一種帶三維焊縫識別的集裝箱頂加強(qiáng)板自動焊接設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動焊接機(jī)，尤其涉及一種帶三維焊縫識別的集裝箱頂加強(qiáng)板自動焊接設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]集裝箱頂加強(qiáng)板，一般是未折彎的六邊形板件，或者是折彎后的六邊形板件；由頂加強(qiáng)板沖壓、折彎等制作工藝決定，頂加強(qiáng)板的尺寸存在比較大的誤差，足以對不具有焊縫識別的焊接設(shè)備在焊接時(shí)產(chǎn)生影響；在用自動化設(shè)備對頂加強(qiáng)板進(jìn)行焊接前，需要工人先把頂加強(qiáng)板點(diǎn)焊固定在集裝箱上。由于集裝箱本身存在定位誤差，工人點(diǎn)焊時(shí)也會存在頂加強(qiáng)板的位置不一致，所以，實(shí)際焊縫也會產(chǎn)生變化。當(dāng)采用基于直角坐標(biāo)系四軸機(jī)器人進(jìn)行焊接時(shí)，即使控制焊槍嚴(yán)格按照軌跡走，也會因?yàn)楹附z彎曲等原因，焊絲無法對準(zhǔn)焊縫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種帶三維焊縫識別的集裝箱頂加強(qiáng)板自動焊接設(shè)備，具有更精確、更快速的焊接軌跡檢測，四軸機(jī)器人的靈活結(jié)構(gòu)，觸摸屏的友好界面，方便調(diào)整焊接次序、焊接速度、焊接角度等參數(shù)的特點(diǎn)。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種帶三維焊縫識別的集裝箱頂加強(qiáng)板自動焊接設(shè)備，包括兩個(gè)升降架，其中每個(gè)升降架上安裝有升降氣缸和控制箱，所述控制箱上安裝有觸摸屏，所述升降架與升降氣缸之間安裝有限位機(jī)構(gòu)，所述升降氣缸上架設(shè)有橫梁，所述橫梁上安裝有兩個(gè)X軸行走機(jī)構(gòu)，其中每個(gè)X軸行走機(jī)構(gòu)上安裝有Y軸行走機(jī)構(gòu)，所述Y軸行走機(jī)構(gòu)上安裝有Z軸行走機(jī)構(gòu)，所述Z軸行走機(jī)構(gòu)上安裝有R軸轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，所述R軸轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)上分別安裝有激光位移傳感器和直柄焊槍。
[0005]所述X軸行走機(jī)構(gòu)包括安裝于橫梁上的X軸導(dǎo)軌、X軸電機(jī)和X軸絲桿，所述X軸電機(jī)與X軸絲桿相連，所述X軸導(dǎo)軌上安裝有X軸滑塊，所述X軸滑塊上安裝X軸絲桿螺母和Y軸行走機(jī)構(gòu)，所述X軸絲桿螺母與X軸絲桿相連。
[0006]所述Y軸行走機(jī)構(gòu)包括安裝于X軸滑塊上的Y軸導(dǎo)軌和Y軸絲桿螺母，所述Y軸導(dǎo)軌上安裝有Y軸安裝架，所述Y軸安裝架上安裝有Y軸電機(jī)、Y軸絲桿和Z軸行走機(jī)構(gòu)，所述Y軸電機(jī)與Y軸絲桿相連，所述Y軸絲桿與Y軸絲桿螺母相連。
[0007]所述Z軸行走機(jī)構(gòu)包括安裝于Y軸導(dǎo)軌上的Z軸底板，所述Z軸底板上安裝有Z軸導(dǎo)軌、Z軸絲桿、Z軸電機(jī)安裝座，所述Z軸電機(jī)安裝座上安裝有Z軸電機(jī)，所述Z軸電機(jī)與Z軸絲桿相連，所述Z軸導(dǎo)軌上安裝Z軸滑塊，所述Z軸滑塊上安裝有Z軸絲桿螺母相連。
[0008]所述R軸轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)包括安裝于Z軸滑塊上的R軸電機(jī)安裝座，所述R軸電機(jī)安裝座上分別安裝有激光位移傳感器和R軸電機(jī)，所述R軸電機(jī)通過星形減速機(jī)與直柄焊槍相連。
[0009]一種三維焊縫軌跡掃描識別方法，包括以下步驟:
I)在觸摸屏上輸入工件的理論尺寸和采集行走間隔和采集總行程； 2)系統(tǒng)根據(jù)理論尺寸，確定每條邊的兩個(gè)掃描位置；
3)先在第一條邊的第一個(gè)掃描位置上進(jìn)行掃描，系統(tǒng)通過控制X和Y軸，移動傳感器到掃描的起點(diǎn)，到達(dá)掃描起點(diǎn)后，如果該邊是與X軸平行，則控制Y軸帶動傳感器向預(yù)定方向掃描，如果該邊是與Y軸平行，則控制X軸帶動傳感器向預(yù)定方向掃描；
4)同時(shí)根據(jù)觸摸屏上設(shè)置的采集間隔，在掃描過程中，采集一個(gè)序列的在Z軸方向上焊槍離工件的距離并進(jìn)行保存，然后從這個(gè)數(shù)據(jù)序列中計(jì)算出包括XY平面上的坐標(biāo)以及在Z軸方向上焊槍離工件的距離的焊縫邊緣點(diǎn)；
完成第一條邊的第一個(gè)邊緣點(diǎn)的掃描后，系統(tǒng)再通過控制X和Y軸，移動傳感器到第一條邊的第二個(gè)邊緣點(diǎn)掃描的起點(diǎn)，并識別出第2個(gè)邊緣點(diǎn)；
5)在完成第一條邊的兩個(gè)邊緣點(diǎn)的掃描后，再對下一條的兩個(gè)邊緣點(diǎn)進(jìn)行掃描，以此重復(fù)，直到所有邊上的兩個(gè)邊緣點(diǎn)掃描完成；
6)根據(jù)每條邊上的2個(gè)三維邊緣點(diǎn)，確定實(shí)際邊緣直線；
7)再求出每兩條相鄰直線在平面上的交點(diǎn)，形成一個(gè)封閉的平面上的焊縫軌跡；
8)在完成焊縫識別后，焊縫的軌跡信息被保存到系統(tǒng)內(nèi)，然后系統(tǒng)移動焊槍到達(dá)第一條邊的實(shí)際軌跡起點(diǎn)，通過四軸聯(lián)動沿著實(shí)際軌跡開始焊接；在完成第一條邊的焊接后，再焊接下一條邊，直至全部焊接完成。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明包括兩個(gè)升降架，其中每個(gè)升降架上安裝有升降氣缸和控制箱，所述控制箱上安裝有觸摸屏，所述升降架與升降氣缸之間安裝有限位機(jī)構(gòu)，所述升降氣缸上架設(shè)有橫梁，所述橫梁上安裝有兩個(gè)X軸行走機(jī)構(gòu)，其中每個(gè)X軸行走機(jī)構(gòu)上安裝有Y軸行走機(jī)構(gòu)，所述Y軸行走機(jī)構(gòu)上安裝有Z軸行走機(jī)構(gòu)，所述Z軸行走機(jī)構(gòu)上安裝有R軸轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，所述R軸轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)上分別安裝有激光位移傳感器和直柄焊槍。四軸動作機(jī)構(gòu)使焊接更加靈活，觸摸屏的友好界面，方便調(diào)整焊接次序、焊接速度、焊接角度等參數(shù)。三維焊縫軌跡掃描識別方法使焊接軌跡的檢測更精確、更快速。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的X軸行走機(jī)構(gòu)、Y軸行走機(jī)構(gòu)、Z軸行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)和R軸轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的組合示意圖；
圖3是本發(fā)明的X軸行走機(jī)構(gòu)和Y軸行走機(jī)構(gòu)軸組合的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的Z軸行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1
如圖1-4所示一種帶三維焊縫識別的集裝箱頂加強(qiáng)板自動焊接設(shè)備包括兩個(gè)升降架1，其中每個(gè)升降架I上安裝有升降氣缸2和控制箱3，所述控制箱3上安裝有觸摸屏31，所述升降架I與升降氣缸2之間安裝有限位機(jī)構(gòu)4，所述升降氣缸2上架設(shè)有橫梁5，所述橫梁5上安裝有兩個(gè)X軸行走機(jī)構(gòu)6，其中每個(gè)X軸行走機(jī)構(gòu)6上安裝有Y軸行走機(jī)構(gòu)7，所述Y軸行走機(jī)構(gòu)7上安裝有Z軸行走機(jī)構(gòu)8，所述Z軸行走機(jī)構(gòu)8上安裝有R軸轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)10，所述R軸轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)10上分別安裝有激光位移傳感器9和直柄焊槍IUX軸行走機(jī)構(gòu)和Z軸行走機(jī)構(gòu)上分別安裝有金屬罩。四軸動作機(jī)構(gòu)使焊接更加靈活。
[0013]所述X軸行走機(jī)構(gòu)6包括安裝于橫梁5上的X軸導(dǎo)軌12、X軸電機(jī)13和X軸絲桿14，所述X軸電機(jī)13與X軸絲桿14相連，所述X軸導(dǎo)軌12上安裝有X軸滑塊15，所述X軸滑塊15上安裝X軸絲桿螺母16和Y軸行走機(jī)構(gòu)7，所述X軸絲桿螺母16與X軸絲桿14相連。
[0014]所述Y軸行走機(jī)構(gòu)7包括安裝于X軸滑塊15上的Y軸導(dǎo)軌17和Y軸絲桿螺母18，所述Y軸導(dǎo)軌17上安裝有Y軸安裝架32，所述Y軸安裝架32上安裝有Y軸電機(jī)19、Y軸絲桿20和Z軸行走機(jī)構(gòu)7，所述Y軸電機(jī)19與Y軸絲桿20相連，所述Y軸絲桿20與Y軸絲桿螺母18相連。
[0015]所述Z軸行走機(jī)構(gòu)8包括安裝于Y軸導(dǎo)軌17上的Z軸底板21，所述Z軸底板21上安裝有Z軸導(dǎo)軌22、Z軸絲桿23、Z軸電機(jī)安裝座24，所述Z軸電機(jī)安裝座24上安裝有Z軸電機(jī)25，所述Z軸電機(jī)25與Z軸絲桿23相連，所述Z軸導(dǎo)軌22上安裝Z軸滑塊26，所述Z軸滑塊2