CN107717184A - 一种水下焊接系统测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下焊接系统测试平台，用于模拟水下自动焊接作业，进行焊接、焊缝识别、跟踪的测试试验。其包括：用以紧固待焊接工件的支撑架；设置与支撑架的位置相适配的焊头部，焊头部包括：能够至少在两个相垂直方向上进行移动控制的固定架；紧固在固定架上，且可沿固定架的延伸方向进行移动和/或自身角度转动调节的视觉组件；可拆卸的连接在固定架上，用以对支撑架上的待焊接工件进行焊接测试试验的焊枪组件。实施本发明的水下焊接系统测试平台，能够模拟水下自动焊接作业工艺，实现焊缝识别、跟踪及焊接的测试试验；结构精简、便于维修和维护；集约程度高，体积小，安全可靠。

Description

一种水下焊接系统测试平台

技术领域

本发明涉及机械工程领域，尤其涉及一种在水下进行二氧化碳保护焊接作业的水下焊接系统测试平台。

背景技术

现有技术中在水下进行的焊接作业，由于有水的存在，需要克服多种技术难题。

目前，常用的水下焊接方法有干法水下焊接和湿法水下焊接。其中：干法水下焊接的效果好，但需要搭建隔水设施将水隔开，不但成本高，而且耗时耗力。而湿法水下焊接方法，因设备存在定位安装困难，操作精度难以保证等问题，有时需要工作人员潜入水下进行工作，长时间的工作后，会对人体造成一定的损害，焊接难度也很大，效率较低。

因此，研发一种能够获取水下信息且能够进行自动化焊接的测试平台很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种水下焊接系统测试平台，能够模拟水下自动焊接作业工艺，实现焊缝识别、跟踪及焊接的测试试验；结构精简、便于维修和维护；集约程度高，体积小，安全可靠。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种水下焊接系统测试平台，用于模拟水下自动焊接作业，进行焊接、焊缝识别、跟踪的测试试验，其特征在于，包括：用以紧固待焊接工件的支撑架；设置与支撑架的位置相适配的焊头部，焊头部包括：能够至少在两个相垂直方向上进行移动控制的固定架；紧固在固定架上，且可沿固定架的延伸方向进行移动和/或自身角度转动调节的视觉组件；可拆卸的连接在固定架上，用以对支撑架上的待焊接工件进行焊接测试试验的焊枪组件，其中：焊枪组件根据视觉组件获取的待焊接工件上焊缝的精确位置和对焊缝跟踪状况的数据，对待焊接工件的焊缝进行焊接测试试验。

其中，固定架设置在一传动部上，传动部包括：第一传动座，第一传动座上设有X轴传动组件；连接在X轴传动组件上且可沿第一传动座滑动的第二传动座，第二传动座上设有Y轴传动组件；连接在Y轴传动组件上的且可沿第二传动座滑动的固定座底座，以及分别紧固在第一传动座和第二传动座上的水下密封电机，其中：X轴传动组件和Y轴传动组件分别由水下密封电机进行控制。

其中，通过控制水下密封电机的正转和反转联动X轴传动组件，使带动第二传动座沿第一传动座往复移动；通过控制水下密封电机的正转和反转联动Y轴传动组件，使带动固定座底座沿第二传动座往复移动；

其中，水下密封电机包括：主体密封罩；分别密封连接在主体密封罩两侧端部的前端盖和后端盖；设置在主体密封罩内部的减速机：密封套接在前端盖上且通过密封构件和/或轴承件连接在减速机上的电机转接轴；以及分别密封连接在后端盖上的水下线缆接头和气管接头。

其中，支撑架为呈立方状的框架结构，在支撑架上设有用以紧固和更换待焊接工件的夹体。

其中，还包括：垫块部，垫块部包括：底板，支撑架紧固在底板上，底板紧固连接支撑架的一侧设有吊环，底板紧固连接支撑架一侧的相对另一侧设有垫脚。

其中，还包括：垫块部，垫块部包括：底板，第一传动座紧固在底板上，底板紧固连接第一传动座的一侧设有吊环，底板紧固连接第一传动座一侧的相对另一侧设有垫脚。

其中，底板上设有贯通孔。

其中，固定架为铝型材固定架，其包括立杆和连接在立杆上的横杆；视觉组件可沿横杆往复移动，视觉组件至少包括多个摄像模块；横杆的端部设有可拆卸夹具。

其中，焊枪组件包括：焊枪本体；包覆在焊枪本体外周的密封罩；以及连接至焊枪本体内部的多根吹气管，多根吹气管对称布置。

本发明所提供的水下焊接系统测试平台，具有如下有益效果：

第一、焊枪组件根据视觉组件获取的待焊接工件上焊缝的精确位置和对焊缝跟踪状况的数据，对待焊接工件的焊缝进行焊接测试试验，能够模拟水下自动焊接作业工艺，实现焊缝识别、跟踪及焊接的测试试验。其中：焊枪组件可拆卸的连接在固定架上，可根据测试需求选用不同的夹具来固定不同规格的焊枪进行测试试验。

第二、X轴传动组件和Y轴传动组件分别由水下密封电机进行控制，使焊枪组件能够精确移动，以完成水下焊接作业；视觉组件至少包括摄像模块及照明模块，能够手动进行前后移动和角度位置调节，实现对焊缝的精确定位和跟踪。

第三，结构精简、便于维修和维护；集约程度高，体积小，安全可靠。

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获得其他的附图。

图1是本发明实施例水下焊接系统测试平台的总装结构示意图。

图2是本发明实施例水下焊接系统测试平台的垫块部的结构示意图。

图3是本发明实施例水下焊接系统测试平台的传动部的结构示意图。

图4是本发明实施例水下焊接系统测试平台传动部的水下密封电机的爆炸结构示意图。

图5是本发明实施例水下焊接系统测试平台的焊头部的结构示意图。

图6是本发明实施例水下焊接系统测试平台焊头部的焊枪组件的结构示意图。

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。

结合参见图1-图6所示，为本发明水下焊接系统测试平台的实施例一。

本实施例中的水下焊接系统测试平台，包括：垫块部1、分别紧固在垫块部1上的支撑架2和传动部3，传动部3上设置焊头部4。其中：焊头部4设置的位置与支撑架2设置的位置相适配，以使焊头部4上的焊枪组件43能够对支撑架2上固定的工件进行焊接测试作业。

具体实施时，垫块部1的作用是支撑、固定及整体搬运。本实施例中的垫块部1包括底板11，底板11的顶侧设有吊环或吊耳111，底板11的底侧设有垫脚112。其中：吊环或吊耳111和垫脚112设置的位置、数量等并不限定，其主要起到方便快速搬运及吊装到工作场所的作用。

优选的，底板1上设有按照一定规则排列的贯通孔113，贯通孔113能够降低水下焊接系统测试平台在水下的阻力及减轻重量的作用。

进一步的，支撑架2为呈立方状的框架结构，支撑架2的作用是紧固待焊接工件T。优选的实施方式中，在支撑架2上设有用以紧固和更换待焊接工件T的夹体21，该夹体21可以是标准的快速夹，实现对待焊接工件T的快速更换。夹体21固定的方式及设置的数量并不限定。

进一步的，焊头部4的固定架41设置在传动部3上，通过传动部3的传动实现固定架41在多个方向上的移动。具体地：

传动部3包括：第一传动座31，第一传动座31上设有X轴传动组件310；连接在X轴传动组件310上且可沿第一传动座31滑动的第二传动座32，第二传动座32上设有Y轴传动组件320；连接在Y轴传动组件320上的且可沿第二传动座32滑动的固定座底座33，以及分别紧固在第一传动座31和第二传动座上32的水下密封电机34，其中：X轴传动组件310和Y轴传动组件320分别由水下密封电机34进行控制。如此，能够实现精准定位，快速操作的功能。

第一传动座31和第二传动座32分别设置为框板结构，第一传动座31的相对两侧分别设有滑轨31a，X轴传动组件310和水下密封电机34固定在第一传动座31的中部，第二传动座32设置在该滑轨31a上；第二传动座32的相对两侧分别设有滑轨32a，Y轴传动组件320和水下密封电机34固定第二传动座32的中部，固定座底座33设置在该滑轨32a上。如此，通过控制水下密封电机34的正转和反转联动X轴传动组件310，使带动第二传动座32沿第一传动座31往复移动；通过控制水下密封电机34的正转和反转联动Y轴传动组件320，使带动固定座底座33沿第二传动座32往复移动。

本实施例中，第二传动座32沿该滑轨31a的滑动方向为焊头部4的固定架41移动方向的X轴方向。固定座底座33沿滑轨32a的滑动方向为焊头部4的固定架41移动方向的Y轴方向。其它实施方式中，通过在相应的传动座上设置不同延伸方向的滑轨，通过控制水下密封电机34的正转和反转联动相应方向上的传动组件，实现焊头部4固定架41在多个方向上的移动，因此，本实施例中焊头部4固定架41的移动方向并不限于上述相垂直的X轴方向和Y轴方向。

进一步的，水下密封电机34包括：主体密封罩341；分别密封连接在主体密封罩341两侧端部的前端盖342和后端盖343；设置在主体密封罩341内部的减速机344：密封套接在前端盖342上且通过密封构件和/或轴承件连接在减速机344上的电机转接轴345；以及分别密封连接在后端盖343上的水下线缆接头346和气管接头347。

具体实施时，密封构件主要包括：星形密封圈348a，O形密封圈348b等，轴承件包括例如深沟球轴承348c等，此外，电机转接轴345和减速机344相连接其它构件还包括密封塞、卡簧348d等。

进一步的，焊头部4的作用是对支撑架2上固定的工件进行焊接测试作业。本实施例中的焊头部4包括:能够至少在两个相垂直方向上进行移动控制的固定架41；紧固在固定架41上，且可沿固定架的延伸方向进行移动和/或自身角度转动调节的视觉组件42；可拆卸的连接在固定架41上，用以对支撑架2上的待焊接工件T进行焊接测试试验的焊枪组件43，其中：焊枪组件43根据视觉组件42获取的待焊接工件上焊缝的精确位置和对焊缝跟踪状况的数据，对待焊接工件T的焊缝进行焊接测试试验。

本实施例中，固定架41为铝型材固定架，其包括立杆411和连接在立杆411上的横杆412；视觉组件42可沿横杆412往复移动，视觉组件42至少包括多个摄像模块及照明模块，例如：双目/多目视觉照明系统，可手动进行前后移动及角度位置调节，以实现对焊缝的实时定位和跟踪；横杆412的端部设有可拆卸夹具44。焊枪组件43通过夹具44可拆卸的连接在固定架41的横杆412上，可根据测试需求选用不同的夹具来固定不同规格的焊枪进行测试试验。

进一步的，焊枪组件43包括：焊枪本体431；包覆在焊枪本体431外周的密封罩432；以及连接至焊枪本体431内部的多根吹气管433，多根吹气管433对称布置。通过设置吹气管433向里通气，以排空密封罩里面的水，从而进行水下干法焊接的测试试验。

本实施例中的水下焊接系统测试平台在具体实施时，通过垫块部1将整个测试平台搬运或吊装到工作场所后，通过对水下密封电机34正反转的控制，使安装在固定架41上面的焊枪组件43相对工件T按设定好的轨迹移动，同时通过对焊枪组件43进行通气、送丝、通电等。使其焊枪组件43在工件上面进行焊接测试试验。由于水下焊接系统测试平台搭载了视觉组件42，其摄像模块整体可手动进行前后移动及角度位置调节的安装在固定架41上，通过视觉组件42的控制及观察，可以实时判断焊缝的精确位置，并加以跟踪。焊枪组件43根据视觉组件42获取的待焊接工件上焊缝的精确位置和对焊缝跟踪状况的数据，对待焊接工件T的焊缝进行焊接测试试验。

实施本发明的水下焊接系统测试平台，具有如下有益效果：

第一、焊枪组件根据视觉组件获取的待焊接工件上焊缝的精确位置和对焊缝跟踪状况的数据，对待焊接工件的焊缝进行焊接测试试验，能够模拟水下自动焊接作业工艺，实现焊缝识别、跟踪及焊接的测试试验。其中：焊枪组件经可拆卸的连接在固定架上，可根据测试需求选用不同的夹具来固定不同规格的焊枪进行测试试验。

第二、X轴传动组件和Y轴传动组件分别由水下密封电机进行控制，使焊枪组件能够精确移动，以完成水下焊接作业；视觉组件至少包括摄像模块及照明模块，能够手动进行前后移动和角度位置调节，实现对焊缝的精确定位和跟踪。

第三，结构精简、便于维修和维护；集约程度高，体积小，安全可靠。

Claims (10)

1.一种水下焊接系统测试平台，用于模拟水下自动焊接作业，进行焊接、焊缝识别、跟踪的测试试验，其特征在于，包括：

用以紧固待焊接工件的支撑架；

设置与所述支撑架的位置相适配的焊头部，所述焊头部包括：

能够至少在两个相垂直方向上进行移动控制的固定架；

紧固在所述固定架上，且可沿所述固定架的延伸方向进行移动和/或自身角度转动调节的视觉组件；

可拆卸的连接在所述固定架上，用以对支撑架上的所述待焊接工件进行焊接测试试验的焊枪组件，其中：

所述焊枪组件根据所述视觉组件获取的所述待焊接工件上焊缝的精确位置和对焊缝跟踪状况的数据，对所述待焊接工件的焊缝进行焊接。

2.如权利要求1所述的水下焊接系统测试平台，其特征在于，所述固定架设置在一传动部上，所述传动部包括：

第一传动座，所述第一传动座上设有X轴传动组件；

连接在所述X轴传动组件上且可沿所述第一传动座滑动的第二传动座，所述第二传动座上设有Y轴传动组件；

连接在所述Y轴传动组件上的且可沿所述第二传动座滑动的固定座底座，以及

分别紧固在所述第一传动座和所述第二传动座上的水下密封电机，其中：所述X轴传动组件和所述Y轴传动组件分别由所述水下密封电机进行控制。

3.如权利要求2所述的水下焊接系统测试平台，其特征在于，通过控制水下密封电机的正转和反转联动所述X轴传动组件，使带动所述第二传动座沿所述第一传动座往复移动；

通过控制水下密封电机的正转和反转联动所述Y轴传动组件，使带动所述固定座底座沿所述第二传动座往复移动。

4.如权利要求2或3所述的水下焊接系统测试平台，其特征在于，所述水下密封电机包括：

主体密封罩；

分别密封连接在所述主体密封罩两侧端部的前端盖和后端盖；

设置在所述主体密封罩内部的减速机：

密封套接在所述前端盖上且通过密封构件和/或轴承件连接在所述减速机上的电机转接轴；以及

分别密封连接在所述后端盖上的水下线缆接头和气管接头。

5.如权利要求1所述的水下焊接系统测试平台，其特征在于，所述支撑架为呈立方状的框架结构，在所述支撑架上设有用以紧固和更换待焊接工件的夹体。

6.如权利要求1所述的水下焊接系统测试平台，其特征在于，还包括：垫块部，所述垫块部包括：

底板，所述支撑架紧固在所述底板上，所述底板紧固连接所述支撑架的一侧设有吊环，所述底板紧固连接所述支撑架一侧的相对另一侧设有垫脚。

7.如权利要求2所述的水下焊接系统测试平台，其特征在于，还包括：垫块部，所述垫块部包括：

底板，所述第一传动座紧固在所述底板上，所述底板紧固连接所述第一传动座的一侧设有吊环，所述底板紧固连接所述第一传动座一侧的相对另一侧设有垫脚。

8.如权利要求6或7所述的水下焊接系统测试平台，其特征在于，所述底板上设有贯通孔。

9.如权利要求1所述的水下焊接系统测试平台，其特征在于，所述固定架为铝型材固定架，其包括立杆和连接在所述立杆上的横杆；

所述视觉组件可沿所述横杆往复移动，所述视觉组件至少包括多个摄像模块；

所述横杆的端部设有可拆卸夹具。

10.如权利要求1所述的水下焊接系统测试平台，其特征在于，所述焊枪组件包括：

焊枪本体；

包覆在所述焊枪本体外周的密封罩；以及

连接至所述焊枪本体内部的多根吹气管，所述多根吹气管对称布置。