CN114211097A - 一种可调节角度的卧式氩弧焊装置及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可调节角度的卧式氩弧焊装置及其调节方法，包括工作台、支架板、Z轴直线模组与焊接头，Z轴直线模组用于驱动焊接头进行焊接作业，Z轴直线模组包括能够驱动焊接头在竖直面内转动的驱动电机；Y轴直线模组呈十字形的滑动安装于X轴直线模组上；支撑板用于装载待焊接工装，滑动安装于Y轴直线模组上，位置识别相机能够对工装进行拍照，以识别其焊接点的位置；主机，内置不同型号的工装的焊接控制逻辑模块，主机连接于控制面板，根据控制面板输入的型号调取工装的逻辑控制模块，以控制位置山鼠机构装置进行作业，可以实现对同一工装上多个焊接点的自动焊接，效率高且准确率高。

Description

一种可调节角度的卧式氩弧焊装置及其调节方法

技术领域

本发明涉及卧式氩弧焊技术领域，具体涉及一种可调节角度的卧式氩弧焊装置及其调节方法。

背景技术

现有的卧式氩弧焊装置只能够竖直焊接，其焊接角度不能调整，因此，在焊接时，一次只能对工装同角度的焊接点进行焊接，工作效率低，且需要对工装角度进行频繁调节，造成焊接效率低、误差大的问题。

申请号为CN201510162985.2的发明专利公开了一种可调节角度的卧式氩弧焊装置，其所述工作台包括固定工作台和氩弧焊工作台，所述固定工作台和氩弧焊工作台转动连接，使得氩弧焊工作台面的角度可以在0°-45°范围内调节，以对待焊接工装进行转动调节，再通过驱动氩弧焊枪移动以实现焊接，但是再工装进行倾斜时，容易因为重力出现位移，导致焊接位置对不准的情况，并且，采用压板压产品使其固定，会随着角度的增大造成待焊接产品表面的刮损。

发明内容

本发明的目的是提供一种可调节角度的卧式氩弧焊装置及其调节方法，。

本发明提供了如下的技术方案：

一种可调节角度的卧式氩弧焊装置及其调节方法，包括工作台、支架板、 Z轴直线模组与焊接头，Z轴直线模组安装于支架板上，用于驱动焊接头进行焊接作业，其特征在于，所述Z轴直线模组包括能够驱动所述焊接头在竖直面内转动的驱动电机；

还包括X轴直线模组，安装于工作台上；

Y轴直线模组，滑动安装于所述X轴直线模组上并与其呈十字形设置；

支撑板，用于装载待焊接工装，滑动安装于所述Y轴直线模组上，并能够通过所述X轴直线模组与Y轴直线模组驱动至焊接头的正下方；

位置识别相机，能够对工装进行拍照，以识别其焊接点的位置；

主机，内置不同型号的工装的焊接控制逻辑模块，所述主机连接于所述控制面板，根据所述控制面板输入的型号调取工装的逻辑控制模块，以控制位置识别相机、X轴直线模组、Y轴直线模组与Z轴直线模组进行作业。

优选的，还包括位于X轴直线模组上方的型号识别相机，用于对安装在支撑板上的工装进行拍照，并通过图像识别判断是否与输入型号对应，以及工装所需焊接点是否均满足焊接条件，并将结果传输至所述主机。

优选的，所述控制逻辑模块包括

存储模块，存储有每个工装的预设首个焊接点位置、预设的焊接顺序、相邻焊接顺序的焊接点之间的偏移量、与每个所述焊接点位置对应的焊接头角度数据；

控制模块，在对当前焊接点进行焊接时，调取其与上一个焊接点之间的偏移量并发送指令至所述X轴直线模组与Y轴直线模组，以对支撑板位置进行调节，调取与每个所述焊接点位置对应的焊接头角度数据并发送指令至所述驱动电机，以驱动焊接头转动至对应位置。

优选的，所述在支撑板上设有竖直安装通道，所述通道内安装有吸嘴，所述吸嘴正对所述支撑板上的正上方，所述吸嘴的管道末端连接有气泵。

优选的，所述Z轴直线模组还包括升降气缸、升降座、圆盘与安装板，所述升降气缸安装于所述支架板的第一横向支架上，所述升降气缸用于驱动所述升降座竖直升降，所述驱动电机安装于所述升降座内部，且其驱动轴穿过所述升降座侧部，并共轴连接有一圆盘，所述驱动气缸能够驱动所述圆盘转动，所述圆盘的侧部设有连接杆，所述连接杆的末端连接有安装板，所述安装板上安装有所述焊接头。

优选的，所述升降座底部与所述安装板顶部之间设有若干伸缩柱。

优选的，所述支架板上竖直设置有导向滑板，所述升降座相对于所述导向滑板的侧面设有导向槽，所述导向滑板卡设于所述导向槽内。

优选的，所述工作台上还设有与所述X轴直线模组平行设置的直线导轨，所述Y轴直线模组的底部安装于所述直线导轨与所述X轴直线模组上。

一种可调节角度的卧式氩弧焊装置的调节方法，包括以下步骤：

S1、在控制面板输入待焊接工装的型号，主机调取对应的控制逻辑模块控制型号识别相机、位置识别相机、X轴直线模组、Y轴直线模组与Z轴直线模组进行作业；

S2、将待焊接的工装放置在支撑板上，气泵作用使得吸嘴将产品吸附于支撑板上；

S3、型号识别相机对工装进行拍照并传输至主机，判断支撑板上的工装是否与输入型号对应，以及工装所需焊接点是否均满足焊接条件，若型号不对应或出现异常，通过主机进行报警，若型号对应且满足焊接条件，则控制X轴直线模组驱动支撑板移动至所述工装与位置识别相机正对；

S4、位置识别相机对工装所需焊接点进行识别，识别首个焊接点当前位置与预设焊接坐标之间的偏移量，所述主机根据所述偏移量调节所述X轴直线模组与Y轴直线模组，使得首个焊接点位置正对预设焊接位置；

S5、驱动电机根据所述主机的指令控制圆盘转动，从而带动焊接头转动至对应焊接角度，Z轴直线模组带动焊接头下降进行焊接作业，每焊接完一个位置，Z轴直线模组带动焊接头上升，所述控制逻辑模块控制所述X轴直线模组与Y轴直线模组对支撑板位置进行调节，所述驱动电机对焊接头的焊接角度进行调节，使得调节后的焊接点位置正对焊接头焊接位置，Z轴直线模组带动焊接头下降进行焊接作业，直到将工装的所需焊接点焊接完毕；

S5、当工装的焊接点均焊接好之后，Z轴直线模组带动焊接头上升，所述 X轴直线模组与Y轴直线模组调节使得工装回到初始位置，工作人员取下焊接好的工装进行下一步加工。

优选的，步骤S4中的所述控制模块控制所述X轴直线模组与Y轴直线模组对支撑板位置进行调节的方法为：

A1、首个焊接点位置是焊接头转动至对应角度时，其投影于工作台上的位置；第二个焊接点根据其与第一个焊接点的位置偏移量能够获取其在工作台上的位置，以及其与当焊接头转动至对应角度时的位置之间的偏差值；

A2、控制逻辑模块根据偏差值发送指令至X轴直线模组与Y轴直线模组，以驱动支撑板至对应位置，使得支撑板正对焊接头转动至对应角度后投影于工作台上的位置。

本发明的有益效果是：

(1)通过Z轴直线模组实现焊接头再竖直平面内的转动，以及竖直升降；通过X轴直线模组与Y轴直线模组实现工装的水平面内的位置移动，能够实现对工装上平行于焊接头转动竖直平面的焊接点的自动焊接，无需调整工装的角度，提高焊接效率；

(2)支撑板上设有吸嘴，能够对支撑板上的工装进行吸附，避免其在焊接时出现位移；

(3)本发明焊接装置焊接全过程采用主机的逻辑控制模块控制，全部自动化，且结合图像识别技术，使得焊接更为精确。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明工作台上装置的侧视图；

图3是图2中A部分的放大图；

图中标记为：1.工作台；2.X轴直线模组；3.Y轴直线模组；4.支撑板；5. 气泵；6.型号识别相机；7.第二横向支架；8.支架板；9.连接杆；10.升降气缸； 11.第一横向支架；12.位置识别相机；13.升降座；14.圆盘；15.伸缩柱；16.安装板；17.焊接头；18.联轴器；19.导向滑板；20.直线导轨；21.支撑台；22.驱动电机；23.顶杆。

具体实施方式

实施例一

如图1-图2所示，一种可调节角度的卧式氩弧焊装置，包括工作台1、支架板8、Z轴直线模组与焊接头17。

Z轴直线模组安装于支架板8上，用于驱动焊接头17进行焊接作业，Z轴直线模组包括能够驱动焊接头17在竖直面内转动的驱动电机22；

一种可调节角度的卧式氩弧焊装置，还包括X轴直线模组2，安装于工作台1上；

Y轴直线模组3，滑动安装于X轴直线模组2上并与其呈十字形设置；

支撑板4，用于装载待焊接工装，滑动安装于Y轴直线模组3上，并能够通过X轴直线模组2与Y轴直线模组3驱动至焊接头17的正下方；

位置识别相机12，能够对工装进行拍照，以识别其焊接点的位置；

主机，内置不同型号的工装的焊接控制逻辑模块，主机连接于控制面板，根据控制面板输入的型号调取工装的逻辑控制模块，以控制位置识别相机12、 X轴直线模组2、Y轴直线模组3与Z轴直线模组进行作业。

其中，控制逻辑模块包括

存储模块，存储有每个工装的预设首个焊接点位置、预设的焊接顺序、相邻焊接顺序的焊接点之间的偏移量、与每个焊接点位置对应的焊接头17角度数据，以供控制模块调取，其中，预设的数据为相关经验工作人员结合实际工作经验或对比试验结果进行设定，存储于存储模块中，无需操作人员进行设定，减少劳动力投入；

控制模块，在对当前焊接点进行焊接时，调取其与上一个焊接点之间的偏移量并发送指令至X轴直线模组2与Y轴直线模组3，以对支撑板4位置进行调节，调取与每个焊接点位置对应的焊接头17角度数据并发送指令至驱动电机 22，以驱动焊接头17转动至对应位置，通过X轴直线模组2与Y轴直线模组 3实现工装的水平面内的位置移动，能够实现对工装上平行于焊接头17转动竖直平面的焊接点的自动焊接，无需调整工装的角度，提高焊接效率。

本实施例中，X轴直线模组2与Y轴直线模组3均为丝杆。

实施例二

如图1-图2所示，相比于实施例一，本实施例的可调节角度的卧式氩弧焊装置还包括位于X轴直线模组2上方的型号识别相机6，其用于对安装在支撑板4上的工装进行拍照，并通过图像识别判断是否与输入型号对应，以及工装所需焊接点是否均满足焊接条件，并将结果传输至主机，实现对工装的初步检测，避免拿错焊接工装或将工装角度位置放错，影响焊接结果。

型号识别相机6固定于支架板8的第二横向支架7上。

本实施例其他部件及原理与实施例一相同。

实施例三

如图1-图2所示，相比于实施例一，本实施例在支撑板4上设有竖直安装通道，通道内安装有吸嘴，吸嘴正对支撑板4上的正上方，吸嘴的管道末端连接有气泵5。

支撑板4在装载工装时，通过气泵5抽气，吸嘴形成负压，使得工装被吸附于支撑板4上，避免在焊接时工装出现移动，以影响焊接作业。

本实施例中，支撑板4的底部设有支撑台21，支撑板4通过支撑台21安装于Y轴直线模组3上，气泵5安装于支撑台21上。

本实施例其他部件及原理与实施例一相同。

实施例四

如图1-图3所示，相比于实施例一，本实施例的Z轴直线模组还包括升降气缸10、升降座13、圆盘14与安装板16，升降气缸10安装于支架板8的第一横向支架11上，升降气缸10用于驱动升降座13竖直升降，其中，升降座 13的顶部设有竖直顶杆23，顶杆23的顶部与升降气缸10的底部之间通过联轴器18连接。

驱动电机22安装于升降座13内部，且其驱动轴穿过升降座13侧部，并共轴连接有一圆盘14，驱动气缸能够驱动圆盘14转动，圆盘14的侧部设有连接杆9，连接杆9的末端连接有安装板16，安装板16上安装有焊接头17。

升降座13底部与安装板16顶部之间设有若干伸缩柱15，辅助支撑安装板16。

支架板8上竖直设置有导向滑板19，升降座13相对于导向滑板19的侧面设有导向槽，导向滑板19卡设于导向槽内。

工作台1上还设有与X轴直线模组2平行设置的直线导轨20，Y轴直线模组3的底部安装于直线导轨20与X轴直线模组2上，直线导轨20对X轴直线模组2进行辅助支撑，避免Y轴直线模组3底部一端无支撑，其中部会出现损坏。

如图1-图3所示，一种可调节角度的卧式氩弧焊装置的调节方法，包括以下步骤：

S1、在控制面板输入待焊接工装的型号，主机调取对应的控制逻辑模块控制型号识别相机6、位置识别相机12、X轴直线模组2、Y轴直线模组3与Z 轴直线模组进行作业；

S2、将待焊接的工装放置在支撑板4上，气泵5作用使得吸嘴将产品吸附于支撑板4上；

S3、型号识别相机6对工装进行拍照并传输至主机，判断支撑板4上的工装是否与输入型号对应，以及工装所需焊接点是否均满足焊接条件，若型号不对应或出现异常，通过主机进行报警，若型号对应且满足焊接条件，则控制X 轴直线模组2驱动支撑板4移动至工装与位置识别相机12正对；

S4、位置识别相机12对工装所需焊接点进行识别，识别首个焊接点当前位置与预设焊接坐标之间的偏移量，主机根据偏移量调节X轴直线模组2与Y 轴直线模组3，使得首个焊接点位置正对预设焊接位置；

S5、驱动电机22根据主机的指令控制圆盘14转动，从而带动焊接头17 转动至对应焊接角度，Z轴直线模组带动焊接头17下降进行焊接作业，每焊接完一个位置，Z轴直线模组带动焊接头17上升，控制逻辑模块控制X轴直线模组2与Y轴直线模组3对支撑板4位置进行调节，驱动电机22对焊接头17 的焊接角度进行调节，使得调节后的焊接点位置正对焊接头17焊接位置，Z轴直线模组带动焊接头17下降进行焊接作业，直到将工装的所需焊接点焊接完毕；

S5、当工装的焊接点均焊接好之后，Z轴直线模组带动焊接头17上升，X 轴直线模组2与Y轴直线模组3调节使得工装回到初始位置，工作人员取下焊接好的工装进行下一步加工。

其中，步骤S4中的控制模块控制X轴直线模组2与Y轴直线模组3对支撑板4位置进行调节的方法为：

A1、首个焊接点位置是焊接头17转动至对应角度时，其投影于工作台1 上的位置；第二个焊接点根据其与第一个焊接点的位置偏移量能够获取其在工作台1上的位置，以及其与当焊接头17转动至对应角度时的位置之间的偏差值；

A2、控制逻辑模块根据偏差值发送指令至X轴直线模组2与Y轴直线模组3，以驱动支撑板4至对应位置，使得支撑板4正对焊接头17转动至对应角度后投影于工作台1上的位置。

本发明通过Z轴直线模组实现焊接头17再竖直平面内的转动，以及竖直升降；通过X轴直线模组2与Y轴直线模组3实现工装的水平面内的位置移动，能够实现对工装上平行于焊接头17转动竖直平面的焊接点的自动焊接，无需调整工装的角度，提高焊接效率；本发明焊接装置焊接全过程采用主机的逻辑控制模块控制，全部自动化，且结合图像识别技术，使得焊接更为精确。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可调节角度的卧式氩弧焊装置，包括工作台、支架板、Z轴直线模组与焊接头，Z轴直线模组安装于支架板上，用于驱动焊接头进行焊接作业，其特征在于，所述Z轴直线模组包括能够驱动所述焊接头在竖直面内转动的驱动电机；

还包括X轴直线模组，安装于工作台上；

Y轴直线模组，滑动安装于所述X轴直线模组上并与其呈十字形设置；

支撑板，用于装载待焊接工装，滑动安装于所述Y轴直线模组上，并能够通过所述X轴直线模组与Y轴直线模组驱动至焊接头的正下方；

位置识别相机，能够对工装进行拍照，以识别其焊接点的位置；

主机，内置不同型号的工装的焊接控制逻辑模块，所述主机连接于所述控制面板，根据所述控制面板输入的型号调取工装的逻辑控制模块，以控制位置识别相机、X轴直线模组、Y轴直线模组与Z轴直线模组进行作业。

2.根据权利要求1所述的一种可调节角度的卧式氩弧焊装置，其特征在于，还包括位于X轴直线模组上方的型号识别相机，用于对安装在支撑板上的工装进行拍照，并通过图像识别判断是否与输入型号对应，以及工装所需焊接点是否均满足焊接条件，并将结果传输至所述主机。

3.根据权利要求1所述的一种可调节角度的卧式氩弧焊装置，其特征在于，所述控制逻辑模块包括

存储模块，存储有每个工装的预设首个焊接点位置、预设的焊接顺序、相邻焊接顺序的焊接点之间的偏移量、与每个所述焊接点位置对应的焊接头角度数据；

控制模块，在对当前焊接点进行焊接时，调取其与上一个焊接点之间的偏移量并发送指令至所述X轴直线模组与Y轴直线模组，以对支撑板位置进行调节，调取与每个所述焊接点位置对应的焊接头角度数据并发送指令至所述驱动电机，以驱动焊接头转动至对应位置。

4.根据权利要求1所述的一种可调节角度的卧式氩弧焊装置，其特征在于，所述在支撑板上设有竖直安装通道，所述通道内安装有吸嘴，所述吸嘴正对所述支撑板上的正上方，所述吸嘴的管道末端连接有气泵。

5.根据权利要求1所述的一种可调节角度的卧式氩弧焊装置，其特征在于，所述Z轴直线模组还包括升降气缸、升降座、圆盘与安装板，所述升降气缸安装于所述支架板的第一横向支架上，所述升降气缸用于驱动所述升降座竖直升降，所述驱动电机安装于所述升降座内部，且其驱动轴穿过所述升降座侧部，并共轴连接有一圆盘，所述驱动气缸能够驱动所述圆盘转动，所述圆盘的侧部设有连接杆，所述连接杆的末端连接有安装板，所述安装板上安装有所述焊接头。

6.根据权利要求5所述的一种可调节角度的卧式氩弧焊装置，其特征在于，所述升降座底部与所述安装板顶部之间设有若干伸缩柱。

7.根据权利要求5所述的一种可调节角度的卧式氩弧焊装置，其特征在于，所述支架板上竖直设置有导向滑板，所述升降座相对于所述导向滑板的侧面设有导向槽，所述导向滑板卡设于所述导向槽内。

8.根据权利要求5所述的一种可调节角度的卧式氩弧焊装置，其特征在于，所述工作台上还设有与所述X轴直线模组平行设置的直线导轨，所述Y轴直线模组的底部安装于所述直线导轨与所述X轴直线模组上。

9.一种可调节角度的卧式氩弧焊装置的调节方法，包括以下步骤：

S1、在控制面板输入待焊接工装的型号，主机调取对应的控制逻辑模块控制型号识别相机、位置识别相机、X轴直线模组、Y轴直线模组与Z轴直线模组进行作业；

S2、将待焊接的工装放置在支撑板上，气泵作用使得吸嘴将产品吸附于支撑板上；

S3、型号识别相机对工装进行拍照并传输至主机，判断支撑板上的工装是否与输入型号对应，以及工装所需焊接点是否均满足焊接条件，若型号不对应或出现异常，通过主机进行报警，若型号对应且满足焊接条件，则控制X轴直线模组驱动支撑板移动至所述工装与位置识别相机正对；

S4、位置识别相机对工装所需焊接点进行识别，识别首个焊接点当前位置与预设焊接坐标之间的偏移量，所述主机根据所述偏移量调节所述X轴直线模组与Y轴直线模组，使得首个焊接点位置正对预设焊接位置；

S5、驱动电机根据所述主机的指令控制圆盘转动，从而带动焊接头转动至对应焊接角度，Z轴直线模组带动焊接头下降进行焊接作业，每焊接完一个位置，Z轴直线模组带动焊接头上升，所述控制逻辑模块控制所述X轴直线模组与Y轴直线模组对支撑板位置进行调节，所述驱动电机对焊接头的焊接角度进行调节，使得调节后的焊接点位置正对焊接头焊接位置，Z轴直线模组带动焊接头下降进行焊接作业，直到将工装的所需焊接点焊接完毕；

S5、当工装的焊接点均焊接好之后，Z轴直线模组带动焊接头上升，所述X轴直线模组与Y轴直线模组调节使得工装回到初始位置，工作人员取下焊接好的工装进行下一步加工。

10.根据权利要求9所述的一种可调节角度的卧式氩弧焊装置的调节方法，其特征在于，步骤S4中的所述控制模块控制所述X轴直线模组与Y轴直线模组对支撑板位置进行调节的方法为：

A1、首个焊接点位置是焊接头转动至对应角度时，其投影于工作台上的位置；第二个焊接点根据其与第一个焊接点的位置偏移量能够获取其在工作台上的位置，以及其与当焊接头转动至对应角度时的位置之间的偏差值；

A2、控制逻辑模块根据偏差值发送指令至X轴直线模组与Y轴直线模组，以驱动支撑板至对应位置，使得支撑板正对焊接头转动至对应角度后投影于工作台上的位置。

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