[实用新型]无导轨全位置行走光电实时跟踪球罐焊接机器人

说明书

本实用新型涉及一种无导轨全位置球罐智能焊接装置。

随着石油化工工业的发展，球形储罐的使用越来越广泛，而且容积越来越大，使得制造储罐时焊接工作量成倍增加，因此自动化焊接的需求愈来愈迫切。

目前国内外无论在手工焊接或者机械化焊接球罐时都要依靠焊接工人密切注视焊缝熔池，不断调节焊枪的传统操作方式。又由于在野外施工时工作环境恶劣，这种传统操作方式的劳动强度大，技术难度高已造成焊工培养困难，流失严重等问题。国内使用的自动化焊接装置必须有导轨支持及人工跟踪焊缝，如美国的BUG-O型焊车和加拿大的GULLO OSCILLATOR型焊接车均为导轨式焊车，焊前需烦杂的导轨安装，焊接时需焊接工人实时调节对中焊缝，且难以焊接球罐除赤道外的环焊缝，因此仍急需解决无导轨真能全位置自动跟踪不同形式和参数焊缝的自适应控制问题。本实用新型申请人于1998年生产出了记忆跟踪式自动弧焊车(专利号98202799.0)在使用中取得了很多经验和对产品改进的启示，也为全面解决上述问题准备了基础，以备实现真正意义上的全位置自动化的作业装置。

本实用新型的目的在于针对上述自动焊机的不足，提供一种无导轨全位置行走光电实时跟踪球罐焊接机器人。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种无导轨全位置行走光电实时跟踪球罐焊接机器人，由爬行机构和自动跟踪系统两大部分组成，其爬行机构采用横跨式磁性轮车式结构的爬行车体(1)，而自动跟踪系统，由CCD1传感器(2)、CCD2传感器(7)、焊枪高度传感器(9)、PLC控制系统箱(3)、横向跟踪执行机构(4)、纵向跟踪执行机构(5)、摆动机构(6)和焊枪(8)组成。

爬行车体(1)，车体左右各装有一对磁轮(102)，每对磁轮(102)各自由电动机(103)通过减速器(104)进行驱动。

CCD1传感器(2)连接在车体主板(101)上，横向跟踪执行机构(4)通过底座与与车体主板(101)连接，CCD2传感器(7)和纵向跟踪执行机构(5)连接在横向跟踪执行机构(4)的移动滑块(401)上。

摆动机构(6)和焊枪高度传感器(9)通过其底座与纵向跟踪执行机构(5)的移动滑块固定连接，摆动机构(6)的移动滑块与焊枪(8)相连接。

微机智能控制系统以S7-200型可编程控制器为核心，其外围主要有人机接口、爬行车体直流驱动电路、步进电机控制驱动电路、CCD传感器信号检测与处理电路。

本实用新型具有以下优点和效果：

1．本实用新型不需导轨支持，通过磁轮吸附在球罐表面上能沿焊缝坡口进行360°的全位置的自动行走，能进行各种空间位置的多道、多层、直线和曲线焊缝的自动焊接，不需人工跟踪，爬行车体车速为0～80cm/min，由于采用了柔性机构，焊接爬行具有一定的穿越障碍的能力；

2．完全实现了焊接的自动跟踪，本实用新型轨迹跟踪精度为±0.5mm，高度跟踪精度为±1.0mm；

3．本实用新型可实现多种摆动方式焊接，摆幅为±25mm，摆动重复精度为0.5mm；

4．本实用新型研制的微机智能控制系统结构紧凑，集成度高，软件设计模块化，可靠性高，系统软件能根据控制盒面板上各旋钮、开关的设定值来综合协调控制各机构的运行动作。

附图的图面说明如下：

图1A为本实用新型结构原理示意图的正视图

图1B为本实用新型结构原理示意图的侧视图

图2A为本实用新型实施例工作情况立体示意图

图2B为本实用新型实施例工作情况立体示意图的仰视图

图3为本实用新型微机智能控制系统组成框图

图4为本实用新型爬行车体直流驱动电路框图

图5为本实用新型步进电机控制驱动电路框图

图6为本实用新型CCD传感器信号检测与处理电路

图7为本实用新型微机智能控制系统工作流程图

下面结合附图和实施例作进一步说明：

由图1可见，本实用新型主要由爬行机构和自动跟踪系统两大部分组成，其爬行机构采用横跨式磁性轮车式结构的爬行车体1，而自动跟踪系统，由CCD1传感器2、CCD2传感器7、焊枪高度传感器9、PLC控制系统箱3、横向跟踪执行机构4、纵向跟踪执行机构5、摆动机构6和焊枪8组成。