CN112171119A - 交通标志杆组装集成控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于焊接的辅助技术领域，具体涉及交通标志杆组装集成控制系统，包括控制器、焊接机器人、带动立杆转动的变位机、调节加强筋位置的若干伸缩件和进行进料的进料机构，控制器控制伸缩件带动加强筋移动至焊接位置和离开焊接位置，控制器控制焊接机器人将加强筋焊接至立杆上，控制器控制变位机带动立杆转动进行下一工位上进行加强筋的焊接；还包括检测器和擦拭器，检测器用于在伸缩件带动加强筋移动至焊接位置前检测立杆表面的污物信息，污物信息包括具有污物和无污物，控制器获取污物信息并在具有污物时控制擦拭器对立杆表面进行擦拭。本发明由控制器控制擦拭器对立杆表面擦拭去掉污物，避免污物影响焊接效果，提高焊接的牢固性。

Description

交通标志杆组装集成控制系统

技术领域

本发明涉及用于焊接的辅助技术领域，具体涉及交通标志杆组装集成控制系统。

背景技术

交通标志杆是立于道路旁，用于安装引导车辆行驶的交通指示牌或监控装置的机架。交通标志杆主要包括固定的立杆、横梁、监控装置和指示牌，在立杆的底端部上固定用于加强支撑强度的加强筋，横梁在立杆上的安装位置也需要焊接上横法兰和相应的加强筋，以让立杆能够稳定立于地面上，让横梁稳定固定在立杆上。

由于立杆成圆柱状，以及需要焊接多个加强筋，立杆在工人上料后进行焊接，在该焊接过程中，立杆的位置需要改变以在不同位置上进行焊接，立杆的变位是通过控制变位机等机构来进行的。但是，立杆不是生产出来后就立即进行焊接，在运输和等待焊接过程中，立杆的表面可能会生锈或沾上水份，使得焊接不牢固。

发明内容

本发明意在提供一种交通标志杆组装集成控制系统，以解决立杆焊接时锈斑或水份引起的焊接不牢固问题。

本方案中的交通标志杆组装集成控制系统，包括控制器、焊接机器人、带动立杆转动的变位机、调节加强筋位置的若干伸缩件和进行进料的进料机构，所述控制器控制伸缩件带动加强筋移动至焊接位置和离开焊接位置，所述控制器控制焊接机器人将加强筋焊接至立杆上，所述控制器控制变位机带动立杆转动进行下一工位上进行加强筋的焊接；

还包括检测器和擦拭器，所述检测器用于在伸缩件带动加强筋移动至焊接位置前检测立杆表面的污物信息，所述污物信息包括具有污物和无污物，所述控制器获取污物信息并在具有污物时控制擦拭器对立杆表面进行擦拭。

本方案的有益效果是：

在控制伸缩件、变位机和焊接机器人对立杆进行焊接前，通过进料机构向变位机一侧送料，通过控制器控制伸缩件带动检测器对立杆表面的污物信息进行检测，例如检测立杆表面是否有锈斑或水份，在检测到污物是即为具有污物，否则即为无污物，此时，由控制器控制擦拭器对立杆表面擦拭去掉污物，避免污物影响焊接效果，提高焊接的牢固性。

进一步，所述检测器包括发射出光线的发射单元和接收反射光的接收单元，所述发射单元发射出圆形的光照区域，所述发射单元与接收单元位于光的反射线路上，所述反射线路的夹角为90°，所述接收单元接收反射光线后向控制器发送电信号。

有益效果是：发射单元发射出的圆形光照区域能够覆盖住焊接位置，减少检测区域的遗漏，将发射单元和接收单元设置在反射线路上，让接收单元主要接收发射单元所发射光线经过镜面反射后的光线，能够准确反映立杆表面是否具有污物。

进一步，所述发射单元距离立杆表面的高度小于接收单元距离立杆表面的高度，所述发射单元与接收单元的垂直间距为1cm。

有益效果是：在发射单元与接收单元间形成高度差，能够减少发射单元发射出光线被接收单元直接接收到，降低发射单元发射光线对接收单元的影响。

进一步，还包括动力机构，所述动力机构带动检测器对焊接位置进行连续检测得到多个电信号。

有益效果是：动力机构带动检测器进行焊接位置的连续检测，能够完整地检测到焊接位置是否具有污物。

进一步，所述控制器根据多个电信号识别出反射光线的强度值，所述控制器将强度值与预设值进行对比得到异常区域，所述控制器得到异常区域时判断为具有污物。

有益效果是：将检测到的强度值进行对比确定异常区域，从而确定具有污物，对多个区域反射后光线强度进行检测，提高立杆表面污物检测的准确性。

进一步，所述控制器将强度值大于预设值的异常区域作为水份污物，所述控制器将强度值小于预设值的异常区域作为锈斑污物。

有益效果是：由于立杆表面具有水份时，水滴的表面光滑镜面反射性良好，而锈斑表面的光滑性比立杆差，所以提高强度值与预设值的对比判断污物类型，更准确。

进一步，所述动力机构与检测器间设有遮光罩，所述遮光罩成凹形，所述遮光罩的端沿与立杆表面的距离为5cm。

有益效果是：在检测器检测污物过程中，遮光罩未完全遮住检测器的检测光线路，发射出的光线能够散射到轴环境中，避免发射出的光线影响接收单元。

进一步，所述发射单元位于遮光罩的端沿上，所述接收单元完全位于遮光罩内。

有益效果是：发射单元位于遮光罩的端沿上，能够让光线散发到周围环境中，减少发射单元所发射光线对接收单元的影响，接收单元位于遮光罩内能够降低环境光线的影响，提高接收单元接收到反射光线后确定强度值的准确性。

进一步，所述擦拭器包括擦拭座，所述擦拭座上固设有摩擦段和擦拭段，所述摩擦段位于朝向立杆底端部一侧上，所述擦拭段位于立杆朝向焊接横梁的一侧上，所述遮光罩内固设有伸缩机构，所述擦拭座固设在伸缩机构上进行垂直向的伸缩，在检测到具有污物时，所述控制器控制动力机构带动遮光罩和检测器复位到初始位置上，所述控制器控制伸缩机构带动擦拭座伸出让摩擦段和擦拭段接触立杆表面。

有益效果是：在动力机构带动检测器移动检测的同时带动走擦拭器，并在检测到污物时通过伸缩机构伸出擦拭座，让动力机构在带动检测器复位的同时由摩擦段和擦拭段进行污物的擦拭清理，保证立杆的干净，提高焊接的稳定性。

进一步，所述伸缩件包括调节立杆底部加强筋位置的第一伸缩缸、调节第一横梁加强筋的第二伸缩缸和调节第二横梁加强筋的第三伸缩缸。

有益效果是：通过多个伸缩缸进行加强筋位置的调节，可以在立杆上同时焊接多个加强筋。

附图说明

图1为本发明交通标志杆组装集成控制系统实施例一的示意性框图；

图2为本发明交通标志杆组装集成控制系统实施例一中基座的主视图；

图3为图2中遮光罩的放大结构图；

图4为本发明交通标志杆组装集成控制系统实施例二中遮光罩的主视图；

图5为本发明交通标志杆组装集成控制系统实施例三中基座的主视图；

图6为图5中进料台的左视图；

图7为图5中夹块的纵向剖面图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明。

说明书附图中的附图标记包括：基座1、变位机2、第一伸缩杆3、第二伸缩缸4、第三伸缩缸5、动力机构6、支撑座7、遮光罩8、发射单元9、接收单元10、伸缩机构11、擦拭座12、摩擦段13、擦拭段14、进料台15、支架16、伸缩组件17、夹块18、底壁电磁铁19、凹口20、传送轮21、行走座22、侧壁电磁铁23、安装座24、轴承25、转动电机26、转动筒27。

实施例一

交通标志杆组装集成控制系统，如图1所示：包括控制器、存储器、焊接机器人、带动立杆转动的变位机2、调节加强筋位置的若干伸缩件和向变位机2一侧进料的进料机构，存储器预存有焊接机器人的控制程序，控制器控制伸缩件带动加强筋移动至焊接位置和离开焊接位置，伸缩件包括调节立杆底部加强筋位置的第一伸缩缸、调节第一横梁加强筋的第二伸缩缸4和调节第二横梁加强筋的第三伸缩缸5，多个伸缩件对应地安装到需要调节的位置上，伸缩缸可用现有63T500T型号的液压缸产品，控制器控制焊接机器人将加强筋焊接至立杆上，控制器控制变位机2带动立杆转动进行下一工位上进行加强筋的焊接，进料机构传送标志杆至变位机2一侧，进料机构可用现有的传送带机构即可。

为了更好地说明交通标志杆焊接加工的控制系统，还公开了相应的辅助装置，如图2所示，具体为：变位机2安装在L形的基座1上，变位机2位于基座1的竖直段端部内，若干伸缩件固定安装在基座1水平段上，焊接机器人可用现有的六轴机器人，焊接机器人位于基座1的旁边位置上，伸缩件调节加强筋的支架16及其移动导轨可参照公开号为CN210060292U的专利公开的一种灯杆焊接变位机2进行设计，在此不再赘述。

还包括检测器和擦拭器；检测器包括发射出光线的发射单元9和接收反射光的接收单元10，发射单元9可用现有的红外激光发光管，接收单元10可用现有NHZD10型号的光照度传感器；发射单元9发射出圆形的光照区域，发射单元9与接收单元10位于光的反射线路上，反射线路的夹角为90°，即反射角45°，接收单元10接收反射光线后向控制器发送电信号，发射单元9距离立杆表面的高度小于接收单元10距离立杆表面的高度，发射单元9与接收单元10在垂直向上的间距为1cm。

如图3所示，还包括动力机构6，动力机构6可用现有的伸缩液压缸，动力机构6通过支撑座7固定在基座1竖直段朝向远离水平段的侧壁上，动力机构6带动检测器对焊接位置进行连续检测得到多个电信号；检测器用于在伸缩件带动加强筋移动至焊接位置前检测立杆表面的污物信息，污物信息包括具有污物和无污物，具体地，控制器根据多个电信号识别出反射光线的强度值，控制器将强度值与预设值进行对比得到异常区域，控制器将强度值大于预设值的异常区域作为水份污物，控制器将强度值小于预设值的异常区域作为锈斑污物，控制器得到异常区域时判断为具有污物。

预设值通过发射单元9向无污物的立杆表面发射光线、由接收单元10在反射角为45°的反射线路上接收的反射光线对应的光线强度而得。

动力机构6与检测器间设有遮光罩8，遮光罩8成凹形，遮光罩8的外底壁焊接在伸缩液压缸的活塞杆上，遮光罩8的端沿与立杆表面的距离为5cm；控制器获取污物信息并在具有污物时控制擦拭器对立杆表面进行擦拭，具体地，擦拭器包括擦拭座12，擦拭座12上粘接有摩擦段13和擦拭段14，摩擦段13位于朝向立杆底端部一侧上，即摩擦段13位于左侧，擦拭段14可用现有的磨砂纸，擦拭段14位于立杆朝向焊接横梁的一侧上，即擦拭段14位于右侧，擦拭段14可用干燥的海绵块，遮光罩8内的中心处通过螺栓固定有伸缩机构11，伸缩机构11可用现有的伸缩液压缸，擦拭座12焊接在伸缩机构11的活塞杆上进行垂直向的伸缩；在检测到具有污物时，控制器控制动力机构6带动遮光罩8和检测器复位到初始位置上，以不影响后续的焊接操作，同时，控制器控制伸缩机构11带动擦拭座12伸出让摩擦段13和擦拭段14接触立杆表面。

具体实施过程如下：

在进行焊接前，控制器控制动力机构6启动，让动力机构6带动检测器沿立杆的轴向进行移动检测，检测器移动的长度大于加强筋在立杆上延伸的长度，同时发射单元9发送出光线，光线经过立杆反射后由接收单元10进行接收，接收单元10接收反射光线后向控制器反馈电信号，由控制器从电信号中识别反射光线的强度值；控制器将强度值与预设值进行对比判断是否具有污物，在强度值等于预设值时即无污物，此时，控制器控制变位机2带动立杆转动预设角度，预设角度可以是相邻加强筋位置的中心角，控制器控制动力机构6带动检测器回缩对另一焊接位置进行检测，直至检测完立杆上所需焊接的位置；在检测到具有污物时，通过控制器控制伸缩机构11带动擦拭座12伸出，让摩擦段13和擦拭段14接触立杆表面，由控制器控制动力机构6带动检测器及其上的遮光罩8移动至初始位置，让摩擦段13先摩擦掉锈斑后再由擦拭段14擦干净立杆，避免污物影响焊接效果，提高焊接的牢固性。

在焊接时，控制器控制需要焊接加强筋处的伸缩件启动，带动加强筋在立杆的轴向上移动至焊接位置上，完成一处位置上加强筋的焊接后，控制器控制伸缩件移开，由控制器控制变位机2启动带动立杆转动预设角度，将立杆转动至另一需要焊接的工位上，直到焊接完成。

接收单元10接收反射光线，接收单元10即使在室内环境影响下，检测到的强度值包括了反射光线强度和环境光照的强度，但是，发射出的光线经过无污物立杆表面、立杆表面的水分和锈斑反射后光线的强度值还是具有区别的，所以，通过遮光罩8、接收单元10以及发射单元9的位置设置能够减小环境光线对接收单元10的影响，提高污物检测的准确性。

实施例二

与实施例一的区别是，如图4所示，发射单元9安装在遮光罩8的端沿上，接收单元10完全位于遮光罩8内，发射单元9位于遮光罩8的端沿上，能够让光线散发到周围环境中，减少发射单元9所发射光线对接收单元10的影响，接收单元10位于遮光罩8内能够降低环境光线的影响，提高接收单元10接收到反射光线后确定强度值的准确性。

实施例三

与实施例一区别是，如图5和图6所示，进料机构包括进料台15，进料台15位于基座1水平段远离竖直段的端部处，进料台15通过人工先放上一待加工的标志杆，进料台15的进料通道与基座1水平段上放置的标志杆同轴，进料台15上设有传送通道，进料台15成凹形，进料台15的凹陷口即为传送通道；传送通道内安装有能够沿传送方向转动的传送机构，传送机构包括多个传送轮21和一个主动轮，主动轮通过电机带动进行转动，传送轮21之间以及传送轮21与主动轮之间相互独立不接触，传送轮21和主动轮转动连接在进料台15内，传送轮21和主动轮的部分端面伸出进料台15的凹陷底面。

进料台15的外侧壁上滑动连接有受控制器控制的卡夹机构，卡夹机构包括卡夹住标志杆且能够转动的卡夹组件，具体地，卡夹组件包括直径大于标志杆的夹块18，夹块18成圆柱状，夹块18与传送通道同轴，夹块18上开设容纳标志杆的凹口20，凹口20与夹块18同轴，凹口20的内底中固设底壁电磁铁19，凹口20的直径大于标志杆直径，底壁电磁铁19信号连接控制器，底壁电磁铁19可用现有产品；卡夹组件还包括L形的支架16和沿进料台15侧壁移动的行走座22，行走座22内设有行走轮和带动行走轮转动的步进电机，步进电机在控制器控制下进行启动，进料台15的侧壁上焊接有供行走座22移动的导轨，支架16一端部焊接连接在行走座22上，支架16另一端部上焊接有伸缩组件17，伸缩组件17可用现有的液压缸，伸缩组件17的端部焊接有连接片，连接片通过铰接轴与夹块18的侧壁铰接。

如图7所示，夹块18的侧壁中均匀分布有多个微型的侧壁电磁铁23，侧壁电磁铁23信号连接控制器，夹块18的底部开设转动口，转动口的端部侧壁上固定安装有轴承25，轴承25上焊接有转动筒27，转动筒27的侧壁接触凹口20的内壁，转动筒27的侧壁覆盖完凹口20的内壁，转动筒27内预存有定量的铁屑，底壁电磁铁19位于转动筒27的底壁中，夹块18的顶壁上焊接有L形的安装座24，安装座24的竖直段焊接在夹块18顶壁，安装座24的水平段上固定安装有转动电机26，转动电机26的输出轴焊接在转动筒27的底壁上，转动电机26信号连接控制器。

在进料时，将夹块18的凹口20扣在标志杆端部上，由控制器控制底壁电磁铁19和侧壁电磁铁23通电，然后由控制器控制行走座22启动带动标志杆向变位机2一侧移动，传送轮21减小标志杆与进料台15间的摩擦力，以便于传送标志杆。

由于标志杆使用的材料或者需求不同，所加工的多个标志杆的直径不是完全一致的，夹块18上的凹口20直径无法同时适合所有直径的标志杆，夹块18在移动对标志杆进料的过程中，标志杆与凹口20间的间隙容易造成标志杆的一端向下倾斜，标志杆的另一端抵在凹口20的内壁上造成夹块18损坏，标志杆倾斜还容易在移动过程中抵到焊接台上的各个部件，造成损坏。

在送料过程中，由控制器控制侧壁电磁铁23通电，夹块18能够从标志杆的一端部和周向上进行吸附，且各个侧壁电磁铁23吸附铁屑均匀分布；在标志杆的直径小于凹口20的直径时，由控制器控制夹块18底部侧壁上的侧壁电磁铁23继续保持通电，而其他位置上的侧壁电磁铁23断电，然后控制器再控制转动电机26启动，由转动电机26带动转动筒27旋转，转动筒27转动过程中能够带动其内的铁屑重新分布，将铁屑吸附到夹块18底侧壁处进行堆积，让铁屑能够在标志杆底部起到一定的垫高作用，同时，转动筒27转动过程中，铁屑及转动筒27还能摩擦到标志杆的顶端部，让标志杆的顶端部更适合后续涂覆油漆，转动筒27还能避免摩擦到标志杆顶端部时避免灰尘朝周围溢散。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.交通标志杆组装集成控制系统，包括控制器、焊接机器人、带动立杆转动的变位机、调节加强筋位置的若干伸缩件和进行进料的进料机构，其特征在于：所述控制器控制伸缩件带动加强筋移动至焊接位置和离开焊接位置，所述控制器控制焊接机器人将加强筋焊接至立杆上，所述控制器控制变位机带动立杆转动进行下一工位上进行加强筋的焊接；

还包括检测器和擦拭器，所述检测器用于在伸缩件带动加强筋移动至焊接位置前检测立杆表面的污物信息，所述污物信息包括具有污物和无污物，所述控制器获取污物信息并在具有污物时控制擦拭器对立杆表面进行擦拭。

2.根据权利要求1所述的交通标志杆组装集成控制系统，其特征在于：所述检测器包括发射出光线的发射单元和接收反射光的接收单元，所述发射单元发射出圆形的光照区域，所述发射单元与接收单元位于光的反射线路上，所述反射线路的夹角为90°，所述接收单元接收反射光线后向控制器发送电信号。

3.根据权利要求2所述的交通标志杆组装集成控制系统，其特征在于：所述发射单元距离立杆表面的高度小于接收单元距离立杆表面的高度，所述发射单元与接收单元的垂直间距为1cm。

4.根据权利要求2所述的交通标志杆组装集成控制系统，其特征在于：还包括动力机构，所述动力机构带动检测器对焊接位置进行连续检测得到多个电信号。

5.根据权利要求4所述的交通标志杆组装集成控制系统，其特征在于：所述控制器根据多个电信号识别出反射光线的强度值，所述控制器将强度值与预设值进行对比得到异常区域，所述控制器得到异常区域时判断为具有污物。

6.根据权利要求5所述的交通标志杆组装集成控制系统，其特征在于：所述控制器将强度值大于预设值的异常区域作为水份污物，所述控制器将强度值小于预设值的异常区域作为锈斑污物。

7.根据权利要求5所述的交通标志杆组装集成控制系统，其特征在于：所述动力机构与检测器间设有遮光罩，所述遮光罩成凹形，所述遮光罩的端沿与立杆表面的距离为5cm。

8.根据权利要求7所述的交通标志杆组装集成控制系统，其特征在于：所述发射单元位于遮光罩的端沿上，所述接收单元完全位于遮光罩内。

9.根据权利要求8所述的交通标志杆组装集成控制系统，其特征在于：所述擦拭器包括擦拭座，所述擦拭座上固设有摩擦段和擦拭段，所述摩擦段位于朝向立杆底端部一侧上，所述擦拭段位于立杆朝向焊接横梁的一侧上，所述遮光罩内固设有伸缩机构，所述擦拭座固设在伸缩机构上进行垂直向的伸缩，在检测到具有污物时，所述控制器控制动力机构带动遮光罩和检测器复位到初始位置上，所述控制器控制伸缩机构带动擦拭座伸出让摩擦段和擦拭段接触立杆表面。

10.根据权利要求1所述的交通标志杆组装集成控制系统，其特征在于：所述伸缩件包括调节立杆底部加强筋位置的第一伸缩缸、调节第一横梁加强筋的第二伸缩缸和调节第二横梁加强筋的第三伸缩缸。

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