CN222327055U - 一种多边形曲面堆焊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于焊接技术领域，公开了一种多边形曲面堆焊装置，包括机械手，机械手的自由端上设有激光跟踪器和焊枪，机械手的侧边设有第一工位区和第二工位区，第一工位区处设有焊接台，焊接台用于放置有待焊接的工件，第一工位区的一侧设有第一支撑架，第一支撑架上滑动安装有第一3D相机，第一3D相机位于焊接台上方；焊接台上设有视觉参考件，视觉参考件与待焊接的工件接触设置。本实用新型可以解决多边形、带多边形孔复杂曲面的堆焊问题，减少人力需求和人力成本，带来较好的经济效益。

Description

一种多边形曲面堆焊装置

技术领域

本实用新型属于焊接技术领域，具体涉及一种多边形曲面堆焊装置。

背景技术

传统的机器人堆焊是通过机器人示教编程实现平面或曲面的多层堆焊，但该方法要求工件形状固定、堆焊面的轮廓度要求高、工件定位精确。每种产品均有固定的堆焊程序，不适用于大型工件及单件小批产品的堆焊。

而现有的3D视觉技术是通过视觉扫描得点云数据，进行图像处理及模板编辑，虽然可得出曲面大致轮廓，但软件开发成本高、效率低，路径规划算法复杂。

随着视觉技术和激光跟踪技术的不断发展，使厚大不规则平面及曲面智能堆焊成为可能。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本实用新型目的在于提供一种多边形曲面堆焊装置。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种多边形曲面堆焊装置，包括机械手，机械手的自由端上设有激光跟踪器和焊枪，机械手的侧边设有第一工位区和第二工位区，第一工位区处设有焊接台，焊接台用于放置有待焊接的工件，第一工位区的一侧设有第一支撑架，第一支撑架上滑动安装有第一3D相机，第一3D相机位于焊接台上方；第二工位区处设有焊接回转台，焊接回转台用于放置有待焊接的工件，第二工位区的一侧设有第二支撑架，第二支撑架上滑动安装有第二3D相机，第二3D相机位于焊接回转台上方；焊接台和焊接回转台上均设有视觉参考件，视觉参考件与待焊接的工件接触设置。

优选地，所述第一支撑架顶部的横杆上安装有第一倒T形件，第一倒T形件底部开设有滑槽，滑槽上滑动设有第一滑动件，第一3D相机安装在第一滑动件上。

优选地，所述焊接回转台包括底座，底座上设有支座和第一电机，支座与底座转动连接，支座还与第一电机相连；支座上设有回转台和第二电机，回转台与支座转动连接，回转台还与第二电机相连。支座上还设有顶紧气缸，顶紧气缸位于回转台下方。

优选地，所述焊接台上平行设有格栅板，待焊接的工件和视觉参考件放置在格栅板上。

优选地，所述机械手的自由端上设有安装座，激光跟踪器设于安装座的一侧，安装座顶部设有环形安装件，焊枪设于环形安装件内。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型所提供的一种多边形曲面堆焊装置，通过3D相机确定边界轮廓及焊接起点，通过激光跟踪器确认设定好的移动范围的边界点作为每段焊缝起点，同时反馈控制焊枪与堆焊表面距离；可以解决多边形、带多边形孔复杂曲面的堆焊问题，减少人力需求和人力成本，带来较好的经济效益。

附图说明

图1是本实用新型多边形曲面堆焊装置的示意图。

图2是本实用新型多边形曲面堆焊装置另一角度的示意图。

图3是图2中A部分的放大图。

图4是本实用新型焊接回转台的示意图。

图5是本实用新型多边形曲面堆焊装置的焊接工作原理示意图。

图中：1-机械手；2-激光跟踪器；3-焊枪；4-焊接台；5-格栅板；6-第一工件；7-第一支撑架；8-第一倒T形件；9-第一滑动件；10-第一3D相机；11-底座；12-支座；13-第一电机；14-回转台；15-第二电机；16-顶紧气缸；17-第二工件；18-第二支撑架；19-第二3D相机；20-视觉参考件；21-安装座；22-环形安装件；23-激光光束。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步的说明。

如图1至图5所示，本实施例的一种多边形曲面堆焊装置，包括机械手1，机械手1的自由端上设有激光跟踪器2和焊枪3，机械手1的侧边设有第一工位区和第二工位区，第一工位区处设有焊接台4，焊接台4上平行设有格栅板5，待焊接的第一工件6放置在格栅板5上。第一工位区的一侧设有第一支撑架7，第一支撑架7顶部的横杆上安装有第一倒T形件8，第一倒T形件8底部开设有滑槽，滑槽上滑动设有第一滑动件9，第一3D相机10安装在第一滑动件9上，通过滑动调节第一3D相机10的位置，使得第一3D相机10位于焊接台4上方。

第二工位区处设有焊接回转台，焊接回转台包括底座11，底座11上设有支座12和第一电机13，支座12与底座11转动连接，支座12还与第一电机13相连，第一电机13可以带动支座12转动倾斜；支座12上设有回转台14和第二电机15，回转台14与支座12转动连接，回转台14还与第二电机15相连，第二电机15可以驱动回转台14进行圆周转动。支座12上还设有顶紧气缸16，顶紧气缸16位于回转台14下方，顶紧气缸16可以锁定回转台14。

回转台14上放置有待焊接的第二工件17，第二工位区的一侧设有第二支撑架18，第二支撑架18上滑动安装有第二3D相机19，通过滑动调节第二3D相机19的位置，使得第二3D相机19位于焊接回转台上方。回转台14上的工件可以对称放置，从而当回转台14转动180°后，第二3D相机19依然刚好可以正常工作。

与第一支撑架7一样，第二支撑架18上也设有倒T形件、滑槽和滑动件，从而实现第二3D相机19的位置调节。

多边形曲面堆焊装置通过设置第一工位区和第二工位区，并在不同工位区设置焊接台和焊接回转台，满足不同的焊接需求。

机械手1的自由端上设有安装座21，激光跟踪器2设于安装座21的一侧，安装座21顶部设有环形安装件22，焊枪3设于环形安装件22内。如图3所示，安装后的激光跟踪器2朝向焊枪3，即激光跟踪器2发出的激光光束23要覆盖焊枪3的前端。

焊接台4和焊接回转台上均设有视觉参考件20，视觉参考件20与待焊接的工件接触设置。如图5所示，以格栅板5上的第一工件6为例，多边形曲面堆焊装置使用时，利用3D相机确定视场范围下的视觉参考件上的焊接起点，利用机器手在设定的焊接轨迹的移动，带动激光跟踪器寻找设定好的移动范围的边界点，作为每段焊缝起点。在堆焊表面，激光跟踪器实时反馈距离信息给机械手，并与设定值比较，引导机械手实时补偿差值，保证焊接距离一定，实现工件曲面的精确堆焊。同时，当机器人从工件曲面到达边界位置，激光也会反馈给控制系统，堆焊结束，同时机械手偏离固定距离到下一道焊缝。

需要说明的是，上述控制系统采用现有技术即可实现。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多边形曲面堆焊装置，其特征在于：包括机械手(1)，机械手(1)的自由端上设有激光跟踪器(2)和焊枪(3)，机械手(1)的侧边设有第一工位区和第二工位区，第一工位区处设有焊接台(4)，焊接台(4)用于放置有待焊接的工件，第一工位区的一侧设有第一支撑架(7)，第一支撑架(7)上滑动安装有第一3D相机(10)，第一3D相机(10)位于焊接台(4)上方；第二工位区处设有焊接回转台，焊接回转台用于放置有待焊接的工件，第二工位区的一侧设有第二支撑架(18)，第二支撑架(18)上滑动安装有第二3D相机(19)，第二3D相机(19)位于焊接回转台上方；焊接台(4)和焊接回转台上均设有视觉参考件(20)，视觉参考件(20)与待焊接的工件接触设置。

2.根据权利要求1所述的多边形曲面堆焊装置，其特征在于：所述第一支撑架(7)顶部的横杆上安装有第一倒T形件(8)，第一倒T形件(8)底部开设有滑槽，滑槽上滑动设有第一滑动件(9)，第一3D相机(10)安装在第一滑动件(9)上。

3.根据权利要求1所述的多边形曲面堆焊装置，其特征在于：所述焊接回转台包括底座(11)，底座(11)上设有支座(12)和第一电机(13)，支座(12)与底座(11)转动连接，支座(12)还与第一电机(13)相连；支座(12)上设有回转台(14)和第二电机(15)，回转台(14)与支座(12)转动连接，回转台(14)还与第二电机(15)相连。

4.根据权利要求3所述的多边形曲面堆焊装置，其特征在于：所述支座(12)上还设有顶紧气缸(16)，顶紧气缸(16)位于回转台(14)下方。

5.根据权利要求1所述的多边形曲面堆焊装置，其特征在于：所述焊接台(4)上平行设有格栅板(5)，待焊接的工件和视觉参考件(20)放置在格栅板(5)上。

6.根据权利要求1所述的多边形曲面堆焊装置，其特征在于：所述机械手(1)的自由端上设有安装座(21)，激光跟踪器(2)设于安装座(21)的一侧，安装座(21)顶部设有环形安装件(22)，焊枪(3)设于环形安装件(22)内。