CN105834572A - 智能自定位高频焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动化焊接领域，其公开了一种智能自定位高频焊接系统，其适用于空调生产中的自动化焊接，所述智能自定位高频焊接系统包括安装架、红外测温仪、自动送丝装置、保护气输送装置及快拆装置。所述安装架包括主安装架及可滑动的连接于所述主安装架上的支架。所述支架的一端通过四个所述快拆装置中的一个连接于所述主安装架上，拨动所述快拆装置的拨杆使所述支架处于锁定状态或者可滑动状态。所述红外测温仪、所述自动送丝装置及所述保护气输送装置分别设置在所述支架的转板上，可以实现快速拆卸，通过转动所述转板可以调整三者相对焊件的位置及角度。本发明的提高了焊接的自动化程度，柔性较好，可满足空间不同位置焊缝的焊接需求。

Description

智能自定位高频焊接系统

技术领域

本发明属于自动化焊接领域，更具体地，涉及一种智能自定位高频焊接系统，所述智能自定位高频焊接系统适用于空调等家用电器自动化生产中的自动化焊接，提高了焊接的自动化程度，柔性较好，可满足空间不同位置的焊缝的焊接需求。

背景技术

随着“工业4.0”和“智能制造”的工业转型升级进程的持续推进，工业生产中对铜管(例如空调压缩机的分配铜管连接接头的缝隙焊接)的焊接需求越来越高，焊接需要达到更高的焊接效率，同时要保证焊接后的铜管使用过程中不存在漏气漏水的现象，传统的加工方法采用手工钎焊，没有专门的焊接机械。手工钎焊的生产效率较低，焊接质量不稳定，生产成本较高，同时工人的劳动强度较大，且焊接过程中产生的有毒气体和强光污染严重危害工人的身体健康。

为了解决手工钎焊的生产效率低下、焊接质量不稳定、生产成本高、返工率高、劳动强度大等技术问题，相关人员做了一些研究，如申请号为200410052590.9的发明专利公开了一种高频焊接机，所述高频焊接机包括设有两个平行导轨的机架，设置在所述导轨两端并可在其上水平移动的两托架，以及在所述托架上安装的具有感应加热圈的高频发热机、与所述感应加热圈的位置对应的并夹紧焊接工件的夹具、和驱动所述夹具旋转的减速电机。所述高频焊接机取代手工焊接的工艺，具有较高的生产效率及稳定的焊接质量，生产成本较低。但是上述的所述高频焊接机无法通过简单调整以满足空间不同位置的焊缝的焊接需求，不适合复杂位置焊接，柔性较差。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种智能自定位高频焊接系统，其结合了自动化制造的理念，并对焊接装置的相关组件的特定结构及相互连接关系进行设计。所述智能自定位高频焊接系统的支架通过快拆装置可滑动的连接于所述主安装架上，所述支架沿所述滑槽移动以调整所述支架整体相对于待焊接的焊件的位置；同时所述红外测温仪、所述自动送丝装置及所述保护气输送装置分别通过一个所述快拆装置连接在所述支架的转板上，可以快速拆卸，通过转动所述转板可以调整三者相对所述焊件的位置及角度，进而满足空间不同焊接位置的焊缝的焊接需求，柔性较好，提高了自动化程度。

为实现上述目的，本发明提供了一种智能自定位高频焊接系统，其适用于空调生产中的自动化焊接，所述智能自定位高频焊接系统包括安装架、高频焊接装置、红外测温仪、自动送丝装置、保护气输送装置及四个快拆装置，其特征在于：

所述安装架包括主安装架及连接于所述主安装架上的支架，所述支架包括连接段及连接于所述连接段的转板，所述连接段通过四个所述快拆装置中的一个可滑动地连接于所述主安装架上，通过操作对应的所述快拆装置使所述支架处于锁定状态或者可滑动状态，所述支架处于可滑动状态时，所述支架沿主安装架前后移动以调整所述支架及连接于所述支架上的部件整体相对于待焊接的焊件的位置；

所述高频焊接装置设置在所述主安装架上；所述红外测温仪、所述自动送丝装置及所述保护气输送装置分别通过其他三个所述快拆装置中的一个连接在所述支架的转板上，且所述转板通过转动调整三者相对于所述焊件的位置及角度，进而满足空间不同焊接位置的焊缝的焊接需求。

进一步的，所述智能自定位高频焊接系统还包括机器视觉装置，所述机器视觉装置设置在所述主安装架上且与所述高频焊接装置相对设置，其用于对待焊接的焊件拍摄图像。

进一步的，所述智能自定位高频焊接系统还包括处理器及控制器；所述处理器处理其接受到的来自所述机器视觉装置的所述图像以获得所述高频焊接装置相对于所述焊件的焊接位置的相对位置信息及距离，并将所述相对位置信息及所述距离传输到所述控制器；所述控制器根据所述相对位置信息及所述距离控制所述高频焊接装置运动以准确到达焊接位置。

进一步的，所述智能自定位高频焊接系统还包括驱动装置，所述驱动装置连接于所述主安装架上；所述控制器控制所述驱动装置驱动所述主安装架及连接于所述主安装架上的部件整体移动以到达焊接位置或者快速离开焊接位置。

进一步的，所述红外测温仪设置在所述自动送丝装置的上部，以实时检测焊接位置的温度，当温度达到设定温度后，所述红外测温仪发送焊接信号给所述控制器；所述控制器控制所述自动送丝装置向焊缝的上部位置送丝。

进一步的，所述保护气输送装置的末端喷口安装在所述高频焊接装置的上部或者下部；当所述高频焊接装置到达焊接位置后，所述控制器控制所述高频焊接装置对所述焊件的焊缝的局部区域进行加热，同时所述保护气输送装置开启以对所述焊件被加热的区域喷射氮气，防止焊接区域的金属被氧化。

进一步的，所述末端喷口的喷气方向指向所述自动送丝装置的送丝方向，并与所述送丝方向呈一预定夹角。

进一步的，所述机器视觉装置包括工业相机及视觉电源，所述视觉电源对待焊接的焊件进行照明，所述工业相机对所述焊件拍摄图像并将所述图像传输到所述控制器。

进一步的，所述高频焊接装置包括两个相对间隔设置的环形高频感应加热线圈，两个所述高频感应加热线圈之间的间隔距离大于待焊接的所述焊件沿垂直于所述支架滑动方向的最大尺寸。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1、所述支架通过快拆装置可滑动的连接于所述主安装架上，所述支架沿所述滑槽移动以调整所述支架整体相对于待焊接的焊件的位置；同时，所述红外测温仪、所述自动送丝装置及所述保护气输送装置分别通过一个所述快拆装置连接在所述支架的转板上，可以快速拆卸，通过转动转板可以调整三者相对所述焊件的位置及角度，进而满足空间不同焊接位置的焊缝的焊接需求，柔性较好，提高了焊接效率；有利于所述红外测温仪、所述自动送丝装置及所述保护气输送装置的更换及装卸。

2、采用机器视觉装置在相机视野范围内对待焊接焊件的焊接位置进行定位，提高了定位的准确性及效率，有利于焊接的自动化。

3、采用红外测温仪实时检测焊件的焊接位置的温度，控制器根据温度信息控制自动送丝装置的送丝及焊接时间，保证了焊接质量，提高了焊接效率。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式提供的智能自定位高频焊接系统的结构示意图。

图2是图1中的智能自定位高频焊接系统的部分结构示意图。

图3是图1中的智能自定位高频焊接系统的另一角度的部分结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：10-主安装架，11-滑槽，20-机器视觉装置，30-高频焊接装置，40-焊件，50-保护气输送装置，60-自动送丝装置，70-红外测温仪，80-快拆装置，90-支架，91-支架转板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1至图3，本发明较佳实施方式提供的智能自定位高频焊接系统，其包括控制器、处理器、驱动装置、安装架、机器视觉装置20、高频焊接装置30、保护气输送装置50、自动送丝装置60及红外测温仪70。所述控制器控制所述驱动装置驱动所述高频焊接装置30以改变所述高频焊接装置30的位置。所述安装架与所述驱动装置相连接。所述机器视觉装置20、所述高频焊接装置30、所述保护气输送装置50、所述自动送丝装置60及所述红外测温仪70均设置在所述安装架的转板91上，且可随着所述转板91的转动而一同调整位置。

所述安装架包括主安装架10及与所述主安装架10可滑动连接的支架90。本实施方式中，所述支架90包括连接段及连接于所述连接段的所述转板(91)，所述连接段与所述转板(91)呈一夹角，所述夹角为钝角；所述智能自定位高频焊接系统还包括多个快拆装置80，所述主安装架10通过两个所述快拆装置80与所述支架90的连接段相连接。本实施方式中，所述快拆装置80的数量为五个；可以理解，在其他实施方式中，所述主安装架10可以通过一个所述快拆装置80连接于所述支架90的连接段，及所述快拆装置80的数量为四个。

所述主安装架10开设有滑槽11，所述支架90对应于所述滑槽11的位置开设有通槽，对应的所述快拆装置80的主体部收容在所述滑槽11内。拨动与所述主体部相连接的拨杆，使所述支架90处于锁定状态或者可滑动状态。所述支架90处于锁定状态时，所述快拆装置80锁紧所述主安装架10与所述支架90；所述支架90处于可滑动状态时，所述支架90可沿所述滑槽11滑动以调整与其连接的所述保护气输送装置50、所述自动送丝装置60及所述红外测温仪70的位置。

所述机器视觉装置20固定连接在所述主安装架10的转板(91)上，其包括工业相机及视觉电源，所述视觉电源对待焊接的区域进行照明，以便于所述工业相机取像。所述工业相机对待焊接的区域拍摄图像，并将所述图像传输到所述处理器，所述处理器处理接收到的所述图像以计算出所述高频焊接装置30与待焊接的焊件40的焊接位置的相对位置信息及距离。同时，所述处理器将所述相对位置信息及间距传输到所述控制器，所述控制器根据所述相对位置信息及距离控制所述驱动装置运动以调整所述高频焊接装置30的位置或者通过所述支架90相对于所述主安装架10滑动以少量调整所述自动送丝装置60的位置。

所述高频焊接装置30连接于所述转板(91)上，其包括两个相对间隔设置的环形高频感应加热线圈，两个所述高频感应加热线圈之间的间隔距离大于待焊接的所述焊件40沿垂直于所述支架90滑动方向的最大尺寸，确保在所述高频焊接装置30运动使所述焊件40进入两个所述高频感应加热线圈之间的过程中，所述高频感应加热线圈与所述焊件40不发生碰撞或者摩擦。所述高频感应加热线圈由高压高频电源系统提供电源。

所述保护气输送装置50采用一个所述快拆装置80安装在所述支架90的转板(91)上，通过操作所述快拆装置80可以使所述保护气输送装置50与所述支架90之间松动，进而调整所述保护气输送装置80相对于所述支架90的位置。所述保护气输送装置50的末端喷口安装在所述高频感应加热线圈的上部或者下部，所述喷口的喷气方向指向送丝的方向，并与送丝方向呈一预定夹角。本实施方式中，所述保护气输送装置50的末端喷口的数量为两个；可以理解，在其他实施方式中，所述末端喷口的数量可以根据实际需要改变，如1个、3个、4个、5个、6个等。

所述自动送丝装置60及所述红外测温仪70分别通过五个所述快拆装置80中剩余的两个中的一个安装在所述转板91上。所述自动送丝装置60通过对应的所述快拆装置80锁紧在所述支架90的转板91上。所述自动送丝装置60的末端的送丝头位于两个所述高频感应加热线圈之间。所述红外测温仪70通过对应的所述快拆装置80锁紧在所述支架90的转板91上，其设置在所述自动送丝装置60的送丝头的上部，实时测量焊接区域的温度并将所得的温度数据传输到控制器。通过转动所述转板91可以调整所述保护气输送装置50、所述自动送丝装置60、所述红外测温仪70相对所述焊件40的位置及角度。

工作时，首先，所述驱动装置驱动所述主安装架及连接于所述主安装架上的部件整体运动到达所述焊件40的焊缝位置附近，所述工业相机20对待焊接的所述焊件40拍摄图像，并将所述图像传输到所述处理器。所述处理器处理所述图像以获得所述高频焊接装置30与待焊接的所述焊件40的焊缝位置的相对位置信息及距离，并将所述相对位置信息及所述距离传输到所述控制器。

其次，所述控制器根据所述相对位置信息及所述距离控制所述驱动装置的运动，进而带动整个装置进行运动，以调整所述自动送丝装置60及所述高频焊接装置30相对于所述焊件40的位置及角度，使所述高频焊接装置30准确到达所述焊缝位置。

之后，所述控制器控制所述高频感应加热线圈对待焊接的焊件40的焊缝的局部区域进行加热，同时开启所述保护气输送装置50，所述保护气输送装置50对被加热的区域高速喷射氮气，防止焊接区域金属在高温下被氧化。同时，所述红外测温仪70实时检测被加热的所述焊缝的局部区域的温度，当检测到温度上升到设定温度后，所述红外测温仪70发送焊接信号给所述控制器。

之后，所述控制器接收到所述焊接信号后控制所述自动送丝装置60向所述焊缝的上部位置送焊丝，所述焊丝在高温加热下融化并沿所述焊件40向下流动以覆盖所述焊缝区域。

最后，当焊接时间达到预定时间后，所述控制器控制所述驱动装置驱动所述安装架及连接于所述安装架上的部件整体快速离开所述焊缝区域，到达预设位置后等待下一次焊接，焊缝在常温下自然冷却。通过编程控制，可使得上述的智能自定位高频焊接系统适应不同位置焊缝的焊接，显著的提高焊接效率。

采用本发明的智能自定位高频焊接系统，所述支架通过快拆装置可滑动的连接于所述主安装架上，所述支架沿所述滑槽移动以调整所述支架整体相对于待焊接的焊件的位置；同时所述红外测温仪、所述自动送丝装置及所述保护气输送装置分别通过一个所述快拆装置连接在在所述支架上的转板上以快速拆卸，有利于所述红外测温仪、所述自动送丝装置及所述保护气输送装置的更换及装卸，且通过所述转动所述转板可以调整三者相对所述焊件的位置及角度，进而满足空间不同焊接位置的焊缝的焊接需求，柔性较好，提高了焊接效率。

本实施方式采用机器视觉装置在相机视野范围内对待焊接焊件的焊接位置进行定位，提高了定位的准确性及效率，并通过驱动装置自动控制整个装置的运动，有利于焊接的自动化。

本实施方式采用红外测温仪实时检测焊件的焊接位置的温度，控制器根据温度信息控制自动送丝装置送丝及焊接时间，保证了焊接质量，提高了焊接效率。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能自定位高频焊接系统，其适用于空调生产中的自动化焊接，所述智能自定位高频焊接系统包括安装架、高频焊接装置(30)、红外测温仪(70)、自动送丝装置(60)、保护气输送装置(50)及四个快拆装置(80)，其特征在于：

所述安装架包括主安装架(10)及连接于所述主安装架(10)上的支架(90)，所述支架(90)包括连接段及连接于所述连接段的转板(91)，所述连接段通过四个所述快拆装置(80)中的一个可滑动地连接于所述主安装架(10)上，通过操作对应的所述快拆装置(80)使所述支架(90)处于锁定状态或者可滑动状态，所述支架(90)处于可滑动状态时，所述支架(90)沿主安装架(10)前后移动以调整所述支架(90)及连接于所述支架(90)上的部件整体相对于待焊接的焊件(40)的位置；

所述高频焊接装置(30)设置在所述主安装架(10)上；所述红外测温仪(70)、所述自动送丝装置(60)及所述保护气输送装置(50)分别通过其他三个所述快拆装置(80)中的一个连接在所述支架(90)的转板(91)上，且所述转板(91)通过转动调整三者相对于所述焊件(40)的位置及角度，进而满足空间不同焊接位置的焊缝的焊接需求。

2.如权利要求1所述的智能自定位高频焊接系统，其特征在于：所述智能自定位高频焊接系统还包括机器视觉装置(20)，所述机器视觉装置(20)设置在所述主安装架(10)上且与所述高频焊接装置(30)相对设置，其用于对待焊接的焊件(40)拍摄图像。

3.如权利要求2所述的智能自定位高频焊接系统，其特征在于：所述智能自定位高频焊接系统还包括处理器及控制器；所述处理器处理其接受到的来自所述机器视觉装置(20)的所述图像以获得所述高频焊接装置(30)相对于所述焊件(40)的焊接位置的相对位置信息及距离，并将所述相对位置信息及所述距离传输到所述控制器；所述控制器根据所述相对位置信息及所述距离控制所述高频焊接装置(30)运动以准确到达焊接位置。

4.如权利要求3所述的智能自定位高频焊接系统，其特征在于：所述智能自定位高频焊接系统还包括驱动装置，所述驱动装置连接于所述主安装架(10)上；所述控制器控制所述驱动装置驱动所述主安装架(10)及连接于所述主安装架(10)上的部件整体移动以到达焊接位置或者快速离开焊接位置。

5.如权利要求3所述的智能自定位高频焊接系统，其特征在于：所述红外测温仪(70)设置在所述自动送丝装置(60)的上部，以实时检测焊接位置的温度，当温度达到设定温度后，所述红外测温仪(70)发送焊接信号给所述控制器；所述控制器控制所述自动送丝装置(60)向焊缝的上部位置送丝。

6.如权利要求3所述的智能自定位高频焊接系统，其特征在于：所述保护气输送装置(50)的末端喷口安装在所述高频焊接装置(30)的上部或者下部；当所述高频焊接装置(30)到达焊接位置后，所述控制器控制所述高频焊接装置(30)对所述焊件(40)的焊缝的局部区域进行加热，同时所述保护气输送装置(50)开启以对所述焊件(40)被加热的区域喷射氮气，防止焊接区域的金属被氧化。

7.如权利要求6所述的智能自定位高频焊接系统，其特征在于：所述末端喷口的喷气方向指向所述自动送丝装置(60)的送丝方向，并与所述送丝方向呈一预定夹角。

8.如权利要求3所述的智能自定位高频焊接系统，其特征在于：所述机器视觉装置(20)包括工业相机及视觉电源，所述视觉电源对待焊接的焊件(40)进行照明，所述工业相机对所述焊件拍摄图像并将所述图像传输到所述控制器。

9.如权利要求1所述的智能自定位高频焊接系统，其特征在于：所述高频焊接装置(30)包括两个相对间隔设置的环形高频感应加热线圈，两个所述高频感应加热线圈之间的间隔距离大于待焊接的所述焊件(40)沿垂直于所述支架(90)滑动方向的最大尺寸。