專利名稱：螺旋焊管生產(chǎn)線用三維滑臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種螺旋焊管生產(chǎn)線設(shè)備，特別是涉及螺旋焊管生產(chǎn)線用 三維滑臺(tái)。
背景技術(shù)：
目前，在螺旋焊管焊接生產(chǎn)線過(guò)程中，使用的滑臺(tái)是單軸的，單軸的滑臺(tái)運(yùn) 行不平穩(wěn)，定位不精確，很難保證控制焊槍與焊縫的位置相對(duì)應(yīng)。實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于在螺旋焊管的焊接過(guò)程中， 能快速準(zhǔn)確、定位精確地調(diào)整焊槍位置的三維滑臺(tái)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種螺旋焊 管生產(chǎn)線用三維滑臺(tái)，該三維滑臺(tái)安裝在焊接底座上，它包括沿三維方向上設(shè) 置有相互連接X軸滑臺(tái)、Y軸滑臺(tái)、Z軸滑臺(tái)，所述的焊接底座上通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)連 接有手動(dòng)的X軸滑臺(tái)，X軸滑臺(tái)的上方固定有電動(dòng)跟蹤的Y軸滑臺(tái)，Y軸滑臺(tái) 的一端垂直安裝有電動(dòng)Z軸滑臺(tái)，Z軸滑臺(tái)連接有焊槍；所述Y軸滑臺(tái)與螺旋 管的軸向方向平行設(shè)置。所述X軸滑臺(tái)包括手輪、滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌、臺(tái)體、滑板；所述臺(tái)體上 固定滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌，滑板連接在滾珠絲杠以及直線導(dǎo)軌的滑塊上，且往 復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述Y軸滑臺(tái)包括電動(dòng)機(jī)、滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌、自動(dòng)控制系統(tǒng)、臺(tái)體以及滑板；所述臺(tái)體上固定滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌，所述電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠之間通 過(guò)法蘭、聯(lián)軸器相連，滑板連接滾珠絲杠以及直線導(dǎo)軌的滑塊上且往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 所述自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)分析激光視覺傳感器釆集的焊接之前的焊縫圖像控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)。所述Z軸滑臺(tái)包括電動(dòng)機(jī)、滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌、自動(dòng)控制系統(tǒng)、臺(tái)體以 及滑板；所述臺(tái)體上固定滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌，所述電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠之間通 過(guò)法蘭、聯(lián)軸器相連，滑板連接滾珠絲杠以及直線導(dǎo)軌的滑塊上且往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 所述自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)分析激光視覺傳感器釆集的焊接之前的焊縫圖像控制電 動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)。所述X軸滑臺(tái)、Y軸滑臺(tái)、Z軸滑臺(tái)上均安裝有防塵罩。 本實(shí)用新型達(dá)到的技術(shù)效果如下本實(shí)用新型為螺旋焊管生產(chǎn)線用三維滑 臺(tái)，該滑臺(tái)包括沿三維方向分別設(shè)置的X軸滑臺(tái)、Y軸滑臺(tái)、Z軸滑臺(tái)，并且 X軸滑臺(tái)、Y軸滑臺(tái)、Z軸滑臺(tái)分別沿各自的方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其中，Y軸滑臺(tái)、 Z軸滑臺(tái)為電動(dòng)跟蹤軸，通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)將激光視覺傳感器釆集焊縫圖像， 通過(guò)圖像處理軟件，分析焊縫偏差信息，將計(jì)算出來(lái)的焊縫偏差通過(guò)計(jì)算機(jī)串 口傳送給可編程控制器(PLC)， PLC將偏差信號(hào)轉(zhuǎn)換為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器可以 接受的脈沖信號(hào)，控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制的功能。應(yīng)用本 實(shí)用新型的滑臺(tái)，可以快速、準(zhǔn)確調(diào)節(jié)焊槍的三維方向上位置。


圖1為本實(shí)用新型螺旋焊管生產(chǎn)線用三維滑臺(tái)的Y軸滑臺(tái)處于中央位置時(shí) 的俯視圖；圖2為圖1中沿A-A向的剖視圖； 圖3為X軸滑臺(tái)的俯視圖； 圖4為圖3中沿A-A向的剖視圖； 圖5為圖3中沿B-B向的剖視圖； 圖6為Y軸滑臺(tái)的俯視圖； 圖7為圖6中沿A-A向的剖視圖； 圖8為圖6中沿B-B向的剖視圖； 圖9為Z軸滑臺(tái)的俯視圖；圖IO為圖9中沿A-A向的剖視圖； 圖11為圖9中沿B-B向的剖視圖； 圖12為防塵罩的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖l-圖2所示，為本實(shí)用新型螺旋焊管生產(chǎn)線用三維滑臺(tái)，三維滑臺(tái)安 裝在焊接底座上，它包括沿三維方向上設(shè)置有相互連接X軸滑臺(tái)1、 Y軸滑臺(tái) 2、 Z軸滑臺(tái)3，所述的焊接底座上通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)連接有手動(dòng)的X軸滑臺(tái)1， X軸滑 臺(tái)1的上方固定有電動(dòng)跟蹤的Y軸滑臺(tái)2， Y軸滑臺(tái)2的一端垂直安裝有電動(dòng) Z軸滑臺(tái)3， Z軸滑臺(tái)3連接有焊槍；Y軸滑臺(tái)2與螺旋管的軸向方向平行設(shè) 置。如圖3-圖5所示，X軸滑臺(tái)l包括手輪ll、滾珠絲杠12、直線導(dǎo)軌13、 臺(tái)體14、滑板15。手輪11的作用就是控制滑板15前后移動(dòng)。臺(tái)體14上固定 滾珠絲杠12和直線導(dǎo)軌13,滾珠絲杠12和直線導(dǎo)軌13的行程均相同，只是 在材料上不同。滾珠絲杠12選用精度高，硬度高，軸向間隙小，運(yùn)行平穩(wěn)，使 用壽命長(zhǎng)的進(jìn)口絲杠，螺距可為5mm,滾珠絲杠12和直線導(dǎo)軌13的行程可為 200mm?；?5連接滾珠絲杠12以及直線導(dǎo)軌13的滑塊16上且往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 滑板15的作用有兩個(gè)，第一，連接在滾珠絲杠12和直線導(dǎo)軌13的滑塊16上 面，實(shí)現(xiàn)前后運(yùn)動(dòng)；第二，連接Y軸滑臺(tái)2，實(shí)現(xiàn)二維運(yùn)動(dòng)。如圖6-圖8所示，為Y軸滑臺(tái)2， Y軸滑臺(tái)2為電動(dòng)跟蹤軸，是整個(gè)三維 滑臺(tái)中最重要的一個(gè)軸，它的行程為150mm。在焊接的過(guò)程中，焊縫的位置是 沿著鋼管軸向位置發(fā)生微小變化的，在安裝過(guò)程中，Y軸平行于鋼管軸向位置 安裝，在鋼管的正上方。當(dāng)焊縫位置發(fā)生變化時(shí)，三維滑臺(tái)帶動(dòng)焊槍跟蹤焊縫 運(yùn)動(dòng)，保證焊槍始終在焊縫的正上方。Y軸滑臺(tái)包括電動(dòng)機(jī)21、滾珠絲杠22、 直線導(dǎo)軌23、自動(dòng)控制系統(tǒng)、臺(tái)體24以及滑板25;臺(tái)體24上固定滾珠絲杠 22和直線導(dǎo)軌23，電動(dòng)機(jī)21與滾珠絲杠22之間通過(guò)法蘭26、聯(lián)軸器27相連， 電動(dòng)機(jī)21的型號(hào)和參數(shù)采用步進(jìn)式交流伺服電動(dòng)機(jī)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可釆用德國(guó)柏格拉電動(dòng)機(jī)，防護(hù)等級(jí)IP54,型號(hào)為VRDM3913/LWA，步數(shù)可達(dá)10000步/轉(zhuǎn)， 額定扭矩6Nm,保持扭矩6.78Nm。該電機(jī)運(yùn)行無(wú)共振區(qū)、無(wú)爬行、無(wú)噪音， 三相325V高壓驅(qū)動(dòng)，大大提高了高速扭矩，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)3600r/min,滿負(fù)荷， 10000步/轉(zhuǎn)時(shí)可以平穩(wěn)運(yùn)行和精確定位?；?5連接在滾珠絲杠22以及直線導(dǎo)軌23的滑塊28上，且往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)釆集的焊接之前的焊縫圖像控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)，激光視覺傳 感器釆集焊縫圖像，通過(guò)圖像處理軟件，分析焊縫偏差信息，將計(jì)算出來(lái)的焊 縫偏差通過(guò)計(jì)算機(jī)串口傳送給可編程控制器(PLC), PLC將偏差信號(hào)轉(zhuǎn)換為步 進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器可以接受的脈沖信號(hào)，控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)。滾珠絲杠的螺距 是5mm,電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周，滑板運(yùn)動(dòng)5mm。由此可以推算出電機(jī)旋轉(zhuǎn)所需要的 脈沖數(shù)脈沖數(shù)=偏差/螺距*10000。在控制過(guò)程中，除了自動(dòng)控制外，還可以 實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制，在傳感器前方安裝焊縫燈作為參照物，通過(guò)操作按鈕，手動(dòng)控 制Y軸滑臺(tái)2運(yùn)動(dòng)。如圖9-圖ll所示，為Z軸滑臺(tái)3， Z軸滑臺(tái)3和Y滑臺(tái)2結(jié)構(gòu)相似，Z軸 滑臺(tái)3增加了焊槍連接機(jī)構(gòu)5。 Z軸滑臺(tái)3的作用就是控制焊槍上下移動(dòng)，其 行程為150mm,和Y軸滑臺(tái)行程相同。保證了焊槍和焊縫之間的距離穩(wěn)定。Z 軸滑臺(tái)3同樣為電動(dòng)控制軸，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制模式，其自動(dòng)和手 動(dòng)實(shí)現(xiàn)的方式和Y軸滑臺(tái)2相同。Z軸滑臺(tái)3和Y軸滑臺(tái)2通過(guò)連接用L板4 連接，Z軸滑臺(tái)3包括電動(dòng)機(jī)31、滾珠絲杠32、直線導(dǎo)軌33、自動(dòng)控制系統(tǒng)、 臺(tái)體34以及滑板35。臺(tái)體34上固定滾珠絲杠32和直線導(dǎo)軌33，電動(dòng)機(jī)31 與滾珠絲杠32之間通過(guò)法蘭36、聯(lián)軸器37相連，滑板35連接滾珠絲杠32以 及直線導(dǎo)軌33上的滑塊38上且往復(fù)運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)， 如同Y軸的自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理。本實(shí)用新型的三維滑臺(tái)在Y軸滑臺(tái)2、 Z軸滑臺(tái)3上安裝了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)， 可以方便的控制焊槍左右移動(dòng)、上升下降。同時(shí)在自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制下可以 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行，控制焊槍始終保持在焊縫的正上方。在保證精度的前提下，目 前系統(tǒng)設(shè)定在10000步/轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)臺(tái)的主要作用是控制三維滑臺(tái)安裝時(shí)位置可調(diào)而安裝，轉(zhuǎn)臺(tái)有360°刻線，并有刻度為r的刻度環(huán)，可以實(shí)現(xiàn)精確定位?，F(xiàn)場(chǎng)安裝三維滑臺(tái)的底座為 焊接底座，所以很難保證三維滑臺(tái)安裝之后的理想位置，尤其是保證Y軸滑臺(tái) 2和鋼管軸向平行。通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)的作用，仍然可以保證Y軸滑臺(tái)2和鋼管軸向平 行，增加了本實(shí)用新型的現(xiàn)場(chǎng)適用范圍。另外，由于本系統(tǒng)使用的環(huán)境非常惡劣，灰塵很多。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中， 增加了防塵罩6,保護(hù)滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌，延長(zhǎng)了滑臺(tái)的維護(hù)周期和使用壽 命。本實(shí)用新型的三維滑臺(tái)中，X軸滑臺(tái)1的行程最長(zhǎng)，并承擔(dān)著Y軸滑臺(tái)2、 Z軸滑臺(tái)3的重量。在焊接的過(guò)程中，X軸滑臺(tái)1的作用就是調(diào)整焊槍在水平 方向上垂直于鋼管的運(yùn)動(dòng)，可以調(diào)整焊接完畢之后焊縫的高度。以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種螺旋焊管生產(chǎn)線用三維滑臺(tái)，該三維滑臺(tái)安裝在焊接底座上，它包括沿三維方向上設(shè)置有相互連接X軸滑臺(tái)、Y軸滑臺(tái)、Z軸滑臺(tái)，其特征是，所述的焊接底座上通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)連接有手動(dòng)的X軸滑臺(tái)，X軸滑臺(tái)的上方固定有手動(dòng)或電動(dòng)跟蹤的Y軸滑臺(tái)，Y軸滑臺(tái)的一端垂直安裝有手動(dòng)或電動(dòng)Z軸滑臺(tái)，Z軸滑臺(tái)連接有焊槍；所述Y軸滑臺(tái)與螺旋管的軸向方向平行設(shè)置。
2、 如權(quán)利要求l所述的螺旋焊管生產(chǎn)線用三維滑臺(tái)，其特征是，所述的X 軸滑臺(tái)包括手輪、滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌、臺(tái)體、滑板；所述臺(tái)體上固定滾珠絲 杠和直線導(dǎo)軌，滑板連接在滾珠絲杠以及直線導(dǎo)軌的滑塊上，且往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
3、 如權(quán)利要求1所述的螺旋焊管生產(chǎn)線用三維滑臺(tái)，其特征是，所述Y 軸滑臺(tái)包括電動(dòng)機(jī)、滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌、自動(dòng)控制系統(tǒng)、臺(tái)體以及滑板；所述臺(tái)體上固定滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌，所述電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠之間通過(guò)法蘭、聯(lián) 軸器相連，滑板連接滾珠絲杠以及直線導(dǎo)軌的滑塊上且往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述自動(dòng)控 制系統(tǒng)通過(guò)分析激光視覺傳感器采集的焊接之前的焊縫圖像控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn) 動(dòng)。
4、 如權(quán)利要求l、 2或3所述的螺旋焊管生產(chǎn)線用三維滑臺(tái)，其特征是， 所述Z軸滑臺(tái)包括電動(dòng)機(jī)、滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌、自動(dòng)控制系統(tǒng)、臺(tái)體以及滑板；所述臺(tái)體上固定滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌，所述電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠之間通過(guò)法蘭、聯(lián)軸器相連，滑板連接滾珠絲杠以及直線導(dǎo)軌的滑塊上且往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述 自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)分析激光視覺傳感器釆集的焊接之前的焊縫圖像控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)。
5、 如權(quán)利要求4所述的螺旋焊管生產(chǎn)線用三維滑臺(tái)，其特征是，所述X 軸滑臺(tái)、Y軸滑臺(tái)、Z軸滑臺(tái)上均安裝有防塵罩。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種螺旋焊管生產(chǎn)線用三維滑臺(tái)，該三維滑臺(tái)安裝在焊接底座上，它包括沿三維方向上設(shè)置有相互連接X軸滑臺(tái)、Y軸滑臺(tái)、Z軸滑臺(tái)，所述的焊接底座上通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)連接有手動(dòng)的X軸滑臺(tái)，X軸滑臺(tái)的上方固定有電動(dòng)跟蹤的Y軸滑臺(tái)，Y軸滑臺(tái)的正中垂直安裝有電動(dòng)Z軸滑臺(tái)，Z軸滑臺(tái)連接有焊槍；所述Y軸滑臺(tái)與螺旋管的軸向方向平行設(shè)置。應(yīng)用本實(shí)用新型的滑臺(tái)，可以快速、準(zhǔn)確調(diào)節(jié)焊槍的三維方向上位置。
文檔編號(hào)B23K37/02GK201120535SQ200720190399
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2007年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月27日
發(fā)明者晗 王 申請(qǐng)人:北京賽誠(chéng)工控科技有限責(zé)任公司