CN209477496U - 一种带三维焊缝识别的集装箱铰链板自动定位焊接装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种带三维焊缝识别的集装箱铰链板自动定位焊接装置，属于用于点焊、缝焊或切割的电极或工件的自动进给或移动装置技术领域。包括工作台、六轴关节机器人和操控台，操控台内连接有识别系统，六轴关节机器人位于工作台侧边，其末端位于工作台上方，且安装有焊枪和传感器，传感器与通过连接电缆与操控台的识别系统连接；传感器识别铰链板位置和高度后，将该信号传递给操控台，操控台经通讯电缆启动送丝机，送丝机给焊枪供丝，六轴关节机器人和焊枪工作。将本申请应用于焊接，在窄小的空间内也可实现焊枪相对工作台以及工作台上待焊接件的前后摆动。

Description

一种带三维焊缝识别的集装箱铰链板自动定位焊接装置

技术领域

本申请涉及一种带三维焊缝识别的集装箱铰链板自动定位焊接装置，属于用于点焊、缝焊或切割的电极或工件的自动进给或移动装置技术领域。

背景技术

铰链板作为连接两个固体并允许两者之间做相对转动的机械装置，常用于冷藏库、集装箱等大型的门。其中，集装箱门框上所用的铰链板是焊接型铰链板，这种铰链板是由一根圆管和一块铰链板成型板材装配而成的，其中圆管被安装在两侧门柱上，可以旋转；铰链板被焊接在门板上，最终实现集装箱门的旋转。

集装箱门框上的锁座用来固定锁杆，锁座被焊接在后框的门楣和门槛上。

集装箱门框上的铰链板和锁座目前都是由手工焊接，存在焊接成型一致性不够高、工人劳动强度大等问题。

专利201620471953.0虽然可以实现自动焊接，但其是通过滑块实现前后位置的移动，而其高度和左右位置不可调，因而只能进行特定部位焊接，同时，由于焊接过程中，门框在行走方向、横向及高度上均会存在误差，导致其上点焊的铰链板和锁座位置也发生整体偏移；铰链板和锁座在点焊时，也存在误差，如铰链板或锁座会发生轻微偏斜、工件的横向和纵向位置偏差、工件的高度偏差、工件之间的间隔误差。以上误差的累积，对于无法实现自动定位与自动焊接的同步进行的该专利而言，其焊接效率低，且容易出现焊接误差，导致焊接失误。

实用新型内容

有鉴于此，针对铰链板和锁座焊接所存在的上述缺陷，本申请提供一种带三维焊缝识别的集装箱铰链板自动定位焊接装置，该装置具有激光焊缝识别系统，可实现工件焊缝位置和高度的检测，然后根据检测结果控制机器人完成自动焊接的系统。

具体地，本申请是通过以下方案实现的：

一种带三维焊缝识别的集装箱铰链板自动定位焊接装置，包括工作台、六轴关节机器人和操控台，操控台内连接有识别系统，六轴关节机器人位于工作台侧边，其末端位于工作台上方，且安装有焊枪和传感器，传感器与通过连接电缆与操控台的识别系统连接；传感器识别铰链板位置和高度后，将该信号传递给操控台，操控台经通讯电缆启动送丝机，送丝机给焊枪供丝，六轴关节机器人和焊枪工作。

进一步的，作为优选：

所述的传感器位于焊枪侧边。更优选的，所述的传感器相对焊枪夹角θ为 60°。将焊缝位置进行识别后，将信号传递给操控台，操控台驱动六轴关节机器人带动焊枪至待焊接部位，焊枪启动，开始焊接工序。

所述的焊枪连接有气管，用于为焊枪提供熔化极气体，更优选的，所述的气管沿六轴关节机器人走线至其底座和操控台。

所述的六轴关节机器人成对设置，且分居工作台两侧，相应的焊枪成对设置。成对设置的六轴关节机器人和焊枪，可实现待焊件多个位置的同步焊接。更优选的，传感器为日本基恩士激光传感器IL-300，测量范围为150～450mm；六轴关节机器人为IRB 1520ID机器人，工作半径为1.44m。

所述的工作台侧边设置有固定件，待焊件通过固定件固定在工作台上。

所述焊枪配置有清枪器，清枪器为TBI BRG-2-VD-DAE自动清枪站，清枪器利用高速旋转铰刀清除焊枪枪头及喷嘴上的焊渣及杂质，能够被清理的部位取决于焊枪型号及所使用的铰刀。更优选的，所述TBI BRG-2-VD-DAE清枪器配有喷油装置，能使焊枪枪头在清枪后被喷射防飞溅剂，减少焊接飞溅重新附着于焊枪上。所述清枪器配有自动剪丝装置，它由机器人控制器电器触发或者由感应焊枪的传感器触发。使用中，不仅自动完成清枪过程，无需人工操作；而且清枪时间短，系统可靠性高，可清除难除掉的飞溅物，实现自动喷油。

本申请的一般工作流程为：(1)系统处于工作就绪状态；(2)门框到位，工人完成焊接前的辅助工作，如操作各定位压紧机构；(3)按下操控台的开始按键，启动系统自动工作；(4)系统开始检测门框位置，并进行保存；(5)开始扫描第一块铰链板的焊缝，并保存；(6)开始焊接，焊接完成自动灭弧；(7) 以上步骤(1)-(6)重复进行，直至所有铰链板焊接完成；(8)机器人复位，等待下一个循环。

本申请的工作原理和有益效果如下：

(1)六轴关节机器人可实现多轴关节联动，位置转换灵活，可控性好，可实现精确焊接。在本申请中，焊枪随六轴关节机器人移动，即可实现焊枪相对工作台以及工作台上待焊接件的前后摆动，而在窄小的空间内，也可以同样行动自如，游刃有余，整个六轴关节机器人和焊枪可实现至少1.5m工作半径操作。

(2)传感器进行位置以及焊缝识别，分别完成门框位置检测识别和铰链板边缘位置及边缘高度识别，从而完成铰链板焊缝的精确识别，并记录下焊缝数据，并将该信号传递给识别系统，识别系统根据信号内容通过操控台转换为各部件的驱动力，最终表现为焊枪状态的调节，达到实时同步焊枪按照识别到的焊缝轨迹施焊，避免了门框定位误差、铰链板点焊误差等的累积，路径精确度高，节拍时间短，在进行焊接圆柱形工件时动作毫不停顿。

(3)本申请中各软管束与焊接电缆分别同六轴关节机器人紧密集成，电源、焊丝(作为焊料供应给焊枪作为焊料)、保护气体、压缩气体(主要通过气管供应)等均采用这种走线方式，可实现性能与功效的最优化。

附图说明

图1为本申请第一种结构示意图；

图2为本申请另一种结构的正面示意图；

图3为本申请另一种结构的俯视图；

图4为图2中M部位的局部放大图；

图5为清枪器的气路图。

其中标号：1.操控台；2.工作台；3.六轴关节机器人；31.底座；4.固定件；5.待焊件；7.焊枪；8.传感器；9.气管；A.气体输入口；B.关机/换气阀；C.偏心轮式执行马达；D.焊枪喷嘴把手；E.硅油喷嘴；F.旋转刀头；G. 2位5通阀。

具体实施方式

实施例1

本实施例一种带三维焊缝识别的集装箱铰链板自动定位焊接装置，结合图1，包括操控台1、工作台2、六轴关节机器人3(IRB 1520ID)、固定件4和焊枪7，操控台1连接有识别系统，六轴关节机器人3下端安装在底座31上，上端即末端连接焊枪7，焊枪7连接有气管9，用于为焊枪7提供熔化极气体；工作台2 位于焊枪7下方，待焊件5(即需要焊接的铰链板)通过固定件4固定在工作台 2上；操控台1根据识别系统的信号驱动六轴关节机器人3和焊枪7工作。

实施例2

本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于：识别系统包括传感器8，用于定位和焊缝识别。该传感器8为激光传感器，位于焊枪7的侧边，该传感器8相对焊枪7夹角θ为60°(俯视状态图，可参见图3)。将焊缝位置进行识别后，将信号传递给操控台1，操控台1驱动六轴关节机器人3带动焊枪 7至待焊接部位，焊枪7启动，开始焊接工序。

实施例3

本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于：气管9沿六轴关节机器人3走线至其底座31和操控台1。

实施例4

本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于：焊枪7连接有气管72，用于为焊枪7提供熔化极气体；识别系统包括传感器8，用于定位和焊缝识别。该传感器8为激光传感器，位于焊枪7的侧边，该传感器8相对焊枪7 夹角θ为60°(俯视状态图，可参见图3)。将焊缝位置进行识别后，将信号传递给操控台1，操控台1驱动六轴关节机器人3带动焊枪7至待焊接部位，焊枪 7启动，开始焊接工序。

实施例5

本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于：六轴关节机器人3 成对设置，且分居工作台2两侧，相应的焊枪7成对设置，各焊枪7分别连接有气管9，用于为焊枪7提供熔化极气体。成对设置的六轴关节机器人3，可实现待焊件多个位置的同步焊接。

实施例6

本实施例与实施例5的设置和工作原理相同，区别在于：识别系统包括传感器8，用于定位和焊缝识别。该传感器8为激光传感器，位于焊枪7的侧边，该传感器8相对焊枪7夹角θ为60°(俯视状态图，可参见图3)。将焊缝位置进行识别后，将信号传递给操控台1，操控台1驱动六轴关节机器人3带动焊枪 7至待焊接部位，焊枪7启动，开始焊接工序。

实施例7

本实施例与实施例5的设置和工作原理相同，区别在于：气管9沿六轴关节机器人3走线至其底座31和操控台1。

实施例8

本实施例与实施例5的设置和工作原理相同，区别在于：焊枪7连接有气管72，用于为焊枪7提供熔化极气体；识别系统包括传感器8，用于定位和焊缝识别。该传感器8为激光传感器，位于焊枪7的侧边，该传感器8相对焊枪7 夹角θ为60°(俯视状态图，可参见图3)。将焊缝位置进行识别后，将信号传递给操控台1，操控台1驱动六轴关节机器人3带动焊枪7至待焊接部位，焊枪 7启动，开始焊接工序。

工作流程为：(1)系统处于工作就绪状态；(2)门框到位，工人完成焊接前的辅助工作，如操作各定位压紧机构；(3)按下操控台的开始按键，启动系统自动工作；(4)系统开始检测门框位置，并进行保存；(5)开始扫描第一块铰链板的焊缝，并保存；(6)开始焊接，焊接完成自动灭弧；(7)以上步骤(1) -(6)重复进行，直至所有铰链板焊接完成；(8)机器人复位，等待下一个循环。

Claims (8)

1.一种带三维焊缝识别的集装箱铰链板自动定位焊接装置，其特征在于：包括工作台、六轴关节机器人和操控台，操控台内连接有识别系统，六轴关节机器人位于工作台侧边，其末端位于工作台上方，且安装有焊枪和传感器，传感器与通过连接电缆与操控台的识别系统连接；传感器识别铰链板位置和高度后，将该信号传递给操控台，操控台经通讯电缆启动送丝机，送丝机给焊枪供丝，六轴关节机器人和焊枪工作。

2.如权利要求1所述的一种带三维焊缝识别的集装箱铰链板自动定位焊接装置，其特征在于：所述的传感器位于焊枪侧边。

3.如权利要求2所述的一种带三维焊缝识别的集装箱铰链板自动定位焊接装置，其特征在于：所述的传感器相对焊枪夹角θ为60°。

4.如权利要求1所述的一种带三维焊缝识别的集装箱铰链板自动定位焊接装置，其特征在于：所述的焊枪连接有气管，用于为焊枪提供熔化极气体。

5.如权利要求4所述的一种带三维焊缝识别的集装箱铰链板自动定位焊接装置，其特征在于：所述的气管沿六轴关节机器人走线至其底座和操控台。

6.如权利要求1所述的一种带三维焊缝识别的集装箱铰链板自动定位焊接装置，其特征在于：所述的工作台侧边设置有固定件，待焊件通过固定件固定在工作台上。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种带三维焊缝识别的集装箱铰链板自动定位焊接装置，其特征在于：所述的六轴关节机器人成对设置，且分居工作台两侧，相应的焊枪成对设置。

8.如权利要求7所述的一种带三维焊缝识别的集装箱铰链板自动定位焊接装置，其特征在于：所述的传感器为日本基恩士激光传感器IL-300，测量范围为150～450mm；六轴关节机器人为IRB 1520ID机器人，工作半径为1.44m；焊枪配置有清枪器，清枪器为TBI BRG-2-VD-DAE。