CN108672969A - 一种定日镜主梁的焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种定日镜主梁的焊接系统。该系统包括：焊接平台，主梁控制单元，用于固定和控制主梁轴向转动；焊接件控制单元，用于控制焊接件相对于主梁进行位置移动；图像采集单元，用于在焊接件控制单元将焊接件移动至主梁的焊接位置时，获取焊接件与主梁的焊缝图像；焊缝分析单元，用于根据焊缝图像，确定焊缝是否为可焊接焊缝，若为可焊接焊缝，根据焊缝图像确定焊接方式和焊丝参数；焊接单元，包括焊枪，至少两种焊丝和焊枪控制组件，用于根据焊丝参数确定焊丝，并根据焊接方式通过焊枪控制组件控制焊枪进行焊接。上述技术方案，可以实现在自动控制下，对主梁和焊接件实现稳定焊接的效果，提高了焊接质量和焊接效率。

Description

一种定日镜主梁的焊接系统

技术领域

本发明实施例涉及焊接技术领域，尤其涉及一种定日镜主梁的焊接系统。

背景技术

随着经济的迅速发展，人们越来越重视绿色能源问题，为了能够在得到能源的同时，又不会给人类赖以生存的环境造成损害，中央塔式集热器发电站应运而生。

随着中央塔式集热器发电站的数量增加，对于中央塔式集热器发电站的定日镜的框架需求也越来越大。该框架小则几平方米左右，大则数十平方米甚至数百平方米，因此，定日镜的框架的稳定性尤为重要。

在定日镜的框架中，可以分为横向和竖向的梁，可以把规格较大的梁叫做主梁，主梁和与主梁垂直的梁架通过在主梁上的焊接件固定，因此，焊接件的焊接牢固性对于定日镜的框架的稳定性起着至关重要的作用。然而在面临需求量大和规模大两个问题时，如何能够在保证生产质量的同时兼顾生产效率，已经成为亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明实施例提供一种定日镜主梁的焊接系统，可以实现在自动控制下，对主梁和焊接件实现稳定焊接的效果，提高了焊接质量和焊接效率。

本发明实施例提供了一种定日镜主梁的焊接系统，该系统包括：

焊接平台，包括主梁控制单元，焊接件控制单元，图像采集单元，焊缝分析单元和焊接单元；

所述主梁控制单元，用于固定和控制主梁轴向转动；

所述焊接件控制单元，用于控制焊接件相对于所述主梁进行位置移动；

所述图像采集单元，用于在所述焊接件控制单元将焊接件移动至所述主梁的焊接位置时，获取所述焊接件与所述主梁的焊缝图像；

所述焊缝分析单元，用于根据所述焊缝图像，确定所述焊缝是否为可焊接焊缝，若为可焊接焊缝，针对焊缝情况将可焊接焊缝分为一个或者至少两个焊缝区域，并针对每个焊缝区域确定焊接方式；；

所述焊接单元，包括焊枪和焊枪控制组件，用于根据每个焊缝区域确定的焊接方式，通过所述焊枪控制组件控制焊枪进行焊接。

进一步的：所述主梁控制单元一端以工装夹具、机械臂、卡箍中的一种或多种方式与主梁固定接触，所述主梁控制单元设置有驱动轴承，用于驱动所述主梁轴向转动；另一端设置有支撑部，用于为主梁提供支撑力。

进一步的：所述焊接件控制单元，设置于所述焊接平台上，控制焊接件沿主梁轴向和径向移动，用于通过轴向移动组件将所述焊接件移动至所述主梁的焊接位置，并通过径向移动组件将所述焊接件移动至所述主梁的焊接位置，形成焊缝。

进一步的：所述图像采集单元，用于通过获取所述主梁与所述焊接件的红外图像或者标准图像，确定所述主梁与所述焊接件之间的焊缝图像。

进一步的：所述图像采集单元通过图像采集单元移动组件进行移动。

进一步的，所述焊缝分析单元包括：

径向距离确定子单元，用于根据所述焊缝图像，确定焊缝的径向距离；

可焊接焊缝判断子单元，用于根据所述焊缝的径向距离，确定所述焊缝是否为可焊接焊缝；

焊缝分析单元，用于对所述可焊接焊缝判断子单元判断为可焊接焊缝进行分区；分区结果为一个或者至少两个焊缝区域；

所述焊缝分析单元还用于：针对每个焊缝区域确定焊接方式。

进一步的，可焊接焊缝判断子单元具体用于：

当所述焊缝的存在径向距离大于等于第一距离阈值时，确定为不可焊接焊缝；

当所述焊缝的不可焊接区域的累计长度超过预设长度时，确定为不可焊接区域，采用跳过方式进行处理；

当所述焊缝的径向距离小于第一距离阈值，且大于第二距离阈值时，确定为特殊焊接区域，采用堆焊等特殊焊接方式；

当所述焊缝的径向距离小于第二距离阈值时，确定为普通焊接区域，采用直接焊接的方式。

所述焊接件控制单元，还用于：

在所述焊缝分析单元的可焊接焊缝判断子单元判断为不可焊接焊缝时，更换所述焊接件。

进一步的，所述焊接件控制单元更换焊接件次数达到更换预设次数之后，确定所述主梁为不合格件，并更换主梁。

进一步的：

当可焊接焊缝判断子单元判断所述焊缝的不可焊接区域累计长度大于预设长度时，确定该焊缝为不可焊接焊缝。

本发明实施例所提供的技术方案，通过设置：焊接平台，包括主梁控制单元，焊接件控制单元，图像采集单元，焊缝分析单元和焊接单元；所述主梁控制单元，用于固定和控制主梁轴向转动；所述焊接件控制单元，用于控制焊接件相对于所述主梁进行位置移动；所述图像采集单元，用于在所述焊接件控制单元将焊接件移动至所述主梁的焊接位置时，获取所述焊接件与所述主梁的焊缝图像；所述焊缝分析单元，用于根据所述焊缝图像，确定所述焊缝是否为可焊接焊缝，若为可焊接焊缝，根据所述焊缝图像确定焊接方式和焊丝参数；所述焊接单元，包括焊枪，至少两种焊丝和焊枪控制组件，用于根据所述焊丝参数确定焊丝，并根据焊接方式通过所述焊枪控制组件控制焊枪进行焊接，可以实现在自动控制下，对主梁和焊接件实现稳定焊接的效果，提高了焊接质量和焊接效率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的定日镜主梁的焊接系统的结构框图；

图2是本发明实施例一提供的定日镜主梁的焊接系统的焊缝示意图；

图3是本发明实施例一提供的焊缝示意图；

图4是本发明实施例一提供的定日镜主梁的焊接系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的定日镜主梁的焊接系统的结构框图，本实施例可适用对定日镜的框架进行焊接的情况，该系统可以由软件和/或硬件的方式来实现。

如图1所示，所述定日镜主梁的焊接系统包括：

焊接平台100，包括主梁控制单元110，焊接件控制单元120，图像采集单元130，焊缝分析单元140和焊接单元150；

所述主梁控制单元110，用于固定和控制主梁轴向转动；

所述焊接件控制单元120，用于控制焊接件相对于所述主梁进行位置移动；

所述图像采集单元130，用于在所述焊接件控制单元120将焊接件移动至所述主梁的焊接位置时，获取所述焊接件与所述主梁的焊缝图像；

所述焊缝分析单元140，用于根据所述焊缝图像，确定所述焊缝是否为可焊接焊缝，若为可焊接焊缝，针对焊缝情况将可焊接焊缝分为一个或者至少两个焊缝区域，并针对每个焊缝区域确定焊接方式；

所述焊接单元150，包括焊枪和焊枪控制组件，用于根据每个焊缝区域确定的焊接方式，通过所述焊枪控制组件控制焊枪进行焊接。

其中，焊接平台可以是多功能一体化的焊接平台，可以在上面实现不同规格的主梁与焊接件的焊接，其中，可以通过调整控制和固定主梁的大小和距离等方式，适应于不同形状以及不同粗细的主梁。这样焊接平台可以适应各种规格、形状的主梁或者其他定日镜构件的焊接，扩大焊接平台的适用范围，提高生产效率。

其中，所述主梁控制单元，用于固定和控制主梁轴向转动。具体的固定方式可以是两端固定的方式，还可以是一端固定，另一端仅支撑的方式。其中主梁轴向转动可以解决主梁同一位置不同方向的焊接的问题，只要轴向转动主梁，就可以在主梁的同一位置上，焊接多个焊接件，这样设置的好处是可以在将主梁固定在焊接平台后，直接完成这个主梁上所有方位的焊接件焊接工作，无需将主梁拆下来换个角度重装，节省了人力物力，同时也提高了焊接效率。

在本实施例中，可选的，所述焊接件控制单元，设置于所述焊接平台上，控制焊接件沿主梁轴向和径向移动，用于通过轴向移动组件将所述焊接件移动至所述主梁的焊接位置，并通过径向移动组件将所述焊接件移动至所述主梁的焊接位置，形成焊缝。

所述焊接件控制单元，用于控制焊接件相对于所述主梁进行位置移动。其中，相对主梁进行移动可以是相对主梁进行主梁轴向方向的移动，这样可以在主梁的不同位置，如5米、10米以及15米处，焊接焊接件。还可以是相对主梁轴向的垂直方向进行移动，这样可以控制焊接件接近和原理主梁，避免对主梁的移动或者转动造成阻碍。在本实施例中，如果不转动主梁，则可以控制焊接件相对主梁焊接位置的不同方向进行移动，如主梁水平方式，可以在5米处的正上方、侧上方甚至水平方向等方向进行移动。这样设置的好处是当焊接件的角度在一定范围内时，无需转动主梁，直接通过移动焊接件在不同的方位接近至接触主梁，再通过焊枪进行焊接即可，则无需多次对主梁进行转动，避免主梁因为自重过大带来的转动误差。

所述图像采集单元，用于在所述焊接件控制单元将焊接件移动至所述主梁的焊接位置时，获取所述焊接件与所述主梁的焊缝图像。

在本实施例中，可选的，所述图像采集单元，用于通过获取所述主梁与所述焊接件的红外图像或者标准图像，确定所述主梁与所述焊接件之间的焊缝图像。

在本实施例中，可选的，所述图像采集单元通过图像采集单元移动组件进行移动。

其中图像采集单元可以是采集正常图像的摄像头，还可以是红外摄像头，甚至其他可以辨别焊缝大小的摄像装置。图像采集单元优选的可以是可移动的图像采集装置，其移动方式可以是保证和焊接件控制单元的距离保持不变，这样设置的好处是有利于焊缝图像的获取和分析。

其中当焊接件控制单元将焊接件移动至主梁的焊接位置时，可以在焊接件已经接触主梁且无法移动时，产生相应的反馈信号后，根据该反馈信号生成图像采集装置开启信号，进而进行图像获取，这样设置的好处是可以避免图像采集装置在焊接件未与主梁紧密贴合时获取照片无法确定焊缝的大小，并且还可以节约能源，避免能源浪费。

所述焊缝分析单元，用于根据所述焊缝图像，确定所述焊缝是否为可焊接焊缝，若为可焊接焊缝，根据所述焊缝图像确定焊接方式和焊丝参数。

在得到焊缝图像后，可以对当前焊缝进行分析，其中主要分析两方面原因，其一是当前焊缝是否能够进行焊接，这是因为在主梁表面存在凹陷等缺陷造成，或者避免焊接件规格与主梁规格不匹配等问题，都可以通过分析焊缝来发现并解决相应的问题。另一方面，焊缝分析单元可以分析当前焊缝可以采用哪种焊接方式，采用什么材质和规格的焊丝等。这样可以做到根据不同大小的焊缝采用不同的方式和规格的焊丝的方式，达到保证焊接质量的效果。

所述焊接单元，包括焊枪，至少两种焊丝和焊枪控制组件，用于根据所述焊丝参数确定焊丝，并根据焊接方式通过所述焊枪控制组件控制焊枪进行焊接。

其中，焊接单元可以控制焊枪的移动，并且可以为焊枪配置不同的焊丝，这样就可以达到因为焊缝的不同选择不同的焊丝的效果。焊枪工作过程中可以通过控制焊枪头与焊缝的相对位置来实现，并且可以辅以图像采集装置获取图像的方式对焊接位置和焊接质量的在此判断，这样可以对焊接质量提供更有效的保证和管控。

本发明实施例所提供的技术方案，通过设置：焊接平台，包括主梁控制单元，焊接件控制单元，图像采集单元，焊缝分析单元和焊接单元；所述主梁控制单元，用于固定和控制主梁轴向转动；所述焊接件控制单元，用于控制焊接件相对于所述主梁进行位置移动；所述图像采集单元，用于在所述焊接件控制单元将焊接件移动至所述主梁的焊接位置时，获取所述焊接件与所述主梁的焊缝图像；所述焊缝分析单元，用于根据所述焊缝图像，确定所述焊缝是否为可焊接焊缝，若为可焊接焊缝，根据所述焊缝图像确定焊接方式和焊丝参数；所述焊接单元，包括焊枪，至少两种焊丝和焊枪控制组件，用于根据所述焊丝参数确定焊丝，并根据焊接方式通过所述焊枪控制组件控制焊枪进行焊接，可以实现在自动控制下，对主梁和焊接件实现稳定焊接的效果，提高了焊接质量和焊接效率。

在上述技术方案的基础上，可选的，所述主梁控制单元一端以工装夹具、机械臂、卡箍中的一种或多种方式与主梁固定接触，所述主梁控制单元设置有驱动轴承，用于驱动所述主梁轴向转动；另一端设置有支撑部，用于为主梁提供支撑力。其中，可以在支撑部的上端设置有滚轮，这样可以减小在主梁轴向转动过程中的阻力，减小误差。

在上述技术方案的基础上，可选的，所述焊缝分析单元包括：径向距离确定子单元，用于根据所述焊缝图像，确定焊缝的径向距离；可焊接焊缝判断子单元，用于根据所述焊缝的径向距离，确定所述焊缝是否为可焊接焊缝；焊缝分析单元，用于对所述可焊接焊缝判断子单元判断为可焊接焊缝进行分区；分区结果为一个或者至少两个焊缝区域；所述焊缝分析单元还用于：针对每个焊缝区域确定焊接方式。

图2是本发明实施例一提供的定日镜主梁的焊接系统的焊缝示意图。如图2所示，主梁和焊接件接触后，主梁的外壁离圆心O的距离为D2，焊接件上某一点与圆心O的距离为D2，当焊接件已经接触主梁后，焊接件与主梁外壁的距离就是焊缝宽度，如图中所示的D2-D1就是焊缝的宽度值。

在本技术方案中，可选的，还可以根据焊缝的形状来确定焊接方式和焊丝参数等，这种方法与确定焊缝宽度的方法都能够实现根据焊缝的情况来判断焊接件是否与主梁契合，能够保证焊接的稳定性。

在上述技术方案的基础上，可选的，所述焊接件控制单元更换焊接件次数达到更换预设次数之后，确定所述主梁为不合格件，并更换主梁。本技术方案在上述各技术方案的基础上，提供了一种当焊缝为不可焊接的情况下，采取更换焊接件的方式来弥补焊缝过大等问题，如果通过更换两次依然不能够弥补，则确定为主梁此处的外壁变形较大，不适合做焊接处理，可以转而通过其他措施进行应对，如更换主梁，或者将主梁外壁调平消除外形缺陷等方式。

在上述技术方案的基础上，可选的，可焊接焊缝判断子单元具体用于：当所述焊缝的存在径向距离大于等于第一距离阈值时，确定为不可焊接焊缝；当所述焊缝的不可焊接区域的累计长度超过预设长度时，确定为不可焊接区域，采用跳过方式进行处理；当所述焊缝的径向距离小于第一距离阈值，且大于第二距离阈值时，确定为特殊焊接区域，采用堆焊等特殊焊接方式；当所述焊缝的径向距离小于第二距离阈值时，确定为普通焊接区域，采用直接焊接的方式；所述焊接件控制单元，还用于：在所述焊缝分析单元的可焊接焊缝判断子单元判断为不可焊接焊缝时，更换所述焊接件。这样设置的好处是可以根据不同的焊接区域采用不同的方式进行焊接，保证焊接质量的同时，避免焊接方式影响焊接强度以及对焊料和能源的过度消耗。

在上述技术方案的基础上，可选的，当可焊接焊缝判断子单元判断所述焊缝的不可焊接区域累计长度大于预设长度时，确定该焊缝为不可焊接焊缝。这样设置的好处是可以保证所述焊接件与主梁的焊接强度，避免跳过的区域过大而致使焊接件的焊接强度不能够满足需求。

图3是本发明实施例一提供的焊缝示意图。如图3所示，主梁外壁与焊接件之间形成的焊缝的宽度未必均等，可以通过设置一个预设距离Δ1，当焊缝宽度大于Δ1时，跳过相应位置，当焊缝宽度小于Δ1时，进行焊接，这样设置的好处是可以在焊缝宽度过宽的位置跳过，避免材料的浪费，但是为了保证焊接后的强度，需要在每个焊缝中保证累计焊接长度，其中累计焊接长度可以根据需求来设定，可以是焊缝长度的百分比值。

图4是本发明实施例一提供的定日镜主梁的焊接系统的示意图。如图4所示，在通过主梁控制单元将主梁固定后，焊接件控制单元可以沿着主梁轴向方向移动，还可以控制焊接件接近和原理主梁外壁，图像采集单元与焊接件控制单元可以保持一个固定距离，所以图像采集单元也可以和焊接件一同沿着主梁的轴向方向移动。焊缝分析单元未在图中示出，可以通过编写在处理器中的程序来实现对焊缝的识别和分析。焊接单元主要是通过焊枪和焊丝(图中未示出)对焊缝进行焊接工作。

本实施例中各组件所达到的有益效果与上述实施例相同，此处不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种定日镜主梁的焊接系统，其特征在于，包括：

焊接平台，包括主梁控制单元，焊接件控制单元，图像采集单元，焊缝分析单元和焊接单元；

所述主梁控制单元，用于固定和控制主梁轴向转动；

所述焊接件控制单元，用于控制焊接件相对于所述主梁进行位置移动；

所述图像采集单元，用于在所述焊接件控制单元将焊接件移动至所述主梁的焊接位置时，获取所述焊接件与所述主梁的焊缝图像；

所述焊缝分析单元，用于根据所述焊缝图像，确定所述焊缝是否为可焊接焊缝，若为可焊接焊缝，针对焊缝情况将可焊接焊缝分为一个或者至少两个焊缝区域，并针对每个焊缝区域确定焊接方式；

所述焊接单元，包括焊枪和焊枪控制组件，用于根据每个焊缝区域确定的焊接方式，通过所述焊枪控制组件控制焊枪进行焊接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述主梁控制单元一端以工装夹具、机械臂、卡箍中的一种或多种方式与主梁固定接触，所述主梁控制单元设置有驱动轴承，用于驱动所述主梁轴向转动；另一端设置有支撑部，用于为主梁提供支撑力。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述焊接件控制单元，设置于所述焊接平台上，控制焊接件沿主梁轴向和径向移动，用于通过轴向移动组件将所述焊接件移动至所述主梁的焊接位置，并通过径向移动组件将所述焊接件移动至所述主梁的焊接位置，形成焊缝。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述图像采集单元，用于通过获取所述主梁与所述焊接件的红外图像或者标准图像，确定所述主梁与所述焊接件之间的焊缝图像。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述图像采集单元通过图像采集单元移动组件进行移动。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述焊缝分析单元包括：

径向距离确定子单元，用于根据所述焊缝图像，确定焊缝的径向距离；

可焊接焊缝判断子单元，用于根据所述焊缝的径向距离，确定所述焊缝是否为可焊接焊缝；

焊缝分析单元，用于对所述可焊接焊缝判断子单元判断为可焊接焊缝进行分区；分区结果为一个或者至少两个焊缝区域；

所述焊缝分析单元还用于：针对每个焊缝区域确定焊接方式。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，可焊接焊缝判断子单元具体用于：

当所述焊缝的存在径向距离大于等于第一距离阈值时，确定为不可焊接焊缝；

当所述焊缝的不可焊接区域的累计长度超过预设长度时，确定为不可焊接区域，采用跳过方式进行处理；

当所述焊缝的径向距离小于第一距离阈值，且大于第二距离阈值时，确定为特殊焊接区域，采用堆焊等特殊焊接方式；

当所述焊缝的径向距离小于第二距离阈值时，确定为普通焊接区域，采用直接焊接的方式；

所述焊接件控制单元，还用于：

在所述焊缝分析单元的可焊接焊缝判断子单元判断为不可焊接焊缝时，更换所述焊接件。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述焊接件控制单元更换焊接件次数达到更换预设次数之后，确定所述主梁为不合格件，并更换主梁。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：

当可焊接焊缝判断子单元判断所述焊缝的不可焊接区域累计长度大于预设长度时，确定该焊缝为不可焊接焊缝。