，所述矫正装置包括第二安装座、及固定于第二安装座的激光束接收器，所述第一安装座的中心线距所述焊缝的水平距离与所述第二安装座的中心线距所述焊缝的水平距离相等。

优选地，所述激光束发射器的中心线与所述第一安装座的中心线重合，所述激光束接收器的中心线与所述第二安装座的中心线重合，且所述激光束发射器距所述第一安装座底面的距离和所述激光束接收器距所述第二安装座底面的距离相等。

优选地，所述焊接小车设于所述激光束与焊缝之间，所述焊接小车靠近所述焊缝的一侧设有焊枪，所述焊枪装设于所述位置调整机构。

优选地，所述位置调整机构包括固定于所述焊接小车的立柱，及活动连接于所述立柱的滑块，所述焊枪装设于所滑块靠近所述焊缝的一侧，所述激光位置传感器装设于所述滑块靠近所述激光束一侧。

优选地，所述焊接小车靠近所述焊缝的一侧设置有机械定位装置，所述机械定位装置的下端伸入所述焊缝内。

优选地，所述机械定位装置设有两个，两个所述机械定位装置分别装设于所述焊接小车前进方向的两端，且位于焊枪的同一侧。

优选地，所述机械定位装置包括探针，所述探针伸入所述焊缝。

本发明的自动焊接装置通过激光束发射装置和矫正装置的配合，所述激光束发射装置发射出与所述焊缝平行的激光束，所述焊接小车以激光束为导向对焊缝进行焊接，延长了焊接距离，降低焊接的成本。

本发明还提出一种激光导向焊接方法，包括以下步骤：

将所述激光束发射装置和矫正装置置于焊缝的同一侧两端，通过所述矫正装置对所述激光束发射装置进行位置调整，使得所述激光束发射器发射出的激光束与所述焊缝在同一水平面内相平行；

将所述焊接小车置于所述激光束和所述焊缝之间，所述激光位置传感器接收并感应所述激光束，进而控制位置调整机构调整所述焊接小车的焊接路径。

本发明的焊接方法通过激光束发射装置和矫正装置的配合，所述激光束发射装置发射出与所述焊缝平行的激光束，所述焊接小车以激光束为导向对焊缝进行焊接，无需另设所述焊接小车的行走机械轨道，在保证焊接精度的同时，延长了焊接距离，降低了焊接的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明自动焊接装置的示意图；

图2为图1中自动焊接装置的另一角度的示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	焊接小车	500	激光位置传感器
200	焊缝	600	焊枪
				300	激光束发射装置	700	机械定位装置
310	第一安装座	710	探针
				320	激光束发射器	800	位置调整机构
400	矫正装置	810	立柱
				410	第二安装座	820	滑块
420	激光束接收器	900	激光束

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种自动焊接装置及焊接方法。

请参照图1和图2，图1为本发明自动焊接装置的示意图；图2为图1中自动焊接装置的另一角度的示意图。

请结合参照图1和图2，本发明一实施例的自动焊接装置，包括焊接小车100，所述焊接小车100行走于焊缝200的一侧，所述自动焊接装置还包括激光束发射装置300和矫正装置400，所述激光束发射装置300和矫正装置400分别设置于所述焊缝200的同一侧两端，所述矫正装置400对所述激光束发射装置300发射的激光束900进行相对于焊缝200的平行矫正，所述焊接小车100装设有激光位置传感器500及位置调整机构800，所述激光位置传感器500感应所述激光束900并控制所述位置调整机构800调整所述焊接小车100的焊接路径。

本发明的激光导向自动焊接装置通过激光束发射装置300和矫正装置400的配合，所述激光束发射装置300射出与所述焊缝200平行的激光束900，所述焊接小车100以激光束900为导向对焊缝200进行焊接，避免了现有技术中需连接多条机械轨道的繁琐，延长了焊接距离，降低了焊接的成本。

优选地，请参照图1，所述焊缝200为长直焊缝，所述激光束发射装置300包括第一安装座310，以及固定于所述第一安装座310的激光束发射器320，所述矫正装置400包括第二安装座410、及固定于所述第二安装座410的激光束接收器420，所述第一安装座310的中心线距所述焊缝200的水平距离与所述第二安装座410的中心线距所述焊缝200的水平距离相等。

所述第一安装座310和第二安装座410可为金属材料也可为塑料，所述第一安装座310和第二安装座410可放置于待焊接件的表面，也可靠近于待焊接件的两端放置。可以理解的，可于所述第一安装座310和第二安装座410底面均凹设有安装槽(未图示)，所述安装槽内装设有磁铁，所述第一安装座310和第二安装座410可通过磁铁进行吸附固定于待焊接件，方便第一安装座310和第二安装座410于所述待焊接件上的滑动定位。

进一步地，请再次参照图1，所述激光束发射器320的中心线与所述第一安装座310的中心线重合，所述激光束接收器420的中心线与所述第二安装座410的中心线重合，所述激光束发射器320距所述第一安装座310的底面的距离和所述激光束接收器420距所述第二安装座410的底面的距离相等。

所述激光束发射器320的中心线与所述第一安装座310的中心线重合，所述激光束接收器420的中心线与所述第二安装座410的中心线重合，且所述第一安装座310的中心线距所述焊缝200的水平距离与所述第二安装座410的中心线距所述焊缝200的水平距离相等，当所述激光束发射器320发射出的激光束900照射至所述激光束接收器420时，可确保所述激光束900与所述焊缝200在同一水平面内相平行，激光束900的矫正过程简单。

进一步地，请再次结合参照图1和图2，所述焊接小车100设于所述激光束900与焊缝200之间，所述焊接小车100靠近所述焊缝200的一侧设有焊枪600，所述焊枪600装设于所述位置调整机构800。

本发明焊接小车100开始焊接前会进行一次校准，在校准过程中调整所述激光位置传感器500以接收激光束900并设置激光束900的位置基准，同时调整所述焊枪600以对准所述焊缝200。本发明通过在焊接小车100上设置有位置调整机构800，当焊接小车100在焊接过程中出现焊接路径偏移，所述激光位置传感器500无法接收到激光束900或者激光束900的实时位置偏离激光束900的位置基准时，所述位置调整机构800对所述激光位置传感器500和焊枪600同时进行位置调整，使得焊枪600在焊接过程中持续对准焊缝200，焊枪600不易偏位，提升了焊接精度和可靠性。

进一步地，所述位置调整机构800包括固定于所述焊接小车100的立柱810，及活动连接于所述立柱810的滑块820，所述焊枪600装设于所滑块820靠近所述焊缝200的一侧，所述激光位置传感器500装设于所述滑块820靠近所述激光束900一侧。

所述滑块820可通过丝杠和丝杠轴承的配合活动连接于所述立柱810，本实施例的滑块820通过电机驱动可于所述立柱810上作竖直方向的上下运动，以及水平方向的左右移动，所述激光位置传感器500和所述焊枪600分别活动连接于所述滑块820两侧，在所述焊接小车100焊接过程中，所述激光位置传感器500和所述焊枪600两者相对静止，当激光位置传感器500感应到激光束900的实时位置偏离位置基准时，所述激光位置传感器500发出调整信号至所述位置调整机构800，所述位置调整机构800启动电机带动丝杠旋转，从而丝杠驱动所述滑块820于所述立柱810上滑动，调整所述激光位置传感器500的位置以使其感应到的激光束900实时位置恢复至位置基准，使得所述焊枪600始终正对所述焊缝200，保证焊接的准确性。

进一步地，所述焊接小车100靠近所述焊缝200的一侧设置有机械定位装置700，所述机械定位装置700的下端伸入所述焊缝200内。

所述机械定位装置700的下端伸入所述焊缝200内，所述机械定位装置700可在焊接小车100的起始焊接校准过程中，将所述焊接小车100的行走轮迅速调整至与所述焊缝200平行，并且使得所述焊接小车100的焊接过程中的行走路线大致与所述焊缝200平行。

进一步地，所述机械定位装置700设有两个，两个所述机械定位装置700分别装设于所述焊接小车100前进方向的前后两端，且位于焊枪600的同一侧。

所述机械定位装置700设有两个，且两个所述机械定位装置700均伸入所述焊缝200，使得焊接小车100焊接行走过程更加稳定和不易偏位。

进一步地，所述机械定位装置700包括探针710，所述探针710伸入所述焊缝200。

所述探针710为圆柱状，探针710伸入所述焊缝200内，在焊接小车100行走过程中，探针710于所述焊缝200侧壁表面滑动，阻力较小。

本发明一实施例应用所述自动焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：

将所述激光束发射装置300和矫正装置400置于焊缝200的同一侧两端，通过所述矫正装置400对所述激光束发射装置300进行位置调整，使得所述激光束发射装置300发射出的激光束900与所述焊缝200在同一水平面内相平行；

将所述焊接小车100置于所述激光束900和所述焊缝200之间，所述激光位置传感器500接收并感应所述激光束900，进而控制位置调整机构800调整所述焊接小车100的焊接路径。

本发明的焊接方法，在焊缝200的焊接过程中，通过激光束发射装置300发射出与所述焊缝200在同一水平面内平行的激光束900，所述焊接小车100的焊接路径由所述激光束900导引，所述焊接小车100启动前进行焊接校准，校准过程中所述激光位置传感器500接收所述激光束900并设置激光束900的基准位置，所述焊接小车100焊接过程中，所述激光位置传感器500感应所述激光束900的实时位置，若激光位置传感器500感应到的激光束900的实时位置偏离所述激光束900的基准位置，则所述激光束位置传感器500发出调整信号至所述位置调整机构800，所述位置调整机构800根据调整信号不断修正焊接小车100的焊接路径，实现焊缝200焊接的精确性，无需另设焊接小车100的行走机械辅助轨道，延长了焊接距离，降低了焊接的成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种自动焊接装置，包括焊接小车，所述焊接小车行走于焊缝的一侧，其特征在于，所述自动焊接装置还包括激光束发射装置和矫正装置，所述激光束发射装置和矫正装置分别设置于所述焊缝的同一侧两端，所述矫正装置对所述激光束发射装置发射的激光束进行相对于焊缝的平行矫正，所述焊接小车装设有激光位置传感器及位置调整机构，所述激光位置传感器感应所述激光束并控制所述位置调整机构调整所述焊接小车的焊接路径。

2.如权利要求1所述的自动焊接装置，其特征在于，所述焊缝为长直焊缝，所述激光束发射装置包括第一安装座，以及固定于所述第一安装座的激光束发射器，所述矫正装置包括第二安装座、及固定于第二安装座的激光束接收器，所述第一安装座的中心线距所述焊缝的水平距离与所述第二安装座的中心线距所述焊缝的水平距离相等。

3.如权利要求2所述的自动焊接装置，其特征在于，所述激光束发射器的中心线与所述第一安装座的中心线重合，所述激光束接收器的中心线与所述第二安装座的中心线重合，且所述激光束发射器距所述第一安装座底面的距离和所述激光束接收器距所述第二安装座底面的距离相等。

4.如权利要求1所述的自动焊接装置，其特征在于，所述焊接小车设于所述激光束与焊缝之间，所述焊接小车靠近所述焊缝的一侧设有焊枪，所述焊枪装设于所述位置调整机构。

5.如权利要求4所述的自动焊接装置，其特征在于，所述位置调整机构包括固定于所述焊接小车的立柱，及活动连接于所述立柱的滑块，所述焊枪装设于所滑块靠近所述焊缝的一侧，所述激光位置传感器装设于所述滑块靠近所述激光束一侧。

6.如权利要求1至5任一项所述的自动焊接装置，其特征在于，所述焊接小车靠近所述焊缝的一侧设置有机械定位装置，所述机械定位装置的下端伸入所述焊缝内。

7.如权利要求6所述的自动焊接装置，其特征在于，所述机械定位装置设有两个，两个所述机械定位装置分别装设于所述焊接小车前进方向的两端，且位于焊枪的同一侧。

8.如权利要求7所述的自动焊接装置，其特征在于，所述机械定位装置包括探针，所述探针伸入所述焊缝。

9.一种应用权利要求1所述的自动焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：

将所述激光束发射装置和矫正装置置于焊缝的同一侧两端，通过所述矫正装置对所述激光束发射装置进行位置调整，使得所述激光束发射器发射出的激光束与所述焊缝在同一水平面内相平行；

将所述焊接小车置于所述激光束和所述焊缝之间，所述激光位置传感器接收并感应所述激光束，进而控制位置调整机构调整所述焊接小车的焊接路径。