[发明专利]一种焊缝跟踪装置

说明书

本发明属于自动焊接技术领域，尤其涉及一种焊缝跟踪装置，包括支撑机构和激光跟踪机构，所述激光跟踪机构包括固定设置在支撑机构上的壳体和滑动设置在壳体上的推杆，所述壳体内依次固定设置有第一励磁线圈和第二励磁线圈，所述推杆的滑动方向与待焊接工件表面平行，且推杆的一端设置有激光位移传感器，所述激光位移传感器朝向焊缝，所述推杆包括轴向依次固定设置的第一衔铁、隔磁连杆和第二衔铁，所述第一励磁线圈和第二励磁线圈分别套设在第一衔铁和第二衔铁上，所述激光跟踪机构上还设置有用于监测激光位移传感器相对移动位置的位移监测元件。

技术领域

本发明属于自动焊接技术领域，尤其涉及一种焊缝跟踪装置。

背景技术

焊接在工业生产中具有非常重要的地位，随着国家科技水平的不断提高，人们对生产中焊接质量提出了更高的要求。现有自动焊接工艺过程中，往往是焊接机器人通过示教方式按照固定焊缝轨迹进行焊接。自动焊接时，因工件的加工与装配误差，以及因焊接热变形所引起的焊缝位置和尺寸的变化，需采用适当的焊缝跟踪装置，以便焊接机器人根据焊缝跟踪装置对焊缝各参数的实时反馈，控制焊枪在线实时调整位置，确保焊枪对中焊缝中心，保证焊缝成形质量。

发明内容

为解决现有技术存在的因工件的加工与装配误差，以及因焊接热变形所引起的焊缝位置和尺寸的变化，只通过示教方式按照固定焊缝轨迹进行焊接无法满足焊缝高质量要求的问题，本发明提供一种焊缝跟踪装置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下，一种焊缝跟踪装置，包括支撑机构和激光跟踪机构，所述激光跟踪机构包括固定设置在支撑机构上的壳体和滑动设置在壳体上的推杆，所述壳体内依次固定设置有第一励磁线圈和第二励磁线圈，所述推杆的滑动方向与待焊接工件表面平行，且推杆的一端设置有激光位移传感器，所述激光位移传感器朝向焊缝，所述推杆包括轴向依次固定设置的第一衔铁、隔磁连杆和第二衔铁，所述第一励磁线圈和第二励磁线圈分别套设在第一衔铁和第二衔铁上，所述激光跟踪机构上还设置有用于监测激光位移传感器相对移动位置的位移监测元件。

作为优选，所述推杆还包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端与第一衔铁固定连接，其另一端外露于壳体且向外延伸有限位台阶，所述第二连杆的一端与第二衔铁固定连接，其另一端外露于壳体且与激光位移传感器固定连接。限位台阶防止推杆在壳体上左右滑动时滑落，提高该焊缝跟踪装置的稳定性。

作为优选，所述隔磁连杆的材质采用铜。隔磁连杆对第一衔铁和第二衔铁起到刚性连接的作用，其材质采用铜物理特性满足要求，稳定可靠且成本较低。

进一步地，所述位移监测元件包括霍尔传感器和与霍尔传感器配合的磁铁，所述霍尔传感器固定在壳体靠近激光位移传感器的侧面上，所述磁铁固定在激光位移传感器上。第一励磁线圈和第二励磁线圈通入不同的PWM脉冲，第一励磁线圈和第二励磁线圈产生两个强度不同的磁场吸力，第一衔铁和第二衔铁在两个强度不同磁场的吸力作用下做直线往复运动，激光位移传感器和推杆一起做直线往复运动，与霍尔传感器配合的磁铁的初始坐标为已知设定，因激光位移传感器带动磁铁一起做直线往复运动，磁铁与霍尔传感器作用转化为激光位移传感器运动的焊缝宽度定位信息，结合激光位移传感器扫描得到的待焊接焊缝内外各点的深度信息，由于焊缝内外的高度不同，进而得出焊缝的实际宽度和待焊接焊缝的中心坐标。此测量精度高，结构简单，设计巧妙，功能稳定可靠，方便测得待焊接焊缝的深度信息，宽度信息和中心坐标。

进一步地，所述支撑机构包括上支撑结构和下支撑结构，所述上支撑结构和下支撑结构之间设置有缓冲弹簧，所述下支撑结构的底面固定设置有滚轮，所述壳体固定设置在下支撑结构上。该焊缝跟踪装置的滚轮始终与焊接工件接触保证高度稳定，减少与焊接工件表面的摩擦，提高该焊缝跟踪装置的测量精度；缓冲弹簧能有效保护滚轮不被压坏，延长该焊缝跟踪装置的使用寿命。