壓縮機殼體智能制造中焊縫自動檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種壓縮機殼體智能制造中焊縫自動檢測系統(tǒng)，它包括斷差式焊縫檢測儀(1)和搬運機器人(2)，其特征在于：所述斷差式焊縫檢測儀(1)包括頂部工作臺(101)和內(nèi)部驅(qū)動機構(gòu)(102)，所述內(nèi)部驅(qū)動機構(gòu)(102)安裝在頂部工作臺(101)內(nèi)；本發(fā)明提供壓縮機殼體智能制造中焊縫自動檢測系統(tǒng)，能快速、穩(wěn)定、高效的完成焊縫的檢測定位工作，代替手工及傳統(tǒng)的焊縫定位裝置，配合智能機器人與智能生產(chǎn)設(shè)備實現(xiàn)殼體生產(chǎn)的全自動化，提高生產(chǎn)效率。
【專利說明】壓縮機殼體智能制造中焊縫自動檢測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電氣自動化控制系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體講就是涉及一種壓縮機殼體智能制造中焊縫自動檢測系統(tǒng)，能夠自動精準檢測到壓縮機殼體智能制造中焊縫的位置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，越來越多行業(yè)采用機器人自動制造技術(shù)，目前傳統(tǒng)的壓縮機殼體自動化智能制造過程中，首先利用卷板機將長方形料板卷成圓柱狀壓縮機殼體，然后用等離子焊機焊接對殼體縫隙進行焊接，殼體在經(jīng)過等離子焊機焊接后會產(chǎn)生焊縫和焊接痕跡，為了使壓縮機殼體外表光滑，需要對焊縫進行拋光處理，在進行焊縫拋光工作時需先確定焊縫的位置。傳統(tǒng)的殼體手工生產(chǎn)線上，焊縫位置的確定由人工完成，放入焊縫拋光機時的焊縫位置也是由人工來保證。但是現(xiàn)在將殼體生產(chǎn)線進行自動化改造，使用智能機器人代替人工后，整個焊縫位置的確定也必須實現(xiàn)自動化，因此亟待設(shè)計一種自動檢測焊縫位置的機器設(shè)備來實現(xiàn)殼體焊縫的自動檢測定位。
[0003]第一種方案考慮到經(jīng)過等離子焊機焊接后的殼體，其焊點所連成的焊縫通常比殼體表面高，即相較于殼體表面有明顯的凸起，根據(jù)焊縫的這個特征，一般認為焊縫就是離殼體圓心邊距離最大的那條邊?；谶@個特點，采用圓心測內(nèi)邊距的方法進行自動定位，具體方法就是制作一個帶有座圈的圓筒，圓筒與座圈分開，圓筒固定不動，座圈經(jīng)由伺服電機帶動轉(zhuǎn)動，激光測距傳感器安裝在圓筒中心位置，圓筒中心位置開有小槽，將殼體套上圓筒，座圈定位工裝將殼體固定，之后殼體隨著座圈開始旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中激光測距傳感器檢測殼體內(nèi)邊到傳感器的距離，檢測到的最大距離(即超過閥值)即為焊縫位置。但這種方案對于殼體圓度的要求非常高，在實際生產(chǎn)中難以滿足如此之高的圓度要求，如果殼體出現(xiàn)圓度不佳、殼體變形、殼體偏心等情況，離殼體圓心邊距離最大的那條邊很可能不是焊縫，這就可能導(dǎo)致找不到甚至是找錯焊縫的情況出現(xiàn)，達不到設(shè)計要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]上述技術(shù)方案最大的問題出現(xiàn)在參照物的選擇上，以圓心為參照物，容易導(dǎo)致實際測量不準確。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)殼體內(nèi)壁各部分之間的弧度各有差別，而焊縫的弧度與周圍殼體之間的弧度相差最大，將殼體分段，以殼體內(nèi)壁作為相對參照物，使用傳感器檢測相鄰殼體之間的弧度差，差別最大的位置就是焊縫所在位置。將殼面之間的弧度差定義為斷差?；跀嗖畹脑?，本發(fā)明設(shè)計一種壓縮機殼體智能制造中焊縫自動檢測系統(tǒng)，它包括斷差式焊縫檢測儀和搬運機器人，其特征在于:所述斷差式焊縫檢測儀包括頂部工作臺和內(nèi)部驅(qū)動機，所述內(nèi)部驅(qū)動機構(gòu)安裝在頂部工作臺內(nèi)；
[0005]所述頂部工作臺包括電磁接近開關(guān)、檢測定位工裝和激光測距頂蓋，所述電磁接近開關(guān)、檢測定位工裝和激光測距頂蓋安裝在一起；
[0006]所述檢測定位工裝包括滑塊、升降塊、轉(zhuǎn)軸、中空圓臺、推力球軸承、實心式直齒輪、導(dǎo)桿和氣缸頂塊，所述轉(zhuǎn)軸套入中空圓臺，導(dǎo)桿穿過轉(zhuǎn)軸內(nèi)部過孔，滑塊與升降塊安裝在轉(zhuǎn)軸頂部，實心式直齒輪套在轉(zhuǎn)軸小圓段上，能夠帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，導(dǎo)桿的底部連接著氣缸頂塊，導(dǎo)桿的頂部穿過穿過轉(zhuǎn)軸內(nèi)部過孔與升降塊底面固定連接，升降塊與滑塊裝在一起，滑塊能在升降塊側(cè)面導(dǎo)軌上滑動；
[0007]所述轉(zhuǎn)軸與中空圓臺之間通過推力球軸承連接；
[0008]所述電磁接近開關(guān)對應(yīng)中空圓臺安裝，用于檢測中空圓臺上是否有壓縮機殼體存在；
[0009]所述激光測距頂蓋為圓柱狀蓋體，蓋體固定連接升降塊，隨著升降塊上升或下降，同時也隨著轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
[0010]所述內(nèi)部驅(qū)動機構(gòu)包括齒輪傳動機構(gòu)、伺服電機、伺服電機驅(qū)動器、PLC控制器和頂升氣缸，所述伺服電機驅(qū)動器驅(qū)動伺服電機，伺服電機通過齒輪傳動機構(gòu)帶動實心式直齒輪旋轉(zhuǎn)定位，頂升氣缸與氣缸頂塊相連接，氣缸頂塊的伸縮運動帶動氣缸頂塊升降運動，PLC控制器控制伺服電機，接受電磁接近開關(guān)傳感器的檢測信號。
[0011]所述中空圓臺直徑大于殼體直徑。
[0012]所述升降塊至少為3面體，側(cè)面多邊形斜面上短下長并分別與不同滑塊以導(dǎo)軌形式接觸。
[0013]所述滑塊為帶有弧面的梯形體，外表面能與殼體內(nèi)壁貼和，側(cè)面為梯形，梯形頂邊為長邊，底邊為短邊，內(nèi)表面為與升降塊側(cè)面導(dǎo)軌配合的凹槽形狀。
[0014]所述激光測距頂蓋為圓柱狀蓋體，蓋體直徑小于殼體直徑。
[0015]有益效果
[0016]本發(fā)明提供壓縮機殼體智能制造中焊縫自動檢測系統(tǒng)，能快速、穩(wěn)定、聞效的完成焊縫的檢測定位工作，代替手工及傳統(tǒng)的焊縫定位裝置，配合智能機器人與智能生產(chǎn)設(shè)備實現(xiàn)殼體生產(chǎn)的全自動化，提高生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]附圖1是本發(fā)明的連接關(guān)系示意圖。
[0018]附圖2是本發(fā)明中檢測定位工裝產(chǎn)品圖。
[0019]附圖3是本發(fā)明中檢測定位工裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖4是本發(fā)明工作流程圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明做進一步說明。
[0022]如附圖1所示，一種壓縮機殼體智能制造中焊縫自動檢測系統(tǒng)，它包括斷差式焊縫檢測儀I和搬運機器人2，其特征在于:所述斷差式焊縫檢測儀I包括頂部工作臺101和內(nèi)部驅(qū)動機構(gòu)102，所述內(nèi)部驅(qū)動機構(gòu)102安裝在頂部工作臺101內(nèi)；
[0023]所述頂部工作臺101包括電磁接近開關(guān)10101、檢測定位工裝10102和激光測距頂蓋10103，所述電磁接近開關(guān)10101、檢測定位工裝10102和激光測距頂蓋10103安裝在一起;
[0024]如附圖2和3所示，所述檢測定位工裝10102包括滑塊10102a、升降塊10102b、轉(zhuǎn)軸10102c、中空圓臺10102d、推力球軸承10102e、實心式直齒輪10102f、導(dǎo)桿10102g和氣缸頂塊10102h，所述轉(zhuǎn)軸10102c套入中空圓臺10102d，導(dǎo)桿10102g穿過轉(zhuǎn)軸10102c內(nèi)部過孔，滑塊10102a與升降塊10102b安裝在轉(zhuǎn)軸10102c頂部，實心式直齒輪10102f套在轉(zhuǎn)軸10102c小圓段上，能夠帶動轉(zhuǎn)軸10102c轉(zhuǎn)動，導(dǎo)桿10102g的底部連接著氣缸頂塊10102h,導(dǎo)桿10102g的頂部穿過穿過轉(zhuǎn)軸10102c內(nèi)部過孔與升降塊10102b底面固定連接，升降塊10102b與滑塊10102a裝在一起，滑塊10102a能在升降塊10102b側(cè)面導(dǎo)軌上滑動；
[0025]所述轉(zhuǎn)軸10102c與中空圓臺10102d之間通過推力球軸承10102e連接；
[0026]所述電磁接近開關(guān)10101對應(yīng)中空圓臺10102d安裝，用于檢測中空圓臺10102d
上是否有壓縮機殼體存在；
[0027]所述激光測距頂蓋10103為圓柱狀蓋體，蓋體固定連接升降塊10102b，隨著升降塊10102b上升或下降，同時也隨著轉(zhuǎn)軸10102c旋轉(zhuǎn)。
[0028]所述內(nèi)部驅(qū)動機構(gòu)102包括齒輪傳動機構(gòu)102a、伺服電機102b、伺服電機驅(qū)動器102c,PLC控制器102d和頂升氣缸102e，所述伺服電機驅(qū)動器102c驅(qū)動伺服電機102b，伺服電機102b通過齒輪傳動機構(gòu)102a帶動實心式直齒輪10102f旋轉(zhuǎn)定位，頂升氣缸102e與氣缸頂塊10102h相連接，氣缸頂塊10102h的伸縮運動帶動氣缸頂塊10102h升降運動，PLC控制器102d控制伺服電機102b，接受電磁接近開關(guān)10101傳感器的檢測信號。
[0029]所述中空圓臺10102d直徑大于殼體直徑。
[0030]所述升降塊10102b至少為3面體，側(cè)面多邊形斜面上短下長并分別與不同滑塊10102a以導(dǎo)軌形式接觸。
[0031]所述滑塊10102a為帶有弧面的梯形體，外表面能與殼體內(nèi)壁貼和，側(cè)面為梯形，梯形頂邊為長邊，底邊為短邊，內(nèi)表面為與升降塊10102b側(cè)面導(dǎo)軌配合的凹槽形狀。
[0032]所述激光測距頂蓋10103為圓柱狀蓋體，蓋體直徑小于殼體直徑。
[0033]如附圖4所示，雙手爪殼體搬運機器人從上一工位取走焊接完成的殼體后移動到準備位置，焊縫檢測儀I的當(dāng)前狀態(tài)決定機器人接下來的動作:檢測儀不存在殼體，機器人將殼體放入檢測儀后返回等離子焊機；檢測儀存在殼體，待殼體焊縫檢測完成后，機器人用空的手爪抓取殼體，然后將待檢測的殼體放入焊縫檢測儀1，之后機器人將檢測完畢的殼體放入下個工位，返回等離子焊機。
[0034]當(dāng)有殼體放入空的焊縫檢測儀I時，焊縫檢測儀I啟動檢測，氣缸升起升降塊10102b，滑塊10102a靠著殼體內(nèi)壁，伺服電機102b帶動實心式直齒輪10102f旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸10102c開始旋轉(zhuǎn)，測距傳感器檢測與所有殼體內(nèi)壁之間的距離并將結(jié)果送入PLC控制器102d, PLC控制器102d經(jīng)過比較與計算傳感器之間的差值得到焊縫所在位置，伺服電機驅(qū)動器102c根據(jù)焊縫所在位置算出伺服脈沖，操作伺服電機102b停在伺服脈沖中間值的位置。PLC控制器102d位置信息偏移角度送入機器人，升降塊10102b下降，通知機器人取走檢測完畢的殼體，機器人根據(jù)所獲得的偏移角度調(diào)整自身抓取姿態(tài)，將殼體送入下一工位。
[0035]本發(fā)明提供壓縮機殼體智能制造中焊縫自動檢測系統(tǒng)，能快速、穩(wěn)定、聞效的完成焊縫的檢測定位工作，代替手工及傳統(tǒng)的焊縫定位裝置，配合智能機器人與智能生產(chǎn)設(shè)備實現(xiàn)殼體生產(chǎn)的全自動化，提高生產(chǎn)效率。
【權(quán)利要求】
1.一種壓縮機殼體智能制造中焊縫自動檢測系統(tǒng)，它包括斷差式焊縫檢測儀(I)和搬運機器人(2)，其特征在于:所述斷差式焊縫檢測儀(I)包括頂部工作臺(101)和內(nèi)部驅(qū)動機構(gòu)(102)，所述內(nèi)部驅(qū)動機構(gòu)(102)安裝在頂部工作臺(101)內(nèi)； 所述頂部工作臺(101)包括電磁接近開關(guān)(10101)、檢測定位工裝(10102)和激光測距頂蓋(10103)，所述電磁接近開關(guān)(10101)、檢測定位工裝(10102)和激光測距頂蓋(10103)安裝在一起； 所述檢測定位工裝(10102)包括滑塊(10102a)、升降塊(10102b)、轉(zhuǎn)軸(10102c)、中空圓臺(10102d)、推力球軸承(10102e)、實心式直齒輪(10102f)、導(dǎo)桿(10102g)和氣缸頂塊(10102h)，所述轉(zhuǎn)軸(10102c)套入中空圓臺(10102d),導(dǎo)桿(10102g)穿過轉(zhuǎn)軸(10102c)內(nèi)部過孔，滑塊(10102a)與升降塊(10102b)安裝在轉(zhuǎn)軸(10102c)頂部，實心式直齒輪(10102f)套在轉(zhuǎn)軸(10102c)小圓段上，能夠帶動轉(zhuǎn)軸(10102c)轉(zhuǎn)動，導(dǎo)桿(10102g)的底部連接著氣缸頂塊(10102h)，導(dǎo)桿(10102g)的頂部穿過穿過轉(zhuǎn)軸(10102c)內(nèi)部過孔與升降塊(10102b)底面固定連接，升降塊(10102b)與滑塊(10102a)裝在一起，滑塊(10102a)能在升降塊(10102b)側(cè)面導(dǎo)軌上滑動； 所述轉(zhuǎn)軸(10102c)與中空圓臺(10102d)之間通過推力球軸承(10102e)連接； 所述電磁接近開關(guān)(10101)對應(yīng)中空圓臺(10102d)安裝，用于檢測中空圓臺(10102d)上是否有壓縮機殼體存在； 所述激光測距頂蓋(10103)為圓柱狀蓋體，蓋體固定連接升降塊(10102b)，隨著升降塊(10102b)上升或下降，同時也隨著轉(zhuǎn)軸(10102c)旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種壓縮機殼體智能制造中焊縫自動檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述內(nèi)部驅(qū)動機構(gòu)(102)包括齒輪傳動機構(gòu)(102a)、伺服電機(102b)、伺服電機驅(qū)動器(102c)、PLC控制器(102d)和頂升氣缸(102e)，所述伺服電機驅(qū)動器(102c)驅(qū)動伺服電機(102b)，伺服電機(102b)通過齒輪傳動機構(gòu)(102a)帶動實心式直齒輪(10102f)旋轉(zhuǎn)定位，頂升氣缸(102e)與氣缸頂塊(10102h)相連接，氣缸頂塊(10102h)的伸縮運動帶動氣缸頂塊(10102h)升降運動，PLC控制器(102d)控制伺服電機(102b)，接受電磁接近開關(guān)(10101)傳感器的檢測信號。
3.如權(quán)利要求1所述的一種壓縮機殼體智能制造中焊縫自動檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述中空圓臺(10102d)直徑大于殼體直徑。
4.如權(quán)利要求1所述的一種壓縮機殼體智能制造中焊縫自動檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述升降塊(10102b)至少為3面體，側(cè)面多邊形斜面上短下長并分別與不同滑塊(10102a)以導(dǎo)軌形式接觸。
5.如權(quán)利要求1或4所述的一種壓縮機殼體智能制造中焊縫自動檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述滑塊(10102a)為帶有弧面的梯形體，外表面能與殼體內(nèi)壁貼和，側(cè)面為梯形，梯形頂邊為長邊，底邊為短邊，內(nèi)表面為與升降塊(10102b)側(cè)面導(dǎo)軌配合的凹槽形狀。
6.如權(quán)利要求1所述的一種壓縮機殼體智能制造中焊縫自動檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述激光測距頂蓋(10103)為圓柱狀蓋體，蓋體直徑小于殼體直徑。
【文檔編號】G01B11/14GK103994720SQ201410245548
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】孫勤, 吳陳釧, 林瓊, 陳哲希, 葛大偉, 李大鵬 申請人:上海電氣自動化設(shè)計研究所有限公司