一种激光导引数控焊接机制造技术

一种激光导引数控焊接机，包括激光导引机构、底盘行走机构、滑板升降机构、横梁移动机构和焊接小车运动机构；底盘行走机构通过激光导引实现整机沿轨道行走和回转运动；滑板升降机构通过链式升降机构安装在机体上，其上固连横梁移动机构；横梁移动机构控制横梁水平的往复运动；激光导引机构通过一支架固接在横梁上，通过摄像机采集焊缝图像信息，用于导引焊枪沿各个方向的移动轨迹；焊接小车运动机构与横梁装配，通过齿轮-齿条传动实现小车沿横梁平行移动。本发明专利技术为低成本、高效率、高质量的焊接机，实现大型钢构件不规则焊缝的远程数字化控制，大面积、多方位、多角度，多层多道焊接，并通过激光导引以及运动副设置位置感应器实现快速精准定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自动化焊接领域，涉及一种激光导引数控焊接机。
技术介绍
焊接技术已由焊接手工焊、焊接机械化的阶段，进入到焊接自动化、焊接信息化和焊接智能化时代，自动化焊接设备因节省劳力和较高的焊机质量、焊接效率而变的越来越重要。一方面，虽然我国在重型机械制造业已广泛实现了焊接自动化技术，但国内在这一领域的技术仍尚不成熟，而国外自动化焊接设备价格昂贵，且不方便售后服务和维修，存在诸多阻碍。另一方面，焊接自动化是以焊接机器人的应用为主，焊接专机的应用为辅的焊接技术；其中，焊接专机主要解决单层单道、长直焊缝的自动化焊接，但其还不能完全实现自动化焊接，存在焊接效率、质量低的缺陷；而焊接机器人针对行业产品多规格小批量的特点，主要用于异性结构件的焊接，适于长焊缝、短焊缝、直线焊缝、弧线焊缝、多层多道对接焊和角焊缝的焊接，虽作业自动化程度高，但存在不能大规模作业以及作业成本高的缺陷。
技术实现思路
本专利技术通过结合焊接专机和焊接机器人的特点，提供了一种生产成本低、工作效率高、焊接质量高的激光导引数控焊接机，实现大型钢构件不规则焊缝的远程数字化控制，大面积、多方位、多角度，通过激光导引快速精准定位，多层多道的数控焊接机。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种激光导引数控焊接机，包括激光导引机构、底盘行走机构、滑板升降机构、横梁移动机构和焊接小车运动机构；所述底盘行走机构包括行走机构和回转支承机构，其通过激光导引实现焊接整机沿轨道行走和360°回转运动；底盘行走机构通过回转支承机构与上端的机体连接；所述滑板升降机构通过链式升降机构安装在机体侧端，其上固连横梁移动机构，带动横梁垂直升降移动；滑板升降机构包括滑板主钢构、链式升降驱动机构及与滑板主钢构通过升降链条连接的配重块；所述横梁移动机构包括横梁和横梁驱动机构，横梁与所述滑板主钢构固连，横梁驱动机构通过齿轮-齿条传动，实现横梁的水平往复运动；所述激光导引机构通过一支架固接在横梁上，由激光发生器、摄像机和控制器组成，通过摄像机采集焊缝图像信息，用于准确导引焊枪沿各个方向的移动轨迹；所述焊接小车运动机构与横梁装配，通过齿轮-齿条传动实现小车沿横梁平行移动，包括焊接小车水平移动机构和焊枪升降机构。作为本专利技术的优化方案，所述底盘行走机构、滑板升降机构、横梁移动机构和焊接小车运动机构均设有位置感应器，位置感应器通过传输线与控制器连接。作为本专利技术的优化方案，所述滑板升降机构设有保险防脱装置，保险防脱装置通过销轴与升降链条链接。作为本专利技术的优化方案，所述滑板主钢构与机体之间通过纵向导向轮组件连接，以保证滑板主钢构在机体上平稳移动。作为本专利技术的优化方案，所述横梁与滑板主钢构之间通过横向导向轮组件连接，以保证横梁在滑板主钢构上平稳移动。作为本专利技术的优化方案，所述行走机构包括前后设置的多个行走轮和行走驱动机构，行走驱动机构驱动行走轮沿轨道移动，根据工件大小可调整焊接范围。作为本专利技术的优化方案，所述回转支承机构包括回转驱动机构和回转支承，回转驱动机构与回转支撑通过齿轮啮合传动，实现焊接整机的360°回转；所述回转支承底部与行走机构固连，上部通过一底盘与机体固连。作为本专利技术的优化方案，所述行走驱动机构、回转驱动机构、链式升降驱动机构、横梁驱动机构均采用伺服系统驱动。作为本专利技术的优化方案，所述焊接小车水平移动机构由伺服电机通过齿轮-齿条传动，实现焊接小车沿横梁平行移动；焊枪升降机构由伺服电机通过丝杠副的螺旋传动实现焊枪的升降运动。作为本专利技术的优化方案，所述丝杠副的丝杠末端设有一挂板，该挂板上设置有跟踪器，跟踪器与摆动器固连，焊枪通过夹装装置安装在该摆动器上；所述夹装装置采用三维微调夹装装置，可实现焊枪上下左右及旋转运动。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术提供了一种低成本、高效率、高质量的焊接机，实现大型钢构件不规则焊缝的远程数字化控制，大面积、多方位、多角度，多层多道焊接，并通过激光导引以及运动副设置位置感应器实现快速精准定位，可以识别不同类型的焊缝类型，具有广泛的适应性；2、本专利技术的运动机构均采用伺服系统驱动，能根据不同作业需求能自动调节焊接电流和焊接速度，同时保证了焊接的平稳性和连续性；3、具有防坠落的保险防脱装置，当横梁发生意外坠落时，能有效防止横梁坠落引发事故，具有良好的安全防护作用；4、立柱和横梁结构合理、刚性好，横梁伸缩的扰度小，使横梁在处于高位且伸缩长度最大时仍能进行长时间稳定的焊接，不会出现振动；5、焊接范围大，可多枪同时焊接，自动化程度高。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术中底盘行走机构结构示意图；图3为本专利技术中滑板升降机构结构示意图；图4为本专利技术中链式升降机构结构示意图；图5为本专利技术中横梁移动机构结构示意图；图6为本专利技术中焊接小车运动机构结构示意图；图7为本专利技术的总装图；图中：I-激光导引机构，II-底盘行走机构，III-滑板升降机构，IV-横梁移动机构，V-焊接小车运动机构，Ⅵ-机体，1-行走轮，2-行走驱动机构，3-回转驱动机构，4-回转支承，5-配重快，6-滑板主钢构，7-纵向导向轮组件，8-横梁驱动机构、9-焊接小车水平移动机构，10-焊枪升降机构，11-保险防脱装置，12-链式升降机构，13-升降驱动机构，14-升降链条，15-横梁驱动伺服电机，16-横梁驱动减速机，17-横梁驱动齿轮、18-横向导向轮组件，19-横梁，20-小车导向轮，21-丝杠副，22-焊枪驱动减速机，23-焊枪驱动伺服电机，24-小车驱动伺服电机，25-小车驱动减速机，26-小车驱动齿轮，27-焊枪，28-丝杠，29-挂板，30-跟踪器，31-摆动器，A-行走机构，B-回转支承机构。具体实施方式下面将结合附图及实施例对本专利技术及其效果作进一步阐述。如图1、7所示，一种激光导引数控焊接机，包括激光导引机构I、底盘行走机构II、滑板升降机构III、横梁移动机构IV、焊接小车运动机构V和机体Ⅵ；如图2所示，底盘行走机构II包括行走机构A和回转支承机构B，其能通过激光导引实现焊接整机沿轨道行走和360°回转运动，用于控制焊枪27在X轴方向上的位置；其中，行走机构A包括前后设置的多个行走轮1和行走驱动机构2，行走驱动机构2驱动行走轮1沿轨道运动；回转支承机构B包括回转驱动机构3和回转支承4，回转驱动机构3与回转支撑4通过齿轮啮合传动，实现焊接整机的360°回转；回转支承4底部与行走机构A固连，上部与机体Ⅵ固连；可根据工件大小快速调整焊接范围。如图3所示，滑板升降机构III通过链式升降机构12安装在机体Ⅵ侧端，其上固连横梁移动机构IV，带动横梁19垂直升降移动，用于控制焊枪27在Z轴方向上的位置；滑板升降机构III包括滑板主钢构6、链式升降驱动机构13及与滑板主钢构6通过升降链条14连接的配重块5；其中，如图4所示链式升降机构12包括链式升降驱动机构13和升降链条14，通过齿轮-齿条传动实现滑板主钢构6的垂直升降运动；滑板主钢构6与机体Ⅵ之间通过纵向导向轮组件7连接，以保证滑板主钢构6在机体Ⅵ上平稳移动。所述滑板升降机构III设有保险防脱装置11，保险防脱装置11通过销轴与升降链条14链接。其由防脱梁、挂钩、张紧弹簧和安装在滑板机构Ⅲ上的平衡梁组成，升降链条14与挂钩之间通过张紧弹簧连接，当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光导引数控焊接机，其特征在于：包括激光导引机构(I)、底盘行走机构(II)、滑板升降机构(III)、横梁移动机构(IV)和焊接小车运动机构(V)；所述底盘行走机构(II) 包括行走机构（A）和回转支承机构（B），其通过激光导引实现焊接整机沿轨道行走和360°回转运动；底盘行走机构(II)通过回转支承机构（B）与上端的机体（Ⅵ）连接；  所述滑板升降机构(III)通过链式升降机构（12）安装在机体（Ⅵ）侧端，其上固连横梁移动机构(IV)，带动横梁（19）垂直升降移动，滑板升降机构(III)包括滑板主钢构（6）、链式升降驱动机构（13）及与滑板主钢构（6）通过升降链条（14）连接的配重块（5）；所述横梁移动机构(IV)包括横梁（19）和横梁驱动机构（8），横梁（19）与所述滑板主钢构（6）固连，横梁驱动机构（8）通过齿轮‑齿条传动，实现横梁（19）的水平往复运动；所述激光导引机构(I)通过一支架固接在横梁（19）上，由激光发生器、摄像机和控制器组成，通过摄像机采集焊缝图像信息，用于准确导引焊枪（27）沿各个方向的移动轨迹；所述焊接小车运动机构(V)与横梁（19）装配，通过齿轮‑齿条传动实现小车沿横梁（19）平行移动，包括焊接小车水平移动机构（9）和焊枪升降机构（10）。...

【技术特征摘要】
1.一种激光导引数控焊接机，其特征在于：包括激光导引机构(I)、底盘行走机构(II)、滑板升降机构(III)、横梁移动机构(IV)和焊接小车运动机构(V)；所述底盘行走机构(II)包括行走机构（A）和回转支承机构（B），其通过激光导引实现焊接整机沿轨道行走和360°回转运动；底盘行走机构(II)通过回转支承机构（B）与上端的机体（Ⅵ）连接；所述滑板升降机构(III)通过链式升降机构（12）安装在机体（Ⅵ）侧端，其上固连横梁移动机构(IV)，带动横梁（19）垂直升降移动，滑板升降机构(III)包括滑板主钢构（6）、链式升降驱动机构（13）及与滑板主钢构（6）通过升降链条（14）连接的配重块（5）；所述横梁移动机构(IV)包括横梁（19）和横梁驱动机构（8），横梁（19）与所述滑板主钢构（6）固连，横梁驱动机构（8）通过齿轮-齿条传动，实现横梁（19）的水平往复运动；所述激光导引机构(I)通过一支架固接在横梁（19）上，由激光发生器、摄像机和控制器组成，通过摄像机采集焊缝图像信息，用于准确导引焊枪（27）沿各个方向的移动轨迹；所述焊接小车运动机构(V)与横梁（19）装配，通过齿轮-齿条传动实现小车沿横梁（19）平行移动，包括焊接小车水平移动机构（9）和焊枪升降机构（10）。2.根据权利要求1所述的一种激光导引数控焊接机，其特征在于：所述底盘行走机构(II)、滑板升降机构(III)、横梁移动机构(IV)和焊接小车运动机构(V)均设有位置感应器，位置感应器通过传输线与控制器连接。3.根据权利要求1所述的一种激光导引数控焊接机，其特征在于：所述滑板升降机构(III)设有保险防脱装置（11），保险防脱装置（11）通过销轴与升降链条（14）链接。4.根据权利要求1-3任一所述的一种激光导引数控焊接机，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：许贵林，吴庆伦，徐明，孙正刚，
申请(专利权)人：中昇建机南京重工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32