本實用新型涉及一種帶焊縫識別的集裝箱總裝立焊縫智能焊接設(shè)備，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

集裝箱總裝升降焊，即為側(cè)板與門柱(角柱)搭接形成的一條立焊縫。側(cè)板厚度約為0.8mm，高度約為2.4m(高箱)或者2.1m(低箱)；焊接工藝上，采用較快速度從上至下進行焊接，焊接速度最快可達2.5m/min左右。目前的焊接方法，當(dāng)集裝箱到位后，工人乘坐升降機上升，到達焊接頂點位置后，開始手持焊槍進行焊接(或采用機械靠模方式進行焊接)，焊接過程中升降機自動勻速下降。

目前的這種焊接方式，需要人工進行焊接前的對槍，以及焊接完成后的退槍。此外，當(dāng)采用機械靠模方式進行焊接時，在最下方存在大約200mm左右的焊接盲區(qū)。該焊接盲區(qū)，需要再進行人工補焊，人工補焊的焊道往往會彎曲、焊道不均勻，與自動焊接的焊道存在明顯的差別。

基于此，做出本申請。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有焊接所存在的上述缺陷，本申請?zhí)峁┮环N全自動化、可實現(xiàn)無縫焊接的帶焊縫識別的集裝箱總裝立焊縫智能焊接設(shè)備。

為實現(xiàn)上述目的，本申請采取的技術(shù)方案如下：

一種帶焊縫識別的集裝箱總裝立焊縫智能焊接設(shè)備，包括立柱、升降導(dǎo)軌、焊接滑塊和掃描滑塊，所述的升降導(dǎo)軌位于立柱上，焊接滑塊和掃描滑塊則分別安裝在升降導(dǎo)軌上；所述的焊接滑塊由焊接升降電機驅(qū)動，其上安裝有前后電機、左右電機和焊槍，前后電機、左右電機驅(qū)動焊槍前、后、左、右移動；所述的掃描滑塊由掃描升降電機驅(qū)動，其上安裝有傳感器，傳感器則通過總成分別與前后電機、左右電機連接，以控制前后電機、左右電機的運轉(zhuǎn)，進而將傳感器檢測的信號轉(zhuǎn)化為焊槍的位移。

進一步的，作為優(yōu)選：

所述的焊槍上還連接有轉(zhuǎn)槍電機，該轉(zhuǎn)槍電機與傳感器連接，控制焊槍的轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)槍電機實現(xiàn)焊槍角度的變化。焊接開始后，在焊槍離底側(cè)梁還有100-300mm之前，焊槍一直以20-45°角度朝上的姿態(tài)進行焊接，這樣保證焊縫頂部不存在盲區(qū)，并且有較好的成型。當(dāng)焊接到離底側(cè)梁還有100-300mm距離時，開始一邊焊接一邊轉(zhuǎn)槍，直到角度為20-45°朝下的姿態(tài)，然后以這一姿態(tài)完成后續(xù)的全部焊接。這樣保證焊縫底部不存在盲區(qū)；轉(zhuǎn)槍機構(gòu)的設(shè)計，使得焊接無盲區(qū)、焊接不間斷、不需要人工補焊。但對于冷箱總裝升降焊則可以不設(shè)置轉(zhuǎn)槍電機。

所述的焊接滑塊通過焊接滑板安裝在升降導(dǎo)軌上，該焊接滑板與焊接升降電機之間通過鏈條連接，焊接升降電機驅(qū)動鏈條轉(zhuǎn)動，進而帶動焊接滑塊沿升降導(dǎo)軌上下移動。更優(yōu)選的，所述的前后電機、左右電機和焊槍均安裝在焊接滑板上，該焊接滑板上還安裝有送絲機。前后電機、左右電機及其傳動機構(gòu)實現(xiàn)焊槍在前后(離焊縫的垂直距離)和左右兩個方向的自動調(diào)整的自動調(diào)整，由前后(左右)電機帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，再由螺母帶動滑板移動，在外層十字滑架的移動塊上固定焊槍等零部件。本調(diào)整裝置的精度達到0.01mm。

所述的掃描滑塊通過掃描滑板安裝在升降導(dǎo)軌上，掃描滑板與掃描升降電機之間通過齒條連接，掃描升降電機驅(qū)動齒條轉(zhuǎn)動，帶動掃描滑塊沿著升降導(dǎo)軌上下移動。更優(yōu)選的，所述的傳感器位于掃描滑板上。傳感器由伺服電機驅(qū)動不斷在焊縫兩邊掃描，然后系統(tǒng)根據(jù)采集到原始數(shù)據(jù)提取出焊縫的左右偏差和距離變化。

所述的立柱上設(shè)置有配重機構(gòu)，該配重機構(gòu)與焊接升降電機配合，以減少負載，改善焊接升降電機的工作狀態(tài)。

所述的立柱上設(shè)置有壓腳機構(gòu)，更優(yōu)選的，該壓腳機構(gòu)采用氣動壓腳，以確保板貼緊門框。但對于干箱總裝升降焊，可不用設(shè)置壓腳機構(gòu)。

本申請中，焊接滑塊和掃描滑塊的雙滑塊設(shè)計，有助于實現(xiàn)快速掃描，縮短工作周期；而立柱安裝在箱體兩側(cè)，則實現(xiàn)焊槍及其調(diào)整機構(gòu)、送絲機等的上下運動。上述裝置進行無縫焊接工藝，焊接滑塊和掃描滑塊均位于立柱頂部，并處于待機狀態(tài)，掃描升降電機啟動，帶動掃描滑塊沿升降導(dǎo)軌移動的同時，傳感器實時檢測帶焊接箱體頂側(cè)梁位置，獲得焊縫的起始高度和位置；并在焊縫的起點位置掃描識別出焊縫的左右位置，以及焊槍與焊縫的垂直距離；焊接滑板向下運動，當(dāng)?shù)竭_焊縫起點位置時，根據(jù)檢測到的信息，進槍，起??；在焊接滑板向下運動的過程中，掃描滑板繼續(xù)一邊向下運動一邊掃描識別焊縫，并且把檢測到的信息保存下來；焊接繼續(xù)進行，并且根據(jù)檢測到的焊縫信息進行焊槍的調(diào)整；同時掃描也進行，不斷把新的信息保存下來；當(dāng)檢測到底側(cè)梁位置時，確定焊縫的終點高度；焊接完成，自動滅弧，退槍；焊接滑板與掃描滑板一起向上運動，到達系統(tǒng)復(fù)位，等待下一個循環(huán)。

在焊接過程中通常會存在如下幾方面的問題：

1)側(cè)板本身加工誤差：理想側(cè)板邊緣是一條直線；而實際邊緣從細節(jié)上看存在曲線。在焊接時，需要跟蹤實際的側(cè)板邊緣曲線。

2)側(cè)板的定位誤差；

3)集裝箱位置誤差：理想情況下，集裝箱應(yīng)該是垂直的，但實際情況下，集裝箱會由于運輸導(dǎo)軌的不平整，或者運輸輪子問題，造成集裝箱傾斜。在集裝箱傾斜情況下，焊槍離焊縫的距離會發(fā)生變化，并且，焊縫在上下方向上的位置也會發(fā)生變化。

4)升降機的安裝誤差：理想情況下，升降機應(yīng)該是垂直安裝的，但實際情況下，升降機會有一定的傾斜。在升降機傾斜情況下，焊槍離焊縫的距離會發(fā)生變化。

以上誤差的累積，會導(dǎo)致焊接精度降低，而本申請中，在焊接上面部分時，焊槍與焊縫呈20-45°斜向上進行焊接；在焊接下面部分時，焊槍與焊縫呈20-45°斜向下進行焊接；整個焊接過程不斷弧，并在焊接的同時進行焊縫左右偏離的識別和焊縫離焊槍距離變化的識別，并在焊接過程中進行焊槍的調(diào)節(jié)。

a)側(cè)板上下方向上的位置識別，保證焊接無盲區(qū)；

b)在焊接過程中，焊縫離焊槍距離、焊縫左右位置的識別，也即為實時識別跟蹤，節(jié)約工作時間；

c)實現(xiàn)自動進槍和退槍，無需人工跟著升降機上下，可實現(xiàn)升降焊的自動焊接；

d)實現(xiàn)整條焊縫的連續(xù)焊接，中間不作停頓，無焊接盲區(qū)；

本申請可設(shè)置觸摸屏、總成，實現(xiàn)多種型號焊接程序的設(shè)定、選擇(比如高箱和矮箱)、焊接角度和速度的設(shè)定等。

附圖說明

圖1為本申請的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本申請另一視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1的左側(cè)示意圖；

圖4為圖1的右側(cè)示意圖；

圖5為圖1的正面示意圖。

其中標號：1.立柱；2.升降導(dǎo)軌；3.焊接滑板；4.掃描滑板；5.焊接升降電機；6.前后電機；7.左右電機；8.焊槍；9.掃描升降電機；10.傳感器；11.轉(zhuǎn)槍電機；12.配重機構(gòu)。

具體實施方式

實施例1

本實施例一種帶焊縫識別的集裝箱總裝立焊縫智能焊接設(shè)備，結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，包括立柱1、升降導(dǎo)軌2、焊接滑塊和掃描滑塊，升降導(dǎo)軌2位于立柱1上，焊接滑塊和掃描滑塊則分別通過焊接滑板3和掃描滑板4安裝在升降導(dǎo)軌2上；焊接滑板4由焊接升降電機5驅(qū)動，其上安裝有送絲機、前后電機6、左右電機7和焊槍8，前后電機6、左右電機7驅(qū)動焊槍8前、后、左、右移動；掃描滑塊4由掃描升降電機9驅(qū)動，其上安裝有傳感器10，傳感器10則通過總成分別與前后電機6、左右電機7連接，以控制前后電機6、左右電機7的運轉(zhuǎn)，進而將傳感器10檢測的信號轉(zhuǎn)化為焊槍8的位移。

具體到本實施例中，焊接滑板3與焊接升降電機5之間通過鏈輪鏈條連接，焊接升降電機5驅(qū)動鏈輪鏈條轉(zhuǎn)動，進而帶動焊接滑板3沿升降導(dǎo)軌2上下移動。前后電機6、左右電機7及其傳動機構(gòu)實現(xiàn)焊槍在前后(離焊縫的垂直距離)和左右兩個方向的自動調(diào)整的自動調(diào)整，由前后(左右)電機帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，再由螺母帶動滑板移動，在外層十字滑架的移動塊上固定焊槍8等零部件。本調(diào)整裝置的精度達到0.01mm。

掃描滑板4與掃描升降電機9之間通過齒輪齒條連接，掃描升降電機9驅(qū)動齒輪齒條轉(zhuǎn)動，帶動掃描滑塊4沿著升降導(dǎo)軌2上下移動，傳感器10位于掃描滑板4上，傳感器10由伺服電機驅(qū)動不斷在焊縫兩邊掃描，然后系統(tǒng)根據(jù)采集到原始數(shù)據(jù)提取出焊縫的左右偏差和距離變化。

本申請中，焊接滑塊和掃描滑塊的雙滑塊設(shè)計，有助于實現(xiàn)快速掃描，縮短工作周期；而立柱1安裝在箱體兩側(cè)，則實現(xiàn)焊槍8及其調(diào)整機構(gòu)、送絲機等的上下運動。

在焊接過程中通常會存在如下幾方面的問題：

1)側(cè)板本身加工誤差：理想側(cè)板邊緣是一條直線；而實際邊緣從細節(jié)上看存在曲線。在焊接時，需要跟蹤實際的側(cè)板邊緣曲線。

2)側(cè)板的定位誤差；

3)集裝箱位置誤差：理想情況下，集裝箱應(yīng)該是垂直的，但實際情況下，集裝箱會由于運輸導(dǎo)軌的不平整，或者運輸輪子問題，造成集裝箱傾斜。在集裝箱傾斜情況下，焊槍8離焊縫的距離會發(fā)生變化，并且，焊縫在上下方向上的位置也會發(fā)生變化。

4)升降機的安裝誤差：理想情況下，升降機應(yīng)該是垂直安裝的，但實際情況下，升降機會有一定的傾斜。在升降機傾斜情況下，焊槍離焊縫的距離會發(fā)生變化。

以上誤差的累積，會導(dǎo)致焊接精度降低，而本申請中，在焊接上面部分時，焊槍8與焊縫呈30°左右斜向上進行焊接；在焊接下面部分時，焊槍8與焊縫呈30°左右斜向下進行焊接；整個焊接過程不斷弧，并在焊接的同時進行焊縫左右偏離的識別和焊縫離焊槍距離變化的識別，并在焊接過程中進行焊槍8的調(diào)節(jié)。

a)側(cè)板上下方向上的位置識別，保證焊接無盲區(qū)；

b)在焊接過程中，焊縫離焊槍距離、焊縫左右位置的識別，也即為實時識別跟蹤，節(jié)約工作時間；

c)實現(xiàn)自動進槍和退槍，無需人工跟著升降機上下，可實現(xiàn)升降焊的自動焊接；

d)實現(xiàn)整條焊縫的連續(xù)焊接，中間不作停頓，無焊接盲區(qū)；

本申請可設(shè)置觸摸屏、總成，實現(xiàn)多種型號焊接程序的設(shè)定、選擇(比如高箱和矮箱)、焊接角度和速度的設(shè)定等。

整個工作流程如下：

a)系統(tǒng)處于工作就緒狀態(tài)，此時焊接滑板3與掃描滑板4都在升降機構(gòu)的頂部；并超出集裝箱的高度；

b)集裝箱到位，工人按下“開始”按鍵，啟動工作；

c)掃描滑板4帶動掃描機構(gòu)快速向下運動，在向下運動過程中實時檢測頂側(cè)梁位置，檢測到頂側(cè)梁位置后，進而知道焊縫的起始高度；

d)從檢測到的頂側(cè)梁位置判斷出焊縫的起點位置；然后，掃描機構(gòu)在焊縫的起點位置掃描識別出焊縫的左右位置，以及焊槍8與焊縫的垂直距離；

e)焊接滑板3開始向下運動，當(dāng)?shù)竭_焊縫起點位置時，根據(jù)檢測到的信息(焊縫左右位置及焊槍8與焊縫的垂直距離)，進槍，然后起弧；在焊接滑板3向下運動的過程中，掃描滑板4繼續(xù)一邊向下運動一邊掃描識別焊縫，并且把檢測到的信息保存下來；

f)焊接繼續(xù)進行，并且根據(jù)檢測到的焊縫信息進行焊槍8的調(diào)整；同時掃描也進行，不斷把新的信息保存下來；當(dāng)檢測到底側(cè)梁位置時，把底側(cè)梁的位置也保存下來，檢測到底側(cè)梁位置后，進而知道焊縫的終點高度；

g)焊接完成，自動滅弧，退槍；

h)焊接滑板3與掃描滑板4一起向上運動，到達系統(tǒng)復(fù)位，等待下一個循環(huán)。

實施例2

本實施例與實施例1的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于：立柱1上設(shè)置有配重機構(gòu)12，該配重機構(gòu)12與焊接升降電機5配合，以減少負載，改善焊接升降電機的工作狀態(tài)。

實施例3

本實施例與實施例1的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于：立柱1上設(shè)置有壓腳機構(gòu)，該壓腳機構(gòu)采用氣動壓腳，以確保板貼緊門框。但對于干箱總裝升降焊，可不用設(shè)置壓腳機構(gòu)。

實施例4

本實施例與實施例1的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于：立柱1上設(shè)置有配重機構(gòu)12，該配重機構(gòu)12與焊接升降電機5配合，以減少負載，改善焊接升降電機的工作狀態(tài)；立柱1上設(shè)置有壓腳機構(gòu)，該壓腳機構(gòu)采用氣動壓腳，以確保板貼緊門框。但對于干箱總裝升降焊，可不用設(shè)置壓腳機構(gòu)。

實施例5

本實施例與實施例1的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于：焊槍8上還連接有轉(zhuǎn)槍電機11，該轉(zhuǎn)槍電機11與傳感器10連接，控制焊槍8的轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)槍電機11實現(xiàn)焊槍8角度的變化。焊接開始后，在焊槍8離底側(cè)梁還有200mm之前，焊槍一直以30°角度朝上的姿態(tài)進行焊接，這樣保證焊縫頂部不存在盲區(qū)，并且有較好的成型。當(dāng)焊接到離底側(cè)梁還有200mm距離時，開始一邊焊接一邊轉(zhuǎn)槍，直到角度為30°朝下的姿態(tài)，然后以這一姿態(tài)完成后續(xù)的全部焊接。這樣保證焊縫底部不存在盲區(qū)；轉(zhuǎn)槍機構(gòu)的設(shè)計，使得焊接無盲區(qū)、焊接不間斷、不需要人工補焊。

整個工作流程如下：

a)系統(tǒng)處于工作就緒狀態(tài)，此時焊接滑板3與掃描滑板4都在升降機構(gòu)的頂部；并超出集裝箱的高度；

b)集裝箱到位，工人按下“開始”按鍵，啟動工作；

c)掃描滑板4帶動掃描機構(gòu)快速向下運動，在向下運動過程中實時檢測頂側(cè)梁位置，檢測到頂側(cè)梁位置后，進而知道焊縫的起始高度；

d)從檢測到的頂側(cè)梁位置判斷出焊縫的起點位置；然后，掃描機構(gòu)在焊縫的起點位置掃描識別出焊縫的左右位置，以及焊槍8與焊縫的垂直距離；

e)焊接滑板3開始向下運動，當(dāng)?shù)竭_焊縫起點位置時，根據(jù)檢測到的信息(焊縫左右位置及焊槍8與焊縫的垂直距離)，進槍，然后起??；在焊接滑板3向下運動的過程中，掃描滑板4繼續(xù)一邊向下運動一邊掃描識別焊縫，并且把檢測到的信息保存下來；

f)焊接繼續(xù)進行，并且根據(jù)檢測到的焊縫信息進行焊槍8的調(diào)整；同時掃描也進行，不斷把新的信息保存下來；當(dāng)檢測到底側(cè)梁位置時，把底側(cè)梁的位置也保存下來，檢測到底側(cè)梁位置后，進而知道焊縫的終點高度；

g)當(dāng)焊接到離底側(cè)梁位置為200mm左右時，開始一邊焊接一邊轉(zhuǎn)槍(對于冷箱，可能不需要轉(zhuǎn)槍)；

h)焊接完成，自動滅弧，退槍；

i)焊接滑板3與掃描滑板4一起向上運動，到達系統(tǒng)復(fù)位，等待下一個循環(huán)。

實施例6

本實施例與實施例1的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于：焊槍8上還連接有轉(zhuǎn)槍電機11，該轉(zhuǎn)槍電機11與傳感器10連接，控制焊槍8的轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)槍電機11實現(xiàn)焊槍8角度的變化。焊接開始后，在焊槍8離底側(cè)梁還有200mm之前，焊槍一直以30°角度朝上的姿態(tài)進行焊接，這樣保證焊縫頂部不存在盲區(qū)，并且有較好的成型。當(dāng)焊接到離底側(cè)梁還有200mm距離時，開始一邊焊接一邊轉(zhuǎn)槍，直到角度為30°朝下的姿態(tài)，然后以這一姿態(tài)完成后續(xù)的全部焊接。這樣保證焊縫底部不存在盲區(qū)；轉(zhuǎn)槍機構(gòu)的設(shè)計，使得焊接無盲區(qū)、焊接不間斷、不需要人工補焊；立柱1上設(shè)置有配重機構(gòu)12，該配重機構(gòu)12與焊接升降電機5配合，以減少負載，改善焊接升降電機的工作狀態(tài)。

實施例7

本實施例與實施例1的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于：焊槍8上還連接有轉(zhuǎn)槍電機11，該轉(zhuǎn)槍電機11與傳感器10連接，控制焊槍8的轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)槍電機11實現(xiàn)焊槍8角度的變化。焊接開始后，在焊槍8離底側(cè)梁還有200mm之前，焊槍一直以30°角度朝上的姿態(tài)進行焊接，這樣保證焊縫頂部不存在盲區(qū)，并且有較好的成型。當(dāng)焊接到離底側(cè)梁還有200mm距離時，開始一邊焊接一邊轉(zhuǎn)槍，直到角度為30°朝下的姿態(tài)，然后以這一姿態(tài)完成后續(xù)的全部焊接。這樣保證焊縫底部不存在盲區(qū)；轉(zhuǎn)槍機構(gòu)的設(shè)計，使得焊接無盲區(qū)、焊接不間斷、不需要人工補焊；立柱1上設(shè)置有壓腳機構(gòu)，該壓腳機構(gòu)采用氣動壓腳，以確保板貼緊門框。但對于干箱總裝升降焊，可不用設(shè)置壓腳機構(gòu)。

實施例8

本實施例與實施例1的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于：焊槍8上還連接有轉(zhuǎn)槍電機11，該轉(zhuǎn)槍電機11與傳感器10連接，控制焊槍8的轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)槍電機11實現(xiàn)焊槍8角度的變化。焊接開始后，在焊槍8離底側(cè)梁還有200mm之前，焊槍一直以30°角度朝上的姿態(tài)進行焊接，這樣保證焊縫頂部不存在盲區(qū)，并且有較好的成型。當(dāng)焊接到離底側(cè)梁還有200mm距離時，開始一邊焊接一邊轉(zhuǎn)槍，直到角度為30°朝下的姿態(tài)，然后以這一姿態(tài)完成后續(xù)的全部焊接。這樣保證焊縫底部不存在盲區(qū)；轉(zhuǎn)槍機構(gòu)的設(shè)計，使得焊接無盲區(qū)、焊接不間斷、不需要人工補焊；立柱1上設(shè)置有配重機構(gòu)12，該配重機構(gòu)12與焊接升降電機5配合，以減少負載，改善焊接升降電機的工作狀態(tài)；立柱1上設(shè)置有壓腳機構(gòu)，該壓腳機構(gòu)采用氣動壓腳，以確保板貼緊門框。但對于干箱總裝升降焊，可不用設(shè)置壓腳機構(gòu)。

上述各實施例完成焊縫焊接的總時間為93秒。

表1焊接流程表

將本申請應(yīng)用于集裝箱等物品的焊接，具有無焊接盲區(qū)、實現(xiàn)升降焊的自動焊接、實時識別跟蹤、節(jié)約工作時間等優(yōu)點。

以上內(nèi)容是結(jié)合本實用新型創(chuàng)造的優(yōu)選實施方式對所提供技術(shù)方案所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型創(chuàng)造具體實施只局限于上述這些說明，對于本實用新型創(chuàng)造所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型創(chuàng)造的保護范圍。