本實用新型屬于焊接設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種遠(yuǎn)程智能焊接專機。

背景技術(shù)：

海底管道、地下輸油管以及同一生產(chǎn)線焊接不同規(guī)格的焊板等復(fù)雜環(huán)境下，使用傳統(tǒng)的焊接工藝和方法已不能滿足現(xiàn)實的需求，簡單的或單一的焊接專機也不能很好的實現(xiàn)高難度和嚴(yán)要求的焊接質(zhì)量的實現(xiàn)。對于海底管道和地下輸油管這些人類不易現(xiàn)場焊接的惡劣環(huán)境一般實現(xiàn)遠(yuǎn)程焊接，而同一生產(chǎn)線焊接不同規(guī)格的焊板需要焊接參數(shù)隨焊點部位的不同而改變。焊鉗焊接時，角度、位置、分流和裝配間隙等不穩(wěn)定因素也都要求改變焊接參數(shù)以適應(yīng)其變化?，F(xiàn)研究一種嵌入多種現(xiàn)場總線接口的機器人，為實現(xiàn)遠(yuǎn)程焊接做好最基本的條件，以提高惡劣環(huán)境或復(fù)雜環(huán)境的焊接質(zhì)量，滿足現(xiàn)階段焊接質(zhì)量的需求。

對于人類不易到達(dá)的焊接環(huán)境和多參數(shù)焊接環(huán)境需要引入智能控制和遠(yuǎn)程監(jiān)視的技術(shù)，一方面可以通過遠(yuǎn)端監(jiān)視器監(jiān)視焊接現(xiàn)場以對異?，F(xiàn)象進行實時調(diào)整，另一方面利用計算機技術(shù)通過軟件編程對參數(shù)進行存儲與調(diào)用實現(xiàn)智能控制。這實現(xiàn)這一切的支撐是焊接機器人需要支持網(wǎng)絡(luò)接口，本項目主要工作為設(shè)計一個具有多種國內(nèi)普遍支持的接口例如CAN總線、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)等多種接口，通過軟件技術(shù)實現(xiàn)接口的自識別和自適應(yīng)，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程焊機和智能控制。

本項目依托于天津市焊接研究所與天津工業(yè)大學(xué)電氣與自動化學(xué)院。天津市焊接研究所經(jīng)過40多年的發(fā)展，已建立了完善的設(shè)計、研究、生產(chǎn)和 銷售體系，形成了科技與生產(chǎn)緊密結(jié)合的科技開發(fā)機構(gòu)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整改進，采用國際先進標(biāo)準(zhǔn)促進產(chǎn)品開發(fā)，以雄厚的實力，先進的設(shè)計工藝，精良的加工及嚴(yán)格的管理，研制和生產(chǎn)了數(shù)十種型號的通用、專用焊接設(shè)備。天津工業(yè)大學(xué)電氣與自動化學(xué)院具有雄厚的技術(shù)實力，經(jīng)驗豐富的技術(shù)人才。承擔(dān)多項國際、軍工項目。學(xué)院具有機器人設(shè)計與研發(fā)中心、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)研發(fā)中心和培訓(xùn)平臺。從軟件、硬件方面，均能滿足本項目的要求。

近二十年來，隨著數(shù)字化、自動化、計算機技術(shù)、機械設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，以及人們對產(chǎn)品的質(zhì)量要求的提高，焊接質(zhì)量、美觀度等得到了更大的重視。特別是在08年金融危機以后，隨著我國勞動成本的增加，以及對工人的身體健康的重視和對提高生產(chǎn)效率的要求，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，越來越多的焊接生產(chǎn)過程中開始采用自動焊接專機。而隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展與深化，一些關(guān)系到國計民生的大型項目得到了落實與啟動，例如西氣東輸，南水北調(diào)，三峽工程等等都涉及到焊接技術(shù)。在海底管道和地下輸油管等很多人類不易到達(dá)的惡劣環(huán)境下遠(yuǎn)程焊接是勢在必為；同時隨著生產(chǎn)效率的提高，產(chǎn)品的豐富化，一個焊接生產(chǎn)線會出現(xiàn)多個焊接規(guī)格的現(xiàn)象，不同的焊接規(guī)格所涉及的各類參數(shù)會隨著角度、位置、分流等的變化而變化，這就要求實現(xiàn)智能焊接，把調(diào)試好的參數(shù)用編程的方法存儲到計算機里，用傳感器采集現(xiàn)場信息從而選擇不同的參數(shù)，實現(xiàn)高質(zhì)量和高難度的焊接需求。而傳統(tǒng)的焊接方式，存在較多影響焊接質(zhì)量穩(wěn)定性的因素，而且在焊裝過程中經(jīng)常出現(xiàn)各種異常情況，造成較多質(zhì)量問題。研究一個可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能控制的焊接專機勢在必行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型旨在提出一種遠(yuǎn)程智能焊接專機，以實現(xiàn)焊接專機的智能精確控制。

為達(dá)到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種遠(yuǎn)程智能焊接專機，包括主控單元、數(shù)據(jù)采集單元、智能開關(guān)、焊槍、電源和焊槍固定座；

所述數(shù)據(jù)采集單元與所述主控單元信號連接，該數(shù)據(jù)采集單元包括與所述主控單元信號連接的位置傳感器；

所述焊槍通過智能開關(guān)與所述電源電連接，該智能開關(guān)與所述主控單元信號連接，所述焊槍固定在焊槍固定座上；

所述位置傳感器固定在所述焊槍固定座上，所述焊槍固定座上設(shè)有軌跡調(diào)整機構(gòu)。

進一步的，所述主控單元包括單片機、存儲器和通信模塊，所述通信模塊與所述單片機信號連接，所述單片機與所述存儲器信號連接。

進一步的，所述焊槍固定座包括支撐架、軌跡調(diào)整機構(gòu)和行走機構(gòu)，所述軌跡調(diào)整機構(gòu)固定在所述支撐架的上部，并與所述主控單元信號連接，所述行走機構(gòu)固定在所述支撐架的底端，并與所述主控單元信號連接。

進一步的，所述軌跡調(diào)整機構(gòu)包括固定架、絲杠、滑塊、第一電機、第一減速器和升降氣缸，所述固定架呈倒置的U型，所述絲杠水平可轉(zhuǎn)動固定在所述固定架的兩側(cè)壁上，所述滑塊上設(shè)有與所述絲杠螺紋配合的螺紋通孔，所述滑塊通過所述螺紋通孔配合安裝在所述絲杠上，所述第一電機通過第一減速器與所述絲杠傳動連接，該第一電機與所述主控單元信號連接，所述升降氣缸的輸出軸與所述固定架固定連接，該升降氣缸的缸體豎直放置并與所述支撐架的上部固定連接，所述升降氣缸與所述主控單元信號連接。

進一步的，所述焊槍上固設(shè)有一位置測量架，所述位置測量架呈倒置的L狀，該位置測量架的測量末端與所述焊槍的焊接端齊平。

進一步的，所述位置傳感器包括第一位置傳感器和第二位置傳感器，所述第一位置傳感器固設(shè)在所述固定架上，所述第二位置傳感器固定在所述位置測量架的測量末端，所述焊槍固定在所述滑塊上。

進一步的，所述行走機構(gòu)包括安裝在所述支撐架底端的行走輪、行走傳動軸、第二電機和第二減速器。

進一步的，所述數(shù)據(jù)采集單元還包括與所述主控單元信號連接的視覺傳感器。

進一步的，所述數(shù)據(jù)采集單元還包括與所述主控單元信號連接的觸角傳感器。

進一步的，所述數(shù)據(jù)采集單元還包括與所述主控單元信號連接的光敏傳感器。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型所述的遠(yuǎn)程智能焊接專機具有以下優(yōu)勢：

(1)本實用新型所述的遠(yuǎn)程智能焊接專機，實現(xiàn)了焊接的智能控制及精確監(jiān)控，避免了惡劣環(huán)境焊接時，工作人員的進入以及正常工作環(huán)境中工作人員的貼近操作，保障了工作人員的身體健康，提高了自動焊接成果的質(zhì)量。

附圖說明

構(gòu)成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實用新型實施例所述的遠(yuǎn)程智能焊接專機原理框圖；

圖2為本實用新型實施例所述的遠(yuǎn)程智能焊接專機結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2局部放大圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-主控單元；11-單片機；12-存儲器；13-通信模塊；2-數(shù)據(jù)采集單元；21-第一位置傳感器；22-第二位置傳感器；23-視覺傳感器；24-觸覺傳感器；25-光敏傳感器；3-智能開關(guān)；4-焊槍；5-電源；6-焊槍固定座；61-支撐架；62-行走機構(gòu)；621-行走輪；622-行走傳動軸；623-第二電機；63-軌跡調(diào)整機構(gòu)；631-固定架；632-絲杠；633-滑塊；634-第一電機；635-升降氣缸。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連 通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本實用新型。

如圖1至3所示，本實用新型包括主控單元1、數(shù)據(jù)采集單元2、智能開關(guān)3、焊槍4、電源5和焊槍固定座6；

數(shù)據(jù)采集單元2與主控單元1信號連接，用以采集焊接部位焊接件的結(jié)構(gòu)參數(shù)，以便于主控單元1對焊槍4運行軌跡的控制，該數(shù)據(jù)采集單元2包括與主控單元1信號連接的位置傳感器；

焊槍4通過智能開關(guān)3與電源5電連接，該智能開關(guān)3與主控單元1信號連接，焊槍4固定在焊槍固定座6上，主控單元1通過控制智能開關(guān)3的通斷，智能控制焊槍4的工作狀態(tài)；

位置傳感器固定在焊槍固定座6上，焊槍固定座6上設(shè)有軌跡調(diào)整機構(gòu)63。

主控單元1包括單片機11、存儲器12和通信模塊13，通信模塊13與單片機11信號連接，單片機11與存儲器12信號連接，通信模塊13可以是無線通信模塊，也可以是有線通信模塊，內(nèi)含多種總線接口，實現(xiàn)多種方式的通信，即可實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的多套焊接專機聯(lián)機使用，又可現(xiàn)場使用，還能遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)使用，且單片機11通過該通信模塊13與上位機通信連接，以便于上位機實時掌握該焊接專機的工作狀態(tài)，同時該焊接專機將數(shù)據(jù)采集單元2采集到的焊接件結(jié)構(gòu)參數(shù)輸入至上位機，可實現(xiàn)焊接專機焊接參數(shù)的自動選擇及人工選擇，存儲器12內(nèi)存儲多種焊接函數(shù)，以便于單片機11針對不同的焊接件結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)用不同的焊接函數(shù)，實現(xiàn)焊接專機的智能控制。

焊槍固定座6包括支撐架61、軌跡調(diào)整機構(gòu)63和行走機構(gòu)62，軌跡調(diào) 整機構(gòu)63固定在支撐架61的上部，并與主控單元1信號連接，行走機構(gòu)62固定在支撐架61的底端，并與主控單元1信號連接，實現(xiàn)主控單元1對焊槍固定座6的位置調(diào)整及焊槍4運行軌跡的調(diào)整。

軌跡調(diào)整機構(gòu)63包括固定架631、絲杠632、滑塊633、第一電機634、第一減速器和升降氣缸635，固定架631呈倒置的U型，絲杠632水平可轉(zhuǎn)動固定在固定架631的兩側(cè)壁上，滑塊633上設(shè)有與絲杠632螺紋配合的螺紋通孔，滑塊633通過螺紋通孔配合安裝在絲杠632上，第一電機634通過第一減速器與絲杠632傳動連接，該第一電機634與主控單元1信號連接，升降氣缸635的輸出軸與固定架631固定連接，該升降氣缸635的缸體豎直放置并與支撐架61的上部固定連接，升降氣缸635與主控單元1信號連接，通過升降氣缸635實現(xiàn)對焊槍4高低的調(diào)整，通過絲杠532的轉(zhuǎn)動帶動滑塊633水平運動，實現(xiàn)對焊槍4水平方向的調(diào)整。

焊槍4上固設(shè)有一位置測量架41，位置測量架41呈倒置的L狀，該位置測量架41的測量末端與焊槍4的焊接端齊平，實現(xiàn)焊槍4接觸焊接件時的信號反饋。

位置傳感器包括第一位置傳感器21和第二位置傳感器22，第一位置傳感器21固設(shè)在固定架631上，第二位置傳感器22固定在位置測量架41的測量末端，焊槍4固定在滑塊633上。

行走機構(gòu)62包括安裝在支撐架61底端的行走輪621、行走傳動軸622、第二電機623和第二減速器，實現(xiàn)焊槍固定座6的自動行走。

數(shù)據(jù)采集單元2還包括與主控單元1信號連接的視覺傳感器23，實現(xiàn)了對焊接專機現(xiàn)場景象的圖像監(jiān)控，使得遠(yuǎn)程監(jiān)控成為可能。

數(shù)據(jù)采集單元2還包括與主控單元1信號連接的觸角傳感器24，反饋焊接專機的焊接位置信息，實現(xiàn)了對焊接末端位置的精確控制，提高焊接質(zhì)量。

數(shù)據(jù)采集單元2還包括與主控單元1信號連接的光敏傳感器25。

本實用新型的遠(yuǎn)程智能焊接專機，具有高效、節(jié)能、自動化程度高、操作簡單、對操作人員焊接既能要求低的優(yōu)勢，同時能從根本上解決惡劣環(huán)境和多參數(shù)焊接的難題，從而使得焊接工件焊接質(zhì)量提高，成型更美觀。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。