一種塑料焊接活動臂制造技術

本發明專利技術提供了一種塑料焊接活動臂，包括激光焊槍、閃擺器組件、擺臂組件、垂直臂組件、行程車組件以及工控機；所述激光焊槍通過焊槍支架設置在閃擺器組件的閃擺器軸上，閃擺器軸與閃擺器驅動機構傳動連接，擺臂組件包括擺臂主體、擺臂托架、擺臂軸以及擺臂驅動機構，擺臂驅動機構驅動擺臂軸及擺臂主體擺動，垂直臂組件包括垂直臂主體、垂直臂直線導軌以及垂直臂驅動機構，所述行程車組件包括框架底板、縱向直線導軌、橫向直線導軌以及行程車驅動機構。本發明專利技術提供的塑料焊接活動臂能夠實現多自由度的移動焊接，適應焊接路徑復雜的工件焊接，閃擺器組件能夠模擬手工焊的焊接方式，可改善焊接質量，降低人工成本。降低人工成本。降低人工成本。

A plastic welding movable arm

【技術實現步驟摘要】
一種塑料焊接活動臂


[0001]本專利技術涉及熱塑性材料
，尤其是涉及一種焊接熱塑性工件的塑料焊接活動臂。

技術介紹

[0002]塑料是非金屬，是人造的有機材料，是一種或多種大分子量的聚合物為主要成分。塑料的直接產品是固態或液態的樹脂，其通常被加工成粉狀、粒狀或糊狀等形成的塑料母料，并在其中摻入一定量的添加劑，然后再在較高溫度或壓力條件下被加工成塑型材或塑料制品。根據塑料化學成分、性態及溫度作用，其通常分為兩大類：熱塑性塑料和熱固性塑料，塑料的焊接其實就是指熱塑性塑料的焊接；熱塑性塑料還可分為結晶型和非結晶型塑料兩類，由于塑料結晶是不完全的，所以結晶型塑料也常稱作半晶態塑料（如PE、PP、PA、POM等），而非結晶型塑料也稱作無定型塑料（如PVC、PS、PMMA、PC、ABS等），非結晶型塑料通常要比結晶型塑料容易焊接。
[0003]已公開的中國專利申請CN104626543A公開了一種熱塑性復合材料的焊接方法，通過熱傳導的方式實現激光焊接過程。由于熱塑性塑料工件能夠一次成型得到形狀復雜的截面，這就導致焊接路徑往往較為復雜，一般的焊接裝置很難滿足要求。另外，熱塑性塑料工件受熱易變形，這樣在焊接過程中也會因為不可控的熱變形導致焊接位置偏離，嚴重影響的焊縫的質量。

技術實現思路

[0004]本專利技術旨在提出一種塑料焊接活動臂，更好的適應復雜的焊接路徑，從而改善焊接質量，降低機械臂成本。
[0005]為達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的：一種塑料焊接活動臂，其特征在于：包括激光焊槍、閃擺器組件、擺臂組件、垂直臂組件、行程車組件以及工控機；激光焊槍包括用于發射激光的第一激光器和第二激光器，所述閃擺器組件包括閃擺器上殼、閃擺器底殼、閃擺軸承、閃擺器軸、閃擺器驅動機構及焊槍支架，所述激光焊槍通過焊槍支架設置在閃擺器軸上，所述閃擺器軸通過閃擺軸承設置在閃擺器底殼及閃擺器上殼上，所述閃擺器軸與所述閃擺器驅動機構傳動連接；所述擺臂組件包括擺臂主體、擺臂托架、擺臂軸以及擺臂驅動機構，所述擺臂主體通過擺臂托架與閃擺器組件的閃擺器底殼連接，所述擺臂主體與擺臂軸連接，所述擺臂軸轉動設置在垂直臂組件上，所述擺臂軸與所述擺臂驅動機構傳動連接，所述擺臂驅動機構驅動擺臂軸及擺臂主體擺動；所述垂直臂組件包括垂直臂主體、垂直臂直線導軌以及垂直臂驅動機構，所述擺臂組件設置在垂直臂主體上，所述垂直臂主體通過底部的垂直臂導軌卡座與所述垂直臂直線導軌活動連接，所述垂直臂驅動機構控制垂直臂主體沿所述垂直臂直線導軌提升或降
低；所述行程車組件包括框架底板、縱向直線導軌、橫向直線導軌以及行程車驅動機構，所述垂直臂主體設置在框架底板上，行程車驅動機構包括分別驅動所述垂直臂主體沿縱向直線導軌的縱向伺服電機和沿橫向直線導軌運動的橫向伺服電機。
[0006]進一步的，閃擺器驅動機構包括扇形齒輪、閃擺器行星減速器以及閃擺器伺服電機，扇形齒輪的一端與所述閃擺器軸固定連接，另一端通過所述閃擺器行星減速器與所述閃擺器伺服電機傳動連接。
[0007]進一步的，所述扇形齒輪為四氟尼龍齒輪。
[0008]進一步的，所述擺臂驅動機構包括依次連接的曲臂齒輪、主動小齒輪、擺臂行星減速器與擺臂伺服電機，所述曲臂齒輪與所述擺臂軸固定連接。
[0009]進一步的，所述垂直臂組件還包括升降臂框架及升降臂軸，所述升降臂框架通過升降臂軸設置在框架底板上，所述升降臂軸通過旋轉齒條與旋轉伺服電機連接，所述旋轉伺服電機通過旋轉齒條、升降臂軸控制升降臂框架旋轉至少60
°
，所述升降臂框架旋轉帶動垂直臂主體旋轉行走。
[0010]進一步的，所述行程車組件還包括縱向車底板、橫向車底板、橫向導軌托板，所述框架底板上設置有中心旋轉軸承，所述垂直臂主體通過升降臂框架設置在框架底板的中心旋轉軸承上，所述框架底板底部與縱向車底板連接，所述縱向車底板通過縱向導軌卡座設置在縱向直線導軌上，所述縱向直線導軌設置在橫向車底板上，所述橫向車底板通過橫向導軌卡座設置在橫向直線導軌上，所述橫向直線導軌設置在橫向導軌托板上；所述縱向車底板通過縱向行走絲杠與縱向伺服電機連接，所述橫向車底板通過橫向齒條與橫向伺服電機連接，所述縱向伺服電機通過縱向行走絲杠控制縱向車底板及升降臂框架縱向行走，所述橫向伺服電機通過橫向齒條控制橫向車底板及升降臂框架橫向行走，所述升降臂框架橫向行走帶動垂直臂主體縱向行走。
[0011]進一步的，工控機包括視覺系統、塑料焊接活動臂控制系統以及激光焊接控制系統；所述視覺系統用于獲取待焊接位置的焊道偏移量，所述塑料焊接活動臂控制系統根據焊道偏移量控制擺臂組件、垂直臂組件及行程車組件運動；所述激光焊接控制系統根據焊道偏移量控制激光焊槍和閃擺器組件工作。
[0012]進一步的，所述視覺系統執行以下步驟來實現焊道特征點的識別：S1：首先進行焊道識別模型訓練：采樣圖像制作數據集，對焊道識別進行訓練；S2：利用訓練完成的焊道識別模型識別下一焊點的焊道，獲得本次采樣的輪廓特征。其中，輪廓特征包括預設的基準線的位置、焊道輪廓以及焊道中心線的位置；S3：將本次采樣的輪廓特征進行分析，確定本次采樣焊道偏移量，并根據焊道偏移量的大小發送相應的控制信號；具體包括：S301：當焊道偏移量大于第一預設值時，判定當前的焊道位置發生了明顯較大的偏移，需要對焊接路徑進行調整，S302：當焊道偏移量大于或等于第二預設值，且小于或等于第一預設值時，判定當前的焊道位置發生了局部偏移，需要對焊接參數進行調整，焊接參數包括第一激光器和第二激光器的激光功率和焊接速度；S303：當焊道偏移量小于第二預設值時，判定偏移量無影響，無需進行調整。
[0013]進一步的，焊道偏移量為采樣圖像中焊道中心線與基準線在第一激光束和第二激光束光斑的中心線連線方向的距離。
[0014]進一步的，焊道偏移量的計算公式為：，其中，λ表示焊道偏移量；S1表示焊道與第一激光束光斑重合的第一面積；S2表示焊道與第二激光束光斑重合的第二面積。
[0015]相對于現有技術，本專利技術所述的塑料焊接活動臂具有以下優勢：本專利技術所述的塑料焊接活動臂能夠實現多自由度的移動焊接，適應焊接路徑復雜的工件焊接，閃擺器組件能夠模擬手工焊的焊接方式，可改善焊接質量，降低人工成本。通過設置視覺系統對焊道偏移度進行監測，能夠及時發現熱變形導致的焊道偏移，并根據焊道偏移量采取不同的控制手段，包括焊接路徑調整、焊接參數的調整，以適應不同程度的焊道偏移，顯著提高焊接的精準度和均勻性。
附圖說明
[0016]構成本專利技術創造的一部分的附圖用來提供對本專利技術創造的進一步理解，本專利技術創造的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術創造，并不構成對本專利技術創造的不當限定。在附圖中：圖1為本專利技術實施例所述的塑料焊接活動臂的整體示意圖；圖2為本專利技術實施例所述的閃擺器示意圖一；圖3為本專利技術實施例所述的閃擺器示意圖二；圖4為本專利技術實施例所述的閃擺器示意圖三；圖5為本專利技術實施例所述的焊槍支架示意圖一；圖6為本專利技術實施例所述的焊槍支架示意圖二本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種塑料焊接活動臂，其特征在于：包括激光焊槍、閃擺器組件、擺臂組件、垂直臂組件、行程車組件以及工控機；激光焊槍包括用于發射激光的第一激光器和第二激光器，所述閃擺器組件包括閃擺器上殼、閃擺器底殼、閃擺軸承、閃擺器軸、閃擺器驅動機構及焊槍支架，所述激光焊槍通過焊槍支架設置在閃擺器軸上，所述閃擺器軸通過閃擺軸承設置在閃擺器底殼及閃擺器上殼上，所述閃擺器軸與所述閃擺器驅動機構傳動連接；所述擺臂組件包括擺臂主體、擺臂托架、擺臂軸以及擺臂驅動機構，所述擺臂主體通過擺臂托架與閃擺器組件的閃擺器底殼連接，所述擺臂主體與擺臂軸連接，所述擺臂軸轉動設置在垂直臂組件上，所述擺臂軸與所述擺臂驅動機構傳動連接，所述擺臂驅動機構驅動擺臂軸及擺臂主體擺動；所述垂直臂組件包括垂直臂主體、垂直臂直線導軌以及垂直臂驅動機構，所述擺臂組件設置在垂直臂主體上，所述垂直臂主體通過底部的垂直臂導軌卡座與所述垂直臂直線導軌活動連接，所述垂直臂驅動機構控制垂直臂主體沿所述垂直臂直線導軌提升或降低；所述行程車組件包括框架底板、縱向直線導軌、橫向直線導軌以及行程車驅動機構，所述垂直臂主體設置在框架底板上，行程車驅動機構包括分別驅動所述垂直臂主體沿縱向直線導軌的縱向伺服電機和沿橫向直線導軌運動的橫向伺服電機。2.根據權利要求1所述的一種塑料焊接活動臂，其特征在于，閃擺器驅動機構包括扇形齒輪、閃擺器行星減速器以及閃擺器伺服電機，扇形齒輪的一端與所述閃擺器軸固定連接，另一端通過所述閃擺器行星減速器與所述閃擺器伺服電機傳動連接。3.根據權利要求2所述的塑料焊接活動臂，其特征在于，所述扇形齒輪為四氟尼龍齒輪。4.根據權利要求1所述的一種塑料焊接活動臂，其特征在于，所述擺臂驅動機構包括依次連接的曲臂齒輪、主動小齒輪、擺臂行星減速器與擺臂伺服電機，所述曲臂齒輪與所述擺臂軸固定連接。5.根據權利要求1所述的塑料焊接活動臂，其特征在于，所述垂直臂組件還包括升降臂框架及升降臂軸，所述升降臂框架通過升降臂軸設置在框架底板上，所述升降臂軸通過旋轉齒條與旋轉伺服電機連接，所述旋轉伺服電機通過旋轉齒條、升降臂軸控制升降臂框架旋轉至少60
°
，所述升降臂框架旋轉帶動垂直臂主體旋轉行走。6.根據權利要求5所述的塑料焊接活動臂，其特征在于，所述行程車組件還包括縱向車底板、橫向車底板、橫向導軌托板，所述框架底板上設置有中心旋轉軸承，所述垂直...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫年茂，
申請(專利權)人：天津市奧聯特鋼結構安裝工程有限公司，
類型：發明
國別省市：