CN107160023A

CN107160023A - 一种智能定位高频焊及其焊接方法

Info

Publication number: CN107160023A
Application number: CN201710470442.6A
Authority: CN
Inventors: 杨洪强; 赵俊
Original assignee: XINCHANG KECHUANG AUTOMATION EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: XINCHANG KECHUANG AUTOMATION EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2017-06-20
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2017-09-15
Anticipated expiration: 2037-06-20
Also published as: CN107160023B

Abstract

本发明公开了一种智能定位高频焊及其焊接方法，该智能定位高频焊包括底座，底座上设有转动机构，转动机构包括转动座和转动杆，底座上设有拍摄台，拍摄台设有图像处理装置，图像处理装置包括壳体、处理器和摄像头，拍摄台的一侧设有支撑台，支撑台上设有特征匹配台，底座上设有升降机构，升降机构设有送丝枪。焊接方法包括：(a)装配工件；(b)安装送丝枪并调整送丝枪的位置；(c)调平特征匹配台；(d)拍摄图像及数据分析；(e)调整工件位置；(f)限定工件位置；(g)送丝枪焊接工件。本发明将送丝枪与工件的焊接部位精准对位，提高焊接的精准度，提高工件的焊接质量，同时能实现连续性、高质量焊接，提高焊接效率。

Description

一种智能定位高频焊及其焊接方法

技术领域

本发明属于高频焊接设备技术领域，具体涉及一种智能定位高频焊及其焊接方法。

背景技术

焊接是通过加热、加压，或两者并用，使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。焊接技术作为制造业的传统工艺与技术，在近几年的工业应用中的发展非常迅速。在工业化自动领域，很多企业对先进焊接设备的需求非常紧迫。目前采用送丝枪送料热融的方法，通过应用伺服控制加热枪与送丝枪，实现加热与焊接工作，但是在焊接过程中送丝枪无法与工件的焊接部位精准对位，降低焊接的精准度，降低工件的焊接质量。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种智能定位高频焊及其焊接方法，能自动调整工件的焊接位置，将送丝枪与工件的焊接部位精准对位，提高焊接的精准度，提高工件的焊接质量，同时能实现连续性、高质量焊接，提高焊接效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种智能定位高频焊，包括底座，其特征在于：底座上设有转动机构，转动机构包括转动座和转动杆，转动杆设有驱动杆，转动杆的端部设有安装部件，安装部件中安装有夹紧机构，夹紧机构包括两个夹紧部和中心轴，夹紧部转动于中心轴上，夹紧部的端部设有柄部，柄部处设有液压驱动装置；底座上设有拍摄台，拍摄台上设有定位杆，定位杆上设有转动臂，转动臂的底部设有图像处理装置，图像处理装置包括壳体、处理器和摄像头，壳体设于转动臂的底部，处理器和摄像头设于壳体中，摄像头设有输送线，输送线连接处理器，摄像头设于夹紧部的上方；拍摄台的一侧设有支撑台，支撑台上设有特征匹配台，特征匹配台设于夹紧部的下方；底座上设有升降机构，升降机构设有定位板，定位板转动连接有夹板，夹板上设有送丝枪。

进一步，转动杆设有安装孔，安装孔纵向均匀分布于转动杆上，驱动杆的端部设有金属套，金属套设有紧固螺栓，紧固螺栓固定于安装孔中，实现驱动杆固定在转动杆上，而且通过紧固螺栓设置在不同的安装孔中，改变驱动杆设置在转动杆上的位置，便于在驱动杆上施加作用力。

进一步，壳体设有金属扣板，金属扣板之间设有夹紧块，摄像头设于夹紧块中，可先将摄像头预设在夹紧块之间，再用金属扣板扣紧夹紧块，便于安装摄像头。

进一步，支撑台上设有调整杆，调整杆上设有水平板，相邻两个水平板之间对称设置，特征匹配台设于水平板上，可对单个调整杆进行高度调整，单独调整水平板与支撑台之间的距离，可对特征匹配台进行调平，使得特征匹配台具有参照作用。

进一步，升降机构包括升降台和升降杆，定位板设于升降杆上，升降杆上设有卡紧装置，卡紧装置支撑定位板，升降机构结构简单，便于定位板的高度调整。

进一步，卡紧装置包括两个扣块，两个扣块对称设置，两个扣块之间设有固定螺栓，卡紧装置结构简单，实现卡紧装置支撑定位板。

进一步，夹板之间焊接有转轴，转轴转动连接于定位板中，实现夹板转动在定位板上，改变送丝枪的焊接角度。

一种智能定位高频焊的焊接方法，其特征在于包括如下步骤：

(a)装配工件：将工件移入到夹紧部处，再用托架拖住工件，并调整工件位置，接着开启液压驱动装置，驱动压力控制1～2MPa，夹紧部夹紧距离工件底部1/4～1/3处；

(b)安装送丝枪并调整送丝枪的位置；

(c)调平特征匹配台；

(d)拍摄图像及数据分析：将转动臂转动在定位杆上，摄像头对工件进行连续拍摄，处理器对拍摄的图像进行处理，显示器中显示工件和送丝枪处于特征匹配台上的位置，记录工件处于特征匹配台上的X、Y向距离和送丝枪处于特征匹配台上的X、Y向距离，得到装配后的工件与送丝枪之间的距离，然后进行具体数据分析；

(e)调整工件位置：将分析后的数据输入PLC系统，PLC系统发送指令至伺服执行机构，伺服执行机构驱动驱动杆，驱动杆带动转动杆在转动座偏转计算所得角度，然后开启摄像头，摄像头对工件进行连续拍摄，处理器对拍摄的图像进行处理，显示器中显示工件和送丝枪处于特征匹配台上的位置，确认工件的焊接部位与送丝枪的焊点相互匹配；

(f)限定工件位置：在底座上放置两个支撑架，支撑架设置在驱动杆的两侧，再在支撑架上滑入导向装置，接着在导向装置上滑入竖杆，将竖杆夹紧驱动杆，然后在竖杆上套入横杆，限定驱动杆，进而限定工件位置；

(g)送丝枪焊接工件。

进一步，步骤(b)具体为将定位板在升降机构上调整高度，调整送丝枪与工件之间的高度距离，调整后在升降机构上设置卡紧装置，卡紧装置支撑定位板，然后转动夹板，调整送丝枪焊接位置。

进一步，步骤(c)具体为在支撑台拉出水平线，再逐个对调整杆的高度进行调整，调整水平板距离支撑台的高度，根据水平线的位置将水平板调整到同一高度上，然后将特征匹配台放置在水平板上，完成特征匹配台调平工作。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、本发明在焊接前，采用摄像头进行拍照，该摄像头具有CCD高速、高分辨率的摄像技术，摄像头对焊接工件、送丝枪和特征匹配台进行拍摄，特征匹配台起到参考作用，经由图像处理后，进行数据分析，可得到焊接工件和送丝枪处于特征匹配台的具体位置，对焊点进行三维定位，再将数据输入PLC系统，由PLC系统发送指令至伺服执行机构。伺服执行机构驱动驱动杆，驱动杆带动转动杆在转动座偏转计算所得角度，然后开启摄像头，摄像头对工件进行连续拍摄，处理器对拍摄的图像进行处理，显示器中显示工件和送丝枪处于特征匹配台上的位置，确认工件的焊接部位与送丝枪的焊点相互匹配。本发明能自动调整工件的焊接位置，将送丝枪与工件的焊接部位精准对位，提高焊接的精准度，提高工件的焊接质量，当工件错漏装时，系统自动提示且不执行焊接指令。

2、本发明中伺服执行机构驱动驱动杆，转动杆在转动座上进行连续多次转动，在焊接时对驱动杆进行限位作用，防止转动杆在转动座上转动，能保持工件稳定进行焊接。本发明能实现连续性、高质量焊接，提高焊接效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中一种智能定位高频焊的结构示意图；

图2为本发明中转动机构的结构示意图；

图3为本发明中夹紧机构的结构示意图；

图4为本发明中图像处理装置的结构示意图；

图5为本发明中特征匹配台的结构示意图；

图6为本发明中送丝枪的结构示意图；

图7为本发明中卡紧装置的结构示意图

图8为本发明中送丝枪设置在升降机构处的结构示意图。

图中，1-底座；2-转动机构；3-转动座；4-转动杆；5-驱动杆；6-安装部件；7-夹紧机构；8-夹紧部；9-中心轴；10-柄部；11-液压驱动装置；12-拍摄台；13-定位杆；14-转动臂；15-图像处理装置；16-壳体；17-处理器；18-摄像头；19-输送线；20-支撑台；21-特征匹配台；22-升降机构；23-定位板；24-夹板；25-送丝枪；26-安装孔；27-金属套；28-紧固螺栓；29-金属扣板；30-夹紧块；31-调整杆；32-水平板；33升降台-；34-升降杆；35-卡紧装置；36-扣块；37-固定螺栓；38-转轴。

具体实施方式

如图1至图8所示，为本发明中一种智能定位高频焊，包括底座1，底座1上设有转动机构2。转动机构2包括转动座3和转动杆4，转动杆4设有驱动杆5。转动杆4设有安装孔26，安装孔26纵向均匀分布于转动杆4上，驱动杆5的端部设有金属套27，金属套27设有紧固螺栓28，紧固螺栓28固定于安装孔26中，实现驱动杆5固定在转动杆4上，而且通过紧固螺栓28设置在不同的安装孔26中，改变驱动杆5设置在转动杆4上的位置，便于在驱动杆5上施加作用力。转动杆4的端部设有安装部件6，安装部件6中安装有夹紧机构7，夹紧机构7包括两个夹紧部8和中心轴9，中心轴9设置在安装部件6中，夹紧部8转动于中心轴9上，夹紧部8的端部设有柄部10，柄部10处设有液压驱动装置11，液压驱动装置11对柄部10施加作用力。

底座1上设有拍摄台12，拍摄台12上设有定位杆13，定位杆13上设有转动臂14，转动臂14的底部设有图像处理装置15。图像处理装置15包括壳体16、处理器17和摄像头18，壳体16设于转动臂14的底部，处理器17和摄像头18设于壳体16中。摄像头18设有输送线19，输送线19连接处理器17，摄像头18设于夹紧部8的上方。壳体16设有金属扣板29，金属扣板29之间设有夹紧块30，摄像头18设于夹紧块30中，可先将摄像头18预设在夹紧块30之间，再用金属扣板29扣紧夹紧块30，便于安装摄像头18。拍摄台12的一侧设有支撑台20，支撑台20上设有特征匹配台21，特征匹配台21设于夹紧部8的下方。支撑台20上设有调整杆31，调整杆31上设有水平板32，相邻两个水平板32之间对称设置，特征匹配台21设于水平板32上，可对单个调整杆31进行高度调整，单独调整水平板32与支撑台20之间的距离，可对特征匹配台21进行调平，使得特征匹配台21具有参照作用。

底座1上设有升降机构22，升降机构22设有定位板23。升降机构22包括升降台33和升降杆34，定位板23设于升降杆34上，升降杆34上设有卡紧装置35。卡紧装置35支撑定位板23，升降机构22结构简单，便于定位板23的高度调整。卡紧装置35包括两个扣块36，两个扣块36对称设置，两个扣块36之间设有固定螺栓37，卡紧装置35结构简单，实现卡紧装置35支撑定位板23。定位板23转动连接有夹板24，夹板24上设有送丝枪25。夹板24之间焊接有转轴38，转轴38转动连接于定位板23中，实现夹板24转动在定位板23上，改变送丝枪25的焊接角度。

(a)装配工件：将工件移入到夹紧部8处，为了避免工件表面受到污染，可在夹紧工件时，用洁净的布对夹紧部8进行擦拭干净。再用托架拖住工件，并调整工件位置，接着开启液压驱动装置11，驱动压力控制1～2MPa，夹紧部8夹紧距离工件底部1/4～1/3处。

(b)安装送丝枪25并调整送丝枪25的位置：将定位板23在升降机构22上调整高度，调整送丝枪25与工件之间的高度距离，调整后在升降机构22上设置卡紧装置35，卡紧装置35支撑定位板23，然后转动夹板24，调整送丝枪25焊接位置。

(c)调平特征匹配台21：在支撑台20拉出水平线，再逐个对调整杆31的高度进行调整，调整水平板32距离支撑台20的高度，根据水平线的位置将水平板32调整到同一高度上。然后将特征匹配台21放置在水平板32上，完成特征匹配台21调平工作。

(d)拍摄图像及数据分析：将转动臂14转动在定位杆13上，摄像头18对工件进行连续拍摄。处理器17对拍摄的图像进行处理，显示器中显示工件和送丝枪25处于特征匹配台21上的位置，记录工件处于特征匹配台21上的X、Y向距离和送丝枪25处于特征匹配台21上的X、Y向距离，得到装配后的工件与送丝枪25之间的距离，然后进行具体数据分析。

(e)调整工件位置：将分析后的数据输入PLC系统，PLC系统发送指令至伺服执行机构，伺服执行机构驱动驱动杆5，驱动杆5带动转动杆4在转动座3偏转计算所得角度。然后开启摄像头18，摄像头18对工件进行连续拍摄，处理器17对拍摄的图像进行处理，显示器中显示工件和送丝枪25处于特征匹配台21上的位置，确认工件的焊接部位与送丝枪25的焊点相互匹配，如不匹配，可再次将数据输入PLC系统，使得伺服执行机构驱动驱动杆5，直至工件的焊接部位与送丝枪25的焊点相互匹配为止。

(f)限定工件位置：在底座1上放置两个支撑架，支撑架设置在驱动杆5的两侧。再在支撑架上滑入导向装置，接着在导向装置上滑入竖杆，将竖杆夹紧驱动杆5，然后在竖杆上套入横杆，限定驱动杆5，进而限定工件位置。

(g)送丝枪25焊接工件。

本发明在焊接前，采用摄像头18进行拍照，该摄像头18具有CCD高速、高分辨率的摄像技术，摄像头18对焊接工件、送丝枪25和特征匹配台21进行拍摄，特征匹配台21起到参考作用，经由图像处理后，进行数据分析，可得到焊接工件和送丝枪25处于特征匹配台21的具体位置，对焊点进行三维定位，再将数据输入PLC系统，由PLC系统发送指令至伺服执行机构。伺服执行机构驱动驱动杆5，驱动杆5带动转动杆4在转动座3偏转计算所得角度，然后开启摄像头18，摄像头18对工件进行连续拍摄，处理器17对拍摄的图像进行处理，显示器中显示工件和送丝枪25处于特征匹配台21上的位置，确认工件的焊接部位与送丝枪25的焊点相互匹配。本发明能自动调整工件的焊接位置，将送丝枪25与工件的焊接部位精准对位，提高焊接的精准度，提高工件的焊接质量，当工件错漏装时，系统自动提示且不执行焊接指令。本发明中伺服执行机构驱动驱动杆5，转动杆4在转动座3上进行连续多次转动，在焊接时对驱动杆5进行限位作用，防止转动杆4在转动座3上转动，能保持工件稳定进行焊接。本发明能实现连续性、高质量焊接，提高焊接效率。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种智能定位高频焊，包括底座，其特征在于：所述底座上设有转动机构，所述转动机构包括转动座和转动杆，所述转动杆设有驱动杆，所述转动杆的端部设有安装部件，所述安装部件中安装有夹紧机构，所述夹紧机构包括两个夹紧部和中心轴，所述夹紧部转动于所述中心轴上，所述夹紧部的端部设有柄部，所述柄部处设有液压驱动装置；所述底座上设有拍摄台，所述拍摄台上设有定位杆，所述定位杆上设有转动臂，所述转动臂的底部设有图像处理装置，所述图像处理装置包括壳体、处理器和摄像头，所述壳体设于所述转动臂的底部，所述处理器和所述摄像头设于所述壳体中，所述摄像头设有输送线，所述输送线连接所述处理器，所述摄像头设于所述夹紧部的上方；所述拍摄台的一侧设有支撑台，所述支撑台上设有特征匹配台，所述特征匹配台设于所述夹紧部的下方；所述底座上设有升降机构，所述升降机构设有定位板，所述定位板转动连接有夹板，所述夹板上设有送丝枪。

2.根据权利要求1所述的一种智能定位高频焊，其特征在于：所述转动杆设有安装孔，所述安装孔纵向均匀分布于所述转动杆上，所述驱动杆的端部设有金属套，所述金属套设有紧固螺栓，所述紧固螺栓固定于所述安装孔中。

3.根据权利要求1所述的一种智能定位高频焊，其特征在于：所述壳体设有金属扣板，所述金属扣板之间设有夹紧块，所述摄像头设于所述夹紧块中。

4.根据权利要求1所述的一种智能定位高频焊，其特征在于：所述支撑台上设有调整杆，所述调整杆上设有水平板，相邻两个所述水平板之间对称设置，所述特征匹配台设于所述水平板上。

5.根据权利要求1所述的一种智能定位高频焊，其特征在于：所述升降机构包括升降台和升降杆，所述定位板设于所述升降杆上，所述升降杆上设有卡紧装置，所述卡紧装置支撑所述定位板。

6.根据权利要求5所述的一种智能定位高频焊，其特征在于：所述卡紧装置包括两个扣块，两个所述扣块对称设置，两个所述扣块之间设有固定螺栓。

7.根据权利要求1所述的一种智能定位高频焊，其特征在于：所述夹板之间焊接有转轴，所述转轴转动连接于所述定位板中。

8.一种基于权利要求1所述的智能定位高频焊的焊接方法，其特征在于包括如下步骤：

(b)安装送丝枪并调整送丝枪的位置；

(c)调平特征匹配台；

(g)送丝枪焊接工件。

9.根据权利要求8所述的一种智能定位高频焊，其特征在于：步骤(b)具体为将定位板在升降机构上调整高度，调整送丝枪与工件之间的高度距离，调整后在升降机构上设置卡紧装置，卡紧装置支撑定位板，然后转动夹板，调整送丝枪焊接位置。

10.根据权利要求8所述的一种智能定位高频焊，其特征在于：步骤(c)具体为在支撑台拉出水平线，再逐个对调整杆的高度进行调整，调整水平板距离支撑台的高度，根据水平线的位置将水平板调整到同一高度上，然后将特征匹配台放置在水平板上，完成特征匹配台调平工作。