CN219200374U - 一种摩擦焊工件检测装置及支重轮摩擦焊接生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种摩擦焊工件检测装置及支重轮摩擦焊接生产线，属于摩擦焊质量检测技术领域，其中，摩擦焊工件检测装置包括：支撑机构，适于放置待检工件；驱动机构，设置于所述支撑机构上；接缝检测单元，与所述驱动机构传动连接，所述驱动机构适于驱动所述接缝检测单元沿所述待检工件的表面移动；调节机构，设置于所述驱动机构上且与所述接缝检测单元相连接，所述调节机构适于调节所述接缝检测单元与所述待检工件之间的夹角；数据处理单元，与所述接缝检测单元电性连接。本实用新型提供的一种摩擦焊工件检测装置，使用该检测装置对接缝质量进行检测，提高了检测结果的准确性以及检测速度，保证生产进度。

Description

一种摩擦焊工件检测装置及支重轮摩擦焊接生产线

技术领域

本实用新型涉及摩擦焊质量检测技术领域，具体涉及一种摩擦焊工件检测装置及支重轮摩擦焊接生产线。

背景技术

摩擦焊，是指利用工件接触面摩擦产生的热量为热源，使工件在压力作用下产生塑性变形而进行焊接的方法。摩擦焊接时，待焊接的两个工件分别装夹在摩擦焊机的主轴和尾座上进行焊接。在摩擦焊接完成后，通常需要对摩擦焊的接缝(也可称为“翻花”)进行质量检测，如图4所示，需要对接缝的外周面与工件的外周面之间的距离进行测量，和/或，对接缝的单边宽度进行测量。现有技术中，通常采用人工使用游标卡尺、百分表等工具进行手工检测，检测结果容易存在误差，并且检测速度慢，影响自动化生产进度。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的摩擦焊接缝检测误差较大且检测速度慢的缺陷，从而提供一种摩擦焊工件检测装置及支重轮摩擦焊接生产线。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种摩擦焊工件检测装置，包括：支撑机构，适于放置待检工件；驱动机构，设置于所述支撑机构上；接缝检测单元，与所述驱动机构传动连接，所述驱动机构适于驱动所述接缝检测单元沿所述待检工件的表面移动；调节机构，设置于所述驱动机构上且与所述接缝检测单元相连接，所述调节机构适于调节所述接缝检测单元与所述待检工件之间的夹角；数据处理单元，与所述接缝检测单元电性连接。

可选地，所述调节机构包括连接设置的摆动调节结构和俯仰调节结构，所述摆动调节结构和所述俯仰调节结构能够沿不同的方向调节所述接缝检测单元的角度。

可选地，所述驱动机构包括直线驱动模组和位移检测单元，所述直线驱动模组和所述位移检测单元电性连接，所述位移检测单元与所述数据处理单元电性连接，所述直线驱动模组与所述调节机构和所述接缝检测单元传动连接。

可选地，所述摩擦焊工件检测装置还包括长度检测单元。

可选地，所述摩擦焊工件检测装置还包括同轴度检测单元。

可选地，所述摩擦焊工件检测装置还包括避让机构，所述长度检测单元和所述同轴度检测单元均设置于所述避让机构上，所述避让机构适于驱动所述长度检测单元和所述同轴度检测单元靠近或远离所述待检工件移动。

可选地，所述支撑机构包括安装台和支撑座，所述驱动机构和所述支撑座均设置于所述安装台的台面上，所述支撑座上适于放置所述待检工件。

可选地，所述支撑座包括旋转驱动部和夹持部，所述旋转驱动部设置于所述安装台上，所述旋转驱动部与所述夹持部传动连接，所述夹持部适于夹持所述待检工件。

本实用新型还提供了一种支重轮摩擦焊接生产线，包括上所述的摩擦焊工件检测装置。

可选地，所述支重轮摩擦焊接生产线还包括摩擦焊设备和搬运机器人，所述搬运机器人可移动地设置，所述搬运机器人包括若干个抓手。

本实用新型具有以下优点：

1.本实用新型提供的一种摩擦焊工件检测装置，利用调节机构将接缝检测单元调节至与待检工件的表面垂直设置，并使用驱动机构驱动接缝检测单元沿待检工件的表面移动，接缝检测单元能够对焊接完成的工件的表面进行检测并将数据传递至数据处理单元，数据处理单元对数据进行分析处理后即可得出与接缝相关的尺寸参数。因此，使用该检测装置对接缝质量进行检测，提高了检测结果的准确性以及检测速度，保证生产进度。

2.本实用新型提供的一种摩擦焊工件检测装置，利用摆动调节结构和俯仰调节结构沿不同的方向对接缝检测单元的角度进行调节，以保证接缝检测单元角度的精确性。

3.本实用新型提供的一种摩擦焊工件检测装置，数据处理单元能够利用位移检测单元采集的数据以及接缝检测单元采集的数据处理生成待检工件表面的二维曲线，从而便于接缝有关尺寸参数的计算。

4.本实用新型提供的一种摩擦焊工件检测装置，利用长度检测单元对焊接后工件的长度进行检测，利用同轴度检测单元对焊接后工件的同轴度进行检测，因此，使用该检测装置能够实现焊接后工件的全面检测。

5.本实用新型提供的一种支重轮摩擦焊接生产线，利用搬运机器人对焊前工件、待检的焊后工件以及检测完成的焊后工件进行转运，并且搬运机器人包括若干个抓手，因此搬运机器人在一次转运中可以对摩擦焊设备同时进行焊后工件的下料以及焊前工件的上料，以及对摩擦焊工件检测装置同时进行检测完成的焊后工件的下料以及待检的焊前工件的上料，提高搬运机器人对工件的转运效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型的实施例1提供的摩擦焊工件检测装置的整体结构示意图；

图2为图1的主视结构示意图；

图3示出了本实用新型的实施例2提供的支重轮摩擦焊接生产线的结构示意图；

图4示出了本实用新型的实施例提供的待检工件的结构示意图。

附图标记说明：

10、支撑机构；11、安装台；111、柜体结构；12、支撑座；121、旋转驱动部；122、夹持部；123、中转法兰；20、驱动机构；30、接缝检测单元；40、调节机构；41、摆动调节结构；42、俯仰调节结构；50、长度检测单元；60、同轴度检测单元；70、避让机构；100、摩擦焊工件检测装置；200、摩擦焊设备；300、搬运机器人；400、待检工件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1和图2所示的摩擦焊工件检测装置100的一种具体实施方式，包括：支撑机构10、驱动机构20、接缝检测单元30、调节机构40和数据处理单元。支撑机构10上适于放置待检工件400，驱动机构20设置于支撑机构10上，接缝检测单元30与驱动机构20传动连接，驱动机构20适于驱动接缝检测单元30沿待检工件400的表面移动。接缝检测单元30与数据处理单元电性连接，接缝检测单元30能够将检测数据传递至数据处理单元。调节机构40设置于驱动机构20上且与接缝检测单元30相连接，调节机构40适于调节接缝检测单元30与待检工件400之间的夹角。

利用调节机构40将接缝检测单元30调节至与待检工件400的表面垂直设置，并使用驱动机构20驱动接缝检测单元30沿待检工件400的表面移动，接缝检测单元30能够对焊接完成的工件的表面进行检测并将数据传递至数据处理单元，数据处理单元对数据进行分析处理后即可得出与接缝相关的尺寸参数。因此，使用该检测装置对接缝质量进行检测，提高了检测结果的准确性以及检测速度，保证生产进度。

在本实施例中，如图2和图4所示，摩擦焊工件检测装置100用于对摩擦焊接后的支重轮进行检测，也即待检工件400为摩擦焊接后的支重轮。请参阅图4，在本实施例中，对接缝的外周面与支重轮的外周面之间的距离a进行测量，并且，对接缝的单边宽度b进行测量。请参阅图2，当支重轮设置于支撑机构10上，支重轮的轴线沿竖直方向设置；通过调节机构40将接缝检测单元30调节至与待检工件400的表面相垂直，驱动机构20适于驱动接缝检测单元30沿竖直方向移动，也即，使接缝检测单元30沿待检工件400的母线移动，因此，通过接缝检测单元30的检测数据能够对距离a和距离b进行计算，从而判断距离a和距离b是否合格。

如图1和图2所示，支撑机构10包括安装台11和支撑座12，驱动机构20和支撑座12均设置于安装台11的台面上，支撑座12上适于放置待检工件400。具体的，支撑座12包括旋转驱动部121和夹持部122，旋转驱动部121设置于安装台11上，旋转驱动部121与夹持部122传动连接，夹持部122适于夹持待检工件400。

在本实施例中，旋转驱动部121为DD马达；夹持部122为气动卡盘。如图2所示，支撑座12还包括中转法兰123，中转法兰123位于气动卡盘的底部并与DD马达的驱动端连接。

值得说明的是，气动卡盘与中转法兰123整体加工，保证气动卡盘的夹紧轴线与旋转驱动部121的回转轴线重合。

当然，旋转驱动部121也可以为其他能够实现旋转驱动的部件，例如伺服电机配合减速机的电动转台。

在本实施例中，如图2所示，调节机构40包括连接设置的摆动调节结构41和俯仰调节结构42，摆动调节结构41和俯仰调节结构42能够沿不同的方向调节接缝检测单元30的角度，以保证接缝检测单元30角度的精确性。

值得说明的是，请参阅图2，首先，通过摆动调节结构41能够使接缝检测单元30的检测轴线与旋转驱动部121的回转轴线相交设置，然后，通过俯仰调节结构42能够使接缝检测单元30的检测轴线与旋转驱动部121的回转轴线垂直设置。

在本实施例中，摆动调节结构41和俯仰调节结构42均为可调滑台。

在本实施例中，接缝检测单元30为激光传感器，接缝检测单元30的检测轴线即为激光传感器的激光线。

值得说明的是，激光传感器为非接触式传感器。当然，在其他可替代的实施方式中，接缝检测单元30也可以为接触式传感器。在对接缝检测单元30的类型进行选用时，可以根据实际使用情况和精度要求进行选型，接触式传感器选用时需配备额外的进给机构。

需要进一步说明的是，非接触式传感器测量光斑更小，可以检测到小缝隙中的数据，能够减小接触式传感器因测头尺寸造成的干涉。

如图1和图2所示，驱动机构20包括直线驱动模组和位移检测单元，直线驱动模组和位移检测单元电性连接，位移检测单元和数据处理单元电性连接，直线驱动模组与调节机构40和接缝检测单元30传动连接。

数据处理单元能够利用位移检测单元采集的数据以及接缝检测单元30采集的数据处理生成待检工件400表面的二维曲线，从而便于接缝有关尺寸参数的计算。

在本实施例中，直线驱动模组采用伺服电机和丝杆组合，位移检测单元为光栅尺。

当然，在其他可替代的实施方式中，位移检测单元也可以为其他检测部件，例如磁栅或者是伺服电机的编码器。

值得说明的是，通过光栅尺的反馈数据(或者是磁栅的反馈数据、伺服电机的编码器的反馈数据)与接缝检测单元30的数据进行同步，即可获得待检工件400的母线的二维数据，通过数据分析计算可以对接缝的质量进行判断。

需要说明的是，在直线驱动模组安装时，需要保证直线驱动模组的驱动直线与旋转驱动部121的回转轴线平行。

在对摩擦焊接后的支重轮进行质量检测时，还需要对支重轮的总长度以及双端法兰的同轴度进行检测。因此，在本实施例中，如图1和图2所示，摩擦焊工件检测装置100还包括长度检测单元50和同轴度检测单元60，利用长度检测单元50对焊接后工件的长度进行检测，利用同轴度检测单元60对焊接后工件的同轴度进行检测，因此，使用该检测装置能够实现焊接后工件的全面检测。

值得说明的是，请参阅图1和图2，气动卡盘夹持于支重轮的下端法兰处，同轴度检测单元60测量支重轮的上端法兰处，旋转驱动部121驱动支重轮转动一周，数据处理单元分析得出同轴度检测单元60检测得到的最大值与最小值，即可计算出上端法兰相对于旋转驱动部121的回转轴线的同轴度。因为气动卡盘的夹紧轴线与旋转驱动部121的回转轴线重合，该同轴度可被认为是上端法兰相对于下端法兰的同轴度。

需要说明的是，请参阅图1和图2，长度检测单元50对应支重轮的顶面进行检测。在测量过程中，长度检测单元50先使用标准长度的标准件进行标定，再对待检工件400进行测量，两次测量结果对比即可获得待检工件400的实际长度。进一步的，测量待检工件400的长度时，可以采用单点测量形式，也可以采用多点测量形式；并且，当采用多点测量形式时，还可以获得支重轮两端面的平行度。

在本实施例中，长度检测单元50和同轴度检测单元60也可以为激光传感器。

在本实施例中，长度检测单元50和同轴度检测单元60均与数据处理单元电性连接。

如图1和图2所示，摩擦焊工件检测装置100还包括避让机构70，长度检测单元50和同轴度检测单元60均设置于避让机构70上，避让机构70适于驱动长度检测单元50和同轴度检测单元60靠近或远离待检工件400移动。

通过设置避让机构70，使得长度检测单元50和同轴度检测单元60能够在检测完成的工件下料以及待检工件400上料时远离工件，避免发生干涉。

在本实施例中，避让机构70可以是气动驱动部件，也可以是电驱动部件；避让机构70的驱动方向可以沿支重轮的径向，或者是支重轮的轴向，或者是支重轮的切向，或者是支重轮的径向、轴向、切向三种方向的组合。

在本实施例中，数据处理单元为PLC，使用PLC对接缝检测单元30、位移检测单元、长度检测单元50和同轴度检测单元60采集的数据进行处理和计算，并且，PLC能够控制驱动机构20、旋转驱动部121、夹持部122以及避让机构70的运动。

当然，数据处理单元也可以采用上位机。

在本实施例中，如图1和图2所示，安装台11的内部形成柜体结构111，柜体结构111用作摩擦焊工件检测装置100的电气控制柜。

实施例2

本实施例提供了如图3所示的支重轮摩擦焊接生产线的一种具体实施方式，包括实施例1的摩擦焊工件检测装置100，还包括摩擦焊设备200和搬运机器人300，搬运机器人300用于对摩擦焊设备200和摩擦焊工件检测装置100进行上料和下料。搬运机器人300可移动设置，并且搬运机器人300具有若干个抓手。

利用搬运机器人300对焊前工件、待检的焊后工件以及检测完成的焊后工件进行转运，并且搬运机器人300包括若干个抓手，因此搬运机器人300在一次转运中可以对摩擦焊设备200同时进行焊后工件的下料以及焊前工件的上料，以及对摩擦焊工件检测装置100同时进行检测完成的焊后工件的下料以及待检的焊前工件的上料，提高搬运机器人300对工件的转运效率。

值得说明的是，搬运机器人300在指定位置处抓取两个焊前工件移动至摩擦焊设备200处，并且，搬运机器人300先将摩擦焊设备200上的待检的焊后工件取下，再将两个焊前工件上料至摩擦焊设备200上；之后，搬运机器人300携带待检的焊后工件移动至摩擦焊工件检测装置100处，并且，搬运机器人300先将摩擦焊工件检测装置100上的检测完成的焊后工件取下，再将待检的焊后工件上料至摩擦焊工件检测装置100上进行检测；最后，搬运机器人300将检测完成的焊后工件移动至指定位置处。

需要进一步说明的是，在本实施例中，搬运机器人300通过若干个抓手，可以同时携带两个焊前工件和一个待检的焊后工件，也可以同时携带一个待检的焊后工件和一个检测完成的焊后工件。

根据上述描述，本专利申请具有以下优点：

1.实现待检工件的自动在线检测，不影响生产线正常生产，减小人工检测对生产进度的影响；

2.可以同时对摩擦焊接后支重轮的三个质量关键参数进行检测；

3.实现多抓手上下料形式，提高上下料效率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种摩擦焊工件检测装置，其特征在于，包括：

支撑机构(10)，适于放置待检工件(400)；

驱动机构(20)，设置于所述支撑机构(10)上；

接缝检测单元(30)，与所述驱动机构(20)传动连接，所述驱动机构(20)适于驱动所述接缝检测单元(30)沿所述待检工件(400)的表面移动；

调节机构(40)，设置于所述驱动机构(20)上且与所述接缝检测单元(30)相连接，所述调节机构(40)适于调节所述接缝检测单元(30)与所述待检工件(400)之间的夹角；

数据处理单元，与所述接缝检测单元(30)电性连接。

2.根据权利要求1所述的摩擦焊工件检测装置，其特征在于，所述调节机构(40)包括连接设置的摆动调节结构(41)和俯仰调节结构(42)，所述摆动调节结构(41)和所述俯仰调节结构(42)能够沿不同的方向调节所述接缝检测单元(30)的角度。

3.根据权利要求1或2所述的摩擦焊工件检测装置，其特征在于，所述驱动机构(20)包括直线驱动模组和位移检测单元，所述直线驱动模组和所述位移检测单元电性连接，所述位移检测单元与所述数据处理单元电性连接，所述直线驱动模组与所述调节机构(40)和所述接缝检测单元(30)传动连接。

4.根据权利要求1或2所述的摩擦焊工件检测装置，其特征在于，所述摩擦焊工件检测装置(100)还包括长度检测单元(50)。

5.根据权利要求4所述的摩擦焊工件检测装置，其特征在于，所述摩擦焊工件检测装置(100)还包括同轴度检测单元(60)。

6.根据权利要求5所述的摩擦焊工件检测装置，其特征在于，所述摩擦焊工件检测装置(100)还包括避让机构(70)，所述长度检测单元(50)和所述同轴度检测单元(60)均设置于所述避让机构(70)上，所述避让机构(70)适于驱动所述长度检测单元(50)和所述同轴度检测单元(60)靠近或远离所述待检工件(400)移动。

7.根据权利要求1或2所述的摩擦焊工件检测装置，其特征在于，所述支撑机构(10)包括安装台(11)和支撑座(12)，所述驱动机构(20)和所述支撑座(12)均设置于所述安装台(11)的台面上，所述支撑座(12)上适于放置所述待检工件(400)。

8.根据权利要求7所述的摩擦焊工件检测装置，其特征在于，所述支撑座(12)包括旋转驱动部(121)和夹持部(122)，所述旋转驱动部(121)设置于所述安装台(11)上，所述旋转驱动部(121)与所述夹持部(122)传动连接，所述夹持部(122)适于夹持所述待检工件(400)。

9.一种支重轮摩擦焊接生产线，其特征在于，包括权利要求1-8中任意一项所述的摩擦焊工件检测装置(100)。

10.根据权利要求9所述的支重轮摩擦焊接生产线，其特征在于，所述支重轮摩擦焊接生产线还包括摩擦焊设备(200)和搬运机器人(300)，所述搬运机器人(300)可移动地设置，所述搬运机器人(300)包括若干个抓手。

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