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一種全位置激光瞄準(zhǔn)、手動(dòng)調(diào)整的數(shù)控電弧焊接的制造方法

文檔序號(hào):3154783閱讀:260來源:國(guó)知局
一種全位置激光瞄準(zhǔn)、手動(dòng)調(diào)整的數(shù)控電弧焊接的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種全位置激光瞄準(zhǔn)、手動(dòng)調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī),結(jié)構(gòu)中包括焊接作業(yè)平臺(tái),所述焊接作業(yè)平臺(tái)上設(shè)置中央立柱,此中央立柱頂端設(shè)置焊接主臂,焊接主臂的末端設(shè)置焊接小臂,此焊接小臂的末端通過萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接有一導(dǎo)軌,執(zhí)行焊接作業(yè)的程控式焊接機(jī)頭設(shè)置在此導(dǎo)軌上,焊接機(jī)頭上還設(shè)置有焊縫輔助定位機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型通過激光校正裝置實(shí)時(shí)顯示焊接作業(yè)坐標(biāo)點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)的差值,協(xié)助提升焊工的焊接作業(yè)水平,大大縮短熟練焊工的培養(yǎng)周期,對(duì)國(guó)內(nèi)焊接行業(yè)的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)的促進(jìn)意義。
【專利說明】一種全位置激光瞄準(zhǔn)、手動(dòng)調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種焊接裝置,尤其是一種激光輔助定位、手動(dòng)調(diào)整、程控焊接相結(jié)合的全位置半自動(dòng)焊接裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前,普通的焊接設(shè)備包括焊接能源設(shè)備、焊接機(jī)頭和焊接控制系統(tǒng)。
[0003]焊接能源設(shè)備用于提供焊接所需的能量,常用的是各種弧焊電源,也稱電焊機(jī);它的空載電壓為60?100伏,工作電壓為25?45伏特,輸出電流為50?1000安。
[0004]焊接機(jī)頭作用是將焊接能源設(shè)備輸出的能量轉(zhuǎn)換成焊接熱,并不斷送進(jìn)焊接材料,同時(shí)機(jī)頭自身向前移動(dòng),實(shí)現(xiàn)焊接。手工電弧焊用的電焊鉗,隨電焊條的熔化,須不斷手動(dòng)向下送進(jìn)電焊條,并向前移動(dòng)形成焊縫。自動(dòng)焊機(jī)有自動(dòng)送進(jìn)焊絲機(jī)構(gòu),并有機(jī)頭行走機(jī)構(gòu)使機(jī)頭向前移動(dòng)。
[0005]焊接控制系統(tǒng)的作用是控制整個(gè)焊接過程,包括控制焊接程序和焊接規(guī)范參數(shù)。從設(shè)備分類上看,大致有如下幾個(gè)種類:①手弧焊設(shè)備,手弧焊使用的設(shè)備簡(jiǎn)單、方法簡(jiǎn)便靈活、適應(yīng)性強(qiáng),但對(duì)焊工操作要求高;手弧焊適用于碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、銅及銅合金等金屬材料的焊接。②埋弧焊(SAW)設(shè)備,其電源可以用交流、直流或交直流并用;埋弧焊機(jī)分為自動(dòng)焊機(jī)和半自動(dòng)焊機(jī)兩大類。③C02氣體保護(hù)焊設(shè)備,主要由焊接電源、供氣系統(tǒng)、送絲機(jī)構(gòu)和焊槍等組成。④MIG惰性氣體保護(hù)焊設(shè)備,包括焊槍、焊接電源與控制裝置、供氣和供水系統(tǒng)四大部分。⑤等離子弧焊設(shè)備,主要包括焊接電源、控制系統(tǒng)、焊槍、氣路系統(tǒng)和水路系統(tǒng)。⑥超聲波焊接設(shè)備,主要包括超聲波塑料焊接機(jī)和超聲波金屬焊接機(jī)。
[0006]目前,常用的焊接作業(yè)方式主要包括:常規(guī)手工電弧焊、機(jī)械式自動(dòng)焊機(jī)、數(shù)控開環(huán)自動(dòng)焊。
[0007]常規(guī)手工電弧焊用的焊鉗隨焊條的熔化須不斷手動(dòng)向下送進(jìn)焊條,并向前移動(dòng)形成焊縫,主要依靠焊工的操作經(jīng)驗(yàn)和手法。一個(gè)能進(jìn)行水平焊接的、高水準(zhǔn)焊接的焊工須
2-3年的培養(yǎng)和工作經(jīng)驗(yàn),一個(gè)全位置高水準(zhǔn)焊工須10年左右的工作經(jīng)驗(yàn)。實(shí)踐證明一般的工廠百十個(gè)焊工才能有一個(gè)這樣的焊工。
[0008]機(jī)械式自動(dòng)焊機(jī)在水平焊縫上應(yīng)用較廣泛,市場(chǎng)價(jià)在I萬(wàn)至幾萬(wàn)元之間。但這類設(shè)備均存在移動(dòng)困難的缺點(diǎn),須事前移動(dòng)設(shè)備或焊件,對(duì)準(zhǔn)焊件上的焊縫,并放置水平,不斷調(diào)整機(jī)頭和焊縫的位置,否則將焊偏,造成次品或返工。機(jī)械式自動(dòng)焊機(jī)對(duì)小型焊件基本上不可用,尚未見小型焊件用機(jī)械式自動(dòng)焊進(jìn)行作業(yè)。這是由于在移動(dòng)設(shè)備的時(shí)間內(nèi)手工焊已完成工作,反復(fù)移動(dòng)設(shè)備太繁鎖,不實(shí)用,費(fèi)工、費(fèi)時(shí)太多,效率太低。
[0009]數(shù)控開環(huán)自動(dòng)焊機(jī)是目前工業(yè)化國(guó)家普遍采用的焊接機(jī)械,較機(jī)械式自動(dòng)焊有很大的優(yōu)點(diǎn),市場(chǎng)價(jià)格在30萬(wàn)元左右,基本上是進(jìn)口機(jī)械或合資企業(yè)生產(chǎn)。此種機(jī)械僅適宜批量較大的同一種零件的焊接,并且對(duì)零件的加工精度一致性要求相當(dāng)高,形位工差應(yīng)在0.2毫米范圍內(nèi),同一零件上的多條焊道相對(duì)位置的形位工差要小于0.2毫米,每個(gè)零件在空間的放置位置差異應(yīng)小于0.2毫米。由于形位工差要求較高,焊頭移動(dòng)需要編程操作,操作工需要懂得相應(yīng)軟件的使用,許多進(jìn)口設(shè)備還需要操作工懂得外語(yǔ),懂得高級(jí)編程語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、高等數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)建模以及許多高等知識(shí),這對(duì)中國(guó)目前大多數(shù)勞動(dòng)力幾乎是不可能的;有些設(shè)備需越洋專家前往維護(hù)修理,費(fèi)用昂貴。尤其對(duì)于零件差異較大的鋼結(jié)構(gòu)件完全不可能。許多工廠斥巨資購(gòu)機(jī)后不能使用、不會(huì)使用,白白浪費(fèi)銀子和時(shí)間,成為擺設(shè)。
[0010]上述無論哪種電弧焊接不管采取何種焊接均有二個(gè)基本問題:第一是焊道識(shí)別即焊道方位的識(shí)別,人勝于機(jī)器比機(jī)器靈活,無論什么焊道均能識(shí)別;第二是電弧運(yùn)行方法,機(jī)器勝于人,無論是焊接質(zhì)量和速度遠(yuǎn)勝于人工焊接。
[0011]目前,發(fā)達(dá)國(guó)家焊接設(shè)備的發(fā)展方向主要是朝高效、自動(dòng)化、智能型、節(jié)能、環(huán)保型的焊接方向上發(fā)展。國(guó)內(nèi)的發(fā)展相對(duì)滯后一些。結(jié)合中國(guó)的國(guó)情來看,盲目的發(fā)展大型化、智能化、自動(dòng)化的焊接設(shè)備是不合時(shí)宜的,一方面與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合不深,同時(shí)這類設(shè)備超高價(jià)格、超高維護(hù)費(fèi)用、動(dòng)輒請(qǐng)?jiān)窖髮<揖S修的情況也是國(guó)內(nèi)同行無法接受的。
[0012]但是,手工焊也存在很大的問題,除了效率問題之外,在業(yè)內(nèi)還有一個(gè)更為棘手的問題,即培養(yǎng)一個(gè)合格、成熟的焊工一般需要2-3年的時(shí)間,否則焊接作業(yè)的質(zhì)量難于保障。這樣,在我國(guó)焊接行業(yè)的現(xiàn)狀下,如何快速提升焊工的作業(yè)水平成為一個(gè)亟需解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0013]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的種種不足,提供一種全位置激光輔助瞄準(zhǔn)、手動(dòng)調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī),通過激光校正裝置實(shí)時(shí)顯示焊接作業(yè)坐標(biāo)點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)的差值,協(xié)助提升焊工的焊接作業(yè)水平,大大縮短熟練焊工的培養(yǎng)周期,對(duì)國(guó)內(nèi)焊接行業(yè)的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)的促進(jìn)意義。
[0014]為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下。
[0015]一種全位置激光瞄準(zhǔn)、手動(dòng)調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī),結(jié)構(gòu)中包括焊接作業(yè)平臺(tái),所述焊接作業(yè)平臺(tái)上設(shè)置中央立柱,此中央立柱頂端設(shè)置焊接主臂,焊接主臂的末端設(shè)置焊接小臂,此焊接小臂的末端通過萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接有一導(dǎo)軌,執(zhí)行焊接作業(yè)的程控式焊接機(jī)頭設(shè)置在此導(dǎo)軌上,焊接機(jī)頭上還設(shè)置有焊縫輔助定位機(jī)構(gòu)。
[0016]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案,所述焊接主臂鉸接設(shè)置在中央立柱的頂端;所述焊接小臂鉸接設(shè)置焊接主臂的末端;上述兩組鉸接機(jī)構(gòu)的鉸鏈相互垂直設(shè)置。
[0017]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案,所述中央立柱通過軸承旋轉(zhuǎn)設(shè)置在焊接作業(yè)平臺(tái)上。
[0018]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案,所述焊縫輔助定位機(jī)構(gòu)為帶有顯示屏的激光輔助定位裝置。
[0019]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案,所述激光輔助定位裝置上設(shè)置保護(hù)罩,此保護(hù)罩由分設(shè)在激光輔助定位裝置上下方的兩個(gè)半罩扣合而成,其中上半罩為透明半橢圓體形,下半罩的底端為透明平板。
[0020]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:根據(jù)國(guó)內(nèi)焊接行業(yè)的實(shí)際情況來看,培養(yǎng)一個(gè)合格、成熟的焊工一般需要2-3年的時(shí)間;采用本實(shí)用新型的焊接設(shè)備,能夠協(xié)助提升焊工的焊接作業(yè)水平,大大縮短熟練焊工的培養(yǎng)周期,對(duì)國(guó)內(nèi)焊接行業(yè)的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)的促進(jìn)意義。
[0021]本實(shí)用新型采用程控焊接裝置與激光輔助定位裝置相結(jié)合的作業(yè)模式,焊工只需根據(jù)激光輔助定位裝置顯示的校正數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)手動(dòng)調(diào)整程控焊接裝置的位置,程控焊接裝置即可精準(zhǔn)、高質(zhì)量的完成焊接作業(yè),形成激光輔助定位、手動(dòng)校準(zhǔn)、程控焊接相結(jié)合的半自動(dòng)化焊接作業(yè),這樣,焊工只需稍加培訓(xùn)和實(shí)習(xí)即可穩(wěn)定的操作設(shè)備,實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)焊接。這種半自動(dòng)的焊接作業(yè)雖然較國(guó)際上的大型化、智能化、自動(dòng)化焊接設(shè)備效能較低,但是與我國(guó)目前的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀相適應(yīng),購(gòu)買、使用、維護(hù)都很便捷,具有極高的實(shí)用性。
[0022]本實(shí)用新型的中央立柱、焊接主臂、焊機(jī)小臂等部件均活動(dòng)連接,實(shí)現(xiàn)全位置焊接,焊工在作業(yè)時(shí)能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整焊接點(diǎn)的位置,操作方便,可調(diào)性強(qiáng),焊接質(zhì)量有保障。
[0023]本實(shí)用新型的激光輔助定位裝置上設(shè)置顯示屏,能夠?qū)崟r(shí)顯示焊接作業(yè)坐標(biāo)點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)的差值,方便焊工實(shí)時(shí)調(diào)整焊點(diǎn)位置;同時(shí)激光輔助定位裝置上設(shè)置橢圓形、平板形保護(hù)罩,既不影響激光校正的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)讀取的便捷性,也切實(shí)的實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備的保護(hù)。
[0024]本實(shí)用新型源于焊接實(shí)踐,結(jié)合了機(jī)械焊、手工焊、開環(huán)數(shù)控焊、閉環(huán)數(shù)控焊各自的優(yōu)點(diǎn),形成了一個(gè)全新的焊接裝置。在實(shí)際應(yīng)用中,無論大型、小型、微型構(gòu)件,焊道位置是平焊、橫焊、立焊、仰焊,無論各個(gè)焊件的形位公差大小,不同焊道的形位公差大小,放置位置方向差異大小,只要使用相應(yīng)尺寸的本實(shí)用新型設(shè)備都能進(jìn)行高水準(zhǔn)的全位置數(shù)控焊接。
[0025]針對(duì)國(guó)內(nèi)實(shí)際操作焊工來說,本實(shí)用新型使用時(shí)的文化水平要求較低,無需懂得外語(yǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、微積分、數(shù)學(xué)建模等專業(yè)知識(shí)。對(duì)于一個(gè)從未從事過焊接工作的人員來說,告訴其焊道位置、焊道方向、相應(yīng)的焊道參數(shù)按鈕,然后手動(dòng)快速將焊頭拉至焊道相對(duì)位置并制動(dòng),再用激光瞄準(zhǔn)儀和肉眼對(duì)準(zhǔn)焊道,余下的焊接完全由機(jī)械來完成,通過這樣簡(jiǎn)易的操作即能完成高質(zhì)量的焊接,形成合格產(chǎn)品,無須經(jīng)過幾年乃至十幾年的工作經(jīng)驗(yàn)就能實(shí)現(xiàn)高水平的焊接作業(yè)。
[0026]這種焊機(jī)非常適合我國(guó)各行各業(yè)中多種多樣的零件,以及大小批量的焊接工作。且其成本只有進(jìn)口焊接設(shè)備的十分之一,無論企業(yè)大小均購(gòu)買的起;同時(shí)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維護(hù)容易,并且效率是現(xiàn)有常規(guī)焊接方法的幾倍甚至十幾倍,收回設(shè)備投資十分容易,相對(duì)雇傭高級(jí)焊工的薪水要合算的多。同時(shí)本實(shí)用新型對(duì)工人的勞動(dòng)保護(hù)也大大增強(qiáng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中:1、焊接作業(yè)平臺(tái);2、中央立柱;3、焊接主臂;4、焊接小臂;5、萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);6、導(dǎo)軌;7、焊接機(jī)頭;8、激光定位器;81、顯示屏。

【具體實(shí)施方式】
[0029]參看附圖,本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中包括焊接作業(yè)平臺(tái)1,焊接作業(yè)平臺(tái)I上通過軸承旋轉(zhuǎn)設(shè)置中央立柱2,此中央立柱2頂端鉸接設(shè)置焊接主臂3,焊接主臂3的末端鉸接設(shè)置焊接小臂4,上述兩組鉸接機(jī)構(gòu)的鉸鏈相互垂直設(shè)置;焊接小臂4的末端通過萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5連接有一導(dǎo)軌6,執(zhí)行焊接作業(yè)的程控式焊接機(jī)頭7設(shè)置在此導(dǎo)軌6上,焊接機(jī)頭7上還設(shè)置有焊縫輔助定位機(jī)構(gòu),焊縫輔助定位機(jī)構(gòu)為帶有顯示屏81的激光定位器8 ;激光定位器8上設(shè)置保護(hù)罩,此保護(hù)罩由分設(shè)在激光定位器8上下方的兩個(gè)半罩扣合而成,其中上半罩為透明半橢圓體形,下半罩的底端為透明平板。
[0030]參看附圖,本實(shí)用新型的工作原理在于:使用時(shí),由于中央立柱2、焊接主臂3、焊機(jī)小臂4等部件均活動(dòng)連接,能夠便捷的實(shí)現(xiàn)全位置焊接,焊工在作業(yè)時(shí)能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整焊接點(diǎn)的位置,操作方便,可調(diào)性強(qiáng),焊接質(zhì)量有保障。本實(shí)用新型采用程控焊接裝置與激光輔助定位裝置相結(jié)合的作業(yè)模式,焊工只需根據(jù)激光輔助定位裝置顯示的校正數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)手動(dòng)調(diào)整程控焊接裝置的位置,程控焊接裝置即可精準(zhǔn)、高質(zhì)量的完成焊接作業(yè),形成激光輔助定位、手動(dòng)校準(zhǔn)、程控焊接相結(jié)合的半自動(dòng)化焊接作業(yè),這樣,焊工只需稍加培訓(xùn)和實(shí)習(xí)即可穩(wěn)定的操作設(shè)備,實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)焊接。這種半自動(dòng)的焊接作業(yè)雖然較國(guó)際上的大型化、智能化、自動(dòng)化焊接設(shè)備效能較低,但是與我國(guó)目前的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀相適應(yīng),購(gòu)買、使用、維護(hù)都很便捷,具有極高的實(shí)用性。
[0031]上述描述僅作為本實(shí)用新型可實(shí)施的技術(shù)方案提出,不作為對(duì)其技術(shù)方案本身的單一限制條件。
【權(quán)利要求】
1.一種全位置激光瞄準(zhǔn)、手動(dòng)調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī),結(jié)構(gòu)中包括焊接作業(yè)平臺(tái)(1),其特征在于:所述焊接作業(yè)平臺(tái)(1)上設(shè)置中央立柱(2),此中央立柱(2)頂端設(shè)置焊接主臂(3),焊接主臂(3)的末端設(shè)置焊接小臂(4),此焊接小臂(4)的末端通過萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)連接有一導(dǎo)軌¢),執(zhí)行焊接作業(yè)的程控式焊接機(jī)頭(7)設(shè)置在此導(dǎo)軌(6)上,焊接機(jī)頭(7)上還設(shè)置有焊縫輔助定位機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全位置激光瞄準(zhǔn)、手動(dòng)調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī),其特征在于:所述焊接主臂(3)鉸接設(shè)置在中央立柱(2)的頂端;所述焊接小臂(4)鉸接設(shè)置焊接主臂(3)的末端;上述兩組鉸接機(jī)構(gòu)的鉸鏈相互垂直設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全位置激光瞄準(zhǔn)、手動(dòng)調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī),其特征在于:所述中央立柱(2)通過軸承旋轉(zhuǎn)設(shè)置在焊接作業(yè)平臺(tái)(1)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全位置激光瞄準(zhǔn)、手動(dòng)調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī),其特征在于:所述焊縫輔助定位機(jī)構(gòu)為帶有顯示屏(81)的激光定位器(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全位置激光瞄準(zhǔn)、手動(dòng)調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī),其特征在于:所述激光定位器(8)上設(shè)置保護(hù)罩,此保護(hù)罩由分設(shè)在激光定位器(8)上下方的兩個(gè)半罩扣合而成,其中上半罩為透明半橢圓體形,下半罩的底端為透明平板。
【文檔編號(hào)】B23K9/32GK204053209SQ201420542372
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】王均益, 王佳, 景建濤, 胡志紅 申請(qǐng)人:王均益
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