一种自动检测焊缝的机器人

文档序号:1903326 发布日期:2021-11-30 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 一种自动检测焊缝的机器人 (Robot capable of automatically detecting welding seam ) 是由 刘勇强 程金强 姜国建 于 2021-08-23 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种自动检测焊缝的机器人,涉及焊缝检测技术领域,包括焊接台和若干个焊缝检测头,焊缝检测头通过数据线与超声波检测器连接,超声波检测器内设有用于处理信息的数据处理器,焊接台的上端设有第一支撑机构,第一支撑机构包括两个支撑立柱,两个支撑立柱对称分布在焊接台的上端面,两个支撑立柱顶端之间设有可调节位置的连接带,连接带的底端固定有若干个插接块,焊缝检测头固定在插接块的底端面。本发明利用第一支撑机构和第二支撑机构,方便对管件类的待检测件的焊缝位置进行全方位覆盖检测,通过两种方式可实现根据焊接件形状结构对焊接件的焊缝位置进行全方位覆盖检测,不易出现漏检的地方,降低残次品率,并提高检测的效率。(The invention discloses a robot for automatically detecting welding seams, which relates to the technical field of welding seam detection and comprises a welding table and a plurality of welding seam detection heads, wherein the welding seam detection heads are connected with an ultrasonic detector through data lines, a data processor for processing information is arranged in the ultrasonic detector, a first supporting mechanism is arranged at the upper end of the welding table and comprises two supporting stand columns, the two supporting stand columns are symmetrically distributed on the upper end face of the welding table, a connecting belt with the position adjustable is arranged between the top ends of the two supporting stand columns, a plurality of inserting blocks are fixed at the bottom end of the connecting belt, and the welding seam detection heads are fixed on the bottom end face of the inserting blocks. The invention utilizes the first supporting mechanism and the second supporting mechanism to conveniently carry out all-dimensional covering detection on the welding seam position of the piece to be detected of the pipe fittings, can realize all-dimensional covering detection on the welding seam position of the welding piece according to the shape structure of the welding piece through two modes, is not easy to generate a place with missing detection, reduces the defective rate and improves the detection efficiency.)

一种自动检测焊缝的机器人

技术领域

本发明涉及焊缝检测技术领域,具体为一种自动检测焊缝的机器人。

背景技术

焊接工艺是日常机加工过程中常用的加工工艺之一,利用焊接工艺可将小的机械结构件焊接组装成大型机械件,相比于采用螺栓连接的组装方式来说,整体结构强度较高,使用寿命长,焊接过程中,若过焊接处的出现气孔、鼓包或者缝隙,直接影响焊接后的结构件有效连接,严重影响焊接件的使用寿命,由于现有技术中,焊接件以管件类以及平板式居多,但是现在检测机器人无法根据焊接件形状结构对焊接件的焊缝位置进行全方位覆盖检测,易出现漏检的地方,导致残次品率提高,并且检测的效率低下,所以这里设计了一种自动检测焊缝的机器人,以便于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动检测焊缝的机器人,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种自动检测焊缝的机器人,包括焊接台和若干个焊缝检测头,焊缝检测头通过数据线与超声波检测器连接,超声波检测器内设有用于处理信息的数据处理器,数据处理器通过WIFI传输模块与控制中心连接,控制中心中设有比对反馈模块,比对反馈模块将比对结果再反馈至控制中心,焊缝检测头对待检测件的焊缝位置进行扫描检测,并将扫描检测的信号传送至超声波检测器,利用数据处理器对反馈至超声波检测器处的检测信号进行分析处理,对比后的数据一旦出现差值较大超出预设的阈值以后,比对反馈模块将比对结构再次反馈至控制中心进行预警,以便于工作人员及时准确或者检测件的不合格的焊缝,从而可对不合格的位置进行从新焊接,以确保焊接件合格。

焊接台的上端设有第一支撑机构,第一支撑机构包括两个支撑立柱,两个支撑立柱对称分布在焊接台的上端面,支撑立柱上端开设有矩形缺口,矩形缺口的内部顶端转动安装有螺纹套筒,螺纹套筒轴向插接有螺纹调节杆,连接带的两端分别与两个螺纹调节杆的尖端铰接,两个支撑立柱顶端之间设有可调节位置的连接带,利用两个支撑立柱将连接带腾空设置在焊接台的上方,两个支撑立柱之间留有间隙,用于待检测的焊接件经过。

连接带的底端固定有若干个插接块,焊缝检测头固定在插接块的底端面,徒手转动螺纹调节杆,使得螺纹调节杆能够沿着螺纹套筒轴向方向调整,可将连接带张紧,当连接带被拉紧以后,可将插接块的位置固定住,不会造成焊缝检测头在连接带上晃动,提高检测的精确度,形成一道全覆盖的检测线。

在进一步的实施例中,焊接台的上端开设有位于两个支撑立柱之间的贯穿孔,焊接台的下端设有第二支撑机构,第二支撑机构包括靠板、伺服电机、倒立T型块和中空导向钢圈,靠板垂直固定在焊接台的底部一端,伺服电机固定安装在靠板侧壁底端,伺服电机的动力轴尖端径向固定有传动杆,倒立T型块固定安装中空导向钢圈的外壁顶端,且中空导向钢圈滑动设置在贯穿孔内部,倒立T型块的底端开设有T型滑槽,传动杆的尖端铰接有可沿着T型滑槽内部自由滑动的T型滑块,传动杆可利用T型滑块沿着倒立T型块的T型滑槽内滑动,当传动杆转动至与倒立T型块的底端面即将平行的时候停止伺服电机,传动杆可利用T型滑块滑动的同时带动中空导向钢圈沿着贯穿孔内部下滑,直至将中空导向钢圈的外壁顶端完全收纳至贯穿孔内部,这样不影响平板式的焊接沿着经过两个支撑立柱之间进行检测操作。

在进一步的实施例中,中空导向钢圈的径向侧壁开设有若干个插接孔,插接块与插接孔卡接,且焊缝检测头延伸至中空导向钢圈的内部,将连接带处于松弛状态,然后围绕矩形缺口侧壁转动螺纹套筒,可将连接带下沉设置在中空导向钢圈的外壁,随后将插接块与插接孔卡接,可将焊缝检测头延伸至中空导向钢圈的内部,可将焊缝检测头呈环形结构设置在中空导向钢圈径向侧壁,方便对管件类的待检测件的焊缝位置进行全方位覆盖检测。

在进一步的实施例中,中空导向钢圈的径向侧壁转动内嵌有若干个与插接孔交错分布的滚球,滚球可与管件式的焊接件外壁滚动贴合,从而能够支撑起管件式的焊接件,与焊缝检测头保持一定的间隙,不会造成焊缝检测头的损坏。

在进一步的实施例中,倒立T型块远离伺服电机的一端固定有T型导向块,贯穿孔的底端开口一侧垂直设有导向板,导向板侧壁开设有与T型导向块滑动卡接的卡槽,利用T型导向块同步沿着卡槽内部滑动,既不影响中空导向钢圈的上下滑动,又可避免中空导向钢圈晃动,增强中空导向钢圈的支撑稳定性。

在进一步的实施例中,在进一步的实施例中,连接带为橡胶材质和无纺布材质均可,可选择橡胶材质和无纺布材质均可,也可选择其他质地脚软的材质均可代替橡胶材质和无纺布材质,目的为了采用质地较软的材质,让连接带能够弯曲,完全贴合在中空导向钢圈的外壁,便于将插接块能够完全插入插接孔内,便于将焊缝检测头穿过插接孔进入到中空导向钢圈内进行检测操作。。

优选的,基于上述的一种自动检测焊缝的机器人的检测方法,包括如下步骤:

A1、利用第一支撑机构将若干个焊缝检测头分布在同一平面内,当待检测的焊接件沿着焊接台上端从一端向另一端滑动,缓慢匀速经过位于同一水平面内的若干个焊缝检测头时,可对平板式的焊接件的焊缝进行检测扫描,实现扩大扫描检测的覆盖面,能够避免出现检测不到的地方;

A2、利用第二支撑机构将若干个焊缝检测头沿着中空导向钢圈外壁分布围绕成环形结构,使得检测范围从直线式变化为环形方式,针对管件式的焊接件非常适用,无论焊缝处于管件式的焊接件外壁的任意位置,都会暴露在环形分布的若干个焊缝检测头的检测扫描范围内,不会出现未检测的地方,实现全方位覆盖检测。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明为一种自动检测焊缝的机器人,利用第一支撑机构可将若干个焊缝检测头设置在同一水平内,方便对平板式的待检测件进行全方位覆盖检测,利用第二支撑机构可将若干个焊缝检测头呈环形结构设置在中空导向钢圈径向侧壁,方便对管件类的待检测件的焊缝位置进行全方位覆盖检测,通过两种方式可实现根据焊接件形状结构对焊接件的焊缝位置进行全方位覆盖检测,不易出现漏检的地方,降低残次品率,并提高检测的效率。

附图说明

图1为本发明主体结构示意图;

图2为本发明的焊接台与第二支撑机构结构示意图;

图3为本发明的连接带和焊缝检测头结构示意图;

图4为本发明的倒立T型块结构剖视图。

图中:1、焊接台;11、贯穿孔;2、第一支撑机构;21、支撑立柱;22、矩形缺口;23、螺纹套筒;24、螺纹调节杆;25、连接带;26、插接块;3、第二支撑机构;31、靠板;32、伺服电机;33、动力轴;34、倒立T型块;35、中空导向钢圈;36、导向板;37、T型导向块;38、传动杆;39、卡槽;310、滚球;311、插接孔;312、T型滑块;4、焊缝检测头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-4,本实施例提供了一种自动检测焊缝的机器人,包括焊接台1和若干个焊缝检测头4,焊缝检测头4通过数据线与超声波检测器连接,焊缝检测头4对待检测件的焊缝位置进行扫描检测,并将扫描检测的信号传送至超声波检测器,超声波检测器内设有用于处理信息的数据处理器,利用数据处理器对反馈至超声波检测器处的检测信号进行分析处理。

数据处理器通过WIFI传输模块与控制中心连接,数据处理器将检测信号通过无线传送的方式发生至后台的控制中心,控制中心中设有比对反馈模块,反馈模块对检测信号进行对于,比对反馈模块将比对结果再反馈至控制中心,对比后的数据一旦出现差值较大超出预设的阈值以后,比对反馈模块将比对结构再次反馈至控制中心进行预警,以便于工作人员及时准确或者检测件的不合格的焊缝,从而可对不合格的位置进行从新焊接,以确保焊接件合格。

由于现有技术中的焊接件外观结构多种多样,平板式居多,现有技术中,就是采用单个焊缝检测头4对途经的不同种类的检测件进行扫描,这样易导致扫描的误差较大,产品不合格率大大增高,为了提高焊缝检测头4能够对不同结构的焊接件进行全方位覆盖扫描检测操作,在焊接台1的上端设有第一支撑机构2,利用第一支撑机构2将若干个焊缝检测头4分布在同一平面内,扩大扫描检测的覆盖面,能够避免出现检测不到的地方。

平板式1第一支撑机构2包括两个支撑立柱21,两个支撑立柱21对称分布在焊接台1的上端面,两个支撑立柱21顶端之间设有可调节位置的连接带25,支撑立柱21上端开设有矩形缺口22,矩形缺口22的内部顶端转动安装有螺纹套筒23,螺纹套筒23轴向插接有螺纹调节杆24,连接带25的两端分别与两个螺纹调节杆24的尖端铰接,利用两个支撑立柱21将连接带25腾空设置在焊接台1的上方,两个支撑立柱21之间留有间隙,用于待检测的焊接件经过。

连接带25的底端固定有若干个插接块26,徒手转动螺纹调节杆24,使得螺纹调节杆24能够沿着螺纹套筒23轴向方向调整,可将连接带25张紧,当连接带25被拉紧以后,可将插接块26的位置固定住,不再晃动。

焊缝检测头4固定在插接块26的底端面,将连接带25拉紧,处于绷直的状态,这样可将分布在插接块26底端的焊缝检测头4均匀分布在同一水平面内,不会造成焊缝检测头4在连接带25上晃动,提高检测的精确度,形成一道全覆盖的检测线。

当待检测的焊接件沿着焊接台1上端从一端向另一端滑动,缓慢匀速经过位于同一水平面内的若干个焊缝检测头4时,可对平板式的焊接件的焊缝进行检测扫描,且不会出现未检测的地方,实现全方位覆盖检测。

相比于现有技术中采用单个焊缝检测头4检测的方式,虽然也能对焊缝进行检测,但是无法确保检测过程,对不同位置的焊缝进行覆盖,就需要频繁移动调整平板式的焊接件的位置,需要借助调节机构对平板式的焊接件位置进行调整和矫正。

为了提高精度,需要设置大量的电子控制元件自动操控调节机构,这样就会导致检测的成本大大提高,但是采用设置在同一水平面内的若干个焊缝检测头4进行检测的方式,就不需要设置调节机构,只要平板式的焊接件经过由若干个焊缝检测头4组成的检测线,就可以将任意位置的焊缝经过焊缝检测头,检测覆盖面广,效率高,值得广泛推广。

实施例二

请参阅图1、图2和图4,在实施例1的基础上做了进一步改进:

现有技术中管件类的焊接件也比较多,现有检测设备针对管件类的焊缝检测操作时,需要手持焊缝检测头4在管件类的焊接件外壁寻找焊缝,方能对焊缝进行检测,但是检测过程中,需要频繁转动管件类的焊接件,需要消耗一定的人力,影响检测的效率,通过在焊接台1的下端设有第二支撑机构3,利用第二支撑机构3可将若干个焊缝检测头4呈环形结构设置,方便对管件类的待检测件的焊缝位置进行全方位覆盖检测,不需要借助大量的人力对管件类的焊接间隙转动,可实现对管件类的焊接件的焊缝位置进行全方位覆盖检测,不易出现漏检的地方,降低残次品率。

焊接台1的上端开设有位于两个支撑立柱21之间的贯穿孔11,第二支撑机构3包括靠板31、伺服电机32、倒立T型块34和中空导向钢圈35,靠板31垂直固定在焊接台1的底部一端,伺服电机32固定安装在靠板31侧壁底端,伺服电机32的动力轴33尖端径向固定有传动杆38,伺服电机32提供动力带动传动杆38在动力轴33的尖端作圆周运动。

倒立T型块34固定安装中空导向钢圈35的外壁顶端,且中空导向钢圈35滑动设置在贯穿孔11内部,倒立T型块34的底端开设有T型滑槽,传动杆38的尖端铰接有可沿着T型滑槽内部自由滑动的T型滑块312,传动杆38可以动力轴33为转动中心在0-180°范围内往复拨动,可通过T型滑块312沿着倒立T型块34的T型滑槽内部滑动,同时带动倒立T型块34顶端的中空导向钢圈35沿着贯穿孔11内部上下滑动。

也可采用伸缩气缸带动中空导向钢圈35沿着贯穿孔11内部上下滑动,但是伸缩气缸提供动力,不便于把控伸缩量,需要预设伸缩范围,操作方式较为繁琐,而采用传动杆38可以动力轴33为转动中心在0-180°范围内转动,既能够满足对中空导向钢圈35的升降操作,也能够降低更多设置和繁琐操作。简化了操作方式和步骤。

为了不影响第一支撑机构2固定若干个焊缝焊接头4,利用伺服电机32带动传动杆38转动,传动杆38可利用T型滑块312沿着倒立T型块34的T型滑槽内滑动,当传动杆38转动至与倒立T型块34的底端面即将平行的时候停止伺服电机32,传动杆38可利用T型滑块312滑动的同时带动中空导向钢圈35沿着贯穿孔11内部下滑,直至将中空导向钢圈35的外壁顶端完全收纳至贯穿孔11内部,这样不影响平板式的焊接沿着经过两个支撑立柱21之间进行检测操作。

中空导向钢圈35的径向侧壁开设有若干个插接孔311,插接块26与插接孔311卡接,且焊缝检测头4延伸至中空导向钢圈35的内部,将中空导向钢圈35沿着贯穿孔11内部向上升起,徒手转动螺纹调节杆24,将两个螺纹调节杆24向相互靠近的一侧调整,可将连接带25处于松弛状态,然后围绕矩形缺口22侧壁转动螺纹套筒23,可将连接带25下沉设置在中空导向钢圈35的外壁,随后将插接块26与中空导向钢圈35的插接孔311卡接,可将焊缝检测头4延伸至中空导向钢圈35的内部。

利用插接块26固定住焊缝检测头4的位置,这样可将若干个焊缝检测头4沿着中空导向钢圈35外壁分布围绕成环形结构,使得检测范围从直线式变化为环形方式,针对管件式的焊接件非常适用,无论焊缝处于管件式的焊接件外壁的任意位置,都会暴露在环形分布的若干个焊缝检测头4的检测扫描范围内,不会出现未检测的地方,实现全方位覆盖检测。

利用第一支撑机构2可将若干个焊缝检测头4设置在同一水平内,方便对平板式的待检测件进行全方位覆盖检测,利用第二支撑机构3可将若干个焊缝检测头4呈环形结构设置在中空导向钢圈35径向侧壁,方便对管件类的待检测件的焊缝位置进行全方位覆盖检测,通过两种方式可实现根据焊接件形状结构对焊接件的焊缝位置进行全方位覆盖检测,不易出现漏检的地方,降低残次品率,并提高检测的效率。

为了避免管件式的焊接件进入中空导向钢圈35内以后,误触焊缝检测头4造成损坏,在中空导向钢圈35的径向侧壁转动内嵌有若干个与插接孔311交错分布的滚球310,滚球310可与管件式的焊接件外壁滚动贴合,从而能够支撑起管件式的焊接件,与焊缝检测头4保持一定的间隙,不会造成焊缝检测头4的损坏,另外,滚球310可起到对管件式焊接件的滚动导向作用,降低管件式的焊接件的移动摩擦力。

中空导向钢圈35沿着贯穿孔11内部上下滑动时,易出现晃动的现象,通过在倒立T型块34远离伺服电机32的一端固定有T型导向块37,贯穿孔11的底端开口一侧垂直设有导向板36,导向板36侧壁开设有与T型导向块37滑动卡接的卡槽39,中空导向钢圈35上下滑动时,利用T型导向块37同步沿着卡槽39内部滑动,既不影响中空导向钢圈35的上下滑动,又可避免中空导向钢圈35晃动,增强中空导向钢圈35的支撑稳定性。

实施例三

请参阅图1,在实施例2的基础上做了进一步改进:

连接带25为橡胶材质和无纺布材质均可,可选择橡胶材质和无纺布材质均可,也可选择其他质地脚软的材质均可代替橡胶材质和无纺布材质,目的为了采用质地较软的材质,让连接带25能够弯曲,完全贴合在中空导向钢圈35的外壁,便于将插接块26能够完全插入插接孔311内,便于将焊缝检测头4穿过插接孔311进入到中空导向钢圈35内进行检测操作。

如果采用硬质材质,影响连接带25的弯曲,那就会影响焊缝检测头4穿过插接孔311进入到中空导向钢圈35内,无法将若干个焊缝检测头4围成环形结构对管件的焊缝全方位覆盖。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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