CN111112900A - 一种全自动视觉定位管板焊接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全自动视觉定位管板焊接装置，属于焊接设备技术领域，包括机器人底座、工业机器人、定位治具、压力容器、定位焊接部件和控制部件，所述工业机器人安装在机器人底座上，所述定位治具设置在工业机器人的输出端处，所述定位焊接部件与定位治具可拆卸安装，所述压力容器设置在机器人底座的旁侧，在焊接状态下，所述定位焊接部件的焊接端压力容器的端部对接，所述工业机器人和定位焊接部件均与控制部件电性连接。本发明使用工业机器人通过离线编程技术对要焊接的孔位拍照点进行编程，实现了压力容器管板焊的自动化，整个过程由机器人完全代替人工操作；人工对压力容器管板焊接，成本低，效率高。

Description

一种全自动视觉定位管板焊接装置
技术领域
本发明涉及焊接设备技术领域，特别涉及一种全自动视觉定位管板焊接装置。
背景技术
现有压力容器的焊接都是通过人工将自动旋转焊枪，手工插入焊接孔内，人工按焊接按钮，实现半自动焊接。由于自动旋转焊枪自身比较重，人工操作效率低，工人劳动强度大，使得焊接成本大大增加。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种全自动视觉定位管板焊接装置。
为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：一种全自动视觉定位管板焊接装置，包括机器人底座、工业机器人、定位治具、压力容器、定位焊接部件和控制部件，所述工业机器人安装在机器人底座上，所述定位治具设置在工业机器人的输出端处，所述定位焊接部件与定位治具可拆卸安装，所述压力容器设置在机器人底座的旁侧，在焊接状态下，所述定位焊接部件的焊接端压力容器的端部对接，所述工业机器人和定位焊接部件均与控制部件电性连接。
进一步的，所述机器人底座呈三角柱形结构，所述工业机器人的末端与机器人底座的侧壁固定连接，所述工业机器人的输出端处设有连接法兰，所述定位治具一端与连接法兰连接另一端与定位焊接部件连接。
进一步的，所述定位焊接部件包括L形承载架、视觉相机和自动旋转焊枪，所述自动旋转焊枪安装在L形承载架内壁上，所述视觉相机设置在L形承载架的侧壁上，所述视觉相机与自动旋转焊枪均与控制部件电性连接，所述视觉相机的照射端与自动旋转焊枪的焊接端的方向相同。
进一步的，所述定位治具包括水平板、定位板和卡设部，所述定位板与L形承载架的侧壁固定连接，所述定位板一端与连接法兰连接，所述卡设部设置在定位板顶部的一端且与水平板滑动卡接配合。
进一步的，所述卡设部包括两组对称设置的卡接组，每个所述卡接组包括滑动块和两组相同结构的限位部，所述定位板上设有两个供滑动块滑动配合的滑槽，两组所述限位部对称设置在滑槽的侧壁上，每个所述限位部包括限位弹簧和限位柱，所述限位弹簧与限位柱固定连接，所述滑动块上设有供限位柱卡接的限位槽，所述限位柱与限位槽卡接配合。
有益效果：本申请使用工业机器人通过离线编程技术对要焊接的孔位拍照点进行编程，通过机器人与视觉标定出焊枪与视觉的偏移位置，机器人通过视觉相机获得当前孔位的位置，从而将自动旋转焊枪插入当前孔中，实现自动焊接。全自动视觉定位管板焊接装置实现了压力容器管板焊的自动化，整个过程由机器人完全代替人工操作；通过离线编程与视觉定位时时纠偏，可以自动将旋转焊枪插入焊接孔位，实现全自动无人化焊接。全自动视觉定位管板焊接装置能够替代人工对压力容器管板焊接，成本低，效率高。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的局部立体结构示意图；
图3为本发明的定位治具和定位焊接部件的立体结构示意图；
图4为本发明的的定位治具和定位焊接部件的正视图；
图5为图4中沿A-A线的剖视图。
附图标记说明：机器人底座1，工业机器人2，定位治具3，水平板301，定位板302，卡设部303，滑动块304，限位弹簧305，限位柱306，滑槽307，压力容器4，定位焊接部件5，L形承载架501，视觉相机502，自动旋转焊枪503。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1至图5所示的种全自动视觉定位管板焊接装置，包括机器人底座1、工业机器人2、定位治具3、压力容器4、定位焊接部件5和控制部件，所述工业机器人2安装在机器人底座1上，所述定位治具3设置在工业机器人2的输出端处，所述定位焊接部件5与定位治具3可拆卸安装，所述压力容器4设置在机器人底座1的旁侧，在焊接状态下，所述定位焊接部件5的焊接端压力容器4的端部对接，所述工业机器人2和定位焊接部件5均与控制部件电性连接，机器人底座1可以将工业机器人2固定到地面上，保证了工业机器人2运行动作时不产生机械晃动，并且调整了工业机器人2运行作业半径。通过工业机器人2用户坐标系标定，可以保证机器人的工作平面与压力容器4焊接表面平行。
所述机器人底座1呈三角柱形结构，所述工业机器人2的末端与机器人底座1的侧壁固定连接，所述工业机器人2的输出端处设有连接法兰，所述定位治具3一端与连接法兰连接另一端与定位焊接部件5连接。
所述定位焊接部件5包括L形承载架501、视觉相机502和自动旋转焊枪503，所述自动旋转焊枪503安装在L形承载架501内壁上，所述视觉相机502设置在L形承载架501的侧壁上，所述视觉相机502与自动旋转焊枪503均与控制部件电性连接，所述视觉相机502的照射端与自动旋转焊枪503的焊接端的方向相同，自动旋转焊枪503是通过焊枪采用TIG水冷焊枪的标准形式，更换和调整钨极方便快捷，自带一体式送丝机，送丝无缠绕。通过工业机器人2插入管板孔位，实现自动焊接，全自动视觉定位管板焊接装置的视觉相机502通过视觉拍照，将孔位的位置坐标传送给机器人，机器人将自动旋转焊枪503插入到焊接孔内，实现压力容器4管板焊的自动焊接。
所述定位治具3包括水平板301、定位板302和卡设部303，所述定位板302与L形承载架501的侧壁固定连接，所述定位板302一端与连接法兰连接，所述卡设部303设置在定位板302顶部的一端且与水平板301滑动卡接配合，通过卡设部303将水平板301以及定位板302连接成型，实现对两者的锁定避免两者的脱落，提高焊接过程中的稳定性。
所述卡设部303包括两组对称设置的卡接组，每个所述卡接组包括滑动块304和两组相同结构的限位部，所述定位板302上设有两个供滑动块304滑动配合的滑槽307，两组所述限位部对称设置在滑槽307的侧壁上，每个所述限位部包括限位弹簧305和限位柱306，所述限位弹簧305与限位柱306固定连接，所述滑动块304上设有供限位柱306卡接的限位槽，所述限位柱306与限位槽卡接配合，通过限位弹簧305和限位柱306的回缩伸展实现与滑动块304上的滑槽307卡接配合，实现对滑动块304的限位作业。
工作原理：全自动视觉定位管板焊接装置首先将要焊接的孔位图纸导入到离线编程软件，本申请中的控制部件就为离线编程软件，且该软件为现有技术在本申请中不再过多描述，通过离线编程软件生成对要焊接的孔位的程序，导入到工业机器人2，工业机器人2到达预定点位，执行拍照，视觉将当前孔位的工业机器人2位置传送给工业机器人2，工业机器人2获取到视觉传送的位置，将自动旋转焊枪503插入要焊接的孔位，工业机器人2发送焊接信号给自动旋转焊枪503，自动旋转焊枪503开始自动焊接，焊接完成后，自动旋转焊枪503发送完成信号给工业机器人2，工业机器人2收到焊接完成信号，将自动旋转焊枪503取出，进入下一个拍照点。如些循环，直到程序内所有孔位都焊接完成。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种全自动视觉定位管板焊接装置，其特征在于：包括机器人底座（1）、工业机器人（2）、定位治具（3）、压力容器（4）、定位焊接部件（5）和控制部件，所述工业机器人（2）安装在机器人底座（1）上，所述定位治具（3）设置在工业机器人（2）的输出端处，所述定位焊接部件（5）与定位治具（3）可拆卸安装，所述压力容器（4）设置在机器人底座（1）的旁侧，在焊接状态下，所述定位焊接部件（5）的焊接端压力容器（4）的端部对接，所述工业机器人（2）和定位焊接部件（5）均与控制部件电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种全自动视觉定位管板焊接装置，其特征在于：所述机器人底座（1）呈三角柱形结构，所述工业机器人（2）的末端与机器人底座（1）的侧壁固定连接，所述工业机器人（2）的输出端处设有连接法兰，所述定位治具（3）一端与连接法兰连接另一端与定位焊接部件（5）连接。
3.根据权利要求1所述的一种全自动视觉定位管板焊接装置，其特征在于：所述定位焊接部件（5）包括L形承载架（501）、视觉相机（502）和自动旋转焊枪（503），所述自动旋转焊枪（503）安装在L形承载架（501）内壁上，所述视觉相机（502）设置在L形承载架（501）的侧壁上，所述视觉相机（502）与自动旋转焊枪（503）均与控制部件电性连接，所述视觉相机（502）的照射端与自动旋转焊枪（503）的焊接端的方向相同。
4.根据权利要求3所述的一种全自动视觉定位管板焊接装置，其特征在于：所述定位治具（3）包括水平板（301）、定位板（302）和卡设部（303），所述定位板（302）与L形承载架（501）的侧壁固定连接，所述定位板（302）一端与连接法兰连接，所述卡设部（303）设置在定位板（302）顶部的一端且与水平板（301）滑动卡接配合。
5.根据权利要求4所述的一种全自动视觉定位管板焊接装置，其特征在于：所述卡设部（303）包括两组对称设置的卡接组，每个所述卡接组包括滑动块（304）和两组相同结构的限位部，所述定位板（302）上设有两个供滑动块（304）滑动配合的滑槽（307），两组所述限位部对称设置在滑槽（307）的侧壁上，每个所述限位部包括限位弹簧（305）和限位柱（306），所述限位弹簧（305）与限位柱（306）固定连接，所述滑动块（304）上设有供限位柱（306）卡接的限位槽，所述限位柱（306）与限位槽卡接配合。
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