CN101549427A - 自动多层摆动焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动多层摆动焊接装置，所述装置由焊接摆动系统和电动升降机构组成；焊接摆动系统包括摆动执行机构和摆动器控制盒，摆动器控制盒与摆动执行机构的接口电连接，电动升降机构的滑动座与摆动执行机构的安装座固定连接，将电动升降机构与摆动执行机构连接。本发明通过电动升降机构和焊接摆动系统实现焊枪自动提升和左右摆动，满足中/厚板“U”型或“V”型坡口的焊接和工件表面的堆焊，可广泛应用于造船、压力容器、管道、大型钢结构等行业中，本发明提供的自动多层摆动焊接装置可提高生产效率，改善焊接质量，而且相对于传统技术来说控制相对简单、可靠，同时成本也较低。

Description

自动多层摆动焊接装置

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体地说是一种焊接装置。

背景技术

在社会生产力迅猛发展的今天，钢铁产量屡创新高，其中焊接的钢铁量占全部钢铁产量的60％左右，现今越来越多的焊接构件由于重量轻、强度高、生产效率高等特点取代铸造件。在焊接构件中有大量的角焊缝、开有“U”型或“V”型坡口的中/厚板焊接，为保证结构件的焊接强度，需要对同一条焊缝进行多道焊缝的焊接，保证有足够的焊缝宽度和焊缝余高；同时在一些零件表面我们需要堆焊一层有特殊要求的焊缝，满足零件的使用要求。为提高生产效率，节约生产成本，保证焊接质量，对上述零件采用自动多层摆动焊接工艺进行焊接，该工艺可以广泛应用于钢结构、造船、压力容器、管道、汽车零配件等领域。

现有的中/厚板焊接，为保证焊接熔深和熔宽，一般在两个工件对接面开“U”型或“V”型坡口，焊接方式采用气体熔化极保护焊接，焊缝采用多层多道焊(焊缝剖面图如图1、2)，在焊接中，每焊接一层焊缝需要调整焊枪的位置，包括上下和左右位置，同时焊接规范即焊接电流、电压也需要相应的调整。对于中/厚板“U”型或“V”型坡口的焊接，现有的焊接装置焊接效率低，焊接过程中焊丝的消耗也较大，同时焊缝外观也较粗糙，在焊缝的两侧也容易形成“咬边”缺陷。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种能有效增加焊缝宽度、可提高生产率、焊缝造型美观、质量优良的自动多层摆动焊接技术。

本发明是这样实现的：

一种自动多层摆动焊接装置，所述装置由焊接摆动系统和电动升降机构组成；

所述电动升降机构包括电机、安装座、直线导轨、丝杠、螺母保持架、联轴器和滑动座，所述电机与安装座连接，安装座上方设置有滑动座，滑动座与设置在安装座内的直线导轨连接；电机通过联轴器与设置在轴承座上的丝杠连接，螺母保持架固定连接在丝杠的螺母上，螺母保持架与滑动座连接；

所述焊接摆动系统包括摆动执行机构和摆动器控制盒，摆动器控制盒与摆动执行机构的接口电连接；所述摆动执行机构包括电机、安装座、直线导轨、丝杠、螺母保持架、联轴器和滑动座，所述电机与安装座连接，安装座上方设置有滑动座，滑动座与设置在安装座内的直线导轨连接；电机通过联轴器与设置在轴承座上的丝杠连接，螺母保持架固定连接在丝杠的螺母上，螺母保持架与滑动座连接；所述摆动器控制盒由单片机进行程序控制，设置有自动控制程序和手动控制程序；

所述电动升降机构的滑动座与摆动执行机构的安装座固定连接，将电动升降机构与摆动执行机构连接，其中摆动执行机构为水平安装，电动升降机构为竖直安装。

可选的，所述电动升降机构上的丝杠为T型螺纹丝杠。

可选的，所述摆动执行机构上的丝杠为滚珠丝杠。

可选的，所述摆动器控制盒由单片机进行程序控制，设置有自动控制程序和手动控制程序。

可选的，所述电机为步进电机。

可选的，所述电动升降机构的滑动座与摆动执行机构的安装座通过螺丝固定连接。

本发明通过电动升降机构和焊接摆动系统实现焊枪自动提升和左右摆动，满足中/厚板“U”型或“V”型坡口的焊接和工件表面的堆焊，可广泛应用于造船、压力容器、管道、大型钢结构等行业中。本发明提供的自动多层摆动焊接装置可提高生产效率，改善焊接质量，而且相对于传统技术来说控制相对简单、可靠，同时成本也较低。例如对于汽车后桥轴头的环缝焊接，采用传统焊接技术需要焊接五层焊缝，而且为满足焊接工艺要求，焊枪每焊接一次需要自动提升一次，左右移动一次才能达到焊接位置。但是采用本发明提供的自动多层摆动焊接装置，对同样的焊缝只需要焊接三层，只需要在焊接摆动控制器中预先设置自动提升的高度、每层的摆幅和摆动在左、中、右停顿的时间，同时在程序中预先设置每层的焊接规范。

另外所述电动升降机构和焊接摆动系统是两个相对独立的系统，二者具有独立的功能，能够单独使用，也能够通过设备的主控系统将他们有机的联系在一起，使二者形成一个整体，达到自动多层摆动焊接，满足不同的焊接工艺要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1平板对接三层焊缝示意图；

图2重型汽车后桥轴头五层焊缝示意图；

图3为本发明实施例提供的自动多层摆动焊接装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电动升降机构的结构示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为本发明实施例提供的摆动执行机构的结构示意图；

图7为图6的俯视图；

图8为摆动控制盒结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图3所示，一种自动多层摆动焊接装置，由电动升降机构1和焊接摆动系统组成；

电动升降机构1包括步进电机101、安装座105、直线导轨108、T型螺纹丝杠103、螺母保持架104、联轴器102和滑动座107，步进电机101与安装座105连接，安装座105上方设置有滑动座107，滑动座107与设置在安装座105内的直线导轨108连接；步进电机101通过联轴器102与设置在轴承座106上的T型螺纹丝杠103连接，螺母保持架104固定连接在T型螺纹丝杠103的螺母上，螺母保持架104与滑动座107连接(如图4、5所示)；

焊接摆动系统包括摆动执行机构2和摆动器控制盒3，摆动器控制盒3与摆动执行机构2的接口电连接；摆动执行机构2包括步进电机201、安装座205、直线导轨208、滚珠丝杠203、螺母保持架204、联轴器202和滑动座207，步进电机201与安装座205连接，安装座205上方设置有滑动座207，滑动座207与设置在安装座内的直线导轨208连接；步进电机201通过联轴器202与设置在轴承座206上的滚珠丝杠203连接，螺母保持架204固定连接在滚珠丝杠203的螺母上，螺母保持架204与滑动座207连接(如图6、7)；摆动器控制盒3由单片机进行程序控制，设置有自动控制301和手动控制302(如图8)；

电动升降机构1的滑动座107与摆动执行机构2的安装座205采用螺丝固定连接，将电动升降机构1与摆动执行机构2连接，其中摆动执行机构2为水平安装，电动升降机构1为竖直安装。

电动升降机构1采用PLC控制，步进电机101接到脉冲信号，电机转动，通过联轴器102与T型螺纹丝杠103连接，联轴器102带动T型螺纹丝杠103同步转动，T型螺纹丝杠103的螺母将转动的力矩转化为直线方向的推力，通过螺母保持架104将推力传递给滑动座105，实现自动升降；电动升降机构1使用时首先回到原位(采用接近开关检测原位)，然后下降到一定高度，同时下降高度可以设定；当焊接完第一层后，电动升降机构自动升到一定高度，该高度也可以人工修改，电动升降机构主要由主控系统控制，当人工确认焊枪到位后，按“焊接”钮，开始自动焊接，焊完第一层后，焊枪自动提升到需要的高度，又开始自动焊接第二层；如此循环，直到焊接完成，电动升降机构自动回到原位。采用T型螺纹丝杠进行传动，由于T型螺纹丝杠能够自锁，当电机断电时，焊枪不会自动掉下来，安全且焊枪不容易收到损害。

摆动执行机构2由摆动控制盒控制，步进电机201接到脉冲信号，电机转动，通过联轴器202与滚珠丝杠203连接，联轴器202带动滚珠丝杠203同步转动，滚珠丝杠203的螺母将转动的力矩转化为直线方向的推力，通过螺母保持架204将推力传递给滑动座205，滑动座205带动安装在其上的焊枪进行摆动焊接；摆动执行机构2水平安装，滚珠丝杠203阻力小，传动灵活，摆动频率高，焊枪摆动平稳，摆动频响快，摆动执行机构使用寿命长。

本实施例电动升降机构与摆动执行机构采用步进电机驱动，成本较低，控制方便，而且控制精度也较高。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1、一种自动多层摆动焊接装置，其特征在于：所述装置由焊接摆动系统和电动升降机构组成；

所述电动升降机构包括电机、安装座、直线导轨、丝杠、螺母保持架、联轴器和滑动座，所述电机与安装座连接，安装座上方设置有滑动座，滑动座与设置在安装座内的直线导轨连接；电机通过联轴器与设置在轴承座上的丝杠连接，螺母保持架固定连接在丝杠的螺母上，螺母保持架与滑动座连接；

所述焊接摆动系统包括摆动执行机构和摆动器控制盒，摆动器控制盒与摆动执行机构的接口电连接；所述摆动执行机构包括电机、安装座、直线导轨、丝杠、螺母保持架、联轴器和滑动座，所述电机与安装座连接，安装座上方设置有滑动座，滑动座与设置在安装座内的直线导轨连接；电机通过联轴器与设置在轴承座上的丝杠连接，螺母保持架固定连接在丝杠的螺母上，螺母保持架与滑动座连接；

所述电动升降机构的滑动座与摆动执行机构的安装座固定连接，将电动升降机构与摆动执行机构连接，其中摆动执行机构为水平安装，电动升降机构为竖直安装。

2、如权利要求1所述的自动多层摆动焊接装置，其特征在于：所述电动升降机构上的丝杠为T型螺纹丝杠。

3、如权利要求1或2所述的自动多层摆动焊接装置，其特征在于：所述摆动执行机构上的丝杠为滚珠丝杠。

4、如权利要求3所述的自动多层摆动焊接装置，其特征在于：所述摆动器控制盒由单片机进行程序控制，设置有自动控制程序和手动控制程序。

5、如权利要求4所述的自动多层摆动焊接装置，其特征在于：所述电机为步进电机。

6、如权利要求5所述的自动多层摆动焊接装置，其特征在于：所述电动升降机构的滑动座与摆动执行机构的安装座通过螺丝固定连接。

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