CN107643124B - 一种适用于mig焊接过程的光谱仪支架 - Google Patents

一种适用于mig焊接过程的光谱仪支架 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于MIG焊接过程的光谱仪支架，包括支撑底座、支撑架、竖直伸缩机构、旋转机构、弯折机构、微调式移动平台、光谱仪光纤探头、光谱仪光纤探头支架、光源、聚焦透镜、聚焦透镜支架、聚焦透镜导轨和光谱仪主机，其中，所述支撑底座放置在实验平台上，所述支撑架一端与所述支撑底座相连接，所述支撑架另一端与所述微调式移动平台相连接；本发明的光谱仪支架结构合理，稳定性强、精度高、可自由调节，既优化了传统的光谱仪支架装置的结构，又克服了传统的装置结构稳定性和调节性差的不足，同时还保证了光谱仪支架的调节精度，实现了提高电弧监测效果的目的。

Description

一种适用于MIG焊接过程的光谱仪支架
技术领域
本发明涉及电弧焊接技术领域，具体涉及一种适用于MIG焊接过程的光谱仪支架。
背景技术
MIG焊接(熔化极惰性气体保护焊接)属于电弧焊接，是最常见的一种焊接方式，其实质是使用熔化电极例如实芯焊丝，以外加气体作为电弧介质，并保护金属熔滴、焊接熔池和焊接区高温金属的电弧焊。MIG焊几乎可以焊接所有的金属，尤其适合于焊接铝及铝合金、铜及铜合金以及不锈钢等材料，而且焊接过程中几乎没有氧化烧损，只有少量的蒸发损失，冶金过程比较简单，同时可直流反接，焊接铝、镁等金属具有良好的阴极雾化作用，可有效去除氧化膜，提高接头的焊接质量。鉴于MIG焊的上述优点，为保证MIG焊接质量，对电弧进行监测分析是十分重要的。目前，监测分析电弧的设备主要是光谱仪。光谱仪虽然功能强大，但是和用于MIG焊的光谱仪相配套的支架很少，大多实验研究使用光谱仪时，都是简单地将其安置在一个实验平台上，这样操作导致光谱仪的稳定性和精度不高，而且也不便调节，导致电弧监测的效果很差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种稳定性强、精度高、可自由调节的适用于MIG焊接过程的光谱仪支架。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种适用于MIG焊接过程的光谱仪支架，包括支撑底座、支撑架、竖直伸缩机构、旋转机构、弯折机构、微调式移动平台、光谱仪光纤探头、光谱仪光纤探头支架、光源、聚焦透镜、聚焦透镜支架、聚焦透镜导轨和光谱仪主机，其中，所述支撑底座放置在实验平台上，所述支撑架一端与所述支撑底座相连接，所述支撑架另一端与所述微调式移动平台相连接，所述竖直伸缩机构设置在所述支撑架上，所述旋转机构设置在所述支撑架上且位于所述竖直伸缩机构上方，所述弯折机构设置在所述支撑架上且位于所述旋转机构上方；所述光谱仪光纤探头支架设置在所述微调式移动平台上，所述光谱仪光纤探头与所述光谱仪光纤探头支架相连接，所述聚焦透镜导轨设置在所述微调式移动平台上，所述聚焦透镜支架设置在所述聚焦透镜导轨上，所述聚焦透镜设置在所述聚焦透镜支架上；所述光谱仪光纤探头和聚焦透镜位于同一高度；所述光源设置在所述微调式移动平台上且所述光源位于所述光谱仪光纤探头和聚焦透镜之间；所述光谱仪主机放置在实验平台上，所述光谱仪主机和光谱仪光纤探头通过数据线相连接；
所述竖直伸缩机构包括固定部件、伸缩部件和伸缩调节旋钮，其中，所述伸缩部件位于所述固定部件中，且所述伸缩部件可在固定部件中上下移动，所述伸缩调节旋钮设置在所述固定部件上，所述伸缩调节旋钮可控制伸缩部件的伸缩高度；
所述旋转机构包括固定部件、旋转部件和旋转调节旋钮，其中，所述旋转部件和固定部件活动连接，且所述旋转部件可在固定部件上360°旋转，所述旋转调节旋钮设置在所述固定部件上，所述旋转调节旋钮可控制旋转部件的旋转角度；
所述弯折机构包括固定部件、弯折部件、活动铰链和弯折调节旋钮，其中，所述弯折部件和固定部件通过所述活动铰链相连接，且所述弯折部件可在固定部件上180°弯折，所述弯折调节旋钮设置在所述活动铰链处，所述弯折调节旋钮可控制弯折部件的弯折幅度；
所述微调式移动平台包括活动层、微调机构和微调旋钮，其中，所述活动层设置在所述微调式移动平台的顶部，所述活动层上设有若干安装孔，所述光谱仪光纤探头支架、光源和聚焦透镜导轨通过所述安装孔固定在所述微调式移动平台上；所述微调机构设置在所述微调式移动平台内，所述微调机构与所述活动层相连接；所述微调旋钮设有两个，分别设置在所述微调式移动平台相邻的两侧面上，且所述两个微调旋钮分别与所述微调机构相连接，所述两个微调旋钮可控制活动层前后左右移动。
优选地，所述支撑架和支撑底座之间通过四个M4螺钉固定连接。
优选地，所述支撑架和微调式移动平台之间通过四套M4螺栓和螺母固定连接。
优选地，所述微调式移动平台上设有锁紧装置，所述锁紧装置可将调试好的活动层固定在微调式移动平台上。
优选地，所述的支撑底座和支撑架均为低碳钢材质。
优选地，所述微调式移动平台、光谱仪光纤探头支架、聚焦透镜支架和聚焦透镜导轨均为不锈钢材质。
本发明的工作原理：
在MIG焊接过程中，为保证MIG焊接质量，通过光谱仪对电弧进行监测，首先通过调节支撑架上的竖直伸缩机构、旋转机构和弯折机构，进而调节位于支撑架顶部的微调式移动平台，使得微调式移动平台靠近被测物，启动光谱仪，打开光源并将光源照射在被测物上，聚焦透镜支架在聚焦透镜导轨上移动，带动聚焦透镜支架上的聚焦透镜移动，进而调节聚焦透镜与光源之间的距离；调节微调式移动平台上的微调旋钮，使光谱仪光纤探头对准被测物，并监测被测物上的电弧，光谱仪光纤探头将监测的情况通过数据线传输到光谱仪主机上。
本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：
本发明采用竖直伸缩机构可使支撑架上下大范围调节高度，采用旋转机构和弯折机构可使支撑架自由旋转、弯折成不同形状，能够适应多种多样的作业需求，并采用微调式移动平台微调光谱仪光纤探头和聚焦透镜的方位，保证了光谱仪光纤探头和聚焦透镜高精度直线对焦；本发明的光谱仪支架结构合理，稳定性强、精度高、可自由调节，既优化了传统的光谱仪支架装置的结构，又克服了传统的装置结构稳定性和调节性差的不足，同时还保证了光谱仪支架的调节精度，实现了提高电弧监测效果的目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明微调式移动平台的结构示意图；
图3为本发明光谱仪光纤探头支架的结构示意图；
图4为本发明聚焦透镜、支架以及导轨的结构示意图。
图中附图标记为：1、支撑底座；2、支撑架；3、伸缩调节旋钮；4、微调式移动平台；5、微调旋钮；6、光谱仪主机；7、M4螺栓和螺母；8、弯折调节旋钮；9、M4螺钉；10、旋转调节旋钮；11、活动铰链；12、光谱仪光纤探头；13、光源；14、聚焦透镜；15、聚焦透镜支架；16、聚焦透镜导轨；17、光谱仪光纤探头支架；18、安装孔；19、锁紧装置。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1～4所示，一种适用于MIG焊接过程的光谱仪支架，包括支撑底座1、支撑架2、竖直伸缩机构、旋转机构、弯折机构、微调式移动平台4、光谱仪光纤探头12、光谱仪光纤探头支架17、光源13、聚焦透镜14、聚焦透镜支架15、聚焦透镜导轨16和光谱仪主机6，其中，所述支撑底座1放置在实验平台上，支撑底座1有一定的重量，保证光谱仪支架的稳固，不易倾倒；所述支撑架2一端与所述支撑底座1相连接，具体来说，所述支撑架2和支撑底座1之间通过四个M4螺钉9固定连接；所述支撑架2另一端与所述微调式移动平台4相连接，具体来说，所述支撑架2和微调式移动平台4之间通过四套M4螺栓和螺母7固定连接；所述竖直伸缩机构设置在所述支撑架2上，所述旋转机构设置在所述支撑架2上且位于所述竖直伸缩机构上方，所述弯折机构设置在所述支撑架2上且位于所述旋转机构上方；所述竖直伸缩机构包括固定部件、伸缩部件和伸缩调节旋钮3，其中，所述伸缩部件位于所述固定部件中，且所述伸缩部件可在固定部件中上下移动，所述伸缩调节旋钮3设置在所述固定部件上，所述伸缩调节旋钮3可控制伸缩部件的伸缩高度，当拉出伸缩部到要求的高度时，将伸缩调节旋钮3旋紧，就固定住了伸缩部件，进而固定了微调式移动平台4的高度；所述旋转机构包括固定部件、旋转部件和旋转调节旋钮10，其中，所述旋转部件和固定部件活动连接，且所述旋转部件可在固定部件上360°旋转，所述旋转调节旋钮10设置在所述固定部件上，所述旋转调节旋钮10可控制旋转部件的旋转角度，旋转部件的转动从而带动微调式移动平台4的转动，当转动到预定位置时，将旋转调节旋钮10旋紧，就固定住了微调式移动平台4；所述弯折机构包括固定部件、弯折部件、活动铰链11和弯折调节旋钮8，其中，所述弯折部件和固定部件通过所述活动铰链11相连接，且所述弯折部件可在固定部件上180°弯折，所述弯折调节旋钮8设置在所述活动铰链11处，所述弯折调节旋钮8可控制弯折部件的弯折幅度，当弯折部件弯折到预定位置时，旋紧弯折调节旋钮8，就固定住了微调式移动平台4；
所述微调式移动平台4包括活动层、微调机构和微调旋钮5，其中，所述活动层设置在所述微调式移动平台4的顶部，所述活动层上设有若干安装孔18，所述光谱仪光纤探头支架17、光源13和聚焦透镜导轨16都是通过所述安装孔18固定在所述微调式移动平台4上，安装孔18按照不同的形状排列，以适应安装不同规格和型号的各种实验设备；所述微调机构设置在所述微调式移动平台4内，所述微调机构与所述活动层相连接；所述微调旋钮5设有两个，分别设置在所述微调式移动平台4相邻的两侧面上，且所述两个微调旋钮5分别与所述微调机构相连接，所述两个微调旋钮5可控制活动层前后左右移动，具体来说，通过旋转微调旋钮5，带动微调机构内的蜗轮转动，使得与蜗轮相连接的蜗杆前后或左右移动，进而控制微调式移动平台4前后或左右移动；所述微调式移动平台4上还设有锁紧装置19，所述锁紧装置19可将调试好的活动层固定在微调式移动平台4上。所述光谱仪光纤探头支架17设置在所述微调式移动平台4上，所述光谱仪光纤探头12与所述光谱仪光纤探头支架17相连接，所述聚焦透镜导轨16设置在所述微调式移动平台4上，所述聚焦透镜支架15设置在所述聚焦透镜导轨16上，所述聚焦透镜14设置在所述聚焦透镜支架15上；所述光谱仪光纤探头12和聚焦透镜14位于同一高度，设置同一高度，是由于光直线传播，便于光的聚焦，也有利于探头接收光信号；所述光源13设置在所述微调式移动平台4上且所述光源13位于所述光谱仪光纤探头12和聚焦透镜14之间；所述光谱仪主机6放置在实验平台上，所述光谱仪主机6和光谱仪光纤探头12通过数据线相连接，将光谱仪光纤探头12采集到的信息传输给光谱仪主机6进行分析处理；所述的支撑底座1和支撑架2均为低碳钢材质，所述微调式移动平台4、光谱仪光纤探头支架17、聚焦透镜支架15和聚焦透镜导轨16均为不锈钢材质。
在MIG焊接过程中，为保证MIG焊接质量，通过光谱仪对电弧进行监测，首先通过调节支撑架2上的竖直伸缩机构、旋转机构和弯折机构，进而调节位于支撑架2顶部的微调式移动平台4，使得微调式移动平台4靠近被测物，启动光谱仪，打开光源13并将光源13照射在被测物上，聚焦透镜支架15在聚焦透镜导轨16上移动，带动聚焦透镜支架15上的聚焦透镜14移动，进而调节聚焦透镜14与光源13之间的距离(调节焦距，进而调节画面的清晰度)；调节微调式移动平台4上的微调旋钮5，使光谱仪光纤探头12对准被测物，并监测被测物上的电弧，光谱仪光纤探头12将监测的情况通过数据线传输到光谱仪主机6上。
本发明采用竖直伸缩机构可使支撑架上下大范围调节高度，采用旋转机构和弯折机构可使支撑架自由旋转、弯折成不同形状，能够适应多种多样的作业需求，并采用微调式移动平台微调光谱仪光纤探头和聚焦透镜的方位，保证了光谱仪光纤探头和聚焦透镜高精度直线对焦；本发明的光谱仪支架结构合理，稳定性强、精度高、可自由调节，既优化了传统的光谱仪支架装置的结构，又克服了传统的装置结构稳定性和调节性差的不足，同时还保证了光谱仪支架的调节精度，实现了提高电弧监测效果的目的。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种适用于 MIG 焊接过程的光谱仪支架，其特征在于，包括支撑底座、支撑架、竖直伸缩机构、旋转机构、弯折机构、微调式移动平台、光谱仪光纤探头、光谱仪光纤探头支架、光源、聚焦透镜、聚焦透镜支架、聚焦透镜导轨和光谱仪主机，其中，所述支撑底座放置在实验平台上，所述支撑架一端与所述支撑底座相连接，所述支撑架另一端与所述微调式移动平台相连接，所述竖直伸缩机构设置在所述支撑架上，所述旋转机构设置在所述支撑架上且位于所述竖直伸缩机构上方，所述弯折机构设置在所述支撑架上且位于所述旋转机构上方；所述光谱仪光纤探头支架设置在所述微调式移动平台上，所述光谱仪光纤探头与所述光谱仪光纤探头支架相连接，所述聚焦透镜导轨设置在所述微调式移动平台上，所述聚焦透镜支架设置在所述聚焦透镜导轨上，所述聚焦透镜设置在所述聚焦透镜支架上；所述光谱仪光纤探头和聚焦透镜位于同一高度；所述光源设置在所述微调式移动平台上且所述光源位于所述光谱仪光纤探头和聚焦透镜之间；所述光谱仪主机放置在实验平台上，所述光谱仪主机和光谱仪光纤探头通过数据线相连接；
所述竖直伸缩机构包括固定部件、伸缩部件和伸缩调节旋钮，其中，所述伸缩部件位于所述固定部件中，且所述伸缩部件可在固定部件中上下移动，所述伸缩调节旋钮设置在所述固定部件上，所述伸缩调节旋钮可控制伸缩部件的伸缩高度；
所述旋转机构包括固定部件、旋转部件和旋转调节旋钮，其中，所述旋转部件和固定部件活动连接，且所述旋转部件可在固定部件上 360°旋转，所述旋转调节旋钮设置在所述固定部件上，所述旋转调节旋钮可控制旋转部件的旋转角度；
所述弯折机构包括固定部件、弯折部件、活动铰链和弯折调节旋钮，其中，所述弯折部件和固定部件通过所述活动铰链相连接，且所述弯折部件可在固定部件上 180°弯折，所述弯折调节旋钮设置在所述活动铰链处，所述弯折调节旋钮可控制弯折部件的弯折幅度；
所述微调式移动平台包括活动层、微调机构和微调旋钮，其中，所述活动层设置在所述微调式移动平台的顶部，所述活动层上设有若干安装孔，所述光谱仪光纤探头支架、光源和聚焦透镜导轨通过所述安装孔固定在所述微调式移动平台上；所述微调机构设置在所述微调式移动平台内，所述微调机构与所述活动层相连接；所述微调旋钮设有两个，分别设置在所述微调式移动平台相邻的两侧面上，且所述两个微调旋钮分别与所述微调机构相连接，所述两个微调旋钮可控制活动层前后左右移动；
所述支撑架和支撑底座之间通过四个 M4 螺钉固定连接；
所述支撑架和微调式移动平台之间通过四套 M4 螺栓和螺母固定连接；
所述微调式移动平台上设有锁紧装置，所述锁紧装置可将调试好的活动层固定在微调式移动平台上。
2.根据权利要求 1 所述的适用于 MIG 焊接过程的光谱仪支架，其特征在于，所述的支撑底座和支撑架均为低碳钢材质。
3.根据权利要求 1 所述的适用于 MIG 焊接过程的光谱仪支架，其特征在于，所述微调式移动平台、光谱仪光纤探头支架、聚焦透镜支架和聚焦透镜导轨均为不锈钢材质。
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