CN109084689A - 一种用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及平整度检测技术领域，尤其涉及一种用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装及控制系统。本发明的柔性化工装，包括：机架、若干平整度检测单元、检测板边缘定位单元，机架的底部布置有用于机架在检测板上沿焊缝方向滑动的滑动单元；若干平整度检测单元的数量与检测板上焊缝的数量相匹配；平整度检测单元均包括第一激光测距仪以及第二激光测距仪，第一激光测距仪与第二激光测距仪位于同一条焊缝的两侧固定设置在机架上，并且其激光发射端对准焊缝两侧的检测面；检测板边缘定位单元设置在机架的第一端的端部，并且始终与检测板第一侧边接触。焊缝两侧平整度检测快速、方便，省时省力，并且功能丰富，实用性强。

Description

一种用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装及控制系统

技术领域

本发明涉及平整度检测技术领域，尤其涉及一种用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装及控制系统。

背景技术

动车的侧墙通常通过多块型材板焊接进行组合，而当型材板彼此进行焊接时，不可避免的在焊缝的两侧会产生一定的变形，如若变形严重不单单会影响侧墙的整体外观，更甚者，侧墙的严重变形将导致侧墙在车体内无法安装，或影响侧墙上的其他功能部件无法安装。

为了保证焊接后侧墙的表面平整度满足使用要求，通常对侧墙焊缝两侧板面的平整度进行检测，而这种检测到目前为止还停留在手动逐步测量的阶段，检测速度慢，费时费力，远远不能满足加工上的需要。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装，可实现检测板焊缝两侧平整度的快速检测，省时省力；本发明的另一个目的在于提供一种用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装的控制系统，用于实现焊缝两侧平整度检测的智能化。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装，包括：机架、若干平整度检测单元、检测板边缘定位单元，其中：机架的底部布置有用于机架在检测板上沿焊缝方向滑动的滑动单元；若干平整度检测单元的数量与检测板上焊缝的数量相匹配；平整度检测单元均包括第一激光测距仪以及第二激光测距仪，第一激光测距仪与第二激光测距仪位于同一条焊缝的两侧，且固定设置在机架上，并且其激光发射端对准焊缝两侧的检测面；检测板边缘定位单元设置在机架的第一端的端部，并且始终与检测板第一侧边接触。

进一步的，机架包括横板梁以及用于支撑横板梁的支腿，其中：横板梁包括前侧板、后侧板、上顶板、以及下底板，前侧板与后侧板平行间隔布置，上顶板与下底板分别位于前侧板和后侧板的顶部与底部，连接左侧板与右侧板组合成横板梁；支腿为三角支腿架，包括第一支腿架以及第二支腿架，第一支腿架与第二支腿架分别位于横板梁底部的第一端与第二端支撑横板梁。

进一步的，第一支腿架的底部前后连接两个转动滚轮，第二支腿架的底部连接一个转动滚轮，形成滑动单元；或者，第二支腿架的底部前后连接两个转动滚轮，第一支腿架的底部连接一个转动滚轮，形成滑动单元。

进一步的，机架的顶部固定连接有第一把手以及第二把手，其中：第一把手靠近检测板边缘定位单元设置；第二把手位于机架顶部的中部。

进一步的，检测板边缘定位单元包括竖直设置的且上端与机架固定的连接轴、以及滚动套装在连接轴下端的辊子，辊子侧壁与检测板第一侧边滚动接触。

进一步的，用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装还包括板高测量单元，板高测量单元设置在机架的第二端的端部。

进一步的，板高测量单元为视觉测量单元，视觉测量单元竖直设置且其摄像输入端对准检测板的第二侧边。

进一步的，板高测量单元为激光测量单元，激光测量单元包括第三激光测距仪、抵板、转轴、以及弹簧，其中：转轴水平设置且与机架旋转连接；抵板的上端与转轴侧壁固定连接，并且抵板的内侧始终抵靠检测板的第二侧边；弹簧竖直设置，其第一端与机架固定连接，第二端与转轴的内侧面固定连接；第三激光测距仪水平固定设置在机架的第二端且其激光发射端对准抵板的内侧面。

进一步的，用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装还包括工件长度测量单元，工件长度测量单元为装有胶辊的绝对值编码器，所述工件长度测量单元设置在机架的底部且与检测板板面滚动接触。

本发明的一种用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装，具有以下有益效果：

1、本发明的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装，通过滑动单元的设置使得柔性化工装可以滑动到检测板的任意长度位置，并通过平整度检测单元对该处焊缝两侧的平整度进行检测，省时省力；此外通过检测板边缘定位单元的设置，使得柔性化工装在滑动过程中始终不会偏离工作轨迹。

2、本发明的机架的前侧板、后侧板、第一支腿架、以及第二支腿架上均布有若干通孔，节材减重，使得柔性化工装的滑动更加灵敏。

3、本发明的滑动单元包括三个滚轮，从而实现了柔性化工装的三角支撑，三角支撑可以使得柔性化工装更好的与检测板贴合，且支撑稳定。

4、本发明的机架的顶部固定连接有第一把手以及第二把手，第一把手用于提供检测板边缘定位单元与检测板第一侧边始终接触的推力，第二把手用于提供柔性化工装沿检测板滑动的推力，从而实现检测板任意长度位置处焊缝两侧平整度的检测。

5、本发明的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装还包括板高测量单元，在焊缝两侧平整度检测的同时实现板高的测量，功能更丰富。

6、本发明的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装还包括工件长度测量单元，可实现检测板的板长测量，实用性更强。

7、本发明的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装，焊缝两侧平整度检测快速、方便，省时省力，并且功能丰富，实用性强。

本发明还提供了一种用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装的控制系统，包括中央控制单元、标准数据存储单元、以及显示单元，其中：平整度检测单元、板高测量单元、板长测量单元、标准数据存储单元、以及显示单元分别与中央控制单元电连接；中央控制单元用于接收平整度检测单元的检测数据信息与标准数据存储单元内存储的标准数据进行比对，并控制显示单元显示比对结果；以及用于接收板高测量单元、以及板长测量单元的测量数据信息并控制显示单元进行显示。

本发明的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装的控制系统实现了柔性化工装的智能检测，应用更为便捷。

附图说明

为了更清楚的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的介绍，显而易见的，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它附图。

图1为本发明的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装的整体结构示意图(一)；

图2为本发明的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装的整体结构示意图(二)；

图3为本发明的板高测量单元为激光测量单元时的结构示意图；

图4为检测板的截面结构示意图；

图中：1-机架、11-横板梁、111-前侧板、112-后侧板、113-上顶板、114-下底板、12-支腿、121-第一支腿架、122-第二支腿架、131-第一把手、132-第二把手、2-平整度检测单元、21-第一激光测距仪、22-第二激光测距仪、3-检测板边缘定位单元、31-连接轴、32-辊子、4-滑动单元、41-滚轮、5-激光测量单元、51-第三激光测距仪、52-抵板、53-转轴、54-弹簧、6-视觉测量单元、7-工件长度测量单元、8-检测板、9-中央控制单元

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1、图2、图4所示，本发明实施例的一种用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装，包括：机架1、若干平整度检测单元2、检测板边缘定位单元3，其中：机架1的底部布置有用于机架1在检测板上沿焊缝方向滑动的滑动单元4；若干平整度检测单元2的数量与检测板上焊缝的数量相匹配；平整度检测单元2均包括第一激光测距仪21以及第二激光测距仪22，第一激光测距仪21与第二激光测距仪22位于同一条焊缝的两侧固定设置在机架1上，并且其激光发射端对准焊缝两侧的检测面；检测板边缘定位单元3设置在机架1的第一端的端部，并且始终与检测板第一侧边接触。

具体的，滑动单元4的设置主要为了实现柔性化工装在检测板长度方向任意位置的移动行走。检测板的焊缝两侧平面即为所述的检测面，第一激光测距仪21以及第二激光测距仪22用于测量激光发射端与检测面之间的距离，从而通过将测量距离与标准数据进行比对判断检测面的平整度；第一激光测距仪21以及第二激光测距仪22的型号，本领域技术人员可根据实际情况选择使用。优选的，如图1所示，检测板边缘定位单元3包括竖直设置的且上端与机架1固定的连接轴31、以及滚动套装在连接轴31下端的辊子32，辊子32侧壁与检测板第一侧边滚动接触；检测板8第一侧边与检测板边缘定位单元3之间的接触方式为滚动接触，从而避免了检测板8第一侧边的磨损，此外也大大减小了柔性化工装在检测板8上的滑动阻力；当然，本发明的检测板边缘定位单元3也可以设计成其他结构形式，本发明不做具体限定。

本发明的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装，通过滑动单元4的设置使得柔性化工装可以滑动到检测板长度方向的任意位置，并通过平整度检测单元2对该处焊缝两侧的平整度进行检测，省时省力；此外通过检测板边缘定位单元3的设置，使得柔性化工装在滑动过程中始终不会偏离工作轨迹。

进一步的，如图1所示，机架1包括横板梁11以及用于支撑横板梁11的支腿12，其中：横板梁11包括前侧板111、后侧板112、上顶板113、以及下底板114，前侧板111与后侧板112平行间隔布置，上顶板113与下底板114分别位于前侧板111和后侧板112的顶部与底部连接左侧板与右侧板组合成横板梁11；支腿12为三角支腿架，包括第一支腿架121以及第二支腿架122，第一支腿架121与第二支腿架122分别位于横板梁11底部的第一端与第二端支撑横板梁11；前侧板111、后侧板112、第一支腿架121、以及第二支腿架122上均布有若干通孔。

具体的，机架1主要用于各功能部件的承载与安装，为了减小机架1的重量，本发明的机架1的横板梁11为前侧板111、后侧板112、上顶板113、以及下底板114组合的中空结构。第一支腿架121以及第二支腿架122并非位于横板梁11底部的端部，而是靠近端部，主要用于实现横板梁11的支撑，滑动单元4连接设置在第一支腿架121以及第二支腿架122的底部。前侧板111、后侧板112、第一支腿架121、以及第二支腿架122上均布有若干通孔，节材减重，使得柔性化工装的滑动更加灵敏。

进一步的，如图1、图2所示，第一支腿架121的底部前后连接两个转动滚轮41，第二支腿架122的底部连接一个转动滚轮41，形成滑动单元4；或者，第二支腿架122的底部前后连接两个转动滚轮41，第一支腿架121的底部连接一个滚轮41，形成滑动单元4。

具体的，第一支腿架121以及第二支腿架122可以选用三角形支腿架，三角形支腿架的顶部与横板梁11固定连接，且三角形支腿架垂直横板梁11设置，继而实现第一支腿架121的底部两个滚轮41的前后设置，或者第二支腿架122的底部两个滚轮41的前后设置；当第一支腿架121或第二支腿架122的底部转动连接一个滚轮41时，该滚轮41应该布置在第一支腿架121或第二支腿架122的中部，从而使得支撑更加平稳。滑动单元4包括三个滚轮41，从而实现了柔性化工装的三角支撑，三角支撑可以使得柔性化工装更好的与检测板8贴合，支撑稳定；避免采用四角支撑时，由于检测板8表面不平整其中一个滚轮41悬空造成支撑不稳。

进一步的，如图1所示，机架1的顶部固定连接有第一把手131以及第二把手132，其中：第一把手131靠近检测板边缘定位单元3设置；第二把手132位于机架1顶部的中部。第一把手131用于提供检测板边缘定位单元3与检测板8第一侧边始终接触的推力，第二把手132用于提供柔性化工装沿检测板8滑动的推力，从而实现检测板8任意长度位置处焊缝两侧平整度的检测。

在本发明的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装的上述一些实施例中，如图1所示，还包括板高测量单元，板高测量单元设置在机架1的第二端的端部。

具体的，板高测量单元可以为视觉测量单元6，视觉测量单元6竖直设置且其摄像输入端对准检测板8的第二侧边；视觉测量单元6根据图像分析得出检测板8的板高的具体实现方式可参照现有视觉测量系统实现方法。

进一步的，如图1、图3所示，板高测量单元还可以为激光测量单元5，激光测量单元5包括第三激光测距仪51、抵板52、转轴53、以及弹簧54，其中：转轴53水平设置且与机架1旋转连接；抵板52的上端与转轴53侧壁固定连接，并且抵板52的内侧始终抵靠检测板8的第二侧边；弹簧54竖直设置，其第一端与机架1固定连接，第二端与转轴53的内侧面固定连接；第三激光测距仪51水平固定设置在机架1的第二端且其激光发射端对准抵板52的内侧面。

具体的，由于检测板8的第二侧边始终与抵板52接触，当检测板8高度增大时，抵板52将通过转轴53相对机架1向外侧旋转，弹簧54拉伸，第三激光测距仪51通过测量激光发射端与抵板52内侧之间的距离从而实现检测板8板高的推算；当检测板8高度减小时，抵板52将在弹簧54回复力的作用下拉动抵板52通过转轴53相对机架1向内侧旋转继续抵靠检测板8的第二侧边，从而第三激光测距仪51再次通过测量激光发射端与抵板52内侧之间的距离实现检测板8板高的推算。优选的，如图3所示，抵板52的下方可以设置辊子等实现与检测板8的第二侧边始终接触。此外，为了实现弹簧54和/或抵板52与转轴53侧面的固定连接，转轴53的内外侧可以分别加工平面凹槽，如图3所示。

在本发明的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装的上述一些实施例中，如图2所示，还包括工件长度测量单元7，工件长度测量单元7为装有胶辊的绝对值编码器，所述工件长度测量单元设置在机架1的底部且与检测板8板面滚动接触。

具体的，装有胶辊的绝对值编码器在机架1底部的具体位置本发明不做限定。应保证胶辊始终与检测板8板面滚动接触，从而当柔性化工装沿检测板8板长方向滑动时，通过胶辊转动的圈数计算检测板8的板长。

应当指出的是，本发明中的检测板8的长度方向指的是与柔性化工装垂直的方向，即柔性化工装前后的滑动方向；高度方向指的是与柔性化工装平行的方向，即柔性化工装的左右方向(由于本发明的柔性化工装尤其适用于墙板焊缝两侧平整度的测量，当检测板8立起时，我们通常所认为的板的宽度及为墙板的高度)；本发明的“第一”、“第二”只是为了描述的方便，而不应理解为对本发明实际内容的限制。

如图1、图2、图4所示，本发明的一种用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装的控制系统，包括中央控制单元9、标准数据存储单元、以及显示单元，其中：平整度检测单元2、板高测量单元、板长测量单元7、标准数据存储单元、以及显示单元分别与中央控制单元9电连接；中央控制单元9用于接收平整度检测单元2的检测数据信息与标准数据存储单元内存储的标准数据进行比对，并控制显示单元显示比对结果；以及用于接收板高测量单元、以及板长测量单元7的测量数据信息并控制显示单元进行显示。

具体的，中央控制单元9可以为单片机、MCU等智能芯片，标准数据存储单元可以选用现有的存储芯片，显示单元可以为液晶显示屏。测量前，标准数据存储单元需要通过键盘等输入单元录入标准数据，或者通过平整度检测单元2检测标准检测板8的数据然后传输至中央控制单元9存储至标准数据存储单元。控制系统实现了柔性化工装的智能检测，应用更为便捷。

应当指出的是，如图4所示，检测板8的左右两侧即分别为检测板8的第一侧边与第二侧边，第一侧边与第二侧边之间的宽度即为检测板8的高度，垂直于图4所示平面，检测板8的延伸方向为检测板8的长度方向，图4所示检测板8俯视为长方板状。

以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装，其特征在于，包括机架、若干平整度检测单元、检测板边缘定位单元，其中：

所述机架的底部布置有用于所述机架在检测板上沿焊缝方向滑动的滑动单元；

若干所述平整度检测单元的数量与所述检测板上焊缝的数量相匹配；所述平整度检测单元均包括第一激光测距仪以及第二激光测距仪，所述第一激光测距仪与所述第二激光测距仪位于同一条焊缝的两侧，且固定设置在所述机架上，并且其激光发射端对准焊缝两侧的检测面；

所述检测板边缘定位单元设置在所述机架的第一端的端部，并且始终与所述检测板第一侧边接触。

2.根据权利要求1所述的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装，其特征在于，所述机架包括横板梁以及用于支撑所述横板梁的支腿，其中：

所述横板梁包括前侧板、后侧板、上顶板、以及下底板，所述前侧板与所述后侧板平行间隔布置，所述上顶板与所述下底板分别位于所述前侧板和所述后侧板的顶部与底部，连接所述左侧板与所述右侧板组合成所述横板梁；

所述支腿为三角支腿架，包括第一支腿架以及第二支腿架，所述第一支腿架与所述第二支腿架分别位于所述横板梁底部的第一端与第二端支撑所述横板梁。

3.根据权利要求2所述的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装，其特征在于：

所述第一支腿架的底部前后连接两个转动滚轮，所述第二支腿架的底部连接一个转动滚轮，形成所述滑动单元；

或者，所述第二支腿架的底部前后连接两个转动滚轮，所述第一支腿架的底部连接一个转动滚轮，形成所述滑动单元。

4.根据权利要求1所述的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装，其特征在于，所述机架的顶部固定连接有第一把手以及第二把手，其中：

所述第一把手靠近所述检测板边缘定位单元设置；

所述第二把手位于所述机架顶部的中部。

5.根据权利要求1所述的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装，其特征在于，所述检测板边缘定位单元包括竖直设置的且上端与所述机架固定的连接轴、以及滚动套装在所述连接轴下端的辊子，所述辊子侧壁与所述检测板第一侧边滚动接触。

6.根据权利要求1所述的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装，其特征在于，所述用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装还包括板高测量单元，所述板高测量单元设置在所述机架的第二端的端部。

7.根据权利要求6所述的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装，其特征在于，所述板高测量单元为视觉测量单元，所述视觉测量单元竖直设置且其摄像输入端对准所述检测板的第二侧边。

8.根据权利要求6所述的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装，其特征在于，所述板高测量单元激光测量单元，所述激光测量单元包括第三激光测距仪、抵板、转轴、以及弹簧，其中：

所述转轴水平设置且与所述机架旋转连接；

所述抵板的上端与所述转轴侧壁固定连接，并且所述抵板的内侧始终抵靠所述检测板的第二侧边；

所述弹簧竖直设置，其第一端与机架固定连接，第二端与所述转轴的内侧面固定连接；

所述第三激光测距仪水平固定设置在所述机架的第二端且其激光发射端对准所述抵板的内侧面。

9.根据权利要求1所述的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装，其特征在于，用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装还包括工件长度测量单元，所述工件长度测量单元为装有胶辊的绝对值编码器，所述工件长度测量单元设置在所述机架的底部且与检测板板面滚动接触。

10.一种权利要求1-9中任一项所述的用于焊缝两侧平整度检测的柔性化工装的控制系统，其特征在于，包括中央控制单元、标准数据存储单元、以及显示单元，其中：

平整度检测单元、板高测量单元、板长测量单元、标准数据存储单元、以及显示单元分别与所述中央控制单元电连接；

所述中央控制单元用于接收所述平整度检测单元的检测数据信息与所述标准数据存储单元内存储的标准数据进行比对，并控制所述显示单元显示比对结果；以及用于接收所述板高测量单元、以及板长测量单元的测量数据信息并控制所述显示单元进行显示。