用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，它由并列的上跟蹤座和下跟蹤座組成；2個(gè)跟蹤座各包括跟蹤座本體，四鉸連桿機(jī)構(gòu)，活塞組件，以及探測(cè)滾輪；四鉸連桿機(jī)構(gòu)包括連桿，靜鉸軸，動(dòng)鉸軸，另2個(gè)相對(duì)的鉸軸同時(shí)是焊接坡口側(cè)面的探測(cè)滾輪的軸；活塞缸設(shè)在跟蹤座本體一端內(nèi)，或與跟蹤座本體為一整體；活塞桿與動(dòng)鉸軸活動(dòng)連接，靜鉸軸與跟蹤座本體另一端內(nèi)側(cè)活動(dòng)連接。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是：兩套彈力傳感器對(duì)稱安裝使用，能同時(shí)省去機(jī)械位移量——電量轉(zhuǎn)換、偏差信號(hào)辨識(shí)和控制調(diào)節(jié)量計(jì)算、電動(dòng)調(diào)節(jié)的多個(gè)過(guò)程控制環(huán)節(jié)，并且無(wú)需建立數(shù)學(xué)模型；能完成焊接坡口三維方向同時(shí)自適應(yīng)對(duì)中；系統(tǒng)誤差小，制造難度低，力系平衡調(diào)整容易，跟蹤維數(shù)高。
【專利說(shuō)明】用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，進(jìn)一步說(shuō)，是一種接觸式三維方向自適應(yīng)對(duì)中當(dāng)前焊接坡口中心平面的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，屬于焊接【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著材料科學(xué)、工業(yè)過(guò)程控制、工業(yè)裝備技術(shù)、工業(yè)制造技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展與進(jìn)步，現(xiàn)代能源裝備、國(guó)防裝備、交通運(yùn)輸裝備、化工裝備等工業(yè)裝備已愈來(lái)愈高強(qiáng)化、高參數(shù)高容量和大型化，這將帶來(lái)焊接制造的工程量空前浩大，對(duì)焊接質(zhì)量的要求愈來(lái)愈高，焊接生產(chǎn)成本的上升和占比大幅度增加，因此，大幅度提高焊接生產(chǎn)率、大幅度節(jié)約焊材和節(jié)約電能、采用自動(dòng)化智能化的焊接設(shè)備已成為現(xiàn)代焊接技術(shù)進(jìn)步的迫切要求。焊縫軌跡的自適應(yīng)跟蹤(即對(duì)中)是焊接設(shè)備自動(dòng)化智能化的核心關(guān)鍵技術(shù)，其中傳感器更是該技術(shù)關(guān)鍵中的關(guān)鍵，直接決定著自動(dòng)化焊接的質(zhì)量，可靠性和成本。焊縫軌跡的自適應(yīng)跟蹤依據(jù)傳感器的特性一般分為非接觸式傳感和接觸式傳感兩大類。在非接觸式傳感器領(lǐng)域采用激光傳感、基于CCD技術(shù)的圖像傳感和電弧傳感的相對(duì)應(yīng)用較多，但此類技術(shù)由于易受外界因素的干擾，因而在焊接自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛性還很不夠。而接觸式傳感器，研究和報(bào)道最多的是，用接觸式探頭對(duì)焊接坡口進(jìn)行探測(cè)，把焊接坡口相對(duì)于焊接小車固定軌道的偏差信號(hào)傳送給位移傳感器，經(jīng)位移傳感器將機(jī)械量轉(zhuǎn)換成電量，之后再通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行偏差辨識(shí)、計(jì)算控制調(diào)節(jié)量、輸出控制調(diào)節(jié)量給電動(dòng)調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)再拖動(dòng)焊槍進(jìn)行位置調(diào)節(jié)。這種接觸式傳感跟蹤技術(shù)與前述的非接觸式傳感器跟蹤技術(shù)唯一的區(qū)別是:對(duì)焊接坡口的位置偏差信號(hào)的提取，前者用機(jī)械接觸探測(cè)方式，后者為無(wú)機(jī)械接觸方式探測(cè)，而偏差信號(hào)提取之后的所有環(huán)節(jié)則完全一樣。也就是說(shuō)，無(wú)論是非接觸式和接觸式傳感器，焊槍相對(duì)焊接坡口的位置偏差信號(hào)提取之后，現(xiàn)有技術(shù)都要進(jìn)行機(jī)械位移量一電量轉(zhuǎn)換、偏差信號(hào)辨識(shí)，控制調(diào)節(jié)量計(jì)算和電動(dòng)調(diào)節(jié)，這些環(huán)節(jié)往往都會(huì)受到控制模型的精度、控制算法的合理性、信號(hào)的濾波及處理等多種環(huán)節(jié)技術(shù)開發(fā)的影響，使響應(yīng)速度、控制精度難以達(dá)到可靠的理想狀態(tài)，再加上上述過(guò)程往往容易受到空間電磁場(chǎng)、弧光等外界因素的影響，進(jìn)一步影響到系統(tǒng)的可靠性。鑒于上述技術(shù)背景，若開發(fā)一種傳感器，可同時(shí)省去現(xiàn)有技術(shù)的“機(jī)械位移量一電量轉(zhuǎn)換、偏差信號(hào)辨識(shí)，控制調(diào)節(jié)量計(jì)算和電動(dòng)調(diào)節(jié)”的復(fù)雜跟蹤控制過(guò)程，不僅使跟蹤控制系統(tǒng)的硬件和軟件得到大幅度簡(jiǎn)化，而且將使自適應(yīng)跟蹤控制過(guò)程的可靠性得以大幅度提高。這種可同時(shí)省去“機(jī)械位移量一電量轉(zhuǎn)換、偏差信號(hào)辨識(shí)、控制調(diào)節(jié)量計(jì)算和電動(dòng)調(diào)節(jié)”的現(xiàn)有技術(shù)僅在中國(guó)發(fā)明專利ZL200410060990.4 “焊矩浮動(dòng)彈力驅(qū)動(dòng)焊縫橫向自動(dòng)跟蹤裝置”中見到，但上述技術(shù)采用的是力偶系平衡方法，存在著較大的系統(tǒng)誤差，制造難度大，力系平衡調(diào)整困難，跟蹤維數(shù)低的局限性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個(gè)目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的局限性，提供一種用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，它是接觸式三維自適應(yīng)對(duì)中焊接坡口中心平面的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器。兩套彈力傳感器對(duì)稱安裝使用能同時(shí)省去機(jī)械位移量一電量轉(zhuǎn)換、偏差信號(hào)辨識(shí)和控制調(diào)節(jié)量計(jì)算、電動(dòng)調(diào)節(jié)的多個(gè)過(guò)程控制環(huán)節(jié)，并且無(wú)需建立數(shù)學(xué)模型，能完成焊接坡口三維方向同時(shí)自適應(yīng)對(duì)中，即焊槍跟蹤焊接坡口的中心平面；系統(tǒng)誤差小，制造難度低，力系平衡調(diào)整容易，跟蹤維數(shù)高。
[0004]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種具有兩套本發(fā)明所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的自動(dòng)焊接系統(tǒng)，還提供一種具有I套本發(fā)明所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的自動(dòng)焊接系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，它由并列的上跟蹤座和下跟蹤座組成；2個(gè)跟蹤座各包括一個(gè)“η”形跟蹤座本體，一個(gè)四鉸連桿機(jī)構(gòu)，一個(gè)活塞組件，以及2個(gè)探測(cè)滾輪；所述跟蹤座本體與焊槍為能拆卸的固定連接；所述四鉸連桿機(jī)構(gòu)包括連桿，靜鉸軸，與該靜鉸軸相對(duì)的是動(dòng)鉸軸，另2個(gè)相對(duì)的鉸軸同時(shí)是焊接坡口側(cè)面的探測(cè)滾輪的軸，分別是第一側(cè)探測(cè)鉸軸和第二側(cè)探測(cè)鉸軸；所述活塞組件包括活塞缸，活塞，活塞桿，以及活塞缸內(nèi)的彈黃；所述活塞缸設(shè)在跟S示座本體一端內(nèi)，或與跟S示座本體為一整體；活塞桿與動(dòng)鉸軸活動(dòng)連接，靜鉸軸與跟蹤座本體另一端內(nèi)側(cè)活動(dòng)連接；2個(gè)探測(cè)滾輪分別安裝在第一側(cè)探測(cè)鉸軸和第二側(cè)探測(cè)鉸軸的下端；上跟蹤座與下跟蹤座二者的靜鉸軸、動(dòng)鉸軸、以及活塞桿，共6個(gè)軸心線在同一個(gè)平面上，該平面為傳感器中心平面，它與跟蹤座本體上的用于連接焊槍固定件的平面平行或重合，焊槍固定件的用于固定的平面與焊槍的中心平面平行或重合。
[0006]進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其上跟蹤座與下跟蹤座二者的靜鉸軸、動(dòng)鉸軸、第一側(cè)探測(cè)鉸軸、以及第二側(cè)探測(cè)鉸軸共8個(gè)軸心線平行并分別垂直于活塞桿軸心線。
[0007]所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其上跟蹤座與下跟蹤座二者的跟蹤座本體為各自獨(dú)立的兩個(gè)構(gòu)件，或?yàn)檫B接成的整體構(gòu)件，或一次成型的整體構(gòu)件。
[0008]所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其上跟蹤座的探測(cè)滾輪與下跟蹤座的探測(cè)滾輪之間的距離小于被焊接坡口的深度。
[0009]所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其上跟蹤座和下跟蹤座探測(cè)滾輪的直徑相同；兩個(gè)探測(cè)滾輪的直徑之和小于焊接坡口橫斷面最小坡口寬度；大于焊槍的厚度。
[0010]所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其四鉸連桿機(jī)構(gòu)2為菱形四鉸連桿機(jī)構(gòu)；兩個(gè)探測(cè)滾輪外側(cè)之間的最大距離等于活塞桿的行程，兩個(gè)探測(cè)滾輪內(nèi)側(cè)之間的距離為零時(shí)，彈簧高度被壓縮至最小。
[0011 ] 所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其靜鉸軸和動(dòng)鉸軸，或/和第一側(cè)探測(cè)鉸軸與第二側(cè)探測(cè)鉸軸與各自連桿的連接為滾動(dòng)軸承連接，或滑動(dòng)連接。
[0012]所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其第一側(cè)探測(cè)鉸軸和第二側(cè)探測(cè)鉸軸分別與安裝其上的探測(cè)滾輪構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副為滾動(dòng)副，或滑動(dòng)副，當(dāng)焊接坡口大時(shí)則為滾動(dòng)軸承副，當(dāng)焊接坡口小時(shí)則為滑動(dòng)副。
[0013]所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其跟蹤座本體的材料選用導(dǎo)熱良好的純銅或銅合金材料；探測(cè)滾輪材料選用熱強(qiáng)性和耐磨性能兼優(yōu)的材料包括不銹鋼，或高鉻鑄鐵，或陶瓷。
[0014]所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其跟蹤座本體I與焊槍7之間的固定絕緣墊5.1的絕緣材料包括陶瓷,或熔鑄合成云母。
[0015]本發(fā)的一種具有兩套用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的自動(dòng)焊接系統(tǒng)，它包括具有萬(wàn)向輪和減震器的焊接小車；該焊接小車的焊槍上按焊接前進(jìn)和后退方向?qū)ΨQ各安裝一套自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器:第一套是由上跟蹤座和下跟蹤座組成，第2套是由第二上跟蹤座和第二下跟蹤座組成；該2套自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的傳感器中心平面為同一個(gè)平面，它與跟蹤座本體上的用于連接焊槍固定件的平面平行或重合。
[0016]本發(fā)明的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的結(jié)構(gòu)、調(diào)整方法、自適應(yīng)跟蹤的工作過(guò)程原理、以及效果作如下說(shuō)明:
以下以具有兩套用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的自動(dòng)焊接系統(tǒng)為例，其中，焊槍為窄間隙/超窄間隙焊槍:
先將焊槍中心平面安裝并調(diào)整到與前后2套自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的中心平面完全重合，固定某一間隙R，如圖8、9、10所示，將探測(cè)滾輪的壓力調(diào)至F1=F2=F3=F4，焊槍的厚度稍小于兩探測(cè)滾輪相互接觸時(shí)的橫向尺寸；工作時(shí)，將焊槍前后兩個(gè)傳感器的探測(cè)滾輪壓縮至接觸狀態(tài)并插入到焊接坡口中，此時(shí)依靠4套共8個(gè)探測(cè)滾輪對(duì)坡口側(cè)壁的平衡壓力將焊槍懸浮于焊接坡口中。
[0017]自適應(yīng)跟蹤的過(guò)程原理如下:
如圖8所示，若焊槍前后傳感器所處位置的焊接坡口間隙R相等(Rl等于R2)，此時(shí)，焊槍的中心平面與當(dāng)前焊接坡口的中心平面重合，即對(duì)中；如圖9、10所示，當(dāng)焊接坡口的中心平面與焊接小車固定軌道間距發(fā)生偏差時(shí)(Rl不等于R2)，需要自適應(yīng)跟蹤調(diào)整。具體說(shuō)明如下:
1、如圖8所示，當(dāng)前焊接坡口的兩側(cè)壁aa與bb平行，且與自動(dòng)焊小車的軌道GG也平行，坡口的中心平面ee與自動(dòng)焊小車軌道GG自然平行，焊槍移動(dòng)中，始終F1=F2=F3=F4，傳感器的接觸壓力力系平衡，不產(chǎn)生調(diào)節(jié)，焊槍中心與坡口中心平面重合；
2、如圖9所示，一側(cè)焊接坡口a a與小車軌道GG平行，另一側(cè)坡口 bb與GG有夾角不平行，因此焊接坡口的中心平面ee與GG也存在夾角；當(dāng)焊接小車按圖示的自左向右運(yùn)行時(shí)，由于bb側(cè)坡口逐漸變寬，導(dǎo)致F3 <F4，F(xiàn)l < F2，接觸壓力平衡力系破壞，系統(tǒng)產(chǎn)生向bb側(cè)坡口的合力，該合力驅(qū)動(dòng)窄間隙焊槍向坡口 bb側(cè)運(yùn)動(dòng)，且由于F4-F3 >F2-F1，前部運(yùn)動(dòng)距離大于后部運(yùn)動(dòng)距離，焊槍有平移和平面回轉(zhuǎn)的合成運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)至前后兩個(gè)傳感器的中心平面與當(dāng)前焊接坡口的中心平面ee重合時(shí)，即焊槍對(duì)中，恢復(fù)到F1=F2、F3=F4，合成力系恢復(fù)為零并系統(tǒng)平衡，驅(qū)動(dòng)力導(dǎo)致的焊槍位置的自適應(yīng)對(duì)中調(diào)節(jié)停止；
3、如圖10所示，焊接坡口的aa側(cè)和bb側(cè)均與小車軌道GG有夾角，若夾角相等，則焊接坡口的中心平面ee始終與小車軌道GG平行；焊接小車按圖示的自左向右運(yùn)行時(shí)，F(xiàn)3和F4、Fl和F2均同步同數(shù)值增大小車反向運(yùn)動(dòng)時(shí)減小，力系合力始終為零，系統(tǒng)始終保持平衡而不產(chǎn)生調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)力，窄間隙/超窄間隙焊槍中心平面則始終與焊接坡口中心平面ee重合，即始終對(duì)中，無(wú)需焊槍進(jìn)行位置自適應(yīng)對(duì)中調(diào)節(jié)。
[0018]本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn): 1.本發(fā)明與“無(wú)電力驅(qū)動(dòng)三維自適應(yīng)對(duì)中裝置”結(jié)合起來(lái)，可省去現(xiàn)有自適應(yīng)跟蹤技術(shù)中的大量軟件和硬件系統(tǒng)，使跟蹤控制完全免去了控制信號(hào)的處理與轉(zhuǎn)換，控制計(jì)算等復(fù)雜過(guò)程，使自適應(yīng)跟蹤系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性大幅度提高；
2.焊槍位置的偏差信號(hào)用四鉸連桿機(jī)構(gòu)所構(gòu)成的兩側(cè)焊接坡口4探測(cè)滾輪的對(duì)稱壓力平衡方法來(lái)提取，比力偶平衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更可靠，且完全不存在系統(tǒng)誤差，跟蹤精度更聞;
3.本發(fā)明可使焊槍的中心平面在三維方向上與實(shí)際的焊接坡口中心平面重合對(duì)中，這對(duì)電弧位置在坡口內(nèi)的更準(zhǔn)確作用十分有利；
4.與力偶平衡系統(tǒng)的對(duì)中傳感器比較，本發(fā)明的力系平衡調(diào)整僅需調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓縮行程即可，調(diào)節(jié)極為簡(jiǎn)便可靠，而力偶傳感器平衡調(diào)節(jié)極其困難；
5.在常用焊接坡口組裝間隙R范圍內(nèi)，本發(fā)明的傳感器的探測(cè)壓力F與組裝間隙R的線性相關(guān)度更高；
6.本發(fā)明可用于窄間隙、超窄間隙電弧焊接工藝，也可用于傳統(tǒng)電弧焊接或其它焊接工藝。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是由一個(gè)上跟綜座Ml和一個(gè)下跟綜座M2上下并聯(lián)構(gòu)成的本發(fā)明的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器結(jié)構(gòu)主視示意圖，是圖2的A-O-O-A剖視示意圖；
圖2是圖1的下跟綜座M2的B-B剖視示意圖；
圖3是圖1的左視不意圖；
圖4是圖1的C-C首I]視放大不意圖；
圖5是由兩套本發(fā)明的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器在焊槍前后對(duì)稱安裝的結(jié)構(gòu)主視示意圖；
圖6是傳統(tǒng)現(xiàn)有技術(shù)的接觸式傳感自適應(yīng)跟蹤系統(tǒng)的原理框圖；
圖7是本發(fā)明的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器構(gòu)成的自適應(yīng)跟蹤系統(tǒng)的原理框圖；
圖8是雙側(cè)坡口側(cè)壁平行于小車軌道GG，本發(fā)明兩套自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的自適應(yīng)跟蹤原理圖；
圖9是單側(cè)坡口側(cè)壁不平行于小車軌道GG時(shí)，本發(fā)明兩套自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的自適應(yīng)跟蹤原理圖；
圖10是雙側(cè)坡口側(cè)壁均不平行于小車軌道GG時(shí)，本發(fā)明兩套自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的自適應(yīng)跟蹤原理圖；
圖11是大厚板、超厚板時(shí)自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的工作原理不意圖；
圖12是焊接坡口棱邊自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器工作原理示意圖；
圖13是跟蹤座本體靜鉸軸一端朝向焊槍的立體示意圖。
[0020]圖中:1一跟蹤座本體；2—四鉸連桿機(jī)構(gòu)；2.1一靜鉸軸；2.2一第一側(cè)探測(cè)鉸軸；
2.3—第二側(cè)探測(cè)鉸軸；2.4—?jiǎng)鱼q軸；2.5—連桿；3—活塞組件；3.1—活塞缸；3.2—活塞；
3.3—彈簧；3.4—活塞桿；4一探測(cè)滾輪；5.1—固定絕緣墊；5.2—端面絕緣墊；6.1—焊槍固定件；6.2—螺釘；7—焊槍；8—焊絲；9一焊接小車；10—焊縫；11 一萬(wàn)向輪；12—減震器；M1—上跟綜座；M2—下跟綜座；M1’ 一第二上跟綜座；M2’ 一第二下跟綜座。

【具體實(shí)施方式】
[0021]結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明如下:
實(shí)施例1:是一個(gè)基本的實(shí)施例。如圖1、2、3、4、5所示，一種用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，它由并列的上跟蹤座Ml和下跟蹤座M2組成；2個(gè)跟蹤座各包括一個(gè)“η”形跟蹤座本體1，一個(gè)四鉸連桿機(jī)構(gòu)2，一個(gè)活塞組件3，以及2個(gè)探測(cè)滾輪4 ;所述跟蹤座本體I與焊槍7為能拆卸的固定連接；所述四鉸連桿機(jī)構(gòu)2包括連桿2.5，靜鉸軸2.1，與該靜鉸軸2.1相對(duì)的是動(dòng)鉸軸2.4，另2個(gè)相對(duì)的鉸軸同時(shí)是焊接坡口側(cè)面的探測(cè)滾輪4的軸，分別是第一側(cè)探測(cè)鉸軸2.2和第二側(cè)探測(cè)鉸軸2.3 ;所述活塞組件3包括活塞缸3.1，活塞
3.2，活塞桿3.4，以及活塞缸內(nèi)的彈簧3.3 ;所述活塞缸3.1設(shè)在跟蹤座本體I 一端內(nèi)，或與跟蹤座本體為一整體；活塞桿3.4與動(dòng)鉸軸2.4活動(dòng)連接,靜鉸軸2.1與跟蹤座本體I另一端內(nèi)側(cè)活動(dòng)連接；2個(gè)探測(cè)滾輪4分別安裝在第一側(cè)探測(cè)鉸軸2.2和第二側(cè)探測(cè)鉸軸2.3的下端；上跟蹤座Ml與下跟蹤座M2 二者的靜鉸軸、動(dòng)鉸軸、以及活塞桿，共6個(gè)軸心線在同一個(gè)平面上，該平面為傳感器中心平面，它與跟蹤座本體I上的用于連接焊槍固定件6.1的平面平行或重合，焊槍固定件6.1的用于固定的平面與焊槍7的中心平面平行或重合；本實(shí)施例優(yōu)選重合。
[0022]實(shí)施例2:是進(jìn)一步的實(shí)施例。如圖1一5，及圖7 - 12所示，所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其上跟蹤座Ml與下跟蹤座M2 二者的靜鉸軸、動(dòng)鉸軸、第一側(cè)探測(cè)鉸軸、以及第二側(cè)探測(cè)鉸軸，共8個(gè)軸心線平行并分別垂直于活塞桿軸心線。所述的上跟蹤座Ml與下跟蹤座M2 二者的跟蹤座本體I為各自獨(dú)立的兩個(gè)構(gòu)件，或?yàn)檫B接成的整體構(gòu)件，或一次成型的整體構(gòu)件；本實(shí)施例優(yōu)選跟蹤座Ml與下跟蹤座M2 二者的跟蹤座本體I為各自獨(dú)立的兩個(gè)構(gòu)件，其優(yōu)點(diǎn)是，可以按焊接坡口深度調(diào)整上下兩個(gè)跟蹤座之間的距離，即調(diào)整上下探測(cè)滾輪之間的距離，以便適應(yīng)不同厚度的被焊件的需要。當(dāng)被焊件厚度長(zhǎng)期不改復(fù)時(shí)，選擇跟蹤座Ml與下跟蹤座M2 二者的跟蹤座本體I為一整體為佳，因?yàn)椴恍枰{(diào)整上下探測(cè)滾輪之間的距離，能保證傳感器中心平面固定而不受調(diào)整誤差影響，提高傳感器使用壽命和焊接質(zhì)量及減少勞動(dòng)量，降低人工成本；
所述的上跟蹤座的探測(cè)滾輪與下跟蹤座的探測(cè)滾輪之間的距離要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于被焊接坡口的深厚度。所述的上跟蹤座Ml和下跟蹤座M2探測(cè)滾輪4的直徑相同；兩個(gè)探測(cè)滾輪4的直徑之和小于焊接坡口橫斷面最小坡口寬度LI ;大于焊槍7的厚度L2。所述的其四鉸連桿機(jī)構(gòu)2為菱形四鉸連桿機(jī)構(gòu)；兩個(gè)探測(cè)滾輪4外側(cè)之間的最大距離等于活塞桿3.4的行程，兩個(gè)探測(cè)滾輪4內(nèi)側(cè)之間的距離為零時(shí)，彈簧2高度被壓縮至最小。所述的靜鉸軸2.1和動(dòng)鉸軸2.4，或/和第一側(cè)探測(cè)鉸軸2.2與第二側(cè)探測(cè)鉸軸2.3與各自連桿2.5的連接為滾動(dòng)軸承連接，或滑動(dòng)連接。優(yōu)選滾動(dòng)軸承連接。所述的第一側(cè)探測(cè)鉸軸2.2和第二側(cè)探測(cè)鉸軸2.3分別與安裝其上的探測(cè)滾輪4構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副為滾動(dòng)副，或滑動(dòng)副，當(dāng)焊接坡口大時(shí)，即尺寸允許情況下則選為滾動(dòng)軸承副，當(dāng)焊接坡口小時(shí)則為滑動(dòng)副。
[0023]所述的跟蹤座本體I的材料選用導(dǎo)熱良好的純銅或銅合金材料；探測(cè)滾輪4因與焊接坡口表面接觸，應(yīng)材料選用熱強(qiáng)性和耐磨性能兼優(yōu)的材料包括不銹鋼，或高鉻鑄鐵，或結(jié)構(gòu)陶瓷，優(yōu)選材料不銹鋼。所述的跟蹤座本體I與焊槍7之間為防止焊絲與焊件之間短路，固定絕緣墊5.1的絕緣材料包括陶瓷,或熔鑄合成云母,優(yōu)選陶瓷材料。為更好的絕緣，跟蹤座本體I的端面與焊槍7之間也設(shè)有端面絕緣墊5.2。
[0024]實(shí)施例3:如圖5所示，具有本發(fā)的一種具有兩套用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的自動(dòng)焊接系統(tǒng)，它包括具有萬(wàn)向輪11和減震器12的焊接小車9 ;該焊接小車9的焊槍7上按焊接前進(jìn)和后退方向?qū)ΨQ各安裝一套自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器:第一套是由上跟蹤座Ml和下跟蹤座M2組成，第2套是由第二上跟蹤座Ml’和第二下跟蹤座M2’組成；該2套自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的傳感器中心平面為同一個(gè)平面，該平面與跟蹤座本體I上的用于連接焊槍固定件6.1的平面平行或重合。
[0025]焊槍7的前后各有一套，即成對(duì)使用本發(fā)明自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，才能實(shí)現(xiàn)三維方向上自適應(yīng)對(duì)中。
[0026]實(shí)施例4:是本發(fā)明的一種具有I個(gè)用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的自動(dòng)焊接系統(tǒng)，所述焊槍7的厚度稍小于兩個(gè)探測(cè)滾輪4的直徑之和。
[0027]本彈力傳感器成對(duì)使用時(shí)，必須對(duì)成對(duì)的對(duì)中傳感器進(jìn)行探測(cè)行程和彈力的匹配，即通過(guò)位移一重力測(cè)量?jī)x器，檢測(cè)每只對(duì)中傳感器的探測(cè)行程G及其對(duì)應(yīng)的接觸壓力F彈力，兩只對(duì)中傳感器在相同的G值下對(duì)應(yīng)的彈力F必須相等，即兩彈簧的壓縮行程和壓縮后產(chǎn)生的彈力要一致，該彈力匹配一致程度越高，自適應(yīng)對(duì)中的系統(tǒng)誤差就越小。本發(fā)明用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的跟蹤座本體I在與焊槍7固定時(shí)，不限于是活塞組件3—端朝向焊槍7，還是靜鉸軸2.1—端朝向焊槍7。附圖1、5、8、9、10的跟蹤座本體I都是活塞組件3 —端朝向焊槍7，附圖13是跟蹤座本體I靜鉸軸2.1 一端朝向焊槍7。附圖13是四鉸連桿機(jī)構(gòu)的四個(gè)鉸軸為活頁(yè)軸型；為使活塞桿運(yùn)行穩(wěn)定，每個(gè)活塞并列三個(gè)活塞桿。
[0028]本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍不限于述實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其特征在于，它由并列的上跟蹤座(Ml)和下跟蹤座(M2)組成；2個(gè)跟蹤座各包括一個(gè)“η”形跟蹤座本體(I )，一個(gè)四鉸連桿機(jī)構(gòu)(2)，一個(gè)活塞組件(3)，以及2個(gè)探測(cè)滾輪(4);所述跟蹤座本體(I)與焊槍(7)為能拆卸的固定連接；所述四鉸連桿機(jī)構(gòu)(2)包括連桿(2.5)，靜鉸軸(2.1)，與該靜鉸軸(2.1)相對(duì)的是動(dòng)鉸軸(2.4)，另2個(gè)相對(duì)的鉸軸同時(shí)是焊接坡口側(cè)面的探測(cè)滾輪(4)的軸，分別是第一側(cè)探測(cè)鉸軸(2.2)和第二側(cè)探測(cè)鉸軸(2.3);所述活塞組件(3)包括活塞缸(3.1)，活塞(3.2)，活塞桿(3.4)，以及活塞缸內(nèi)的彈簧(3.3);所述活塞缸(3.1)設(shè)在跟蹤座本體(I) 一端內(nèi)，或與跟蹤座本體為一整體；活塞桿(3.4)與動(dòng)鉸軸(2.4)活動(dòng)連接,靜鉸軸(2.1)與跟蹤座本體(I)另一端內(nèi)側(cè)活動(dòng)連接；2個(gè)探測(cè)滾輪(4)分別安裝在第一側(cè)探測(cè)鉸軸(2.2)和第二側(cè)探測(cè)鉸軸(2.3)的下端；上跟蹤座與下跟蹤座二者的靜鉸軸、動(dòng)鉸軸、以及活塞桿，共6個(gè)軸心線在同一個(gè)平面上，該平面為傳感器中心平面，它與跟蹤座本體(I)上的用于連接焊槍固定件(6.1)的平面平行或重合，焊槍固定件(6.1)的用于固定的平面與焊槍(7)的中心平面平行或重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其特征在于，上跟蹤座與下跟蹤座二者的靜鉸軸、動(dòng)鉸軸、第一側(cè)探測(cè)鉸軸、以及第二側(cè)探測(cè)鉸軸，共8個(gè)軸心線平行并分別垂直于活塞桿軸心線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其特征在于，上跟蹤座與下跟蹤座二者的跟蹤座本體(I)為各自獨(dú)立的兩個(gè)構(gòu)件，或?yàn)檫B接成的整體構(gòu)件，或一次成型的整體構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其特征在于，上跟蹤座的探測(cè)滾輪與下跟蹤座的探測(cè)滾輪之間的距離小于被焊接坡口的深度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其特征在于，上跟蹤座和下跟蹤座探測(cè)滾輪(4)的直徑相同；兩個(gè)探測(cè)滾輪(4)的直徑之和小于焊接坡口橫斷面最小坡口寬度；大于焊槍(7)的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其特征在于，四鉸連桿機(jī)構(gòu)(2)為菱形四鉸連桿機(jī)構(gòu)；兩個(gè)探測(cè)滾輪(4)外側(cè)之間的最大距離等于活塞桿(3.4)的行程，兩個(gè)探測(cè)滾輪(4)內(nèi)側(cè)之間的距離為零時(shí)，彈簧(2)高度被壓縮至最小。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其特征在于，靜鉸軸(2.1)和動(dòng)鉸軸(2.4)，或/和第一側(cè)探測(cè)鉸軸(2.2)與第二側(cè)探測(cè)鉸軸(2.3)與各自連桿(2.5)的連接為滾動(dòng)軸承連接，或滑動(dòng)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其特征在于，第一側(cè)探測(cè)鉸軸(2.2)和第二側(cè)探測(cè)鉸軸(2.3)分別與安裝其上的探測(cè)滾輪(4)構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副為滾動(dòng)副，或滑動(dòng)副，當(dāng)焊接坡口大時(shí)則為滾動(dòng)軸承副，當(dāng)焊接坡口小時(shí)則為滑動(dòng)副。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其特征在于，跟蹤座本體(I)的材料選用導(dǎo)熱良好的純銅或銅合金材料；探測(cè)滾輪(4)材料選用熱強(qiáng)性和耐磨性能兼優(yōu)的材料包括不銹鋼，或高鉻鑄鐵，或結(jié)構(gòu)陶瓷。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器，其特征在于，跟蹤座本體(I)與焊槍(7)之間的固定絕緣墊(5.1)的絕緣材料包括陶瓷，或熔鑄合成云母。
11.一種具有兩套權(quán)利要求1所述的用于焊接坡口的自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的自動(dòng)焊接系統(tǒng)，其特征在于，它包括具有萬(wàn)向輪(11)和減震器(12)的焊接小車(9);該焊接小車(9)的焊槍(7)上按焊接前進(jìn)和后退方向?qū)ΨQ各安裝一套自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器:第一套是由上跟蹤座(Ml)和下跟蹤座(M2)組成，第2套是由第二上跟蹤座(ΜΓ)和第二下跟蹤座(M2’)組成；該2套自適應(yīng)跟蹤彈力傳感器的傳感器中心平面為同一個(gè)平面，它與跟蹤座本體(I)上的用于連接焊槍固定件(6.1)的平面平行或重合。
【文檔編號(hào)】B23K9/28GK104289793SQ201410487162
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】李志勇, 張富巨, 王宇飛, 張瑞 申請(qǐng)人:武漢納瑞格智能設(shè)備有限公司