專利名稱：非接觸式焊接自動跟蹤調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動跟蹤調(diào)節(jié)裝置，具體地說是涉及一種用于焊接領(lǐng)域的非接觸式自動跟蹤調(diào)節(jié)裝置。
焊接是一種集高溫、輻射、煙塵的加工作業(yè)，手工操作的勞動強度大，受操作者的體力、技能、情緒等因素的變化而直接影響到焊接質(zhì)量的穩(wěn)定。因此，以機械化和自動化來替代人工操作是焊接領(lǐng)域的發(fā)展方向。實現(xiàn)自動化焊接的關(guān)鍵在于必需有一可判斷焊接點與焊槍距離并可自動調(diào)節(jié)焊槍位置的裝置，以保證在施焊中將焊距始終控制在焊縫的中央并保持一致的弧長。目前，焊接自動跟蹤調(diào)節(jié)裝置主要是接觸式機械傳感器類，它利用與焊縫接觸的杠桿觸頭來獲得偏差的開關(guān)信號，通過開關(guān)控制電機驅(qū)動焊槍作水平或垂直調(diào)整，從而達(dá)到跟蹤調(diào)節(jié)施焊的目的。但是這種焊接自動跟蹤調(diào)節(jié)裝置存在著這樣的缺點焊接口必須是坡口或角焊位置；傳感器易磨損，使用壽命短、可靠性低而且通用性差。另外還有一些尚在實驗室階段的焊接自動跟蹤調(diào)節(jié)裝置則是通過檢測焊接電壓在不同時段、位置的變化信號或弧長信號，然后經(jīng)計算機系統(tǒng)處理計算偏差，再驅(qū)動執(zhí)行電機調(diào)整糾偏，這類焊接自動跟蹤調(diào)節(jié)裝置均存在一些不足必須從電弧電壓上取信號，難以用標(biāo)準(zhǔn)軟件匹配不同的焊接規(guī)范的信號比；受焊接場合中的各種波長輻射、光電磁效應(yīng)、溫度場對電弧數(shù)據(jù)的影響，可靠性不高。
本實用新型旨在于提供一種新的焊接自動跟蹤調(diào)節(jié)裝置，它克服了原有焊接自動跟蹤調(diào)節(jié)裝置的缺陷，跟蹤執(zhí)行系統(tǒng)不受電弧電源限制，無論焊接與否均能正常工作而且可靠性高，并能適應(yīng)不同的焊接條件和環(huán)境。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，該裝置由傳感器、信號處理系統(tǒng)和執(zhí)行驅(qū)動部件三個部分組成，執(zhí)行驅(qū)動部件通過底座固定到焊接機械或行走小車上，調(diào)節(jié)端通過夾具夾住焊槍以控制焊槍的位置，傳感器則用夾具固定在焊槍的適當(dāng)位置上，執(zhí)行驅(qū)動部件和傳感器由導(dǎo)線和信號處理系統(tǒng)連接。當(dāng)焊接機械或行走小車沿焊縫前進(jìn)時，傳感器檢測到焊距中心與焊縫有偏差，將信號傳給系統(tǒng)，系統(tǒng)經(jīng)邏輯處理后，輸出指令由執(zhí)行驅(qū)動部件調(diào)整焊槍位置直到無偏差，整個裝置實現(xiàn)自身閉環(huán)。該裝置以通常的市電(+220V)為電源與焊接電源分離開來，兩者之間沒有電的連接，相對獨立，故可不受電弧電源限制和焊接與否的限制而正常工作。該裝置以電渦流傳感器作為焊距中心與焊縫偏差數(shù)據(jù)的檢測采樣器，有效地避開了焊接的輻射、電磁、溫度變化的影響，較好地適應(yīng)了焊接惡劣環(huán)境，焊接精度和可靠性有保障。
由于在焊接機械或行走小車上所應(yīng)用的自動跟蹤調(diào)節(jié)裝置具有獨立電源系統(tǒng)不與電弧產(chǎn)生電的聯(lián)系，因而不受電弧電源限制和焊接與否的限制，適應(yīng)性大大提高，能通用于各種焊接條件；采用電渦流傳感器檢測焊距中心與焊縫偏差數(shù)據(jù)，有效地避開焊接的輻射、電磁、溫度變化的干擾，能適應(yīng)各種各樣的焊接惡劣環(huán)境，提高自動跟蹤調(diào)節(jié)焊接裝置焊接精確度和可靠性。本實用新型不僅有效減輕焊接工人的勞動強度、提高焊接生產(chǎn)效率和獲得高質(zhì)量的焊接效果，而且積極推動焊接技術(shù)向高效、智能化方向發(fā)展。


圖1為本實用新型的原理示意圖；圖2為本實用新型的信號流程圖3為本實用新型的執(zhí)行驅(qū)動部件結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型的執(zhí)行驅(qū)動部件左視剖視圖；圖5為本實用新型的焊接(平面)應(yīng)用示意圖；圖6為本實用新型的焊接(內(nèi)角)應(yīng)用示意圖；圖7為本實用新型的焊接(外角)應(yīng)用示意圖；圖8為本實用新型的焊接(橫焊縫)應(yīng)用示意圖；圖9為本實用新型的焊接(廂型梁角)應(yīng)用示意圖。
以下結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型做進(jìn)一步說明如
圖1、圖2所示，本實用新型是由通過夾具10、11固定在焊槍1的適當(dāng)位置上的電渦流傳感器2、3、執(zhí)行驅(qū)動部件4和信號處理系統(tǒng)5組成。該執(zhí)行驅(qū)動部件4為十字滑架，它是由可正反轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機6、7、帶有底座13的垂直臂8和帶有夾具12的水平滑臂9成，垂直臂8的底座13可以固定在焊接機械或行走小車上，夾具12用以固定焊槍1。電渦流傳感器2、3和十字滑架4通過導(dǎo)線或電纜和信號處理系統(tǒng)5對應(yīng)元件連接。信號處理系統(tǒng)5包括信號處理、A/D轉(zhuǎn)換、脈沖發(fā)生、邏輯控制、時鐘控制和驅(qū)動等電路，以相對獨立的市電(+220V)為電源，與焊接電源分離開來，兩者之間沒有電的連接，可以避開電弧電壓影響，無論焊接與否均能正常工作。
焊接時，焊接小車沿焊縫前進(jìn)，則十字滑架4、焊槍1和電渦流傳感器2、3也隨之前進(jìn)。當(dāng)電渦流傳感器2、3檢測到由引導(dǎo)板14產(chǎn)生的感應(yīng)電渦流量，將該感應(yīng)電渦流量以信號的方式通過導(dǎo)線傳送到信號處理電路，信號處理電路將該數(shù)值與設(shè)定值比較，并將比較的結(jié)果傳送給A/D轉(zhuǎn)換和脈沖發(fā)生電路，A/D轉(zhuǎn)換和脈沖發(fā)生電路收到信號后將其轉(zhuǎn)化成脈沖信號并傳送到邏輯控制電路部分，邏輯控制電路部分進(jìn)行分析判斷并輸出調(diào)整數(shù)字脈沖信號到脈沖驅(qū)動電路部分，脈沖驅(qū)動電路部分根據(jù)該數(shù)字信號驅(qū)動并控制步進(jìn)電機6、7的正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速從而控制十字滑架4快速做出水平或垂直的調(diào)整，帶動焊槍1調(diào)整其與焊縫中心線的位置偏差。在焊槍1位置調(diào)節(jié)過程中，信號處理系統(tǒng)5會自動根據(jù)電渦流傳感器2、3傳回的信息作出相應(yīng)的調(diào)整，直到焊槍1與焊縫中心線的位置偏差和給定值一致。
如圖3、圖4所示，十字滑架4包括步進(jìn)電機6、7、帶有底座13的垂直臂8和帶有夾具12的水平滑臂9三個部分垂直臂8和水平滑臂9由通過軸承27、28、29、30固定在支板31、32、33、34上的滾珠絲桿17、18 、LM軸23、24、25、26、滑塊19、20、前板37、38和后板39、40組成。垂直臂8和水平滑臂9之間通過滑塊19、20和聯(lián)接板41用螺母連結(jié)；步進(jìn)電機6、7則通過聯(lián)軸套35、36分別與垂直臂8和水平滑臂9連結(jié)。滑塊19、20套在LM軸23、24、25、26上，由鑲嵌的滾珠圓柱螺母21、22固定在滾珠絲桿17、18上。
當(dāng)步進(jìn)電機6、7啟動時，滾珠絲桿17、18也隨之轉(zhuǎn)動，滑塊19、20受到滾珠圓柱螺母21、22與滾珠絲桿17、18的螺旋力作用而沿滾珠絲桿17、18和LM軸23、24、25、26滑動，從而帶動水平滑臂9做上下左右運動。當(dāng)步進(jìn)電機6動作時，水平滑臂9做水平方向運動，從而調(diào)節(jié)焊槍1的水平位置；當(dāng)步進(jìn)電機7動作時，水平滑架9就沿垂直臂做上下運動，從而調(diào)節(jié)焊槍1的垂直位置。
圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示的為本實用新型在不同的焊接情況下的應(yīng)用方式。
權(quán)利要求1．、一種焊接自動跟蹤調(diào)節(jié)裝置，它包括一般自動跟蹤調(diào)節(jié)裝置所具有的傳感器、信號處理系統(tǒng)和執(zhí)行驅(qū)動部件，其特征在于其執(zhí)行驅(qū)動部件為十字滑架(4)，底座(13)可以固定到焊接機械或行走小車上，水平滑臂(9)通過夾具(12)固定焊槍(1)，步進(jìn)電機(6、7)通過控制水平滑臂(9)上下左右移動調(diào)整焊槍(1)的位置；所用的傳感器為電渦流傳感器(2、3)，由夾具(10、11)固定在焊槍(1)的適當(dāng)位置上，用于檢測焊距中心與焊縫偏差；執(zhí)行驅(qū)動部件(4)和傳感器(2、3)通過導(dǎo)線或電纜和信號處理系統(tǒng)(5)對應(yīng)元件連接；信號處理系統(tǒng)(5)以相對獨立的市電為電源，而與焊接電源嚴(yán)格分離開來。
2．、根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動跟蹤調(diào)節(jié)裝置，其特征在于用作執(zhí)行驅(qū)動的十字滑架(4)包括步進(jìn)電機(6、7)、帶有底座(13)的垂直臂(8)和帶有夾具(12)的水平滑臂(9)三個部分；其垂直臂(8)和水平滑臂(9)由通過軸承(27、28、29、30)固定在支板(31、32、33、34)上的滾珠絲桿(17、18)、LM軸(23、24、25、26)、滑塊(19、20)、前板(37、38)和后板(39、40)組成；垂直臂(8)和水平滑臂(9)之間通過滑塊(19、20)和聯(lián)接板(41)用螺母連結(jié)；步進(jìn)電機(6、7)則通過聯(lián)軸套(35、36)分別與垂直臂(8)和水平滑臂(9)連接；滑塊(19、20)套在LM軸(23、24、25、26)上，并通過滾珠圓柱螺母(21、22)固定在滾珠絲桿(17、18)上。
專利摘要本實用新型提供了一種焊接自動跟蹤調(diào)節(jié)裝置,它由電渦流傳感器、信號處理系統(tǒng)和執(zhí)行驅(qū)動部件構(gòu)成:執(zhí)行驅(qū)動部件可以固定到焊接機械或行走小車上,焊槍接在其水平滑臂上,傳感器用夾具固定在焊槍的適當(dāng)位置上;具有獨立的電源系統(tǒng),不與電弧產(chǎn)生電的聯(lián)系,故不受電弧電源限制,無論焊接與否均能正常工作;用電渦流傳感器檢測偏差數(shù)據(jù),有效地避開焊接中輻射、電磁、溫度變化的干擾,能適應(yīng)各種各樣的焊接惡劣環(huán)境,提高焊接精確度和可靠性。
文檔編號B23K9/127GK2437447SQ00234990
公開日2001年7月4日 申請日期2000年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月25日
發(fā)明者曾維爾 申請人:曾維爾