CN114029590A - 薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置，解决现有技术的问题的技术方案要点是，焊接头为调节焊接头角度安装有焊接头旋转轴驱动装置，焊接头上为调节焊枪在焊接线宽度方向位置安装有焊枪纵向移动驱动装置，焊接头为调节焊弧的长度安装有焊枪托架高度轴驱动装置，焊枪固定安装在焊枪托架高度轴驱动装置上对准待加工波型板，焊接头旋转轴驱动装置、焊枪纵向移动驱动装置以及焊枪托架高度轴驱动装置的控制端均与所述的控制器连接，所述焊接头上安装有旋转角度传感器、感知波型板形状的第一接触式位置传感器、感知波型板形状的第二接触式位置传感器、加压装置和感知波型板凹凸形状的光纤传感器。

Description

薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置

技术领域

本发明属于一种焊接移动轨迹控制装置，涉及一种薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置。

背景技术

液货舱/储罐内的波型板焊接形式有横焊、仰焊、立焊、斜焊倾斜的、转角焊等,安装方式多,在焊接过程中,焊枪需始终保持与焊接点波型板面处于垂直状态,且要保持1毫米以下稳定的弧长,特别是波型板的波纹部分在焊接作业过程中,距离太近容易焊穿,距离太远容易发生漏焊或焊接不牢等缺陷,焊接精度要求高,靠手工操作很难完成。

中国专利申请号：CN200920292222.X，公开了一种集装箱波型板角焊缝焊接系统，包括一焊枪、用以承载该焊枪的一运动平台以及控制该运动平台和该焊枪动作的一控制系统，该控制系统包括控制器和与该控制器连接的焊接参数调节模块、零点检测模块、焊缝捕获模块以及运动平台驱动模块，从而该控制器可根据该焊缝捕获模块提供的焊接轨迹，从该零点检测模块提供的焊接起始点开始循该焊接轨迹，通过该运动平台驱动模块控制该焊枪的运动并通过该焊接参数调节模块控制该焊枪的工作参数而自动实现集装箱波型板角焊缝的焊接。通过提升自动化程度，使得焊缝质量及其稳定性能够有效保证，同时大幅度提高集装箱人均生产效率。但是此技术与现有技术一样中，只涉及到了XYZ三轴电机，对于波型板焊接需要的要求：焊枪需始终保持与焊接点波型板面处于垂直状态,且要保持1毫米以下稳定的弧长，根本无法达到要求。因此，开发一种能够确保焊枪需始终保持与焊接点波型板面处于垂直状态,且要保持1毫米以下稳定弧长的薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置势在必行。

发明内容

本发明解决了现有技术存在只涉及到了XYZ三轴电机，对于波型板焊接需要的要求：焊枪需始终保持与焊接点波型板面处于垂直状态,且要保持1毫米以下稳定的弧长，根本无法达到要求的问题，提供一种薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置，用于波型板焊接用自动焊接装置中焊枪的移动轨迹控制，波型板焊接用自动焊接装置包括可以沿着型轨的长度方向移动的箱体，焊接头通过焊接头高度轴驱动装置安装在箱体的一侧，波型板焊接用自动焊接装置配设有一台控制器，焊接头为调节焊接头角度安装有焊接头旋转轴驱动装置，焊接头上为调节焊枪在焊接线宽度方向位置安装有焊枪纵向移动驱动装置，焊接头为调节焊弧的长度安装有焊枪托架高度轴驱动装置，焊枪固定安装在焊枪托架高度轴驱动装置上对准待加工波型板，焊接头旋转轴驱动装置、焊枪纵向移动驱动装置以及焊枪托架高度轴驱动装置的控制端均与所述的控制器连接，所述焊接头上安装有旋转角度传感器、感知波型板形状的第一接触式位置传感器、感知波型板形状的第二接触式位置传感器、加压装置和感知波型板凹凸形状的光纤传感器，所述旋转角度传感器、第一接触式位置传感器、第二接触式位置传感器、加压装置以及光纤传感器均与所述的控制器连接，所述控制器根据检测测量值为基础，判定波型板的各个区间形状，在整个焊接过程中控制焊枪保持姿势垂直与焊接面，稳定焊枪离焊接面之间的距离，并控制和输出焊接条件参数。本发明中，焊接头通过焊接头高度轴驱动装置安装在箱体的一侧箱体本身在轨道上进行前后运动，同时，箱体本身上配置有用于焊接头高度调节的设施，即焊接头高度轴驱动装置，这两样驱动装置是一般焊接装置必备的设备，除此之外，本发明还配置了为调节焊接头角度安装的焊接头旋转轴驱动装置、为调节焊枪在焊接线宽度方向位置安装的焊枪纵向移动驱动装置、为调节焊弧的长度安装的焊枪托架高度轴驱动装置,从而在可以实现五轴控制，旋转角度传感器、感知波型板形状的第一接触式位置传感器、感知波型板形状的第二接触式位置传感器、加压装置和感知波型板凹凸形状的光纤传感器，则对波型板的具体形状的检测更为严格，对于五轴的控制也更为到位，五轴即高度宏观、微观双调控的Z1轴、Z2轴、借由控制箱体在轨道移动从而控制焊枪实现的X轴、对应焊缝宽度的Y轴和旋转焊枪角度，从而确保焊枪需始终保持与焊接点波型板面处于垂直状态R轴，利用本发明，能够确保焊枪需始终保持与焊接点波型板面处于垂直状态,且要保持1毫米以下稳定弧长。

作为优选，所述控制器为执行以下步骤的控制器，

步骤一，以第一接触式位置传感器感知波型板的高度值为基础，控制焊接头高度轴驱动装置动作，调节焊枪高度，

步骤二，以第二接触式位置传感器感知波型板的倾斜值为基础，控制焊接头旋转轴驱动装置，使得焊枪的姿势垂直于焊接面；

步骤二，控制器基于第一接触式位置传感器计算出箱体的行驶速度，与事先设定的标准焊接速度比较，实时计算箱体的行驶速度，以计算出的行驶速度为基础，控制带手动离合器的行驶驱动装置；

步骤三，光纤传感器安装在焊接头的安装底板上，在波型板表面进行光照，来感知波型板的凹凸，控制器以光纤传感器感知波型板的凹凸形状信息为基础，控制焊接头高度轴驱动装置和焊接头旋转轴驱动装置，保持焊枪与代加工波型板之间的相对位置。

作为优选，在步骤三中，对于波型板划分为六个区间形状：#1平部：平坦的区域、#2根部：开始由直变弯、#3波纹：波纹1上升区域、#4顶：顶部区域、#5波纹：波纹2下降区域、#6根：结束区域；感知波型板的凹凸时，结合第一接触式位置传感器和第二接触式位置传感器感知波型板综合信息来判定波型板的各个区间形状，对应的区域，控制器输出对应的焊接条件参数，以满足焊接需要。本发明中，通过在波型板表面进行光照，来感知波型板的凹凸，波型板可以划分为六个区间形状，每个形状分配不同的焊接条件参数，进一步的通过第一接触式位置传感器和第二接触式位置传感器的差值的正负和相对值可以确定波纹的上升区域还是下降区域，同时也可以作为，光纤传感器是否正确的一个校验备份。

作为优选，在步骤三中，控制器以焊接头旋转角度传感器测量的焊接头的倾斜值为基础，在焊接波型板上的褶皱部位时，根据目前焊接头的倾斜值褶皱形状的变化，对焊接区间的倾斜值进行比较，控制焊接头旋转轴驱动装置动作，使焊枪根据褶皱的形状倾斜。

作为优选，在步骤三中，控制器以光纤传感器感知波型板的凹凸形状信息和焊接头旋转轴驱动装置上的旋转角度传感器测量的焊枪倾斜角度为基础，根据褶皱部位各个区间的形状对焊接条件参数进行对应调节，所述焊接条件参数包括峰值、焊接电流、焊接脉冲频率、保护气体量、电流脉冲宽度、行走速度。

作为优选，所述焊接头旋转轴驱动装置包括旋转驱动电机、旋转角度传感器、主动旋转连杆、从动旋转连杆、第一连接板、第二连接板和安装板，所述主动旋转连杆上设置有主动旋转连杆上轴、主动旋转连杆下轴以及主动旋转连杆连接孔，所述从动旋转连杆上设置有从动旋转连杆上轴、从动旋转连杆下轴以及从动旋转连杆连接孔，安装板与焊接头高度轴驱动装置固定连接，所述旋转驱动电机的输出轴贯穿安装板的一侧后与主动旋转连杆连接孔连接，安装板的另一侧通过转轴与从动旋转连杆连接孔连接，旋转驱动电机直接驱动主动旋转连杆绕主动旋转连杆连接孔同步转动，所述旋转角度传感器配置在所述连接板上对主动旋转连杆的旋转角度进行检测，所述第一连接板和第二连接板均呈Y字形，所述第一连接板的三个端部开设有三个安装轴孔，分别为第一主动孔、第一从动孔以及第一驱动孔，所述第二连接板的三个端部开设有三个安装轴孔，分别为第二主动孔、第二从动孔以及第二驱动孔，所述第一主动孔与主动旋转连杆下轴连接，所述第二主动孔与主动旋转连杆上轴连接，所述第一从动孔与从动旋转连杆下轴连接，所述第二从动孔与从动旋转连杆上轴连接，第一驱动孔与焊接头的安装底板的下部相配合连接，第二驱动孔与焊接头的安装底板的中部相配合连接。

作为优选，第二连接板安装面增加垫板，垫板厚度大于第一连接板厚度，而第一连接板中段设置有Z字形的拐角，Z字形的拐角的空间为用于隔离第一连接板与第二连接板的摆动空间；所述主动旋转连杆上轴、主动旋转连杆下轴以及主动旋转连杆连接孔的相对安装位置与从动旋转连杆上轴、从动旋转连杆下轴以及从动旋转连杆连接孔的相对安装位置相同；第一连接板的三个安装轴孔的相对位置与第二连接板的三个安装轴孔的相对位置相同。

作为优选，所述焊枪纵向移动驱动装置包括纵向电机安装板、上皮带轮、皮带、下皮带轮、纵向移动驱动电机、左行程接近开关、右行程接近开关、行程接近开关挡块、纵向电机安装底板、纵向电机滚珠丝杆螺母副、纵向驱动连接板、纵向电机滚珠丝杆、纵向电机滑轨和纵向电机滑块，所述纵向电机安装板为纵板，所述纵向电机安装底板呈7字形，所述纵向电机安装板和纵向电机安装底板固定连接形成h形结构，纵向电机安装底板的正面与焊枪托架高度轴驱动装置连接，所述纵向移动驱动电机固定在纵向电机安装板的背面，纵向移动驱动电机的输出轴贯穿纵向电机安装板与上皮带轮驱动连接，所述上皮带轮安装在纵向电机安装板的正面上方，所述下皮带轮安装在纵向电机安装板的正面下方，所述上皮带轮与下皮带轮之间通过皮带传动连接，所述下皮带轮与所述纵向电机滚珠丝杆传动连接，所述纵向电机滚珠丝杆贯穿纵向电机安装板后与纵向电机安装底板的下方侧板连接，所述纵向电机滚珠丝杆上配置有纵向电机滚珠丝杆螺母副，纵向电机滚珠丝杆螺母副向下配置有一对纵向驱动连接板，纵向驱动连接板与焊枪拖架连接，焊枪及加压装置均安装在焊枪拖架上，所述纵向电机滚珠丝杆螺母副向上固定有一块纵向电机滑块，所述的纵向电机滑块与固定在纵向电机安装底板上的纵向电机滑轨相匹配，所述纵向电机滑块或纵向电机滚珠丝杆螺母副上固定有一个向上延伸的行程接近开关挡块，所述纵向电机安装底板上分左右安装有左行程接近开关以及右行程接近开关，行程接近开关挡块在左行程接近开关与右行程接近开关之间移动。

作为优选，所述焊枪托架高度轴驱动装置包括焊枪托架高度轴驱动电机、高度电机滚珠丝杆、高度电机滚珠丝杆螺母副、位置传感器、位置传感器滑块、高度电机滑轨、高度电机滑块和高度电机安装板，高度电机安装底板与焊接头的安装底板的上部固定连接，高度电机安装底板正面中段向外延伸有一个侧板，高度电机安装底板正面底部向外延伸有一个底板，高度电机安装底板的侧板端部与所述的高度电机安装板固定连接，高度电机安装板与高度电机安装底板平行，焊枪托架高度轴驱动电机安装在高度电机安装板的正面，焊枪托架高度轴驱动电机的输出轴贯穿高度电机安装板与高度电机滚珠丝杆连接，高度电机滚珠丝杆的两端分别与高度电机安装底板的底板和侧板连接，高度电机滚珠丝杆上配置有高度电机滚珠丝杆螺母副，高度电机滚珠丝杆螺母副上固定有一个高度电机滑块，高度电机滑块的正面与纵向电机安装底板固定连接，高度电机滑块的背面与固定在高度电机安装底板正面的高度电机滑轨相配合，高度电机滑块的上方配置有位置传感器滑块，位置传感器配置在高度电机安装板上检测位置传感器滑块的位置。

作为优选，焊接头的安装底板侧面与第一连接板以及第二连接板连接，所述焊接头的安装底板的下表面与第二接触式位置传感器以及第一接触式位置传感器固定连接，第一接触式位置传感器的检测面以及第二接触式位置传感器的检测面正对待加工波型板的表面，斜向下对准待加工波型板表面的光纤传感器也安装在焊接头的安装底板的下表面，焊枪拖架上部与纵向驱动连接板连接，焊枪拖架的侧面连接有焊枪，焊枪拖架的下部配置有加压装置。

本发明的实质性效果是：利用本发明，能够确保焊枪需始终保持与焊接点波型板面处于垂直状态,且要保持1毫米以下稳定弧长。

附图说明

图1为本发明不带箱体时的一种整体示意图；

图2为本发明的一种侧视整体示意图；

图3为本发明中焊枪纵向移动驱动装置的一种结构示意图；

图4为本发明中焊枪托架高度轴驱动装置的一种结构示意图；

图5为本发明中焊接头旋转轴驱动装置的一种结构示意图；

图6为本发明带有箱体时的一种整体示意图；

图7为本发明中焊接头旋转轴驱动装置中部分分解结构示意图；

图8为本发明中波型板的区域划分示意图。

图中：110：焊接头旋转轴驱动装置、111:旋转角度传感器、112_1:主动旋转连杆、112_2:从动旋转连杆、113：第一连接板、114：第二连接板、115：安装板、116：旋转驱动电机、112_1a:主动旋转连杆上轴、112_1b:主动旋转连杆下轴、112_1c:主动旋转连杆连接孔、112_2a:从动旋转连杆上轴、112_2b:从动旋转连杆下轴、112_2c:从动旋转连杆连接孔、113a：第一主动孔、113b：第一从动孔、113c：第一驱动孔、114a：第二主动孔、114b：第二从动孔、114c：第二驱动孔、121：滑轨、122：升降驱动电机、123：皮带、124：滑块、125：连接板、126：滚珠丝杆螺母副、127：滚珠丝杆、130：焊接头、131:焊枪、132:加压装置、133:第二接触式位置传感器、134:第一接触式位置传感器、135:光纤传感器、139:焊枪拖架、140：焊枪纵向移动驱动装置、141：纵向电机安装板、142：上皮带轮、143：皮带、144：下皮带轮、145：纵向移动驱动电机、146：左行程接近开关、147：右行程接近开关、148：行程接近开关挡块、149：纵向电机安装底板、150：纵向电机滚珠丝杆螺母副、151：纵向驱动连接板连接板、152：纵向电机滚珠丝杆、153：纵向电机滑轨、154：纵向电机滑块、160：焊枪托架高度轴驱动装置、161：高度电机安装底板、162：焊枪托架高度轴驱动电机、163：高度电机滚珠丝杆螺母副、164：高度电机滚珠丝杆、165：位置传感器、166：位置传感器滑块、167：高度电机滑轨、168：高度电机滑块、172：滚轮、173:型轨、181:车架、182:手柄、191：行驶驱动减速电机、200：齿条、204：插销、230:箱体。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：

一种薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置(参见附图1、附图2和附图6)，用于波型板焊接用自动焊接装置中焊枪的移动轨迹控制，波型板焊接用自动焊接装置包括可以沿着型轨的长度方向移动的箱体，焊接头130通过焊接头高度轴驱动装置安装在箱体的一侧，波型板焊接用自动焊接装置配设有一台控制器，焊接头为调节焊接头角度安装有焊接头旋转轴驱动装置110，焊接头上为调节焊枪在焊接线宽度方向位置安装有焊枪纵向移动驱动装置140，焊接头为调节焊弧的长度安装有焊枪托架高度轴驱动装置160，焊枪固定安装在焊枪托架高度轴驱动装置上对准待加工波型板，焊接头旋转轴驱动装置、焊枪纵向移动驱动装置以及焊枪托架高度轴驱动装置的控制端均与所述的控制器连接，所述焊接头上安装有旋转角度传感器111、感知波型板形状的第一接触式位置传感器134、感知波型板形状的第二接触式位置传感器133、加压装置132和感知波型板凹凸形状的光纤传感器135，所述旋转角度传感器、第一接触式位置传感器、第二接触式位置传感器、加压装置以及光纤传感器均与所述的控制器连接。

所述控制器为执行以下步骤的控制器，

步骤一，以第一接触式位置传感器感知波型板的高度值为基础，控制焊接头高度轴驱动装置动作，调节焊枪高度，

步骤二，以第二接触式位置传感器感知波型板的倾斜值为基础，控制焊接头旋转轴驱动装置，使得焊枪的姿势垂直于焊接面；

步骤二，控制器基于第一接触式位置传感器计算出箱体的行驶速度，与事先设定的标准焊接速度比较，实时计算箱体的行驶速度，以计算出的行驶速度为基础，控制带手动离合器的行驶驱动装置；

步骤三，光纤传感器安装在焊接头的安装底板上，在波型板表面进行光照，来感知波型板的凹凸，控制器以光纤传感器感知波型板的凹凸形状信息为基础，控制焊接头高度轴驱动装置和焊接头旋转轴驱动装置，保持焊枪与代加工波型板之间的相对位置。

在步骤三中，对于波型板划分为六个区间形状(参见附图8)：#1平部：平坦的区域、#2根部：开始由直变弯、#3波纹：波纹1上升区域、#4顶：顶部区域、#5波纹：波纹2下降区域、#6根：结束区域；感知波型板的凹凸时，结合第一接触式位置传感器和第二接触式位置传感器感知波型板综合信息来判定波型板的各个区间形状，对应的区域，控制器输出对应的焊接条件参数，以满足焊接需要。

在步骤三中，控制器以焊接头旋转角度传感器测量的焊接头的倾斜值为基础，在焊接波型板上的褶皱部位时，根据目前焊接头的倾斜值褶皱形状的变化，对焊接区间的倾斜值进行比较，控制焊接头旋转轴驱动装置动作，使焊枪根据褶皱的形状倾斜。

在步骤三中，控制器以光纤传感器感知波型板的凹凸形状信息和焊接头旋转轴驱动装置上的旋转角度传感器测量的焊枪倾斜角度为基础，根据褶皱部位各个区间的形状对焊接条件参数进行对应调节，所述焊接条件参数包括峰值、焊接电流、焊接脉冲频率、保护气体量、电流脉冲宽度、行走速度。

本实施例中，焊接头高度轴驱动装置包括有滑轨121、升降驱动电机122、皮带123、滑块124、连接板125、滚珠丝杆螺母副126、滚珠丝杆127等构成，焊接头高度轴驱动装置并非本实施例的重点，故此不做赘述，在本领域内，只需能够实现焊接头高度调节的装置，都可以进行选用。同样的，确保箱体230能在型轨173上运动也属于现有的常规技术，一般需要滚轮172车架181、手柄182、行驶驱动减速电机191、齿条200、插销204等设备，即可完成类似的功能。

本实施例中，所述焊接头旋转轴驱动装置(参见附图5和附图7)包括旋转驱动电机116、旋转角度传感器111、主动旋转连杆112_1、从动旋转连杆112_2、第一连接板113、第二连接板114和安装板115，所述主动旋转连杆上设置有主动旋转连杆上轴112_1a、主动旋转连杆下轴112_1b以及主动旋转连杆连接孔112_1c，所述从动旋转连杆上设置有从动旋转连杆上轴112_2a、从动旋转连杆下轴112_2b以及从动旋转连杆连接孔112_2c，安装板115与焊接头高度轴驱动装置固定连接，所述旋转驱动电机的输出轴贯穿安装板的一侧后与主动旋转连杆连接孔连接，安装板的另一侧通过转轴与从动旋转连杆连接孔连接，旋转驱动电机直接驱动主动旋转连杆绕主动旋转连杆连接孔同步转动，所述旋转角度传感器配置在所述连接板上对主动旋转连杆的旋转角度进行检测，所述第一连接板和第二连接板均呈Y字形，所述第一连接板的三个端部开设有三个安装轴孔，分别为第一主动孔113a、第一从动孔113b以及第一驱动孔113c，所述第二连接板的三个端部开设有三个安装轴孔，分别为第二主动孔114a、第二从动孔114b以及第二驱动孔114c，所述第一主动孔与主动旋转连杆下轴连接，所述第二主动孔与主动旋转连杆上轴连接，所述第一从动孔与从动旋转连杆下轴连接，所述第二从动孔与从动旋转连杆上轴连接，第一驱动孔与焊接头的安装底板的下部相配合连接，第二驱动孔与焊接头的安装底板的中部相配合连接。第二连接板安装面增加垫板，垫板厚度大于第一连接板厚度，而第一连接板中段设置有Z字形的拐角，Z字形的拐角的空间为用于隔离第一连接板与第二连接板的摆动空间；所述主动旋转连杆上轴、主动旋转连杆下轴以及主动旋转连杆连接孔的相对安装位置与从动旋转连杆上轴、从动旋转连杆下轴以及从动旋转连杆连接孔的相对安装位置相同；第一连接板的三个安装轴孔的相对位置与第二连接板的三个安装轴孔的相对位置相同。更为具体的是：第一连接板和第二连接板处于相互隔离的平行布置状态；第一连接板和第二连接板分别与主动旋转连杆和从动旋转连杆安装好后，就构成平行四边形连杆机构。其中从动旋转连杆上轴、从动旋转连杆下轴以及从动旋转连杆连接孔配合主动旋转连杆上轴、主动旋转连杆下轴以及主动旋转连杆连接孔，任何两组组合后，均在平行四边形角上。旋转驱动电机直接驱动主动旋转连杆转动，而平行四边形连杆机构中从动旋转连杆也绕从动旋转连杆上的从动旋转连杆连接孔同步回转；旋转驱动电机直接驱动主动旋转连杆的同步转动将第一连接板和第二连接板之间的相对平移，而第一连接板上的驱动孔和第二连接板上的驱动孔两安装孔之间距离不变，而两者之间的相对左右位置关系处于一直变化中。而这个相对左右位置变化将使得焊接头随着发生焊接头相对竖直方向的角度发生变化。这种传动机构,占用空间小,运动平稳可靠。

本实施例中，所述焊枪纵向移动驱动装置(参见附图3)包括纵向电机安装板141、上皮带轮142、皮带143、下皮带轮144、纵向移动驱动电机145、左行程接近开关146、右行程接近开关147、行程接近开关挡块148、纵向电机安装底板149、纵向电机滚珠丝杆螺母副150、纵向驱动连接板151、纵向电机滚珠丝杆152、纵向电机滑轨153和纵向电机滑块154，所述纵向电机安装板为纵板，所述纵向电机安装底板呈7字形，所述纵向电机安装板和纵向电机安装底板固定连接形成h形结构，纵向电机安装底板的正面与焊枪托架高度轴驱动装置连接，所述纵向移动驱动电机固定在纵向电机安装板的背面，纵向移动驱动电机的输出轴贯穿纵向电机安装板与上皮带轮驱动连接，所述上皮带轮安装在纵向电机安装板的正面上方，所述下皮带轮安装在纵向电机安装板的正面下方，所述上皮带轮与下皮带轮之间通过皮带传动连接，所述下皮带轮与所述纵向电机滚珠丝杆传动连接，所述纵向电机滚珠丝杆贯穿纵向电机安装板后与纵向电机安装底板的下方侧板连接，所述纵向电机滚珠丝杆上配置有纵向电机滚珠丝杆螺母副，纵向电机滚珠丝杆螺母副向下配置有一对纵向驱动连接板，纵向驱动连接板与焊枪拖架139连接，焊枪及加压装置均安装在焊枪拖架上，所述纵向电机滚珠丝杆螺母副向上固定有一块纵向电机滑块，所述的纵向电机滑块与固定在纵向电机安装底板上的纵向电机滑轨相匹配，所述纵向电机滑块或纵向电机滚珠丝杆螺母副上固定有一个向上延伸的行程接近开关挡块，所述纵向电机安装底板上分左右安装有左行程接近开关以及右行程接近开关，行程接近开关挡块在左行程接近开关与右行程接近开关之间移动。更为具体的是：纵向移动驱动电机的转动将带动纵向电机滚珠丝杆螺母副在纵向电机滑块上左右平移，从而带动焊枪拖架连接板在焊接线纵向的移动，焊枪及加压装置与其焊枪焊枪拖架同步运动；左行程接近开关和右行程接近开关是纵向电机滚珠丝杆螺母副行走左右限位开关，行程接近开关挡块与纵向电机滚珠丝杆螺母副通过螺栓固定，行程接近开关挡块随纵向电机滚珠丝杆螺母副同步行走。当触级行程接近开关后，将切断此方向运动，只可反向移动，能够调节焊枪在焊接线宽度方向位置。

所述焊枪托架高度轴驱动装置(参见附图4)包括焊枪托架高度轴驱动电机162、高度电机滚珠丝杆164、高度电机滚珠丝杆螺母副163、位置传感器165、位置传感器滑块166、高度电机滑轨167、高度电机滑块168和高度电机安装板161，高度电机安装底板与焊接头的安装底板的上部固定连接，高度电机安装底板正面中段向外延伸有一个侧板，高度电机安装底板正面底部向外延伸有一个底板，高度电机安装底板的侧板端部与所述的高度电机安装板固定连接，高度电机安装板与高度电机安装底板平行，焊枪托架高度轴驱动电机安装在高度电机安装板的正面，焊枪托架高度轴驱动电机的输出轴贯穿高度电机安装板与高度电机滚珠丝杆连接，高度电机滚珠丝杆的两端分别与高度电机安装底板的底板和侧板连接，高度电机滚珠丝杆上配置有高度电机滚珠丝杆螺母副，高度电机滚珠丝杆螺母副上固定有一个高度电机滑块，高度电机滑块的正面与纵向电机安装底板固定连接，高度电机滑块的背面与固定在高度电机安装底板正面的高度电机滑轨相配合，高度电机滑块的上方配置有位置传感器滑块，位置传感器配置在高度电机安装板上检测位置传感器滑块的位置。

焊接头的安装底板侧面与第一连接板以及第二连接板连接，所述焊接头的安装底板的下表面与第二接触式位置传感器以及第一接触式位置传感器固定连接，第一接触式位置传感器的检测面以及第二接触式位置传感器的检测面正对待加工波型板的表面，斜向下对准待加工波型板表面的光纤传感器也安装在焊接头的安装底板的下表面，焊枪拖架上部与纵向驱动连接板连接，焊枪拖架的侧面连接有焊枪131，焊枪拖架的下部配置有加压装置。本实施例中，焊枪托架高度轴驱动电机的旋转将带动高度电机滚珠丝杆螺母副和高度电机滑块以及行程位置传感器滑块、焊枪纵向移动驱动装置一起同步上下移动；焊枪及加压装置与焊枪纵向移动驱动装置相连接,焊枪及加压装置同焊枪纵向移动驱动装置一起同步上下移动；位置传感器与位置传感器滑块配合,实现对于托架高度上下安全行程的安全保护；焊枪托架高度轴驱动装置在焊接作业中,时刻调节焊弧的长,并维持1毫米以下稳定的弧长,以保证焊接质量。

本实施例中，焊接头通过焊接头高度轴驱动装置安装在箱体的一侧箱体本身在轨道上进行前后运动，同时，箱体本身上配置有用于焊接头高度调节的设施，即焊接头高度轴驱动装置，这两样驱动装置是一般焊接装置必备的设备，除此之外，本发明还配置了为调节焊接头角度安装的焊接头旋转轴驱动装置、为调节焊枪在焊接线宽度方向位置安装的焊枪纵向移动驱动装置、为调节焊弧的长度安装的焊枪托架高度轴驱动装置,从而在可以实现五轴控制，旋转角度传感器、感知波型板形状的第一接触式位置传感器、感知波型板形状的第二接触式位置传感器、加压装置和感知波型板凹凸形状的光纤传感器，则对波型板的具体形状的检测更为严格，对于五轴的控制也更为到位，五轴即高度宏观、微观双调控的Z1轴、Z2轴、借由控制箱体在轨道移动从而控制焊枪实现的X轴、对应焊缝宽度的Y轴和旋转焊枪角度，从而确保焊枪需始终保持与焊接点波型板面处于垂直状态R轴，利用本发明，能够确保焊枪需始终保持与焊接点波型板面处于垂直状态,且要保持1毫米以下稳定弧长。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置，用于波型板焊接用自动焊接装置中焊枪的移动轨迹控制，波型板焊接用自动焊接装置包括可以沿着型轨的长度方向移动的箱体，焊接头通过焊接头高度轴驱动装置安装在箱体的一侧，其特征在于：波型板焊接用自动焊接装置配设有一台控制器，焊接头为调节焊接头角度安装有焊接头旋转轴驱动装置，焊接头上为调节焊枪在焊接线宽度方向位置安装有焊枪纵向移动驱动装置，焊接头为调节焊弧的长度安装有焊枪托架高度轴驱动装置，焊枪固定安装在焊枪托架高度轴驱动装置上对准待加工波型板，焊接头旋转轴驱动装置、焊枪纵向移动驱动装置以及焊枪托架高度轴驱动装置的控制端均与所述的控制器连接，所述焊接头上安装有旋转角度传感器、感知波型板形状的第一接触式位置传感器、感知波型板形状的第二接触式位置传感器、加压装置和感知波型板凹凸形状的光纤传感器，所述旋转角度传感器、第一接触式位置传感器、第二接触式位置传感器、加压装置以及光纤传感器均与所述的控制器连接，所述控制器根据检测测量值为基础，判定波型板的各个区间形状，在整个焊接过程中控制焊枪保持姿势垂直与焊接面，稳定焊枪离焊接面之间的距离，并控制和输出焊接条件参数。

2.根据权利要求1所述的薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置，其特征在于：所述控制器为执行以下步骤的控制器，

步骤一，以第一接触式位置传感器感知波型板的高度值为基础，控制焊接头高度轴驱动装置动作，调节焊枪高度，

步骤二，以第二接触式位置传感器感知波型板的倾斜值为基础，控制焊接头旋转轴驱动装置，使得焊枪的姿势垂直于焊接面；

步骤二，控制器基于第一接触式位置传感器计算出箱体的行驶速度，与事先设定的标准焊接速度比较，实时计算箱体的行驶速度，以计算出的行驶速度为基础，控制带手动离合器的行驶驱动装置；

步骤三，光纤传感器安装在焊接头的安装底板上，在波型板表面进行光照，来感知波型板的凹凸，控制器以光纤传感器感知波型板的凹凸形状信息为基础，控制焊接头高度轴驱动装置和焊接头旋转轴驱动装置，保持焊枪与代加工波型板之间的相对位置。

3.根据权利要求2所述的薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置，其特征在于：在步骤三中，对于波型板划分为六个区间形状：#1平部：平坦的区域、#2根部：开始由直变弯、#3波纹：波纹1上升区域、#4顶：顶部区域、#5波纹：波纹2下降区域、#6根：结束区域；感知波型板的凹凸时，结合第一接触式位置传感器和第二接触式位置传感器感知波型板综合信息来判定波型板的各个区间形状，对应的区域，控制器输出对应的焊接条件参数，以满足焊接需要。

4.根据权利要求3所述的薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置，其特征在于：在步骤三中，控制器以焊接头旋转角度传感器测量的焊接头的倾斜值为基础，在焊接波型板上的褶皱部位时，根据目前焊接头的倾斜值褶皱形状的变化，对焊接区间的倾斜值进行比较，控制焊接头旋转轴驱动装置动作，使焊枪根据褶皱的形状倾斜。

5.根据权利要求4所述的薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置，其特征在于：在步骤三中，控制器以光纤传感器感知波型板的凹凸形状信息和焊接头旋转轴驱动装置上的旋转角度传感器测量的焊枪倾斜角度为基础，根据褶皱部位各个区间的形状对焊接条件参数进行对应调节，所述焊接条件参数包括峰值、焊接电流、焊接脉冲频率、保护气体量、电流脉冲宽度、行走速度。

6.根据权利要求1所述的薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置，其特征在于：所述焊接头旋转轴驱动装置包括旋转驱动电机、旋转角度传感器、主动旋转连杆、从动旋转连杆、第一连接板、第二连接板和安装板，所述主动旋转连杆上设置有主动旋转连杆上轴、主动旋转连杆下轴以及主动旋转连杆连接孔，所述从动旋转连杆上设置有从动旋转连杆上轴、从动旋转连杆下轴以及从动旋转连杆连接孔，安装板与焊接头高度轴驱动装置固定连接，所述旋转驱动电机的输出轴贯穿安装板的一侧后与主动旋转连杆连接孔连接，安装板的另一侧通过转轴与从动旋转连杆连接孔连接，旋转驱动电机直接驱动主动旋转连杆绕主动旋转连杆连接孔同步转动，所述旋转角度传感器配置在所述连接板上对主动旋转连杆的旋转角度进行检测，所述第一连接板和第二连接板均呈Y字形，所述第一连接板的三个端部开设有三个安装轴孔，分别为第一主动孔、第一从动孔以及第一驱动孔，所述第二连接板的三个端部开设有三个安装轴孔，分别为第二主动孔、第二从动孔以及第二驱动孔，所述第一主动孔与主动旋转连杆下轴连接，所述第二主动孔与主动旋转连杆上轴连接，所述第一从动孔与从动旋转连杆下轴连接，所述第二从动孔与从动旋转连杆上轴连接，第一驱动孔与焊接头的安装底板的下部相配合连接，第二驱动孔与焊接头的安装底板的中部相配合连接。

7.根据权利要求6所述的薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置，其特征在于：第二连接板安装面增加垫板，垫板厚度大于第一连接板厚度，而第一连接板中段设置有Z字形的拐角，Z字形的拐角的空间为用于隔离第一连接板与第二连接板的摆动空间；所述主动旋转连杆上轴、主动旋转连杆下轴以及主动旋转连杆连接孔的相对安装位置与从动旋转连杆上轴、从动旋转连杆下轴以及从动旋转连杆连接孔的相对安装位置相同；第一连接板的三个安装轴孔的相对位置与第二连接板的三个安装轴孔的相对位置相同。

8.根据权利要求7所述的薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置，其特征在于：所述焊枪纵向移动驱动装置包括纵向电机安装板、上皮带轮、皮带、下皮带轮、纵向移动驱动电机、左行程接近开关、右行程接近开关、行程接近开关挡块、纵向电机安装底板、纵向电机滚珠丝杆螺母副、纵向驱动连接板、纵向电机滚珠丝杆、纵向电机滑轨和纵向电机滑块，所述纵向电机安装板为纵板，所述纵向电机安装底板呈7字形，所述纵向电机安装板和纵向电机安装底板固定连接形成h形结构，纵向电机安装底板的正面与焊枪托架高度轴驱动装置连接，所述纵向移动驱动电机固定在纵向电机安装板的背面，纵向移动驱动电机的输出轴贯穿纵向电机安装板与上皮带轮驱动连接，所述上皮带轮安装在纵向电机安装板的正面上方，所述下皮带轮安装在纵向电机安装板的正面下方，所述上皮带轮与下皮带轮之间通过皮带传动连接，所述下皮带轮与所述纵向电机滚珠丝杆传动连接，所述纵向电机滚珠丝杆贯穿纵向电机安装板后与纵向电机安装底板的下方侧板连接，所述纵向电机滚珠丝杆上配置有纵向电机滚珠丝杆螺母副，纵向电机滚珠丝杆螺母副向下配置有一对纵向驱动连接板，纵向驱动连接板与焊枪拖架连接，焊枪及加压装置均安装在焊枪拖架上，所述纵向电机滚珠丝杆螺母副向上固定有一块纵向电机滑块，所述的纵向电机滑块与固定在纵向电机安装底板上的纵向电机滑轨相匹配，所述纵向电机滑块或纵向电机滚珠丝杆螺母副上固定有一个向上延伸的行程接近开关挡块，所述纵向电机安装底板上分左右安装有左行程接近开关以及右行程接近开关，行程接近开关挡块在左行程接近开关与右行程接近开关之间移动。

9.根据权利要求8所述的薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置，其特征在于：所述焊枪托架高度轴驱动装置包括高度电机安装底板、焊枪托架高度轴驱动电机、高度电机滚珠丝杆、高度电机滚珠丝杆螺母副、位置传感器、位置传感器滑块、高度电机滑轨、高度电机滑块和高度电机安装板，高度电机安装底板与焊接头的安装底板的上部固定连接，高度电机安装底板正面中段向外延伸有一个侧板，高度电机安装底板正面底部向外延伸有一个底板，高度电机安装底板的侧板端部与所述的高度电机安装板固定连接，高度电机安装板与高度电机安装底板平行，焊枪托架高度轴驱动电机安装在高度电机安装板的正面，焊枪托架高度轴驱动电机的输出轴贯穿高度电机安装板与高度电机滚珠丝杆连接，高度电机滚珠丝杆的两端分别与高度电机安装底板的底板和侧板连接，高度电机滚珠丝杆上配置有高度电机滚珠丝杆螺母副，高度电机滚珠丝杆螺母副上固定有一个高度电机滑块，高度电机滑块的正面与纵向电机安装底板固定连接，高度电机滑块的背面与固定在高度电机安装底板正面的高度电机滑轨相配合，高度电机滑块的上方配置有位置传感器滑块，位置传感器配置在高度电机安装板上检测位置传感器滑块的位置。

10.根据权利要求9所述的薄膜型液货围护系统波型板自动焊接移动轨迹控制装置，其特征在于：焊接头的安装底板侧面与第一连接板以及第二连接板连接，所述焊接头的安装底板的下表面与第二接触式位置传感器以及第一接触式位置传感器固定连接，第一接触式位置传感器的检测面以及第二接触式位置传感器的检测面正对待加工波型板的表面，斜向下对准待加工波型板表面的光纤传感器也安装在焊接头的安装底板的下表面，焊枪拖架上部与纵向驱动连接板连接，焊枪拖架的侧面连接有焊枪，焊枪拖架的下部配置有加压装置。

Images