CN217433311U - 焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种焊接设备，包括：焊枪部；图像采集模块，图像采集模块位于待焊接件的上方，以获取待焊接件上的焊缝位置；移动机构，焊枪部与移动机构连接，以根据图像采集模块获取到的焊缝位置信息控制移动机构运动，以将焊枪部移动至焊缝位置处，以通过焊枪部将筋条与待焊接件焊接；其中，图像采集模块安装在焊枪部上。本实用新型解决了现有技术中的焊接设备的加工效率低的问题。

Description

焊接设备

技术领域

本实用新型涉及漏板加工技术领域，具体而言，涉及一种焊接设备。

背景技术

玻璃纤维是一种新型的增强材料，被广泛应用于现代工业的众多领域。玻璃纤维是将矿石原料熔为玻璃液后拉制卷绕而成的，铂铑合金漏板是玻璃纤维拉丝生产的关键装备之一，因此，漏板的加工质量直接影响玻璃纤维的生产质量和生产成本。

加强筋是漏板上的重要部件，漏板包括底板，加强筋焊接在底板上，以增强底板整体的刚性，对于漏板整体的承载能力和使用寿命至关重要。加强筋的数量仅次于漏嘴，是漏板上数量第二多的零部件，涉及加强筋的加工环节的效率和质量对漏板加工效率和质量影响很大。加强筋和底板焊接通常安排在漏嘴焊接和扩孔工序之后，焊接多用钨极氩弧焊，焊接过程中产生大量热量，使工件产生热应力而变形。底板和加强筋的焊接属于角接焊接，对于焊接位置、距离和角度的准确性要求高，若按照标准图纸位置进行焊接，无法适应焊接后底板上部件位置的偏差。

但是，当前加强筋焊接以手工焊为主，使焊接存在加工效率低，合格焊工培训时间长，加工质量不能保障、人工劳动强度大等问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种焊接设备，以解决现有技术中的焊接设备的加工效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种焊接设备，包括：焊枪部；图像采集模块，图像采集模块位于待焊接件的上方，以获取待焊接件上的焊缝位置；移动机构，焊枪部与移动机构连接，以根据图像采集模块获取到的焊缝位置信息控制移动机构运动，以将焊枪部移动至焊缝位置处，以通过焊枪部将筋条与待焊接件焊接；其中，图像采集模块安装在焊枪部上。

进一步地，焊接设备还包括：控制装置，控制装置与图像采集模块、移动机构和焊枪部均电连接，以通过控制装置控制移动机构运动并控制焊枪部工作。

进一步地，图像采集模块包括：激光发射部，朝向待焊接件设置，以发送激光；激光检测部，激光检测部用于接收由待焊接件反射的激光，以获取待焊接件的焊缝的位置信息；机盒，机盒具有安装腔体，激光发射部和激光检测部均安装在安装腔体内，机盒安装在焊枪部上。

进一步地，激光发射部包括激光发射器，机盒的内壁上设置有发射口和入射口，发射口与激光发射器相对，入射口与激光检测部相对；在激光发射器发射激光时，发射口与待焊接件之间具有预设距离，预设距离的取值范围为50mm至100mm。

进一步地，移动机构包括：机械臂，机械臂与焊枪部连接；驱动组件，驱动组件与机械臂驱动连接，以驱动机械臂运动；电机驱动模块，电机驱动模块与驱动组件通过线路连接，以控制驱动组件运动。

进一步地，机械臂包括多个关节臂，多个关节臂依次布置，驱动组件包括多个驱动电机，多个驱动电机与多个关节臂一一对应地驱动连接；焊枪部与多个关节臂中的最末端的关节臂连接。

进一步地，焊接设备还包括焊机部，焊机部与焊枪部通过线路连接，以控制焊枪部的启动和关闭。

进一步地，焊接设备还包括：承载部，用于承载待焊接件；承载部具有承载空间，承载空间内具有预定工位，待焊接件置于预定工位内。

进一步地，预定工位设置在承载部的边缘处，边缘处设置有限位部件，待焊接件的边缘与预定工位的边缘平齐，以使限位部件对待焊接件进行限位。

进一步地，承载部的承载空间内设置有夹持部，夹持部用于夹持待焊接件。

应用本实用新型的技术方案，本实用新型的焊接设备包括焊枪部、图像采集模块和移动机构，图像采集模块位于待焊接件的上方，以获取待焊接件上的焊缝位置；焊枪部与移动机构连接，以根据图像采集模块获取到的焊缝位置信息控制移动机构运动，以将焊枪部移动至焊缝位置处，以通过焊枪部将筋条与待焊接件焊接；其中，图像采集模块安装在焊枪部上。本申请通过图像采集模块采集焊缝位置的图像信息，以确定需要焊接部位的实际位置，并根据所得到的焊缝位置信息控制移动机构运动，以将焊枪部移动至焊缝位置处，以将筋条与待焊接件焊接在一起，实现了筋条焊接工序的自动化，提高了焊接效率和质量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的焊接设备的实施例的整体结构示意图；以及

图2示出了根据本实用新型的焊接设备的实施例的图像采集模块的原理示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

110、焊枪部；120、焊机部；200、移动机构；210、机械臂；220、电机驱动模块；300、图像采集模块；310、激光发射部；320、激光检测部；321、入射镜组；322、激光传感器；330、机盒；331、安装腔体；312、发射口；323、入射口；311、激光发射器；400、控制装置；500、待焊接件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

请参考图1至图2，本实用新型提供了一种焊接设备，包括：焊枪部110；图像采集模块300，图像采集模块300位于待焊接件500的上方，以获取待焊接件500上的焊缝位置；移动机构200，焊枪部110与移动机构200连接，以根据图像采集模块300获取到的焊缝位置信息控制移动机构200运动，以将焊枪部110移动至焊缝位置处，以通过焊枪部110将筋条与待焊接件500焊接；其中，图像采集模块300安装在焊枪部110上。

本实用新型的焊接设备包括焊枪部110、图像采集模块300和移动机构200，图像采集模块300位于待焊接件500的上方，以获取待焊接件500上的焊缝位置；焊枪部110与移动机构200连接，以根据图像采集模块300获取到的焊缝位置信息控制移动机构200运动，以将焊枪部110移动至焊缝位置处，以通过焊枪部110将筋条与待焊接件500焊接；其中，图像采集模块300安装在焊枪部110上。本申请通过图像采集模块300采集焊缝位置的图像信息，以确定需要焊接部位的实际位置，并根据所得到的焊缝位置信息控制移动机构200运动，以将焊枪部110移动至焊缝位置处，以将筋条与待焊接件500焊接在一起，实现了筋条焊接工序的自动化，提高了焊接效率和质量。

在本实用新型的实施例中，待焊接件500可以是具有设定型号和规格的漏板底板，筋条焊接在底板上起加强作用。

在本实用新型的实施例中，焊枪部110包括电极，其中，电极可以为直径为1-2mm的钨电极。底板上通过电焊装配有多个筋条，多个筋条可沿底板的长度方向间隔设置。

具体地，移动机构200驱动焊枪部110沿预设方向运动，使焊枪部110运动至待焊接件500上的筋条处，并且，移动机构200可将焊枪部110调整至预设姿态和预设位置，以筋条进行焊接。

具体地，移动机构可带动焊枪部110沿待焊接件500长度方向、待焊接件500的宽度方向和待焊接件500的厚度方向移动和转动，这样，可将焊枪部110移动至焊缝位置处并将焊枪部110调整至预设姿态。

具体地，焊接设备还包括焊机部120，焊枪部110和焊机部120电连接，以控制焊枪部110的启动和关闭。

在本实用新型的实施例中，焊机部120与焊枪部110通过线路连接，焊机部120收到焊枪部110到达焊缝位置处，并且，焊枪部110呈预设姿态的信号后，焊机部120控制焊枪部110的起弧与灭弧的动作。

具体地，焊机部120还可以手动设置焊接电流大小。

具体地，焊接设备还包括：控制装置400，控制装置400与图像采集模块300、移动机构200和焊枪部110均电连接，以通过控制装置控制移动机构200运动并控制焊枪部110工作。

具体地，图像采集模块300设置于待焊接件500的上方，以便于采集焊缝的轮廓信息，根据焊缝的轮廓信息，确定筋条与底板的连接位置，实现对待焊接位置的精准定位。

在本实用新型的实施例中，图像采集模块300包括：激光发射部310，朝向待焊接件500设置，以发送激光；激光检测部320，激光检测部320用于接收由待焊接件500反射的激光，以获取待焊接件500的焊缝的位置信息；机盒330，机盒330具有安装腔体331，激光发射部310和激光检测部320均安装在安装腔体331内，机盒330安装在焊枪部110上。

可选地，图像采集模块300通过机盒330安装在移动机构200上。

具体地，激光发射部310包括激光发射器311，激光发射器311用于发射激光；激光检测部320包括入射镜组321和激光传感器322，入射镜组321接收到的激光在激光传感器322上成像，以获取焊缝位置的位置信息。

在本实用新型的实施例中，激光发射器311为线激光器，以更方便获取筋条的轮廓特征点的信息，简化对特征点位置坐标运算过程。

具体地，激光发射器311、入射镜组321和激光传感器322均固定在机盒330的内壁上。

具体地，机盒330的内壁上设置有发射口312和入射口323，发射口312与激光发射部310相对，入射口323与激光检测部320相对；在激光发射器311发射激光时，发射口312与待焊接件500之间具有预设距离。

可选地，预设距离的取值范围为50mm至100mm。

在本实施例中，图像采集模块在识别焊缝的状态下，发射口312与待焊接件500之间的预设距离为60mm。

具体地，发射口312设置在激光发射器311的激光发射光路上，入射口323设置在入射镜组321和激光传感器322的激光接收光路上。

在本实用新型的实施例中，移动机构200包括：机械臂210，机械臂210与焊枪部110连接；驱动组件，驱动组件与机械臂210驱动连接，以驱动机械臂210运动；电机驱动模块220，电机驱动模块220与驱动组件通过线路连接，以控制驱动组件运动。

具体地，机械臂210包括多个关节臂，多个关节臂依次布置，驱动组件包括多个驱动电机，多个驱动电机与多个关节臂一一对应地驱动连接，由六台驱动电机协同动作，驱动机械臂210完成设置动作；焊枪部110与多个关节臂中的最末端的关节臂连接。

具体地，电机驱动模块220根据收到的焊缝位置信息控制机械臂各关节的驱动电机，进而驱动机械臂完成设置动作。

在本申请的实施例中，控制装置400为工业计算机，工业计算机内装有焊接控制程序和图形识别处理程序，控制装置400分别与焊机部120、电机驱动模块220和激光传感器322电连接。控制装置400可以设置于生产区域的任一角落，或者设置于移动机构200附近，以便于接收和采集图像采集模块300所采集的轮廓信息。

控制装置400通过内置的图形识别处理程序，对激光传感器322所采集的反射光线进行分析，通过三角定位原理确定筋条与待焊接件500之间的焊缝的位置信息，累计识别出交线上10个点的位置后，可以精确拟合交线的位置。控制装置400根据交线的位置信息，生成处理结果，基于控制装置400的处理结果，控制移动机构200，通过对焊枪部110的驱动，实现焊接设备焊接工序的自动化。

在本实用新型的实施例中，焊接设备还包括：承载部，用于承载待焊接件500，承载部具有承载空间，承载空间内具有预定工位，待焊接件500置于预定工位内。

具体地，承载部位于移动机构200或待焊接件500的下方。

具体地，预定工位设置在承载部的边缘处，边缘处设置有限位部件，待焊接件500的边缘与预定工位的边缘平齐，以使限位部件对待焊接件500进行限位，并且，避免了待焊接件500出现倾斜，影响对筋条的位置的定位。

具体地，承载部的承载空间内设置有夹持部，夹持部用于夹持待焊接件500，以提升待焊接件500的稳定性，且利用夹持部，便于夹紧或拆卸待焊接件500，实现待焊接件500的更换。

在此，需要说明的是，本申请中对承载部和夹持部的样式种类不做具体设定，只要可以对待焊接件500实现固定效果即可，避免进行焊接时，发生位移现象。

在本实用新型的实施例的具体实施过程中，可以执行以下步骤：

S1、将待焊接件500放置于承载部的预定工位，利用夹持部夹紧待焊接件500，以限制待焊接件500的运动。预定工位为待焊接件500的其中一个边沿与承载部的一个边沿平齐的位置。其中，夹持部为紫铜材质，可以将焊接时的热量快速导出，减小焊接产生的变形。

S2、运行控制装置400内的自动焊接控制程序，电机驱动模块220根据接收到的焊缝位置信息驱动机械臂210沿预设方向运动，以带动图像采集模块300和焊枪部110同步运动，以便于图像采集模块300获取筋条的轮廓信息。其中，机械臂210可以沿待焊接件500的长度方向、宽度方向和厚度方向运动，也可以以上述三个方向为轴进行旋转。

激光发射部310运动至预设识别位置处，对待识别的筋条及底板发射线激光，预设的识别位置为，发射口312位于待焊接件500上方的60mm处。激光检测部320同步接收经筋条和底板反射后的激光，接收到的激光线在激光传感器322上的成像为带有特征点的光线，特征点为光线的弯折部分。带有特征点信息的光线经控制装置400分析识别处理后，计算出筋条和底板的焊缝的一个点的位置信息。激光发射部310在机械臂210的带动下沿筋条的长度方向移动设定的距离，然后重复上述步骤，识别出焊缝上另一个点的位置，直至累计识别出焊缝的10个点的位置，控制装置400根据10个点的位置信息，拟合出该筋条和底板的焊缝的实际位置，完成对该条筋条待焊接位置的确定。然后，机械臂210根据控制装置400发送的漏板图纸信息，将图像采集模块300移到下一根筋条上方的识别位置，对该筋条和底板焊缝的实际位置进行识别。然后，重复上述操作，直至所有筋条和底板的焊缝的实际位置全部获得，筋条的实际位置图也绘制完成。

S3、控制装置400调用绘制完的筋条的实际位置图纸，基于上述图纸内的图形信息，通过控制电机驱动模块220控制机械臂210沿预设方向运动，以带动焊枪部110同步运动，到达第一条筋条的端部，并且，机械臂210使焊枪部110按预设位置和预设姿态，准备开始焊接。

本实施例下，焊枪部110的预设位置为使焊枪部110的电极的尖端离筋条和底板之间的焊缝的距离为1mm；焊枪部110的预设姿态为使钨电极轴线在x轴与z轴构成的平面上的投影与x轴成60度夹角，在x轴与y轴构成的平面上的投影与x轴成1度夹角。焊接动作由控制装置400通过焊机部120控制焊枪部110开始引弧，到达筋条的末端时，控制装置400通过焊机部120控制焊枪部110立刻灭弧，焊接动作结束，至此，完成单根筋条的焊接动作。然后机械臂210按预设方向将焊枪部110带到下一根筋条的焊接位置，重复上述步骤，直至所有筋条完成焊接。实现了焊接工序的自动化，焊接位置精度高，焊缝质量一致性高。

S4、焊枪部110焊接作业完毕后，控制装置400控制机械臂210运动，使焊枪部110回到初始位置，控制装置400焊接控制程序运行结束。待焊接件500冷却以后，松开夹持部，将待焊接件500取下，整个焊接工作结束。

在此，需要说明的是，对于不同型号和规格的待焊接件500，在控制装置400中的焊接控制程序和图形识别处理程序内设置相应参数即可。

本申请实施例所提供的漏板筋条自动焊接设备，通过控制装置内的焊接控制程序和图形识别处理程序对筋条与底板连接处位置进行采集和分析，实现了机器视觉和图形分析识别技术的运用，有利于快速精准定位各个筋条待焊接的实际位置，提高筋条焊接的自动化水平，提升了焊接加工质量和效率。在实施过程中，单人可同时操作管理的设备超过两台，单人加工效率可提高一倍以上，同时降低了作业人员劳动难度和强度。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型的焊接设备包括焊枪部110、图像采集模块300和移动机构200，图像采集模块300位于待焊接件500的上方，以获取待焊接件500上的焊缝位置；焊枪部110与移动机构200连接，以根据图像采集模块300获取到的焊缝位置信息控制移动机构200运动，以将焊枪部110移动至焊缝位置处，以通过焊枪部110将筋条与待焊接件500焊接；其中，图像采集模块300安装在焊枪部110上。本申请通过图像采集模块300采集焊缝位置的图像信息，以确定需要焊接部位的实际位置，并根据所得到的焊缝位置信息控制移动机构200运动，以将焊枪部110移动至焊缝位置处，以将筋条与待焊接件500焊接在一起，实现了筋条焊接工序的自动化，提高了焊接效率和质量。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种焊接设备，其特征在于，包括：

焊枪部(110)；

图像采集模块(300)，所述图像采集模块(300)位于待焊接件(500)的上方，以获取待焊接件(500)上的焊缝位置；

移动机构(200)，所述焊枪部(110)与所述移动机构(200)连接，以根据所述图像采集模块(300)获取到的焊缝位置信息控制所述移动机构(200)运动，以将所述焊枪部(110)移动至所述焊缝位置处，以通过所述焊枪部(110)将筋条与所述待焊接件(500)焊接；其中，所述图像采集模块(300)安装在所述焊枪部(110)上。

2.根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述焊接设备还包括：

控制装置(400)，所述控制装置(400)与所述图像采集模块(300)、所述移动机构(200)和所述焊枪部(110)均电连接，以通过所述控制装置控制所述移动机构(200)运动并控制所述焊枪部(110)工作。

3.根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述图像采集模块(300)包括：

激光发射部(310)，朝向所述待焊接件(500)设置，以发送激光；

激光检测部(320)，所述激光检测部(320)用于接收由所述待焊接件(500)反射的激光，以获取所述待焊接件(500)的焊缝的位置信息；

机盒(330)，所述机盒(330)具有安装腔体(331)，所述激光发射部(310)和所述激光检测部(320)均安装在所述安装腔体(331)内，所述机盒(330)安装在所述焊枪部(110)上。

4.根据权利要求3所述的焊接设备，其特征在于，所述激光发射部(310)包括激光发射器(311)，所述机盒(330)的内壁上设置有发射口(312)和入射口(323)，所述发射口(312)与所述激光发射器(311)相对，所述入射口(323)与所述激光检测部(320)相对；在所述激光发射器(311)发射激光时，所述发射口(312)与所述待焊接件(500)之间具有预设距离，所述预设距离的取值范围为50mm至100mm。

5.根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述移动机构(200)包括：

机械臂(210)，所述机械臂(210)与所述焊枪部(110)连接；

驱动组件，所述驱动组件与所述机械臂(210)驱动连接，以驱动所述机械臂(210)运动；

电机驱动模块(220)，所述电机驱动模块(220)与所述驱动组件通过线路连接，以控制所述驱动组件运动。

6.根据权利要求5所述的焊接设备，其特征在于，

所述机械臂(210)包括多个关节臂，所述多个关节臂依次布置，所述驱动组件包括多个驱动电机，所述多个驱动电机与所述多个关节臂一一对应地驱动连接；

所述焊枪部(110)与所述多个关节臂中的最末端的关节臂连接。

7.根据权利要求2所述的焊接设备，其特征在于，所述焊接设备还包括焊机部(120)，所述焊机部(120)与所述焊枪部(110)通过线路连接，以控制所述焊枪部(110)的启动和关闭。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的焊接设备，其特征在于，所述焊接设备还包括：承载部，用于承载所述待焊接件(500)；所述承载部具有承载空间，所述承载空间内具有预定工位，所述待焊接件(500)置于所述预定工位内。

9.根据权利要求8所述的焊接设备，其特征在于，所述预定工位设置在所述承载部的边缘处，所述边缘处设置有限位部件，所述待焊接件(500)的边缘与所述预定工位的边缘平齐，以使所述限位部件对所述待焊接件(500)进行限位。

10.根据权利要求8所述的焊接设备，其特征在于，所述承载部的承载空间内设置有夹持部，所述夹持部用于夹持所述待焊接件(500)。

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