CN109732177A - 自动检测弧焊起点与终点的装置以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动检测弧焊起点与终点的装置，包括：行走轨道、行走小车、行走电机、旋转编码器、送枪装置、焊枪、激光测距传感器、控制器、行走电机驱动器；所述行走轨道安装在两条带钢对接位置的上方，行走轨道与两条带钢需要焊接处的焊缝平行设置；在行走轨道上安装有行走小车，所述行走小车通过行走电机驱动，能够在行走轨道行走；旋转编码器连接行走电机的转轴；在行走小车上安装有送枪装置，在送枪装置下方连接有激光测距传感器和焊枪；焊枪中心到激光测距传感器之间的横向距离为L；本发明能够提高焊接效率，并能保证焊接不会焊到垫板上。

Description

自动检测弧焊起点与终点的装置以及方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其是一种自动检测弧焊起点与终点的装置。

背景技术

在连续退火生产线上，为了前后2卷带钢连接起来，一般采用焊接的方法来使带钢连起来，保证退火不中断；带钢的厚度低于1.5mm采用电阻缝焊机，厚度高于1.5mm的只能用MIG、TIG、等离子焊等弧焊对接方式，而弧焊焊接方式带钢下面必须有垫板，焊接时必须要焊在带钢上不能焊在垫板上，所以要保证焊接起弧和收弧必须要在带钢上。其中垫板常用铜垫板。

为了使整个焊接过程时间尽量缩短，不能采用先测量带钢宽度然后再进行焊接的方式。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种自动检测弧焊起点与终点的装置以及方法，能够缩短焊接过程时间，提高焊接效率，并能保证焊接不会焊到垫板上。本发明采用的技术方案是：

一种自动检测弧焊起点与终点的装置，包括：行走轨道、行走小车、行走电机、旋转编码器、送枪装置、焊枪、激光测距传感器、控制器、行走电机驱动器；

所述行走轨道安装在两条带钢对接位置的上方，行走轨道与两条带钢需要焊接处的焊缝平行设置；

在行走轨道上安装有行走小车，所述行走小车通过行走电机驱动，能够在行走轨道行走；旋转编码器连接行走电机的转轴；

在行走小车上安装有送枪装置，在送枪装置下方连接有激光测距传感器和焊枪；焊枪中心到激光测距传感器之间的横向距离为L；

控制器分别连接激光测距传感器、旋转编码器、送枪装置、行走电机驱动器，以及焊枪的控制装置；行走电机驱动器连接行走电机。

进一步地，在焊枪与激光测距传感器之间设有挡光板。

进一步地，送枪装置包括送枪气缸和送枪滑块；送枪气缸安装在行走小车上，送枪气缸连接送枪滑块，送枪滑块下连接焊枪和激光测距传感器。

进一步地，控制器为PLC控制器。

一种自动检测弧焊起点与终点的方法，包括：

预设激光测距传感器的高度基准值H1，H1为激光测距传感器与垫板之间的垂直距离预设值；

当两条带钢在垫板上对接压紧后，启动焊接过程，送枪装置带动激光测距传感器和焊枪下降，激光测距传感器的高度下降至H1时下降到位；行走小车带动激光测距传感器和焊枪从两条带钢对接部位的一侧向另一侧横向移动；

实时检测激光测距传感器的高度实测值H2，激光测距传感器移动时对准两条带钢对接部位或对接部位纵向一侧的其中一条带钢端部；

当激光测距传感器移动时测得的高度差︱H2-H1︱大于设定第一高度差阈值，对旋转编码器的输出开始计数，计数值由控制器转换成横向行走距离，当横向行走距离大于L时，启动焊枪对两条对接的带钢焊接，同时把旋转编码器计数值清零；L为焊枪中心到激光测距传感器之间的横向距离；

焊接接近结束时，当激光测距传感器移动时测得的高度差︱H2-H1︱=0或小于设定第二高度差阈值，对旋转编码器的输出再次计数，计数值由控制器转换成横向行走距离，当横向行走距离达到L值时，停止焊接；把旋转编码器计数值清零。

进一步地，焊接开始前，激光测距传感器的高度高于H1。

进一步地，焊接停止后，送枪装置带动激光测距传感器和焊枪上升，行走小车返回到初始位置。

进一步地，第一高度差阈值设为1mm。

进一步地，第二高度差阈值设为0.2mm。

本发明的优点在于：本发明可边焊边检测，不需要外加测量时间，使整个焊接过程时间缩短，不需要设置带钢的板宽、焊接长度、焊接起始点和结束点，本装置边焊接边自动计算；既能保证整条焊缝全焊接，又能保证焊接不会焊到垫板上。

附图说明

图1为本发明的正面示意图。

图2为本发明的侧面示意图。

图3为本发明的电气原理图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明提出一种自动检测弧焊起点与终点的装置，包括：行走轨道1、行走小车2、行走电机3、旋转编码器4、送枪装置5、焊枪6、激光测距传感器7、控制器8、行走电机驱动器9、挡光板10；

所述行走轨道1安装在两条带钢20对接位置的上方，行走轨道1与两条带钢20需要焊接处的焊缝平行设置；

在行走轨道1上安装有行走小车2，所述行走小车2通过行走电机3驱动，能够在行走轨道1行走；在一个优选实例中，行走小车2通过丝杠传动机构驱动，行走电机3连接并驱动丝杠，行走轨道为丝杠；在另一个实例中，行走小车2可通过齿轮齿条机构驱动，行走小车2上安装与齿条配合的齿轮，行走电机3连接并驱动齿轮；旋转编码器4连接行走电机3的转轴；

在行走小车2上安装有送枪装置5，在送枪装置5下方连接有激光测距传感器7和焊枪6；焊枪6中心到激光测距传感器7之间的横向距离为L；本发明中横向为与两条带钢20需要焊接的焊缝平行的方向；

送枪装置5包括送枪气缸501和送枪滑块502；送枪气缸501安装在行走小车2上，送枪气缸501连接送枪滑块502，送枪滑块502下连接焊枪6和激光测距传感器7；

如图3所示，控制器8分别连接激光测距传感器7、旋转编码器4、送枪装置5、行走电机驱动器9和焊枪6的控制装置；行走电机驱动器9连接行走电机3；其中焊枪6的控制装置包括焊枪的各气阀等；控制器8为PLC控制器；

更佳地，在焊枪6与激光测距传感器7之间设有挡光板10，以防止焊接时对激光测距传感器7的测距造成干扰；

进行焊接时，两条带钢20需要放置在垫板21上对接；垫板21为铜垫板；

自动检测弧焊起点与终点的方法，在控制器8中通过编程实现，包括：

预设激光测距传感器7的高度基准值H1，H1为激光测距传感器7与垫板21之间的垂直距离预设值；焊接开始前，激光测距传感器7的高度高于H1；

当两条带钢20在垫板上对接压紧后，启动焊接过程，送枪装置5带动激光测距传感器7和焊枪6下降，激光测距传感器7的高度下降至H1时下降到位；行走小车2带动激光测距传感器7和焊枪6从两条带钢20对接部位的一侧向另一侧横向移动；

实时检测激光测距传感器7的高度实测值H2，激光测距传感器7移动时对准两条带钢20对接部位或对接部位纵向一侧的其中一条带钢20端部；

在激光测距传感器7还未移动到带钢20上方时，H2-H1=0或接近于0；当激光测距传感器7移动时测得的高度差︱H2-H1︱大于设定第一高度差阈值，例如1mm，对旋转编码器4的输出开始计数，计数值由控制器转换成横向行走距离，当横向行走距离大于L时，启动焊枪6对两条对接的带钢20焊接，同时把旋转编码器4计数值清零；

焊接接近结束时，当激光测距传感器7移动时测得的高度差︱H2-H1︱=0或小于设定第二高度差阈值，例如0.2mm，对旋转编码器4的输出再次计数，计数值由控制器转换成横向行走距离，当横向行走距离达到L值时，停止焊接；把旋转编码器4计数值清零；

随后送枪装置5带动激光测距传感器7和焊枪6上升，行走小车2返回到初始位置，为下一次焊接做好准备。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种自动检测弧焊起点与终点的装置，其特征在于，包括：行走轨道(1)、行走小车(2)、行走电机(3)、旋转编码器(4)、送枪装置(5)、焊枪(6)、激光测距传感器(7)、控制器(8)、行走电机驱动器(9)；

所述行走轨道(1)安装在两条带钢(20)对接位置的上方，行走轨道(1)与两条带钢(20)需要焊接处的焊缝平行设置；

在行走轨道(1)上安装有行走小车(2)，所述行走小车(2)通过行走电机(3)驱动，能够在行走轨道(1)行走；旋转编码器(4)连接行走电机(3)的转轴；

在行走小车(2)上安装有送枪装置(5)，在送枪装置(5)下方连接有激光测距传感器(7)和焊枪(6)；焊枪(6)中心到激光测距传感器(7)之间的横向距离为L；

控制器(8)分别连接激光测距传感器(7)、旋转编码器(4)、送枪装置(5)、行走电机驱动器(9)，以及焊枪(6)的控制装置；行走电机驱动器(9)连接行走电机(3)。

2.如权利要求1所述的自动检测弧焊起点与终点的装置，其特征在于，

在焊枪(6)与激光测距传感器(7)之间设有挡光板(10)。

3.如权利要求1所述的自动检测弧焊起点与终点的装置，其特征在于，

送枪装置(5)包括送枪气缸(501)和送枪滑块(502)；送枪气缸(501)安装在行走小车(2)上，送枪气缸(501)连接送枪滑块(502)，送枪滑块(502)下连接焊枪(6)和激光测距传感器(7)。

4.如权利要求1所述的自动检测弧焊起点与终点的装置，其特征在于，

控制器(8)为PLC控制器。

5.一种自动检测弧焊起点与终点的方法，其特征在于，包括：

预设激光测距传感器(7)的高度基准值H1，H1为激光测距传感器(7)与垫板(21)之间的垂直距离预设值；

当两条带钢(20)在垫板上对接压紧后，启动焊接过程，送枪装置(5)带动激光测距传感器(7)和焊枪(6)下降，激光测距传感器(7)的高度下降至H1时下降到位；行走小车(2)带动激光测距传感器(7)和焊枪(6)从两条带钢(20)对接部位的一侧向另一侧横向移动；

实时检测激光测距传感器(7)的高度实测值H2，激光测距传感器(7)移动时对准两条带钢(20)对接部位或对接部位纵向一侧的其中一条带钢(20)端部；

当激光测距传感器(7)移动时测得的高度差︱H2-H1︱大于设定第一高度差阈值，对旋转编码器(4)的输出开始计数，计数值由控制器转换成横向行走距离，当横向行走距离大于L时，启动焊枪(6)对两条对接的带钢(20)焊接，同时把旋转编码器(4)计数值清零；L为焊枪(6)中心到激光测距传感器(7)之间的横向距离；

焊接接近结束时，当激光测距传感器(7)移动时测得的高度差︱H2-H1︱=0或小于设定第二高度差阈值，对旋转编码器(4)的输出再次计数，计数值由控制器转换成横向行走距离，当横向行走距离达到L值时，停止焊接；把旋转编码器(4)计数值清零。

6.如权利要求5所述的自动检测弧焊起点与终点的方法，其特征在于，

焊接开始前，激光测距传感器(7)的高度高于H1。

7.如权利要求5所述的自动检测弧焊起点与终点的方法，其特征在于，

焊接停止后，送枪装置(5)带动激光测距传感器(7)和焊枪(6)上升，行走小车(2)返回到初始位置。

8.如权利要求5所述的自动检测弧焊起点与终点的方法，其特征在于，

第一高度差阈值设为1mm。

9.如权利要求5所述的自动检测弧焊起点与终点的方法，其特征在于，

第二高度差阈值设为0.2mm。