一种智能焊接设备转让专利

申请号 : CN202211314380.7

文献号 : CN115365731B

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发明人 : 杨旭东杜劭峰王桂超马涛王新赵宁张磊

申请人 : 艾美特焊接自动化技术(北京)有限公司内蒙古第一机械集团股份有限公司

摘要 :

本发明公开了一种智能焊接设备,涉及智能焊接技术领域,包括:支架、第一六轴机器人和第二六轴机器人,第一六轴机器人上设置有第一扫描装置,用于扫描焊接零件,并生成焊接零件的点云数据;第二六轴机器人上设置有第二扫描装置和焊接装置,第二六轴机器人下方设置有拼装工装,第二扫描装置扫描夹持在拼装工装上的多个焊接零件并获得实际焊缝位置;虚拟装配系统,用于利用焊接零件的理论三维模型形成理论三维焊接模型并获得理论焊缝位置;处理器,用于获取焊接零件的误差量,并根据误差量、实际焊缝位置和理论焊缝位置计算焊接零件的位置调整量;解决大型工件在拼装和焊接过程中难以对各个焊接零件进行方便准确地定位,拼装焊接效率低的问题。

权利要求 :

1.一种智能焊接设备,用于将多个焊接零件焊接成焊接部件,其特征在于,该设备包括:

支架,所述支架上可移动地设置有第一六轴机器人和第二六轴机器人,所述第一六轴机器人的第六轴上设置有第一扫描装置,所述第一六轴机器人下方设置有焊接零件扫描工装,所述第一扫描装置用于扫描所述焊接零件扫描工装上的焊接零件,并生成焊接零件的点云数据;

所述第二六轴机器人的第六轴上设置有第二扫描装置和焊接装置,所述第二六轴机器人下方设置有拼装工装,所述拼装工装用于夹持多个所述焊接零件,所述第二扫描装置用于扫描夹持在所述拼装工装上的多个所述焊接零件并获得实际焊缝位置;

虚拟装配系统,用于利用所述焊接零件的理论三维模型形成理论三维焊接模型并获得理论焊缝位置;

处理器,与所述虚拟装配系统、所述第一扫描装置和所述第二扫描装置连接,用于根据所述点云数据和所述理论三维模型获取焊接零件的误差量,并根据所述误差量、所述实际焊缝位置和理论焊缝位置计算焊接零件的位置调整量;

所述拼装工装包括:

第二底座,所述第二底座上侧设置有多个可调节夹持组件,每个所述可调节夹持组件能够夹持一个所述焊接零件并能够对其位置进行调节;

多个测量部件,设置在每个所述可调节夹持组件的一侧,每个所述测量部件的零刻度线对应所述理论焊缝位置中的一条理论焊缝;

所述误差量为负值,每个所述焊接零件的两侧各形成一个焊接端面,多个所述焊接零件焊接能够形成环形的焊接部件,初始状态下的所述拼装工装上夹持的多个所述焊接零件中的每一个焊接零件的一个焊接端面与一条理论焊缝重合;

多个所述焊接零件包括头部件、分别处于所述头部件两侧的左角板和右角板、分别用于与所述左角板和所述右角板连接的左侧板和右侧板、用于与所述左侧板和所述右侧板连接的后侧板;多个所述可调节夹持组件包括头部件夹持部件、左角板夹持部件、右角板夹持部件、左侧板夹持部件、右侧板夹持部件和后侧板夹持部件;

所述头部件为矩形块状,所述头部件的下表面上设置有第一凸起部,所述第一凸起部的底面形成竖向定位面,所述竖向定位面上设置有T形的第二凸起部,所述第二凸起部的端面在所述竖向定位面的下方形成两个前后定位面,所述头部件的左右侧壁上分别设置有一个定位孔;

所述头部件夹持部件包括:

第一支撑座,所述第一支撑座呈上部开放的盒状,所述第一支撑座的上方两侧对称设置有两个第一支撑板,两个所述第一支撑板相互靠近的一侧设置有凹槽,所述第一支撑板上侧在所述凹槽的两侧分别可拆卸地设置有第一竖向定位块和前后定位块,所述第一竖向定位块用于与所述竖向定位面接触,所述前后定位块用于与所述前后定位面接触;

左定位块和右定位块,分别设置在两个所述第一支撑板的上方,所述左定位块和所述右定位块上分别螺纹连接有一个第一顶紧螺杆,两个所述第一顶紧螺杆分别用于与所述头部件的左右两侧接触;

两个第一螺杆支架,设置在所述第一支撑座的一侧外壁上;

两个第二顶紧螺杆,分别螺纹连接在两个所述第一螺杆支架上,所述第二顶紧螺杆分别用于与所述第一凸起部的端面接触;

两个定位环,分别设置在所述第一支撑座的上方两侧,所述定位环用于穿设定位销,所述定位销能够穿入所述定位孔;

所述左角板为板状;

所述左角板夹持部件包括:

第二定位座,所述第二定位座的顶部设置有第一燕尾导向机构,所述第一燕尾导向机构的第一滑动部由第一手轮驱动机构驱动;

第二支撑板,设置在所述第一燕尾导向机构的第二滑动部的上侧,所述第二支撑板上方一侧设置有第一内部定位板,所述第二支撑板上方另一侧设置有第二螺杆支架,所述第二螺杆支架上螺纹连接有第三顶紧螺杆,第三顶紧螺杆与所述第一内部定位板形成第一容纳空间,所述第一容纳空间用于容纳所述左角板;

第二竖向定位块,设置在所述第二支撑板的上方并处于所述第一容纳空间内;

所述左侧板为板状;

所述左侧板夹持部件包括:

第三定位座,所述第三定位座的顶部设置有第二燕尾导向机构,所述第二燕尾导向机构的第二滑动部由第二手轮驱动机构驱动;

第三支撑板,设置在所述第二燕尾导向机构的所述第二滑动部的上侧,所述第三支撑板上方一侧设置有第三燕尾导向机构,所述第三燕尾导向机构的第三滑动部由第三手轮驱动机构驱动且滑动方向与所述第二滑动部的滑动方向垂直,所述第二滑动部的一侧设置有定位挡块,所述第二滑动部上设置有第二内部定位板,所述第三支撑板上方另一侧设置有第三螺杆支架,所述第三螺杆支架上螺纹连接有第四顶紧螺杆,所述第三螺杆支架与所述第二内部定位板之间形成第二容纳空间,所述第二容纳空间用于容纳所述左侧板;

第三竖向定位块,设置在所述第三支撑板的上方并处于所述第二容纳空间内。

2.根据权利要求1所述的智能焊接设备,其特征在于,所述支架包括:

两个纵梁,两个所述纵梁平行设置,每个所述纵梁的下方设置有至少两个立柱,所述立柱用于将所述纵梁固定在地面上;

第一横梁和第二横梁,可移动地设置在两个所述纵梁之间,所述第一六轴机器人可移动地设置在所述第一横梁上,所述第二六轴机器人可移动地设置在所述第二横梁上。

3.根据权利要求2所述的智能焊接设备,其特征在于,两个所述纵梁相互靠近的一侧设置有第一导轨,至少一个所述纵梁上设置有第一齿条,所述第一横梁和所述第二横梁的两端设置有与所述第一导轨滑动配合的第一滑块,所述第一横梁和所述第二横梁的端部设置有第一驱动机构,所述第一驱动机构包括第一驱动电机和设置在所述第一驱动电机的输出端并与所述第一齿条啮合的第一齿轮;所述第一横梁和所述第二横梁上分别设置有一个第二导轨和一个第二齿条,每个所述第二导轨上滑动设置有一个第二滑块,两个所述第二滑块上分别设置有一个机器人安装板和一个第二驱动机构,所述第二驱动机构包括第二驱动电机和设置在所述第二驱动电机的输出端并与所述第二齿条啮合的第二齿轮;所述第一六轴机器人和所述第二六轴机器人分别安装在一个所述机器人安装板上。

4.根据权利要求1所述的智能焊接设备,其特征在于,所述焊接零件扫描工装包括第一底座,所述第一底座上侧设置有至少两对支座,每对所述支座包括对称设置的两个第一L形板,两个所述第一L形板上端之间设置有支撑杆,每个支撑杆上方连接有两个竖向挡杆,两个所述竖向挡杆之间形放置槽,所述放置槽用于放置板状的所述焊接零件;所述第一底座上侧还设置有至少三个第二L形板,所述第二L形板的上端用于支撑块状的所述焊接零件。

说明书 :

一种智能焊接设备

技术领域

[0001] 在本发明属于智能焊接技术领域,更具体地,涉及一种智能焊接设备。

背景技术

[0002] 现有焊接技术中,当被焊接的对象是一种大型结构件时,该大型结构件由多个大型的焊接零件拼装在一起并实施焊接成型,形成焊接部件。该焊接部件的单个的焊接零件的质量较重,在拼装的过程中,大多采用天车及粗放的方式调整单个的焊接零件与单个的焊接零件之间的相对位置。同时,现有的件拼装手段比较简单,只是一些简单的支撑工装,在被焊接的单个的焊接零件下料精度不高且支撑工装简陋的情况下,想在焊接前拼装出一套外形尺寸满足公差要求、焊缝间隙的均匀性满足焊接需求的结构件,是非常困难的。因此,现有的作业方式是操作者不断的试装各个焊接零件,如果反复试装也无法满足外形尺寸需求或者焊缝间隙的均匀性需求,就要有大量的对焊接零件的切割、打磨工作;现有的此种方式,操作者的劳动强度非常大,拼装、焊接的效率也非常低。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对现有技术中存在的不足,提供一种智能焊接设备,解决大型焊接部件在拼装和焊接过程中难以对各个焊接零件进行方便准确地定位,拼装、焊接效率低的问题。
[0004] 为了实现上述目的,本发明提供一种智能焊接设备,用于将多个焊接零件焊接成焊接部件,该设备包括:
[0005] 支架,所述支架上可移动地设置有第一六轴机器人和第二六轴机器人,所述第一六轴机器人的第六轴上设置有第一扫描装置,所述第一六轴机器人下方设置有焊接零件扫描工装,所述第一扫描装置用于扫描所述焊接零件扫描工装上的焊接零件,并生成焊接零件的点云数据;
[0006] 所述第二六轴机器人的第六轴上设置有第二扫描装置和焊接装置,所述第二六轴机器人下方设置有拼装工装,所述拼装工装用于夹持多个所述焊接零件,所述第二扫描装置用于扫描夹持在所述拼装工装上的多个所述焊接零件并获得实际焊缝位置;
[0007] 虚拟装配系统,用于利用所述焊接零件的理论三维模型形成理论三维焊接模型并获得理论焊缝位置;
[0008] 处理器,与所述虚拟装配系统、所述第一扫描装置和所述第二扫描装置连接,用于根据所述点云数据和所述理论三维模型获取焊接零件的误差量,并根据所述误差量、所述实际焊缝位置和理论焊缝位置计算焊接零件的位置调整量。
[0009] 可选地,所述支架包括:
[0010] 两个纵梁,两个所述纵梁平行设置,每个所述纵梁的下方设置有至少两个立柱,所述立柱用于将所述纵梁固定在地面上;
[0011] 第一横梁和第二横梁,可移动地设置在两个所述纵梁之间,所述第一六轴机器人可移动地设置在所述第一横梁上,所述第二六轴机器人可移动地设置在所述第二横梁上。
[0012] 可选地,两个所述纵梁相互靠近的一侧设置有第一导轨,至少一个所述纵梁上设置有第一齿条,所述第一横梁和所述第二横梁的两端设置有与所述第一导轨滑动配合的第一滑块,所述第一横梁和所述第二横梁的端部设置有第一驱动机构,所述第一驱动机构包括第一驱动电机和设置在所述第一驱动电机的输出端并与所述第一齿条啮合的第一齿轮;所述第一横梁和所述第二横梁上分别设置有一个第二导轨和一个第二齿条,每个所述第二导轨上滑动设置有一个第二滑块,两个所述第二滑块上分别设置有一个机器人安装板和一个第二驱动机构,所述第二驱动机构包括第二驱动电机和设置在所述第二驱动电机的输出端并与所述第二齿条啮合的第二齿轮;所述第一六轴机器人和所述第二六轴机器人分别安装在一个所述机器人安装板上。
[0013] 可选地,所述焊接零件扫描工装包括第一底座,所述第一底座上侧设置有至少两对支座,每对所述支座包括对称设置的两个第一L形板,两个所述第一L形板上端之间设置有支撑杆,每个支撑杆上方连接有两个竖向挡杆,两个所述竖向挡杆之间形放置槽,所述放置槽用于放置板状的所述焊接零件;所述第一底座上侧还设置有至少三个第二L形板,所述第二L形板的上端用于支撑块状的所述焊接零件。
[0014] 可选地,所述拼装工装包括:
[0015] 第二底座,所述第二底座上侧设置有多个可调节夹持组件,每个所述可调节夹持组件能够夹持一个所述焊接零件并能够对其位置进行调节;
[0016] 多个测量部件,设置在每个所述可调节夹持组件的一侧,每个所述测量部件的零刻度线对应所述理论焊缝位置中的一条理论焊缝。
[0017] 可选地,所述误差量为负值,每个所述焊接零件的两侧各形成一个焊接端面,多个所述焊接零件焊接能够形成环形的焊接部件,初始状态下的所述拼装工装上夹持的多个所述焊接零件中的每一个焊接零件的一个焊接端面与一条理论焊缝重合。
[0018] 可选地,多个所述焊接零件包括头部件、分别处于所述头部件两侧的左角板和右角板、分别用于与所述左角板和所述右角板连接的左侧板和右侧板、用于与所述左侧板和所述右侧板连接的后侧板;多个所述可调节夹持组件包括头部件夹持部件、左角板夹持部件、右角板夹持部件、左侧板夹持部件、右侧板夹持部件和后侧板夹持部件。
[0019] 可选地,所述头部件为矩形块状,所述头部件的下表面上设置有第一凸起部,所述第一凸起部的底面形成竖向定位面,所述竖向定位面上设置有T形的第二凸起部,所述第二凸起部的端面在所述竖向定位面的下方形成两个前后定位面,所述头部件的左右侧壁上分别设置有一个定位孔;
[0020] 所述头部件夹持部件包括:
[0021] 第一支撑座,所述第一支撑座呈上部开放的盒状,所述第一支撑座的上方两侧对称设置有两个第一支撑板,两个所述第一支撑板相互靠近的一侧设置有凹槽,所述第一支撑板上侧在所述凹槽的两侧分别可拆卸地设置有第一竖向定位块和前后定位块,所述第一竖向定位块用于与所述竖向定位面接触,所述前后定位块用于与所述前后定位面接触;
[0022] 左定位块和右定位块,分别设置在两个所述第一支撑板的上方,所述左定位块和所述右定位块上分别螺纹连接有一个第一顶紧螺杆,两个所述第一顶紧螺杆分别用于与所述头部件的左右两侧接触;
[0023] 两个第一螺杆支架,设置在所述第一支撑座的一侧外壁上;
[0024] 两个第二顶紧螺杆,分别螺纹连接在两个所述第一螺杆支架上,所述第二顶紧螺杆分别用于与所述第一凸起部的端面接触;
[0025] 两个定位环,分别设置在所述第一支撑座的上方两侧,所述定位环用于穿设定位销,所述定位销能够穿入所述定位孔。
[0026] 可选地,所述左角板为板状;
[0027] 所述左角板夹持部件包括:
[0028] 第二定位座,所述第二定位座的顶部设置有第一燕尾导向机构,所述第一燕尾导向机构的第一滑动部由第一手轮驱动机构驱动;
[0029] 第二支撑板,设置在所述第一燕尾导向机构的第二滑动部的上侧,所述第二支撑板上方一侧设置有第一内部定位板,所述第二支撑板上方另一侧设置有第二螺杆支架,所述第二螺杆支架上螺纹连接有第三顶紧螺杆,第三顶紧螺杆与所述第一内部定位板形成第一容纳空间,所述第一容纳空间用于容纳所述左角板;
[0030] 第二竖向定位块,设置在所述第二支撑板的上方并处于所述第一容纳空间内。
[0031] 可选地,所述左侧板为板状;
[0032] 所述左侧板夹持部件包括:
[0033] 第三定位座,所述第三定位座的顶部设置有第二燕尾导向机构,所述第二燕尾导向机构的第二滑动部由第二手轮驱动机构驱动;
[0034] 第三支撑板,设置在所述第二燕尾导向机构的所述第二滑动部的上侧,所述第三支撑板上方一侧设置有第三燕尾导向机构,所述第三燕尾导向机构的第三滑动部由第三手轮驱动机构驱动且滑动方向与所述第二滑动部的滑动方向垂直,所述第二滑动部的一侧设置有定位挡块,所述第二滑动部上设置有第二内部定位板,所述第三支撑板上方另一侧设置有第三螺杆支架,所述第三螺杆支架上螺纹连接有第四顶紧螺杆,所述第三螺杆支架与所述第二内部定位板之间形成第二容纳空间,所述第二容纳空间用于容纳所述左侧板;
[0035] 第三竖向定位块,设置在所述第三支撑板的上方并处于所述第二容纳空间内。
[0036] 本发明提供一种智能焊接设备,其有益效果在于:该设备具有安装在第一六轴机器人上的第一扫描装置,能够自动扫描处于焊接零件扫描工装上的各个焊接零件,生成各个焊接零件的点云数据,该点云数据输入至处理器,处理器可以将其与焊接零件的理论三维模型对比,获取各个焊接零件的误差量,一方面可以检验各个焊接零件,另一方面还可以便于对各个焊接零件在拼装工装上进行焊接前的定位,便于根据误差量和实际焊缝位置计算并调整实际焊缝的位置,尽可能的保证焊缝的均匀性;虚拟装配系统将各个理论三维模型按照其装配关系装配成理论三维焊接模型,进而获得所有理论焊缝位置,拼装工装能够按照装配关系夹持所有焊接零件,夹持后安装在第二六轴机器人上的第二扫描装置能够自动对其扫描并获得实际焊缝位置,处理器基于理论焊缝位置、实际焊缝位置和误差量对夹持在拼装工装上的各个焊接零件进行位置调整量的计算,计算过程中充分考虑焊接零件的误差量和实际焊缝与理论焊缝之间的差距,尽量保证调整后的焊缝宽度均匀。
[0037] 本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

[0038] 通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本发明示例性实施方式中,相同的参考标号通常代表相同部件。
[0039] 图1示出了根据本发明的一个实施例的一种智能焊接设备的结构示意图。
[0040] 图2示出了根据本发明的一个实施例的一种智能焊接设备的第一横梁的结构示意图。
[0041] 图3示出了根据本发明的一个实施例的一种智能焊接设备的焊接零件扫描工装的结构示意图。
[0042] 图4示出了根据本发明的一个实施例的一种智能焊接设备的拼装工装的结构示意图。
[0043] 图5示出了根据本发明的一个实施例的一种智能焊接设备的拼装工装夹持状态的结构示意图。
[0044] 图6示出了根据本发明的一个实施例的一种智能焊接设备的理论三维焊接模型的结构示意图。
[0045] 图7示出了根据本发明的一个实施例的一种智能焊接设备的头部件夹持部件的结构示意图。
[0046] 图8示出了根据本发明的一个实施例的一种智能焊接设备的左角板夹持部件的结构示意图。
[0047] 图9示出了根据本发明的一个实施例的一种智能焊接设备的左侧板夹持部件的结构示意图。
[0048] 图10示出了根据本发明的一个实施例的一种智能焊接设备的测量部件的结构示意图。
[0049] 图11示出了根据本发明的一个实施例的一种智能焊接设备的相邻两个焊接零件焊接前的位置调整过程示意图。
[0050] 附图标记说明:
[0051] 1、第一六轴机器人;2、第二六轴机器人;3、第一扫描装置;4、焊接零件扫描工装;5、第二扫描装置;6、拼装工装;7、纵梁;8、立柱;9、第一横梁;10、第二横梁;11、第一驱动机构;12、第二导轨;13、机器人安装板;14、第二驱动机构;15、第二齿条;16、第一底座;17、第一L形板;18、支撑杆;19、竖向挡杆;20、第二L形板;21、第二底座;22、头部件;23、左角板;
24、右角板;25、左侧板;26、右侧板;27、后侧板;28、头部件夹持部件;29、左角板夹持部件;
30、右角板夹持部件;31、左侧板夹持部件;32、右侧板夹持部件;33、后侧板夹持部件;34、第一凸起部;35、竖向定位面;36、第二凸起部;37、前后定位面;38、定位孔;39、第一支撑座;
40、第一支撑板;41、凹槽;42、第一竖向定位块;43、前后定位块;44、左定位块;45、右定位块;46、第一顶紧螺杆;47、第一螺杆支架;48、第二顶紧螺杆;49、定位环;50、定位销;51、第二定位座;52、第一燕尾导向机构;53、第一手轮驱动机构;54、第二支撑板;55、第一内部定位板;56、第二螺杆支架;57、第三顶紧螺杆;58、第二竖向定位块;59、第三定位座;60、第二燕尾导向机构;61、第二手轮驱动机构;62、第三支撑板;63、第三燕尾导向机构;64、定位挡块;65、第二内部定位板;66、第三螺杆支架;67、第四顶紧螺杆;68、第三竖向定位块;69、标尺固定座;70、标尺固定块;71、零点标尺。

具体实施方式

[0052] 下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0053] 如图1所示,本发明提供一种智能焊接设备,用于将多个焊接零件焊接成焊接部件,该设备包括:
[0054] 支架,支架上可移动地设置有第一六轴机器人1和第二六轴机器人2,第一六轴机器人1的第六轴上设置有第一扫描装置3,第一六轴机器人1下方设置有焊接零件扫描工装4,第一扫描装置3用于扫描焊接零件扫描工装4上的焊接零件,并生成焊接零件的点云数据;
[0055] 第二六轴机器人2的第六轴上设置有第二扫描装置5和焊接装置,第二六轴机器人2下方设置有拼装工装6,拼装工装6用于夹持多个焊接零件,第二扫描装置5用于扫描夹持在拼装工装6上的多个焊接零件并获得实际焊缝位置;
[0056] 虚拟装配系统,用于利用焊接零件的理论三维模型形成理论三维焊接模型并获得理论焊缝位置;
[0057] 处理器,与虚拟装配系统、第一扫描装置和第二扫描装置连接,用于根据点云数据和理论三维模型获取焊接零件的误差量,并根据误差量、实际焊缝位置和理论焊缝位置计算焊接零件的位置调整量。
[0058] 具体的,为解决现有技术中大型焊接部件在拼装和焊接过程中难以对各个焊接零件进行方便准确地定位,拼装、焊接效率低的问题;本发明提供的智能焊接设备具有安装在第一六轴机器人上的第一扫描装置,能够自动扫描处于焊接零件扫描工装上的各个焊接零件,生成各个焊接零件的点云数据,该点云数据输入至处理器,处理器可以将其与焊接零件的理论三维模型对比,获取各个焊接零件的误差量,一方面可以检验各个焊接零件,另一方面还可以便于对各个焊接零件在拼装工装上进行焊接前的定位,便于根据误差量和实际焊缝位置计算并调整实际焊缝的位置,尽可能的保证焊缝的均匀性;虚拟装配系统将各个理论三维模型按照其装配关系装配成理论三维焊接模型,进而获得所有理论焊缝位置,拼装工装能够按照装配关系夹持所有焊接零件,夹持后安装在第二六轴机器人上的第二扫描装置能够自动对其扫描并获得实际焊缝位置,处理器基于理论焊缝位置、实际焊缝位置和误差量对夹持在拼装工装上的各个焊接零件进行位置调整量的计算,计算过程中充分考虑焊接零件的误差量和实际焊缝与理论焊缝之间的差距,尽量保证调整后的焊缝宽度均匀;最后,通过第二六轴机器人上的焊接装置对拼装工装上的焊接零件进行焊接,形成焊接部件。
[0059] 在本实施例中,如图11所示,图11中上方的两个件A为相邻的两个焊接零件的理论三维模型,二者之间的理论焊缝位置为B,图11中下方的两个件C为相邻两个实际的焊接零件,二者之间的实际焊缝位置为D,即中心线位置,B与D之间的距离为E,实际焊缝宽度为F,左侧的焊接零件的超差量为G,那么处理器可以根据公式0.5F‑E‑0.5G来计算出左侧的焊接零件需要移动的位置调整量,移动调整后的左侧的焊接零件如图11中虚线所示;相当于是先将左侧的焊接零件向其右侧的理论焊缝位置B移动至重合,移动距离为0.5F‑E,然后再将左侧的焊接零件向左移动半个超差量G,即向左移动距离为0.5G,那么左侧的焊接零件的位置调整量为0.5F‑E‑0.5G,此时左侧的焊接零件的两端的两个焊接端面与其所对应的理论三维模型的两个焊接端面之间的差距相等;同理去移动右侧的焊接零件,使得右侧的焊接零件的两端的两个焊接端面也与其所对应的理论三维模型的两个焊接端面之间的差距相对,这样不仅调整方便,而且能够尽量保证实际焊缝宽度的均匀性。
[0060] 可选地,支架包括:
[0061] 两个纵梁7,两个纵梁7平行设置,每个纵梁7的下方设置有至少两个立柱8,立柱8用于将纵梁7固定在地面上;
[0062] 第一横梁9和第二横梁10,可移动地设置在两个纵梁7之间,第一六轴机器人1可移动地设置在第一横梁9上,第二六轴机器人2可移动地设置在第二横梁10上。
[0063] 具体的,第一横梁9和第二横梁10能够沿纵梁7移动,同时第一六轴机器人1和第二六轴机器人2能够分别能够沿第一横梁9和第二横梁10移动。
[0064] 可选地,两个纵梁7相互靠近的一侧设置有第一导轨,至少一个纵梁7上设置有第一齿条,第一横梁9和第二横梁10的两端设置有与第一导轨滑动配合的第一滑块,第一横梁9和第二横梁10的端部设置有第一驱动机构11,第一驱动机构11包括第一驱动电机和设置在第一驱动电机的输出端并与第一齿条啮合的第一齿轮;第一横梁9和第二横梁10上分别设置有一个第二导轨12和一个第二齿条15,每个第二导轨12上滑动设置有一个第二滑块,两个第二滑块上分别设置有一个机器人安装板13和一个第二驱动机构14,第二驱动机构14包括第二驱动电机和设置在第二驱动电机的输出端并与第二齿条15啮合的第二齿轮;第一六轴机器人1和第二六轴机器人2分别安装在一个机器人安装板13上。
[0065] 可选地,焊接零件扫描工装4包括第一底座16,第一底座16上侧设置有至少两对支座,每对支座包括对称设置的两个第一L形板17,两个第一L形板17上端之间设置有支撑杆18,每个支撑杆18上方连接有两个竖向挡杆19,两个竖向挡杆19之间形放置槽,放置槽用于放置板状的焊接零件;第一底座16上侧还设置有至少三个第二L形板20,第二L形板20的上端用于支撑块状的焊接零件。
[0066] 具体的,第一底座16能够固定在第一六轴机器人1下方的地面上,板状的焊接零件插在放置槽内,其底部由支撑杆18撑起离开第一底座16表面,便于第一扫描装置3对其进行扫描;同理,块状的焊接零件可以由至少三个第二L形板20撑起,便于扫描。
[0067] 可选地,拼装工装6包括:
[0068] 第二底座21,第二底座21上侧设置有多个可调节夹持组件,每个可调节夹持组件能够夹持一个焊接零件并能够对其位置进行调节;
[0069] 多个测量部件,设置在每个可调节夹持组件的一侧,每个测量部件的零刻度线对应理论焊缝位置中的一条理论焊缝。
[0070] 具体的,每个可调节夹持组件能够夹持一个焊接零件,使其按照装配关系形成拼装,并在相邻两个焊接零件之间形成实际焊缝,被可调节夹持组件夹持好形成拼装的焊接零件基于处理器根据误差量、实际焊缝位置和理论焊缝位置计算的位置调整量进行调整。
[0071] 在本实施例中,处理器能够输出每一个焊接零件的实际调整量,形成作业指导书,供操作者进行调整;如图10所示,测量部件包括标尺固定座69,标尺固定座69可拆卸地连接在第二底座21上,标尺固定座69上设置有标尺固定块70,标尺固定块70上侧设置有零点标尺71;每个零点标尺71的零刻度线对应理论焊缝位置中一条理论焊缝,每个焊接零件对应一个零点标尺71,在每个焊接零件由一个可调节夹持组件夹持时,将该焊接零件的一端的焊接端面与其所对应的零点标尺71的零刻度线对齐,作为该焊接零件的初始夹持位置,这样其位置调整量更加容易获得,只要将其移动一半的误差量即可,移动过程中由零点标尺71进行计量,提高调整得准确性;至于每个焊接零件的调整方向,对于本领域技术人员来说是显而易见的。
[0072] 可选地,误差量为负值,每个焊接零件的两侧各形成一个焊接端面,多个焊接零件焊接能够形成环形的焊接部件,初始状态下的拼装工装6上夹持的多个焊接零件中的每一个焊接零件的一个焊接端面与一条理论焊缝重合。
[0073] 具体的,误差量为焊接零件相比于其理论三维模型的尺寸误差,比如焊接零件的宽度与理论三维模型的宽度的差值,焊接零件的误差量为负值使得各个焊接零件均具有一定的可调整空间,不会出现相邻两个焊接零件的边缘相互干涉的情况;如图6所示,每个焊接零件的两侧各形成一个焊接端面,多个焊接零件形成一个环形的焊接部件,初始状态下的拼装工装6上夹持的多个焊接零件中的每一个焊接零件的一个焊接端面与一条理论焊缝重合,可以借助上述测量部件方便地实现。
[0074] 可选地,多个焊接零件包括头部件22、分别处于头部件22两侧的左角板23和右角板24、分别用于与左角板23和右角板24连接的左侧板25和右侧板26、用于与左侧板25和右侧板26连接的后侧板27;多个可调节夹持组件包括头部件夹持部件28、左角板夹持部件29、右角板夹持部件30、左侧板夹持部件31、右侧板夹持部件32和后侧板夹持部件33。
[0075] 具体的,如图4和图5所示,头部件22、左角板23、右角板24、左侧板25、右侧板26、后侧板27分别由头部件夹持部件28、左角板夹持部件29、右角板夹持部件30、左侧板夹持部件31、右侧板夹持部件32、后侧板夹持部件夹持33,其中左角板夹持部件29、左侧板夹持部件
31分别与右角板夹持部件30、右侧板夹持部件32对称设置,并且后侧板夹持部件33与左侧板夹持部件31结构十分类似。
[0076] 可选地,头部件22为矩形块状,头部件22的下表面上设置有第一凸起部34,第一凸起部34的底面形成竖向定位面35,竖向定位面35上设置有T形的第二凸起部36,第二凸起部36的端面在竖向定位面35的下方形成两个前后定位面37,头部件的左右侧壁上分别设置有一个定位孔38;
[0077] 头部件夹持部件28包括:
[0078] 第一支撑座39,第一支撑座39呈上部开放的盒状,第一支撑座39的上方两侧对称设置有两个第一支撑板40,两个第一支撑板40相互靠近的一侧设置有凹槽41,第一支撑板40上侧在凹槽41的两侧分别可拆卸地设置有第一竖向定位块42和前后定位块43,第一竖向定位块42用于与竖向定位面35接触,前后定位块43用于与前后定位面37接触;
[0079] 左定位块44和右定位块45,分别设置在两个第一支撑板40的上方,左定位块44和右定位块45上分别螺纹连接有一个第一顶紧螺杆46,两个第一顶紧螺杆46分别用于与头部件22的左右两侧接触;
[0080] 两个第一螺杆支架47,设置在第一支撑座39的一侧外壁上;
[0081] 两个第二顶紧螺杆48,分别螺纹连接在两个第一螺杆支架47上,第二顶紧螺杆分48别用于与第一凸起部34的端面接触;
[0082] 两个定位环49,分别设置在第一支撑座39的上方两侧,定位环49用于穿设定位销50,定位销50能够穿入定位孔38。
[0083] 具体的,如图7所示,第一竖向定位块42与头部件22的竖向定位面35接触,用于对头部件22进行竖向定位,第一竖向定位块42的位置根据理论三维焊接模型设置,使得夹持在拼装工装6上的焊接零件形成的拼装结构底面与理论三维焊接模型的底面平齐,这样就只需要横向调整各个焊接零件的位置;在另一个示例中,第一竖向定位块42的位置根据理论三维焊接模型和焊接零件的误差量设置,由于焊接零件的误差量为负差,在竖向上基于理论三维焊接模型上的焊接零件的底面,向上移动第一竖向定位块42一半的竖向的误差量,以这样的位置作为第一竖向定位块42的固定位置,这样的好处在于,对于焊接部件还需要与其它部件再次焊接的情况,可以保证该焊接部件再与其它部件焊接时同样能够尽量保证二者之间的焊缝宽度的均匀性。
[0084] 进一步的,前后定位块43与头部件22的前后定位面37接触,用于对头部件22进行前后方向上的定位,保证夹持后的头部件22与其理论三维模型在理论三维焊接模型上的位置相符,保证实际拼装后的结构与理论三维焊接模型获得相同的内部形状,在利用前后定位块43对头部件22定位时,通过两个第二顶紧螺杆48进行顶紧并固定,避免焊接时头部件22移位;左定位块44和右定位块45分别设置有一个第一顶紧螺杆46,便于对头部件22进行左右方向上的调节,当然头部件22可以基于测量部件按照上述的位置调整量进行调整,调整后拧紧第一顶紧螺杆46,对头部件22进行固定,固定后还可以穿入定位销50进行进一步定位。
[0085] 可选地,左角板23为板状;
[0086] 左角板夹持部件29包括:
[0087] 第二定位座51,第二定位座51的顶部设置有第一燕尾导向机构52,第一燕尾导向机构52的第一滑动部由第一手轮驱动机构53驱动;
[0088] 第二支撑板54,设置在第一燕尾导向机构52的第二滑动部的上侧,第二支撑板54上方一侧设置有第一内部定位板55,第二支撑板54上方另一侧设置有第二螺杆支架56,第二螺杆支架56上螺纹连接有第三顶紧螺杆57,第三顶紧螺杆57与第一内部定位板55形成第一容纳空间,第一容纳空间用于容纳左角板23;
[0089] 第二竖向定位块58,设置在第二支撑板54的上方并处于第一容纳空间内。
[0090] 具体的,如图8所示,左角板夹持部件29通过第二定位座51可拆卸地连接在第二底座21上,第一燕尾导向机构52能够调节其所夹持的左角板23的横向位置,第一内部定位板55与头部件夹持部件28的前后定位块43同理,用于限定左角板23对应于靠近理论三维焊接模型的内部的一侧的位置,左角板23放置在第一容纳空间内之后,由第三顶紧螺杆57进行顶紧,使得左角板23稳定处于第一内部定位板55的斜面上,第二竖向定位块58与第一竖向定位块42同理设置。
[0091] 可选地,左侧板25为板状;
[0092] 左侧板夹持部件31包括:
[0093] 第三定位座59,第三定位座59的顶部设置有第二燕尾导向机构30,第二燕尾导向机构60的第二滑动部由第二手轮驱动机构61驱动;
[0094] 第三支撑板62,设置在第二燕尾导向机构60的第二滑动部的上侧,第三支撑板62上方一侧设置有第三燕尾导向机构63,第三燕尾导向机构63的第三滑动部由第三手轮驱动机构驱动且滑动方向与第二滑动部的滑动方向垂直,第二滑动部的一侧设置有定位挡块64,第二滑动部上设置有第二内部定位板65,第三支撑板62上方另一侧设置有第三螺杆支架66,第三螺杆支架66上螺纹连接有第四顶紧螺杆67,第三螺杆支架66与第二内部定位板
65之间形成第二容纳空间,第二容纳空间用于容纳左侧板25;
[0095] 第三竖向定位块68,设置在第三支撑板62的上方并处于第二容纳空间内。
[0096] 具体的,如图9所示,左侧板夹持部件31通过第三定位座59可拆卸地连接在第二底座21上,第二燕尾导向机构60能够调节其所夹持的左侧板25的横向位置,第二内部定位板64与头部件夹持部件28的前后定位块43同理,用于限定左侧板25对应于靠近理论三维焊接模型的内部的一侧的位置,左侧板25放置在第一容纳空间内之后,第三燕尾导向机构63在第三手轮驱动机构的驱动下能够向靠近第三螺杆支架66的方向移动,并且到位后由定位挡块64挡住,由第二内部定位板65对左侧板25进行内侧定位,之后由第四顶紧螺杆67进行顶紧,使得左侧板25稳定处于第二容纳空间内,第三燕尾导向机构63和定位挡块64的设置不仅能够方便对左侧板25进行内侧定位,还能够便于焊接后焊接部件的拆卸,第三竖向定位块68与第一竖向定位块42同理设置。
[0097] 以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。