專利名稱：雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高效、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)的埋弧焊接設(shè)備，特別是涉及一種雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，可廣泛應(yīng)用于鍋爐、化工機(jī)械、核電、重型機(jī)械等行業(yè)厚壁壓力容器的縱、環(huán)縫焊接。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，常規(guī)的雙絲窄間隙埋弧焊機(jī)由操作機(jī)、滾輪架(防竄)、窄間隙焊槍、焊縫跟蹤系統(tǒng)、焊接系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、焊劑輸送回收系統(tǒng)等部分組成。目前現(xiàn)有的雙絲窄間隙焊槍機(jī)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)電可靠性差，焊縫跟蹤采用機(jī)械式傳感器，調(diào)整、維護(hù)困難，這些都影響到設(shè)備工作的可靠性及自動化程度。近年推出的帶激光跟蹤的雙絲窄間隙焊接系統(tǒng)，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊接機(jī)頭和控制的成本高，對操作者和焊接工程師有較高的培訓(xùn)要求，很難得到廣泛的應(yīng)用。由此可見，上述現(xiàn)有的雙絲窄間隙埋弧焊機(jī)在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。有鑒于上述現(xiàn)有的雙絲窄間隙埋弧焊機(jī)存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的雙絲窄間隙埋弧焊機(jī)，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價值的本發(fā)明。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有的雙絲窄間隙埋弧焊機(jī)存在的缺陷，而提供一種新型的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，所要解決的技術(shù)問題是使其提供一種結(jié)構(gòu)簡單、導(dǎo)電性可靠的雙絲窄間隙焊槍，非常適于實(shí)用。本實(shí)用新型的另一目的在于，提供一種新型的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，所要解決的技術(shù)問題是使其提供一種采用激光位移傳感器通過采集的電壓信號進(jìn)行焊縫跟蹤的控制系統(tǒng)，采用非接觸式跟蹤，系統(tǒng)簡單，焊縫跟蹤穩(wěn)定，精度高，從而更加適于實(shí)用。本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其包括焊槍安裝板、焊劑回收管、后焊槍擺角電機(jī)、后焊槍送絲機(jī)、后焊槍焊劑輔助輸送嘴、前焊槍送絲機(jī)、前焊槍擺角電機(jī)、激光傳感器、后焊槍、后焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)、前焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)、前焊槍、焊劑主輸送嘴、激光掃描軸、激光掃描電機(jī)、工件一、工件二、后導(dǎo)電嘴、前導(dǎo)電嘴、伺服十字滑架；其中的前焊槍和后焊槍安裝在伺服十字滑架上；焊槍上配置有激光掃描軸；其中的前焊槍擺角電機(jī)和后焊槍擺角電機(jī)，通過機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，分別驅(qū)動前焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)和后焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)，調(diào)整兩個焊槍的擺角；其中的前焊槍送絲機(jī)和后焊槍送絲機(jī)上面設(shè)置有焊絲校直機(jī)構(gòu)；其中的焊劑主輸送嘴設(shè)置在前焊槍的前方，通過螺釘連接固定在前焊槍的右側(cè)，即焊接方向一側(cè)；其中的焊劑輔助輸送嘴設(shè)置在前焊槍和后焊槍之間，通過螺釘連接固定在前焊槍的左側(cè)；所述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，采用非接觸式焊縫跟蹤技術(shù)。本實(shí)用新型的目的以及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其中所述的后焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)和前焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)上均設(shè)置有彎曲角度，焊絲緊貼導(dǎo)電嘴，焊絲的自身彈力補(bǔ)償導(dǎo)電嘴的磨損，并構(gòu)成兩焊絲之間所需夾角。前述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其中所述的前焊槍和后焊槍的槍體表面設(shè)有可靠絕緣的陶瓷覆層；前焊槍和后焊槍的前后間距和左右間距可調(diào)節(jié)。前述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其中所述的前焊槍擺角電機(jī)和后焊槍擺角電機(jī)均為帶抱閘的伺服電機(jī)，斷電后保持焊絲角度不變；并采用精密傳動機(jī)構(gòu)，閉環(huán)控制擺角角度。前述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其中所述的后焊槍送絲機(jī)和前焊槍送絲機(jī)將校直后的焊絲分別送入后焊槍和前焊槍，并由后焊槍擺角電機(jī)和前焊槍擺角電機(jī)送出。前述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其中所述的在焊劑主輸送嘴和前焊槍的裝配面及裝配孔內(nèi)，都設(shè)置有絕緣層。前述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其中所述的焊劑輔助輸送嘴和后焊槍的裝配面及裝配孔內(nèi)，都設(shè)置有絕緣層。前述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其中所述的激光傳感器，安裝在激光掃描軸上；伺服十字滑架的水平軸與激光掃描軸平行，激光掃描電機(jī)拖動激光傳感器掃描焊縫；伺服十字滑架的水平軸和垂直軸分別執(zhí)行水平和高度方向上的焊縫跟蹤，工件一和工件二為被焊接的零件。前述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其中所述的激光傳感器為高精度長距離激光位移傳感器，輸出與檢測距離成正比的模擬量電壓值。前述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，該設(shè)備采用非接觸式焊縫跟蹤技術(shù)；其中隨著焊縫厚度的增加，焊槍在水平方向上保持與側(cè)壁的距離一致。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。經(jīng)由以上可知，為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種簡單、高效的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，包括一種結(jié)構(gòu)簡單、導(dǎo)電性可靠的雙絲窄間隙焊槍，開發(fā)了一種采用激光位移傳感器通過采集的電壓信號進(jìn)行焊縫跟蹤的控制系統(tǒng)，非接觸式跟蹤，系統(tǒng)簡單，焊縫跟蹤穩(wěn)定，精度高。本實(shí)用新型解決上述問題采用的技術(shù)方案是在焊槍設(shè)計(jì)上，送絲管至導(dǎo)電嘴過渡區(qū)域帶有一定的彎曲角度，在送絲過程中，焊絲產(chǎn)生彈性變形。依靠自身的彈性產(chǎn)生的反向力，使焊絲始終緊貼在導(dǎo)電嘴內(nèi)壁上，即便導(dǎo)電嘴有一定的磨損，也能自動補(bǔ)償?？朔藗鹘y(tǒng)的直槍因?qū)щ娮炷p得不到補(bǔ)償或因彈簧受熱失去彈性而導(dǎo)致導(dǎo)電性差的問題，并巧妙地解決了兩焊絲之間需要的夾角，不需把整個焊槍布置成一定夾角，使焊槍空間更緊湊。[0021]在機(jī)械設(shè)計(jì)上，保證槍體的高剛性及強(qiáng)度。槍體表面陶瓷覆層，保證可靠的絕緣。 焊槍前后間距和左右間距可方便調(diào)節(jié)，滿足不同焊接工藝需要。焊槍擺角由帶抱間的交流伺服電機(jī)驅(qū)動，配合精密的傳動機(jī)構(gòu)，閉環(huán)控制擺角角度。前后焊絲分別有單獨(dú)的焊劑輸送嘴，保證后絲的焊劑使用量。焊槍上配有激光掃描軸，焊槍安裝在伺服十字滑架上。各驅(qū)動電機(jī)都采用交流伺服電機(jī)，保證數(shù)據(jù)交互和跟蹤精度。采用激光位移傳感器。焊接過程中，根據(jù)焊絲的指向，系統(tǒng)判別激光掃描的方向。 當(dāng)焊絲指向左(右)側(cè)壁時，激光同步地由中心向左(或右)掃描焊縫底部中心及坡口側(cè)壁。通過激光位移傳感器檢測的電壓信號，由PLC直接判別焊縫高度h及焊槍中心至側(cè)壁的距離1，實(shí)現(xiàn)對焊縫高度及側(cè)壁的跟蹤。具體實(shí)現(xiàn)方式為由激光首次掃描焊縫周期中提取焊槍在坡口中的基準(zhǔn)高度H和焊絲端部距側(cè)壁的基準(zhǔn)距離L。在后續(xù)的掃描周期中，每個掃描周期提取的焊槍高度”h”和焊絲端部距側(cè)壁的距離值” 1”，分別與“H”和“L”進(jìn)行比較。當(dāng)差值超過誤差容許范圍時，伺服十字滑架執(zhí)行水平及高度方向上的跟蹤。每個掃描周期執(zhí)行一次“檢測-比較-跟蹤”過程。這種跟蹤方式能保證焊槍至焊縫底部的高度及焊絲端部距側(cè)壁的距離保持不變(如圖5所示，I1 = I2 = I3)。與常規(guī)的跟蹤焊縫中心的模式相比，這種跟蹤方式能在焊縫的不同深度上，均能保證焊絲干伸長及焊絲端部至側(cè)壁的距離不變，從而保證可靠的側(cè)壁熔合及焊縫質(zhì)量。傳統(tǒng)機(jī)械跟蹤方式為焊槍上設(shè)計(jì)有三個機(jī)械靠輪，中間靠輪跟蹤焊縫底部的高度，左右兩個靠輪分別跟蹤焊縫的左右側(cè)壁，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)困難，跟蹤穩(wěn)定性較差。本方案與傳統(tǒng)的機(jī)械跟蹤方式相比，免去了三套機(jī)械靠輪機(jī)構(gòu)；與復(fù)雜的激光+高速攝像+圖像判別的跟蹤方案相比，本方案僅采用一個長距離精密激光位移傳感器，直接以采集到與距離成正比的電壓信號作為依據(jù)，自動判別焊槍在坡口中的位置，實(shí)現(xiàn)窄間隙焊接的焊縫高度及側(cè)壁的跟蹤，系統(tǒng)簡單可靠，價格低。借由上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果1、本實(shí)用新型在焊槍設(shè)計(jì)上，送絲管至導(dǎo)電嘴過渡區(qū)域帶有一定的彎曲角度，克服了傳統(tǒng)的直槍因?qū)щ娮炷p得不到補(bǔ)償或因彈簧受熱失去彈性而導(dǎo)致導(dǎo)電性差的問題， 并巧妙地解決了兩焊絲之間需要的夾角，不需把整個焊槍布置成一定夾角，使焊槍空間更緊湊。2、本實(shí)用新型在機(jī)械設(shè)計(jì)上，保證槍體的高剛性及強(qiáng)度。槍體表面陶瓷覆層，保證可靠的絕緣。3、焊槍前后間距和左右間距可方便調(diào)節(jié)，并閉環(huán)控制擺角角度。前后焊絲分別有單獨(dú)的焊劑輸送嘴，保證后絲的焊劑使用量。4、焊槍上配有激光掃描軸，焊槍安裝在伺服十字滑架上。各驅(qū)動電機(jī)都采用交流伺服電機(jī)，保證數(shù)據(jù)交互和跟蹤精度。5、采用激光位移傳感器。焊接過程中，根據(jù)焊絲的指向，系統(tǒng)判別激光掃描的方向，實(shí)現(xiàn)對焊縫高度及側(cè)壁的跟蹤。綜上所述，本實(shí)用新型在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征
6和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

圖1為本實(shí)用新型的側(cè)視圖。 圖2為本實(shí)用新型的正面視圖。 圖3為本實(shí)用新型的完整裝配圖。圖4為本實(shí)用新型的跟蹤原理示意圖,圖5為本實(shí)用新型的側(cè)壁跟蹤示意圖,[0036] 1 焊槍安裝板 2 焊劑回收管3:后焊槍擺角電機(jī) 4 后焊槍送絲機(jī)[0038]5 后焊槍焊劑輔助輸送嘴 6 前焊槍送絲機(jī)7:前焊槍擺角電機(jī) 8 激光傳感器[0040]9 后焊槍10后焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)[0041]11 前焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)12前焊槍[0042]13 焊劑主輸送嘴[0043]14 激光掃描軸15激光掃描電機(jī)[0044]16 工件一17工件二[0045]18:后導(dǎo)電嘴19前導(dǎo)電嘴[0046]21 伺服十字滑架
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本實(shí)用新型提出的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。有關(guān)本實(shí)用新型的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中將可清楚的呈現(xiàn)。為了方便說明，在以下的實(shí)施例中，相同的元件以相同的編號表示。請參閱圖1、圖2所示，圖1和圖2為本實(shí)用新型雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備的側(cè)視圖和正面視圖。本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其主要包括焊槍安裝板 1、焊劑回收管2、后焊槍擺角電機(jī)3、后焊槍送絲機(jī)4、后焊槍焊劑輔助輸送嘴5、前焊槍送絲機(jī)6、前焊槍擺角電機(jī)7、激光傳感器8、后焊槍9、后焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)10、前焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)11、 前焊槍12、焊劑主輸送嘴13、激光掃描軸14、激光掃描電機(jī)15、工件一 16、工件二 17、后導(dǎo)電嘴18、前導(dǎo)電嘴19 ；其中的前焊槍擺角電機(jī)7和后焊槍擺角電機(jī)3，通過機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，分別帶動前焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)U和后焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)10，實(shí)現(xiàn)前后兩個焊槍的擺角。前焊槍擺角電機(jī)7和后焊槍擺角電機(jī)3都為帶抱閘的伺服電機(jī)，斷電后仍能保持焊絲角度不變，實(shí)現(xiàn)焊槍角度的閉環(huán)控制，保證擺角的精度。在送絲后焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)10和前焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)11上都設(shè)計(jì)有一定的彎曲角度，通過焊絲的自身彈力補(bǔ)償導(dǎo)電嘴的磨損，提高了導(dǎo)電的可靠性和導(dǎo)電嘴的使用壽命，并解決了兩焊絲之間所需的夾角，而不需兩焊槍傾斜布置，結(jié)構(gòu)緊湊。其中的前焊槍送絲機(jī)6和后焊槍送絲機(jī)4為兩個焊槍的送絲機(jī)，該送絲機(jī)的上面設(shè)置有焊絲校直機(jī)構(gòu)。焊絲經(jīng)校直后，由前焊槍送絲機(jī)6和后焊槍送絲機(jī)4分別送入后焊槍9和前焊槍12，，焊絲經(jīng)由擺角機(jī)構(gòu)送出。其中的焊劑主輸送嘴13設(shè)置在前焊槍12的前方，通過螺釘固定在前焊槍12的右側(cè)(焊接方向一側(cè))，如圖3所示。在焊劑主輸送嘴13和前焊槍12的裝配面及裝配孔內(nèi)， 都考慮了可靠絕緣，設(shè)置有絕緣層。焊接時，主輸送嘴13將焊劑送入電弧區(qū)，為前后電弧提供可靠的保護(hù)。其中的焊劑輔助輸送嘴5設(shè)置在前焊槍12和后焊槍9之間，通過螺釘固定在前焊槍12的左側(cè)，如圖3所示。在焊劑輔助輸送嘴和后焊槍9的裝配面及裝配孔內(nèi)，都考慮了
可靠絕緣，設(shè)置有絕緣層。焊接時，焊劑輔助輸送嘴5為后絲的電弧補(bǔ)充焊劑，防止前絲焊完后，主輸送嘴13 送下的焊劑被前槍電弧消耗多，后槍保護(hù)效果變差。如圖2所示，其中的激光傳感器8，安裝在激光掃描軸14上，由激光掃描電機(jī)15拖動掃描焊縫。被焊接的零件為工件一 16和工件二 17。再請參閱圖3、圖4、圖5所示，圖3為本實(shí)用新型的三維裝配圖。圖4為本實(shí)用新型的跟蹤原理示意圖。圖5為本實(shí)用新型的側(cè)壁跟蹤示意圖。本實(shí)用新型的焊槍安裝在伺服十字滑架21上。伺服十字滑架21的水平軸與激光掃描軸14平行。激光掃描軸14拖動激光傳感器8，掃描焊縫。伺服十字滑架21的水平軸執(zhí)行焊縫側(cè)壁跟蹤，伺服十字滑架21的垂直軸執(zhí)行焊槍高度方向跟蹤。激光掃描如圖4所示。激光傳感器8為長距離激光位移傳感器，輸出與檢測距離成正比的模擬量(電壓值)。激光由焊縫中心向側(cè)壁掃描時，當(dāng)檢測電壓差值超過Δν時， 即判別為到達(dá)側(cè)壁，自動掃描暫停，此時檢測到的“1”與橫向跟蹤基準(zhǔn)距離“L”比較，當(dāng)差值超過容許誤差時，由水平軸執(zhí)行側(cè)壁跟蹤。然后，激光器自動返回焊縫中心，并暫停，檢測焊槍距離焊縫底部的高度“h”，并與基準(zhǔn)高度“H”比較，當(dāng)差值超過容許誤差時，由垂直軸執(zhí)行跟蹤。跟蹤完后，激光器繼續(xù)向側(cè)壁方向跟蹤，如此反復(fù)。如上所述，此跟蹤原理能保證焊槍距焊縫底部的高度H和焊絲端部距側(cè)壁的距離 L保持不變，這樣在焊接厚壁工件時，隨著焊縫厚度的增加，焊絲干伸長和焊絲端部距側(cè)壁的距離保持不變，有效保證焊縫的側(cè)壁熔合及質(zhì)量。如圖5所示。本實(shí)用新型提供了一種簡單、高效的解決方案，包括設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡單、導(dǎo)電性可靠的雙絲窄間隙焊槍(包括前焊槍12和后焊槍9)，開發(fā)了一種采用激光位移傳感器通過采集的電壓信號進(jìn)行焊縫跟蹤的控制系統(tǒng)，非接觸式跟蹤，系統(tǒng)簡單，焊縫跟蹤穩(wěn)定，精度
尚ο本實(shí)用新型解決上述問題采用的技術(shù)方案是在焊槍設(shè)計(jì)上，焊絲在送進(jìn)過程中會產(chǎn)生彎曲，產(chǎn)生彈性變形。依靠自身的彈性產(chǎn)生的反向力，使焊絲始終緊貼在后導(dǎo)電嘴18 和前導(dǎo)電嘴19的內(nèi)壁上，即便導(dǎo)電嘴有一定的磨損，也能自動補(bǔ)償?？朔藗鹘y(tǒng)的直槍因?qū)щ娮?后導(dǎo)電嘴18和前導(dǎo)電嘴19)磨損得不到補(bǔ)償或因彈簧受熱失去彈性而導(dǎo)致導(dǎo)電性差的問題，并巧妙地解決了兩焊絲之間需要的夾角，不需把整個焊槍布置成一定夾角，使焊槍空間更緊湊。在機(jī)械設(shè)計(jì)上，保證槍體(包括前槍12和后槍9)的高剛性及強(qiáng)度。槍體表面陶瓷覆層，保證可靠的絕緣。焊槍(包括前焊槍12和后焊槍9)前后間距和左右間距可方便調(diào)節(jié)，滿足不同焊接工藝需要。焊槍擺角由帶抱間的交流伺服電機(jī)驅(qū)動，配合精密的傳動機(jī)構(gòu)，閉環(huán)控制擺角角度。前后焊絲分別有單獨(dú)的焊劑輸送嘴(焊劑主輸送嘴13和焊劑輔助輸送嘴5)，保證后絲的焊劑使用量。焊槍上配有激光掃描軸14，焊槍安裝在伺服十字滑架 21上。各驅(qū)動電機(jī)都采用交流伺服電機(jī)，保證數(shù)據(jù)交互和跟蹤精度。采用激光位移傳感器8。焊接過程中，根據(jù)焊絲的指向，系統(tǒng)判別激光掃描的方向。 當(dāng)焊絲指向左(或右)側(cè)壁時，激光同步地由中心向左(或右)掃描焊縫底部中心及坡口側(cè)壁。通過激光位移傳感器檢測的電壓信號，由PLC直接判別焊縫高度h及焊槍中心至側(cè)壁的距離1，實(shí)現(xiàn)對焊縫高度及側(cè)壁的跟蹤。具體實(shí)現(xiàn)方式為由激光首次掃描焊縫周期中提取焊槍在坡口中的基準(zhǔn)高度H和焊絲端部距側(cè)壁的基準(zhǔn)距離L。在后續(xù)的掃描周期中，每個掃描周期提取的焊槍高度” h”和焊絲端部距側(cè)壁的距離值” 1，，，分別與“H”和“L”進(jìn)行比較。當(dāng)差值超過誤差容許范圍時，伺服十字滑架21執(zhí)行水平及高度方向上的跟蹤。每個掃描周期執(zhí)行一次“檢測-比較-跟蹤”過程。這種跟蹤方式能保證焊槍至焊縫底部的高度及焊絲端部距側(cè)壁的距離保持不變 (如圖5所示，I1 = I2 = I3)。與常規(guī)的跟蹤焊縫中心的模式相比，這種跟蹤方式能在焊縫的不同深度上，均能保證焊絲干伸長及焊絲端部至側(cè)壁的距離不變，從而保證可靠的側(cè)壁熔合及焊縫質(zhì)量。傳統(tǒng)機(jī)械跟蹤方式為焊槍上設(shè)計(jì)有三個機(jī)械靠輪，中間靠輪跟蹤焊縫底部的高度，左右兩個靠輪分別跟蹤焊縫的左右側(cè)壁，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)困難，跟蹤穩(wěn)定性較差。本方案與傳統(tǒng)的機(jī)械跟蹤方式相比，免去了三套機(jī)械靠輪機(jī)構(gòu)；與復(fù)雜的激光+ 高速攝像+圖像判別的跟蹤方案相比，本方案僅采用一個長距離精密激光位移傳感器，直接以采集到與距離成正比的電壓信號作為依據(jù)，自動判別焊槍在坡口中的位置，實(shí)現(xiàn)窄間隙焊接的焊縫高度及側(cè)壁的跟蹤，系統(tǒng)簡單可靠，價格低。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其特征在于其包括焊槍安裝板(1)、焊劑回收管O)、 后焊槍擺角電機(jī)(3)、后焊槍送絲機(jī)G)、后焊槍焊劑輔助輸送嘴(5)、前焊槍送絲機(jī)(6)、 前焊槍擺角電機(jī)(7)、激光傳感器(8)、后焊槍(9)、后焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)(10)、前焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)(11)、前焊槍(12)、焊劑主輸送嘴(13)、激光掃描軸(14)、激光掃描電機(jī)(15)、工件一(16)、 工件二(17)、后導(dǎo)電嘴(18)、前導(dǎo)電嘴(19)、伺服十字滑架；其中的前焊槍(12)和后焊槍(9)安裝在伺服十字滑架上；焊槍上配置有激光掃描軸(14)；其中的前焊槍擺角電機(jī)(7)和后焊槍擺角電機(jī)(3)，通過機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，分別驅(qū)動前焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)(11)和后焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)(10)，調(diào)整兩個焊槍的擺角；其中的前焊槍送絲機(jī)(6)和后焊槍送絲機(jī)(4)上面設(shè)置有焊絲校直機(jī)構(gòu)；其中的焊劑主輸送嘴(1 設(shè)置在前焊槍(1 的前方，通過螺釘連接固定在前焊槍(12)的右側(cè)，即焊接方向一側(cè)；其中的焊劑輔助輸送嘴( 設(shè)置在前焊槍(1 和后焊槍(9)之間，通過螺釘連接固定在前焊槍(1 的左側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其特征在于其中所述的后焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)(10)和前焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)(11)上均設(shè)置有彎曲角度，焊絲緊貼導(dǎo)電嘴，焊絲的自身彈力補(bǔ)償導(dǎo)電嘴的磨損，并構(gòu)成兩焊絲之間所需夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其特征在于其中所述的前焊槍(12) 和后焊槍(9)的槍體表面設(shè)有可靠絕緣的陶瓷覆層；前焊槍(12)和后焊槍(9)的前后間距和左右間距可調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其特征在于其中所述的前焊槍擺角電機(jī)(7)和后焊槍擺角電機(jī)(3)均為帶抱閘的伺服電機(jī)，斷電后保持焊絲角度不變；并采用精密傳動機(jī)構(gòu)，閉環(huán)控制擺角角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其特征在于其中所述的后焊槍送絲機(jī)⑷和前焊槍送絲機(jī)(6)將校直后的焊絲分別送入后焊槍(9)和前焊槍(12)，并由后焊槍擺角電機(jī)C3)和前焊槍擺角電機(jī)(7)送出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其特征在于其中所述的在焊劑主輸送嘴(1 和前焊槍(1 的裝配面及裝配孔內(nèi)，都設(shè)置有絕緣層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其特征在于其中所述的焊劑輔助輸送嘴( 和后焊槍(9)的裝配面及裝配孔內(nèi)，都設(shè)置有絕緣層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其特征在于其中所述的激光傳感器 (8)，安裝在激光掃描軸(14)上；伺服十字滑架的水平軸與激光掃描軸(14)平行，激光掃描電機(jī)(15)拖動激光傳感器(8)掃描焊縫；伺服十字滑架的水平軸和垂直軸分別執(zhí)行水平和高度方向上的焊縫跟蹤，工件一 (16)和工件二(17)為被焊接的零件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其特征在于其中所述的激光傳感器 (8)為高精度長距離激光位移傳感器，輸出與檢測距離成正比的模擬量電壓值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其特征在于該設(shè)備采用非接觸式焊縫跟蹤技術(shù)；隨著焊縫厚度的增加，焊槍在水平方向上保持與側(cè)壁的距離一致。
專利摘要本實(shí)用新型是有關(guān)于一種雙絲窄間隙埋弧焊設(shè)備，其包括焊槍安裝板、焊劑回收管、后焊槍擺角電機(jī)、后焊槍送絲機(jī)、后焊槍焊劑輔助輸送嘴、前焊槍送絲機(jī)、前焊槍擺角電機(jī)、激光傳感器、后焊槍、后焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)、前焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)、前焊槍、焊劑主輸送嘴、激光掃描軸、激光掃描電機(jī)、工件一、工件二、后導(dǎo)電嘴、前導(dǎo)電嘴、伺服十字滑架；其中的前焊槍和后焊槍安裝在伺服十字滑架上；焊槍上配置有激光掃描軸。本實(shí)用新型在其后焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)和前焊槍轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)上均設(shè)置有彎曲角度，保證導(dǎo)電嘴的可靠導(dǎo)電，減小導(dǎo)電嘴的磨損；同時采用非接觸式激光跟蹤系統(tǒng)，激光器周期性掃描焊縫，由伺服十字滑架執(zhí)行水平及高度方向的跟蹤。
文檔編號B23K9/127GK202180285SQ20112015706
公開日2012年4月4日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者唐偉, 徐海然, 楊乃文, 楊學(xué)兵, 王忻濤, 賈雪輝, 趙改賓, 陳曉明 申請人:北京中電華強(qiáng)焊接工程技術(shù)有限公司