[发明专利]一种高精密机械式焊缝实时跟踪装置

说明书

本发明为了克服现有技术中自动焊接时因工件自身的误差带来焊接质量瓶颈的技术问题，提供一种高精密机械式焊缝实时跟踪装置，包括机架，机架上设有焊枪、测头和直线模组，直线模组包括若干个导轨组件，导轨组件包括第一导轨组件、第二导轨组件和第三导轨组件，第一导轨组件、第二导轨组件和第三导轨组件的移动方向两两垂直，第三导轨组件上设有安装件，焊枪和测头均与所述安装件相连，焊枪的焊接端与测头的朝向相同。本申请可实现对焊缝的实时跟踪，无论工件误差多大，焊枪始终可以与工件保持最佳焊接距离，保证焊接质量优异且焊接美观度较高。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种高精密机械式焊缝实时跟踪装置。

背景技术

申请号为CN201711146352.8的中国专利公开了一种仿形无盲区焊接装置及其焊接方法，包括焊枪仿形调节架，焊枪仿形调节架设有焊枪，焊枪仿形调节架能够使焊枪摆动，所述焊枪仿形调节架包括旋转座、光杆、第一直线轴承、第二直线轴承；旋转座位于光杆一端，旋转座上开有光孔，第一直线轴承镶嵌在光孔中，光杆的一端与第一直线轴承滑动配合，光杆的另一端安装有第二直线轴承，光杆上的第一直线轴承和第二直线轴承之间安装有弹簧；还包括固定座，所述固定座的一侧且位于光杆的端部设有弹簧调节器，弹簧调节器能够控制弹簧的长度。

上述发明申请利用磁力底座的转弯趋势能够无间隙的对工件焊缝进行仿形；其问题在于，上述焊接装置无法实现焊枪对工件的实时追踪，工件发生位移时焊枪与工件之间的焊接距离发生波动，焊接质量和合格率容易受到工件误差的困扰。

针对上述问题，申请号为CN201811136972.8的中国专利公开了一种焊接机器人及具有该机器人的自动组焊系统，包括机身、连接至所述机身的活动臂以及连接至所述活动臂的焊接机构，所述机身包括本体及相对所述本体高度可调的伸缩颈；所述活动臂包括依次连接的平移臂、第一转臂及第二转臂，所述平移臂前后朝向且沿其自身长度方向移动的设置于所述伸缩颈上，所述第一转臂绕第一横向轴转动的设置于所述平移臂的前端，所述第二转臂绕第二横向轴转动的设置于第一转臂远离所述平移臂的一端，所述焊接机构连接至第二转臂远离所述第一转臂的一端且具有用于焊接的焊枪。

上述焊接机器人的焊枪可进行多方位移动，但是移动轨迹是依据捕捉工件的外形轮廓进行程序编辑，实际的焊接程序是固定的，当工件的外形轮廓发生偏差时，焊枪与工件之间的距离随之波动，这部分轮廓发生偏差的工件即不能进行有效焊接，机器人焊接的自动化程度很高但解决不了工件或工装定位的误差问题。

目前部分自动焊接设备有红外线摄像机配合焊枪做焊缝跟踪焊接，常见的包括两种方式，其一是先扫描外形轮廓经数据处理后再进行焊接，如申请号为CN201710033185.X的中国专利公开了一种红外线引导的焊接设备，包括底座，所述底座上设置有焊件夹持台，所述焊件夹持台周围设置有红外线横轨和红外线纵轨，两所述红外线横轨和两所述红外线纵轨构成矩形的轨道，所述红外线横轨和红外线纵轨上均设置有红外线发射装置，所述红外线发射装置通过伺服电机可在所述红外线横轨和红外线纵轨上移动；所述底座上还设置有支架，所述支架上设置有焊枪轨道，所述焊枪轨道包括焊枪横轨、焊枪横移装置和焊枪立轨，所述焊枪横轨设置在所述支架上并通过伺服电机可在所述支架上前后移动，所述焊枪横移装置设置在所述焊枪横轨上并通过伺服电机可在所述焊枪横轨上左右移动，所述焊枪立轨设置在所述焊枪横移装置上并通过伺服电机可在所述焊枪横移装置上前后移动，所述焊枪立轨上设置有焊枪，所述焊枪上设置有红外线发射装置和挡板；所述支架上还设置有图像采集装置；所述红外线发射装置、伺服电机、焊枪和图像采集装置均通过中控电脑控制。上述专利提供的焊接设备需要对外形轮廓全局处理后再进行焊接操作，焊接效率极其低下。其二是进行实时焊接焊缝跟踪，但是摄像机像数易受焊接弧光影响和干扰，导致捕捉数据输入或换算时出现误差而出现焊缝跟踪轨迹因数据失真导致不稳定，基于此，红外线摄像机的焊缝跟踪技术目前还不成熟，无法适用于高精度的焊接加工。

发明内容