CN110977831A - 一种管料焊缝检测定位装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管料焊缝检测定位装置及检测方法，包括底板、设于底板之上用于夹持管料的夹持机构和用于检测管料焊缝位置的检测机构；夹持机构包括设于底板前后两侧的滑轨、设于底板右侧的定位气缸和由定位气缸推动且沿滑轨移动的定位座，定位座内侧设有可转动的第一夹盘；还包括设于底板左侧的第一电机和由第一电机推动且沿滑轨移动的调节座，调节座上设置有第二电机和由第二电机驱动旋转的第二夹盘，第二夹盘与第一夹盘相对设置；检测机构包括测距传感器，测距传感器设于调节座上且正对管料位置。与现有技术相比，本发明的有益效果是：对轴向长度不一的管料进行检测时，其调节座调节便利，操作过程简单，生产效率得到提高。

Description

一种管料焊缝检测定位装置及检测方法

技术领域

本发明涉及加工设备领域，具体是一种管料焊缝检测定位装置，以及焊缝检测方法。

背景技术

在不锈钢保温杯当中，不锈钢管料端部对焊缝起伏高度有一定要求，需要后期对管料端部的焊缝进行打磨处理，以使得其表面光滑、平整。

在申请号为201711368005.X、专利名称为“一种圆管焊缝检测定位机构”中国发明专利当中就公开了这样一种圆管焊缝检测定位机构，其特征在于：所述进料仓(3)上设有限位板(31)、安装板(32)和底板(33)，所述限位板(31)和安装板(32)设置在底板(33)上，所述底板(33)、限位板(31)和安装板(32)合围形成放置腔(34)，所述安装板(32)上设有调节手柄(35)，所述调节手柄(35)上连接有丝杆(36)，所述限位板(31)上设有调节孔(37)，所述限位板(31)在调节孔(37)内设有螺母(38)，所述丝杆(36)能嵌入螺母(38)内，并通过转动调节手柄(35)驱动丝杆(36)转动并带动限位板(31)移动。上述适用于管料轴向的调节机构结构复杂，操作过程繁杂，生产效率有待提高。

发明内容

针对上述不足，本发明提出来一种管料焊缝检测定位装置，对轴向距离不一的管料进行检测时，其调节座调节便利，操作过程简单，生产效率得到提高。

为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案来实现：一种管料焊缝检测定位装置，包括底板、设于底板之上用于夹持管料的夹持机构和用于检测管料焊缝位置的检测机构；所述夹持机构包括设于所述底板前后两侧的滑轨、设于所述底板右侧的定位气缸和由定位气缸推动且沿所述滑轨移动的定位座，所述定位座内侧设有可转动的第一夹盘；还包括设于所述底板左侧的第一电机和由第一电机推动且沿所述滑轨移动的调节座，所述调节座上设置有第二电机和由第二电机驱动旋转的第二夹盘，所述第二夹盘与所述第一夹盘相对设置；所述检测机构包括测距传感器，所述测距传感器设于所述调节座上且正对管料位置。

上述技术方案中，所述调节座上正对管料的位置设有接近开关。

上述技术方案中，所述调节座底端设有与螺筒，与所述螺筒相对应的，在所述底板之上通过螺杆固定块固定设有螺杆，所述螺杆与所述螺筒传动连接；所述螺杆与所述第一电机传动连接。

上述技术方案中，所述底板左侧通过电机支架固定设有所述第一电机，在电机输出轴上固定设有主动轮，所述螺杆穿出螺杆固定块后连接有从动轮，所述主动轮与所述从动轮传动连接。

上述技术方案中，所述主动轮与所述从动轮通过皮带传动。

上述技术方案中，所述检测机构还包括L形架，所述L形架一端固定至所述定位座，另一端通过手动滑台固定有传感器支架，所述传感器支架上设有所述测距传感器。

上述技术方案中，所述定位座上固定设有第一转盘，所述第一夹盘可拆装的设置在所述第一转盘侧面；所述第二电机的电机轴上固定设有第二转盘，所述第二夹盘可拆装的固定设置在所述第二转盘侧面。

上述技术方案中，所述第一夹盘、第二夹盘呈圆台形设置。

上述技术方案中，在所述底板与滑轨的右端设有气缸固定板，所述气缸固定板的外侧固定设有所述定位气缸；所述定位气缸的气缸伸缩杆穿出气缸固定板后连接至所述定位座底端的基座。

上述技术方案中，所述底板前后两侧分别设有支撑板，每块所述支撑板上固定设有所述滑轨。

上述技术方案中，所述定位座底端前后两侧分别设有第一滑块，两块所述第一滑块分别卡入前后两侧的滑轨内；所述调节座底端前后两侧分别设有第二滑块，两块所述第二滑块分别卡入前后两侧的滑轨内。

上述技术方案中，所述定位座底端设有挡块，所述挡块的左右两侧分别设有第一液压缓冲器，所述第一液压缓冲器通过第一支架固定设置在所述底板之上；所述调节座底端设置挡板，所述挡板的左侧设有第二液压缓冲器，所述第二液压缓冲器通过第二支架固定设置在所述底板之上。

本发明还提供了一种焊缝检测方法，包括以下步骤：

1）根据系统设定管料长度值，第一电机驱动螺杆转动，改变调节座的左右位置并保证第二夹盘至第一夹盘之间的距离大于待检测管料的长度；

2）输送装置送料至第二夹盘与第一夹盘之间，接近开关检测到管料到位，定位气缸驱动定位座向左移动，促使第二夹盘与第一夹盘相互夹紧管料；

3）第二电机运动，电机轴带动第二夹盘以及管料转动；

4）测距传感器实时检测管料表面凸起位置的凸起高度，并与控制系统中设定对比值区间进行对比；如检测到的凸起高度数值处于设定对比值区间内，则判断该检测到的凸起位置为管料焊缝；

5）在控制系统当中设定管料焊缝位置至管料顶面的角度补偿值，第二电机继续旋转，直到管料焊缝位置转到控制系统设定的位置时停止；

6）输送装置夹持管料，定位气缸运动促使第一夹盘回到初始位，输送装置将管料送入下一工序。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过第一电机带动螺杆旋转，螺杆与螺筒相适配，以调节调节座及第一夹盘的左右位置，使得其能够适用于长度不一的管料，结构可靠，操作简便，生产效率得到提高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1当中A部放大示意图。

图3为本发明的机构示意图。

图4为图3当中B部放大示意图。

图5为本发明的俯视示意图。

图6为本发明的前视示意图。

图中附图标记：底板1、支撑板10、滑轨11、螺杆固定块12、螺杆13、电机支架14、第一电机15、主动轮16、从动轮17、定位气缸2、气缸固定板20、气缸伸缩杆21、定位座3、第一滑块30、第一夹盘31、第一转盘32、基座33、挡块34、调节座4、第二电机40、第二夹盘41、第二转盘42、第二滑块43、螺筒44、挡板45、测距传感器5、L形架50、手动滑台51、传感器支架52、接近开关6、第一液压缓冲器7、第一支架70、第二液压缓冲器8、第二支架80。

具体实施方式

下面结合附图与实施例来对本发明作出进一步详细描述。

结合图1-6，一种管料焊缝检测定位装置，包括底板1，设于底板之上用于夹持管料的夹持机构100和用于检测管料焊缝位置的检测机构200。夹持机构包括设于所述底板前后两侧的支撑板10和滑轨11，支撑板10用于支撑滑轨11以改变其工作高度。还包括定位气缸2和由该定位气缸2推动并沿滑轨移动的定位座3，定位座3底端设有与滑轨11相适配的第一滑块30，定位座3内侧设有可转动的第一夹盘31。夹持机构还包括设于底板左侧的第一电机和由该第一电机推动并沿滑轨移动的调节座4，调节座4上设置有第二电机40和由该第二电机40驱动旋转的第二夹盘41，第二夹盘41与第一夹盘31相对设置。检测机构包括测距传感器5，该测距传感器5设于所述调节座上且正对管料位置。在调节座4的下方正对管料的位置设有接近开关6。

具体的，调节座4底端设有与螺杆13相适配的螺筒44，底板1之上通过螺杆固定块12固定设有一可转动的螺杆13；螺杆13转动时，能够改变调节座4的左右位置，以此适用于长度不一的管料。

其中调节座4是这样来进行调节的：底板1左侧通过电机支架14固定设有第一电机15，在电机输出轴上固定设有主动轮16，螺杆13穿出螺杆固定块12后连接有从动轮17，主动轮16与从动轮17传动连接。优选的，主动轮16与从动轮17通过皮带传动（皮带未示出），带传动方式传动效率高，保证调节座4定位精准。

该检测定位装置的整体运行过程是：首先在控制系统当中设定待检测管料的长度值，第一电机15带动螺杆13转动以改变调节座4的左右位置，使之进入工作状态；由输送装置将管料横向放置在第一夹盘31与第二夹盘41之间，此时接近开关6检测到管料达到工作位置，定位气缸2驱动第一夹盘31移动并与第二夹盘41配合将管料夹紧；此时第二电机40旋转带动管料旋转，测距传感器5对管料表面进行检测。

需要注意的是：该装置在检测规格相同的管料时，其调节座4的左右位置只需要在检测该批次管料之前调节一次即可；当需要对不同规格的管料进行检测时，再一次调节调节座4的左右位置即可。

为了使得该装置能够适用于管径不一的管料，测距传感器5的上下位置、角度可调，以确保测距传感器5到管料表面的距离、角度始终保持在最佳检测范围内。检测机构还包括L形架50，所述L形架50一端固定至所述定位座3，另一端通过手动滑台51固定有传感器支架52，所述传感器支架上设有所述测距传感器5。使用时调节手动滑台51，改变传感器支架52与测距传感器5的高度位置，调节完毕后将手动滑台51锁紧即可。本实施例当中，调节测距传感器5的角度，仅需要改变测距传感器5在传感器支架52上的角度（图中调节结构未示出）。

在实际使用过程当中，第一夹盘31、第二夹盘41与管料端部接触导致磨损较快。为了便于更换第一夹盘31、第二夹盘41，定位座3上设有第一转盘32，第一夹盘31可拆装的设置在第一转盘32上；第二电机40的电机轴上固定设有第二转盘42，第二夹盘41可拆装的设置在第二转盘42上，上述可拆装结构包括螺接、卡接等。由于不同规格的管料外径不一，第一夹盘31、第二夹盘41呈圆台形设置，第一夹盘31、第二夹盘41的圆台部分可与管料紧密接触，适用性强。

上述定位气缸2的安装方式是：在底板1与滑轨11的右端连接有气缸固定板20，定位气缸2固定设置在气缸固定板20的外侧，气缸伸缩杆21穿出气缸固定板20后连接至定位座3底端的基座33。此时定位气缸2位置是固定的，气缸伸缩杆21伸缩时将驱动基座33、定位座3以及定位座3上的若干机构移动。

由于定位座3需要往复移动，为了防止定位气缸2失效或其它因素导致定位座3运动超程，继而发生碰撞。定位座3底端设有挡块34，挡块34的左右两侧分别设有第一液压缓冲器7，第一液压缓冲器7通过第一支架70固定设置在底板1之上。当定位座3向左或向右移动超程时，第二液压缓冲器8与挡块34接触，消耗了冲击力，能够防止了定位座3与其他机构碰撞。原理同上，调节座4底端设置有挡板45，挡板45的左侧设有第二液压缓冲器8，第二液压缓冲器8通过第二支架80固定设置在底板1之上；当调节座4向左移动超程时，第二液压缓冲器8与挡板45接触，消耗了冲击力，防止调节座4与其他机构碰撞。

根据上述管料焊缝检测定位装置，本发明还提出来一种焊缝检测方法，包括以下步骤：

1）将待检测管料长度值输入控制系统，第一电机15驱动螺杆13转动，改变调节座4的左右位置并保证第二夹盘41至第一夹盘31的距离大于管料长度。

2）输送装置送料至第二夹盘41与第一夹盘31之间，接近开关6检测到管料到位，定位气缸2驱动定位座3向左移动，保证第二夹盘41与第一夹盘31相互夹紧管料。在本步骤当中，输送装置可以是平移式机械夹爪，也可以是多轴机器人，它们只需要保证管料的水平输出即可。

3）第二电机40旋转，电机轴带动第二夹盘41以及管料旋转。

4）测距传感器5实时检测管料表面凸起位置的凸起高度，并与控制系统中设定对比值区间进行对比。如检测到的凸起高度数值处于设定对比值区间内，则判断该检测到的凸起位置为管料焊缝。

5）在控制系统当中设定管料焊缝位置至管料顶面的角度补偿值，第二电机40继续旋转，直到管料焊缝位置转到控制系统设定的位置时停止。在步骤5当中，在确定焊缝位置后通过该第二电机40的补偿作用，能够使得管料外周焊缝位置精确定位。上述角度补偿值可以根据实际情况自行设置，在本实施例当中，考虑电机响应灵敏度以及提高检测效率，上述角度设定为20°。

6）输送装置夹持管料，定位气缸2运动促使第一夹盘31回到初始位，输送装置将管料送入下一工序。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的构思和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种管料焊缝检测定位装置，其特征在于：包括底板、设于底板之上用于夹持管料的夹持机构和用于检测管料焊缝位置的检测机构；所述夹持机构包括设于所述底板前后两侧的滑轨、设于所述底板右侧的定位气缸和由定位气缸推动且沿所述滑轨移动的定位座，所述定位座内侧设有可转动的第一夹盘；还包括设于所述底板左侧的第一电机和由第一电机推动且沿所述滑轨移动的调节座，所述调节座上设置有第二电机和由第二电机驱动旋转的第二夹盘，所述第二夹盘与所述第一夹盘相对设置；所述检测机构包括测距传感器，所述测距传感器设于所述调节座上且正对管料位置。

2.如权利要求1所述的一种管料焊缝检测定位装置，其特征在于：所述调节座上正对管料的位置设有接近开关。

3.如权利要求1所述的一种管料焊缝检测定位装置，其特征在于：所述调节座底端设有螺筒，与所述螺筒相对应的，在所述底板之上通过螺杆固定块固定设有螺杆，所述螺杆与所述螺筒传动连接；所述螺杆与所述第一电机传动连接。

4.如权利要求3所述的一种管料焊缝检测定位装置，其特征在于：所述底板左侧通过电机支架固定设有所述第一电机，在电机输出轴上固定设有主动轮，所述螺杆穿出螺杆固定块后连接有从动轮，所述主动轮与所述从动轮传动连接。

5.如权利要求1所述的一种管料焊缝检测定位装置，其特征在于：所述检测机构还包括L形架，所述L形架一端固定至所述定位座，另一端通过手动滑台固定有传感器支架，所述传感器支架上设有所述测距传感器。

6.如权利要求1所述的一种管料焊缝检测定位装置，其特征在于：所述定位座上固定设有第一转盘，所述第一夹盘可拆装的设置在所述第一转盘侧面；所述第二电机的电机轴上固定设有第二转盘，所述第二夹盘可拆装的固定设置在所述第二转盘侧面。

7.如权利要求6所述的一种管料焊缝检测定位装置，其特征在于：所述第一夹盘、第二夹盘呈圆台形设置。

8.如权利要求1所述的一种管料焊缝检测定位装置，其特征在：在所述底板与滑轨的右端设有气缸固定板，所述气缸固定板的外侧固定设有所述定位气缸；所述定位气缸的气缸伸缩杆穿出气缸固定板后连接至所述定位座底端的基座。

9.如权利要求1所述的一种管料焊缝检测定位装置，其特征在：所述底板前后两侧分别设有支撑板，每块所述支撑板上固定设有所述滑轨。

10.如权利要求1所述的一种管料焊缝检测定位装置，其特征在：所述定位座底端前后两侧分别设有第一滑块，两块所述第一滑块分别卡入前后两侧的滑轨内；所述调节座底端前后两侧分别设有第二滑块，两块所述第二滑块分别卡入前后两侧的滑轨内。

11.如权利要求1所述的一种管料焊缝检测定位装置，其特征在：所述定位座底端设有挡块，所述挡块的左右两侧分别设有第一液压缓冲器，所述第一液压缓冲器通过第一支架固定设置在所述底板之上；所述调节座底端设置挡板，所述挡板的左侧设有第二液压缓冲器，所述第二液压缓冲器通过第二支架固定设置在所述底板之上。

12.一种焊缝检测方法，包括如权利要求4中的一种管料焊缝检测定位装置，其特征在于包括以下步骤：

1）根据系统设定管料长度值，第一电机驱动螺杆转动，改变调节座的左右位置并保证第二夹盘至第一夹盘之间的距离大于待检测管料的长度；

2）输送装置送料至第二夹盘与第一夹盘之间，接近开关检测到管料到位，定位气缸驱动定位座向左移动，促使第二夹盘与第一夹盘相互夹紧管料；

3）第二电机运动，电机轴带动第二夹盘以及管料转动；

4）测距传感器实时检测管料表面凸起位置的凸起高度，并与控制系统中设定对比值区间进行对比；如检测到的凸起高度数值处于设定对比值区间内，则判断该检测到的凸起位置为管料焊缝；

5）在控制系统当中设定管料焊缝位置至管料顶面的角度补偿值，第二电机继续旋转，直到管料焊缝位置转到控制系统设定的位置时停止；

6）输送装置夹持管料，定位气缸运动促使第一夹盘回到初始位，输送装置将管料送入下一工序。

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