[实用新型]一种大尺寸立体曲线焊缝智能焊接设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及焊接领域，具体涉及一种大尺寸立体曲线焊缝智能焊接设备。

技术背景

大尺寸三维立体曲线对接焊缝常分布于船舶表面等大型曲面上，现有的固定式焊接系统的焊接行程难以达到，故其一直处于手工半自动焊的状态。然而手工半自动化焊接存在以下问题：首先，工人在强烈弧光、烟尘、有害气体、高温等影响因素下，容易疲劳，影响焊接质量；其次，焊枪在焊接过程中发烫较快，焊不到一米，工人需要稍停以下，再继续着焊，使得焊接中出现较多的融合点，影响了焊缝质量；接着，在船头、船尾这类曲面的焊接过程中，工人需要借助升降平台或铺设导轨的方式实现焊接，严重的制约了焊接效率；最后，焊接工种本身就对工人有一定的技术要求，尤其是船舶焊接，而工人的技术水平的高低层次不齐，直接影响了焊缝质量的均一性。随着造船技术的快速发展，焊接工种的稀缺，大吨位的船舶的需求量的增加，大尺寸三维立体曲线焊接程中传统的手工焊接方式远远不能满足造船业的需求。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本实用新型。

实用新型内容

为解决上述技术缺陷，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种大尺寸立体曲线焊缝智能焊接设备，包括一行走系统、一运动系统、一焊接系统、一控制系统，所述行走系统为焊接设备提供主体支撑并且能够带动设备进行运动，所述控制系统控制所述行走系统沿待焊焊缝前行、控制所述运动系统带动所述焊接系统对准焊缝、控制所述焊接系统对焊缝进行焊接，其特征在于，其还包括一用于指导所述行走系统行进轨迹的第一视觉系统与一用于指导所述运动系统位置的第二视觉系统。

较佳的，所述第一视觉系统包括一第一图像获取装置与一线形激光器；所述第二视觉系统包括一第二图像获取装置与一环形激光器。

较佳的，所述运动系统为一多自由度机械手，所述第一图像获取装置为第一相机，所述第二图像获取装置为第二相机。

较佳的，所述控制系统，包括一用于控制所述行走系统前后运动、转向运动的行动控制器、一用于控制所述运动系统动作的运动控制器与一用于处理所述第一图像获取装置与所述第二图像获取装置获取数据的图像数据处理器与一用于调整所述焊接系统焊接工艺参数的焊接控制器。

较佳的，所述焊接系统包括一位于所述运动系统终端的焊枪，所述第二相机与所述焊枪活动连接，并且能够以焊枪为轴进行转动。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型效率高、焊接质量好，本实用新型采用二级视觉监控系统，分别对移动的小车行进轨迹、焊枪相对于焊缝的空间位置进行监控与引导，消除或减少移动小车、多自由度机械手等系统叠加因素带来的焊枪位置、位姿与待焊焊缝不匹配的问题，实现大尺寸三维立体曲线对接焊缝自动化焊接中的智能跟踪监测和自适应反馈，避免或减少焊前、焊中、焊后人工检测、补焊的工作量，提高焊接质量和效率；

(2)通用性好，可实现厚板、薄板及多种坡口的焊接件的焊缝识别及跟踪，本实用新型的二级视觉识别及跟踪系统对待焊接工件没有材质、形状、尺寸的特定限制，既可以用于大尺寸三维立体曲线对接焊缝的智能化焊接，也可用于大尺寸的直线焊缝的智能化焊接，对待焊件板厚及是否开坡口都没限制；

(3)本实用新型智能化程度较高，在焊接过程中不需要人工对零及采用复杂的夹具、轨道等辅助，只需要将该装备放置于装配好的待焊件的焊接起点附近处的曲面上，就可以实现自动焊接。

附图说明

图1为本实用新型所述大尺寸立体曲线焊缝智能焊接设备结构图；

图2为本实用新型所述第一视觉系统示意图；

图3为本实用新型所述第二视觉系统示意图；

图4a为本实用新型第一视觉系统视场示意图a；

图4b为本实用新型第一视觉系统视场示意图b；

图5a为本实用新型Z轴旋转之前第二相机视场示意图；

图5b为本实用新型Z轴旋转之前第二相机Z轴截面示意图；

图6a为本实用新型Z轴旋转之后第二相机视场示意图；

图6b为本实用新型Z轴旋转之后第二相机Z轴截面示意图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员对本实用新型的技术方案和有益效果进行理解，特结合附图对具体实施方式进行如下描述。

实施例一：

请参阅图1所示，本实用新型所述的大尺寸立体曲线焊缝智能焊接设备,包括行走系统1、运动系统2、焊接系统3、第一视觉系统4、第二视觉系统5与控制系统6。