[发明专利]一种直角焊缝轨迹双向跟踪装置及其跟踪方法

说明书

本发明公开了一种直角焊缝轨迹双向跟踪装置及其跟踪方法，解决的技术问题是组成角焊缝的焊件由于形状误差、焊接变形等因素的影响，角焊缝形状会发生弯曲变形，且变形无规律、难预测，很难用数学模型表达。本发明所述的水平滑块设置在横板上，固定板和水平滑块之间设有水平滑轨，水平滑块左侧设有水平弹簧、右侧与直线滚轮连接；竖直滑块设置在竖板左侧，竖板与竖直滑块之间设有竖直滑轨，竖直滑块上方设有竖直弹簧，竖直滑块下方设有竖杆，竖杆下端设有钢珠球滚轮，竖杆右侧设有焊把。本发明实现了两个垂直方向的双向仿形跟踪，结构简单，精度较高；价格低廉；跟踪无延迟、实时性好；抗干扰能力强，能够适应较恶劣的焊接条件。

技术领域

本发明涉及自动焊接领域，具体涉及一种金属直角焊缝轨迹跟踪装置及其跟踪方法。

背景技术

直角焊缝是工业生产中最常见的一种角焊缝，通常由钢板与角铁、槽钢、工字钢、扁铁等组成。理论上，角焊缝呈直线状态，但是由于组成角焊缝的焊件形状误差、焊接变形等因素，角焊缝形状会发生弯曲变形，并且很难用数学模型表达。在采用焊接机器人或者自动焊机焊接时，会出现焊偏、漏焊等焊接缺陷，是必须要加以避免的。现有焊缝的跟踪技术，是采用照相机等传感器采集焊缝的形状数据，然后传送至焊接机器人的控制系统进行数据处理，控制系统发送指令给行走系统按照焊缝轨迹运行。这种技术的局限性在于只能用在有控制系统的焊接机器人设备上，对于没有控制器的自动焊机无法使用，并且焊接环境温度很高、灰尘较大，也会影响照相机等传感器的精度和使用寿命，对控制器CPU的要求也较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是组成角焊缝的焊件由于形状误差、焊接变形等因素的影响，角焊缝形状会发生弯曲变形，并且变形无规律、难预测，很难用数学模型表达，提供一种采用机械方式跟踪、使用范围广、对焊接环境的要求较低、特别适用于中小企业生产的直角焊缝轨迹双向跟踪装置及其跟踪方法。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：一种直角焊缝轨迹双向跟踪装置，包括固定板、水平滑块、直线滚轮、竖直滑块、横板和和竖板，横板和竖板垂直固定，所述的水平滑块设置在横板上，固定板和水平滑块之间设有水平滑轨，水平滑块左侧设有水平弹簧、右侧与直线滚轮连接；竖直滑块设置在竖板左侧，竖板与竖直滑块之间设有竖直滑轨，竖直滑块上方设有竖直弹簧，竖直滑块下方设有竖杆，竖杆下端设有钢珠球滚轮，竖杆右侧设有焊把。

所述直线滚轮与竖直焊件相接触，钢珠球滚轮与水平焊件相接触，水平弹簧与竖直弹簧均为压缩弹簧。

所述直线滚轮与竖直焊件的接触面与角焊缝在同一竖直面上。

所述直线滚轮与竖直焊件的接触面与角焊缝不在同一竖直面上，直线滚轮通过延长板与水平滑块连接。

所述的焊把下侧设有焊把嘴。

一种直角焊缝轨迹双向跟踪装置的跟踪方法，其特征在于包括以下步骤：①安装水平弹簧，水平弹簧安装时有预压缩量，使得与水平滑块连接的直线滚轮始终压紧在竖直焊件上；②安装竖直弹簧，竖直弹簧安装时有预压缩量，使得与竖直滑块连接的钢珠球滚轮始终压紧在水平焊件上；③焊把与竖直滑块固定连接在一起，固定板安装在焊接机器人或者自动焊机的移动臂上；④焊把对着竖直焊件与水平焊件构成的角焊缝进行焊接。

步骤④所述的焊把沿角焊缝进行焊接时，焊把沿着焊接运动方向运动，直线滚轮在凸凹不平的竖直焊件表面运动，水平滑块在沿焊接方向运动的同时，也会做垂直于竖直焊件的起伏运动，同时焊把做与水平滑块的同步运动。

步骤⑤所述的焊把沿角焊缝进行焊接时，焊把沿着焊接运动方向运动，钢珠球滚轮在凸凹不平的水平焊件表面运动，竖直滑块在沿焊接方向运动的同时，也会做垂直于水平焊件的起伏运动，同时焊把做与竖直滑块的同步运动，实现了在竖直方向上的焊缝跟踪。