CN110091104A - 一种焊接装置及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焊接装置，包括焊枪、主控制器及为焊枪供电的电源，其特征在于：还包括电流检测单元，所述电流检测单元的一端与工件连接，电流检测单元的另一端与电源及主控制器连接，所述电流检测单元用于检测焊枪焊接时的焊接电流大小。本发明的焊接装置具有焊缝跟踪功能、焊接效率高。

Description

一种焊接装置及焊接方法

技术领域

本发明涉及一种焊接设备，尤其涉及一种焊接装置及焊接方法。

背景技术

大型管件在焊接时需要内外焊相结合，以提高焊接质量。内焊接时，如果管件尺寸不够大，不适于人工进行操作，但目前也没有内焊接管件的专用焊接机器人，因此有必要设计一种内焊接专用装置，以提高焊接效率，减少焊接的劳动强度和风险。同时，实际焊接时，由于工件的位置和外形偏差，使得本来是叫的机器人焊接轨迹需要被修正，目前的修正方法主要还是通过图形处理的方法对焊缝进行跟踪，其准确度一般。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的焊接装置，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有焊缝跟踪功能、焊接效率高的焊接装置。此外本发明还提供该焊接装置的焊接方法。

本发明的焊接装置，包括焊枪、主控制器及为焊枪供电的电源，其特征在于：还包括电流检测单元，所述电流检测单元的一端与工件连接，电流检测单元的另一端与电源及主控制器连接，所述电流检测单元用于检测焊枪焊接时的焊接电流大小。

进一步的，本发明的焊接装置，所述电流检测单元为电阻或霍尔传感器。

进一步的，本发明的焊接装置，还包括主杆、设于主杆外侧面的多根支撑柱、设于主杆底端的安装环，安装环上设有环状导轨及与环状导轨滑动配合的滑块、与滑块固连的安装板、驱动滑块沿环状导轨移动的滑块驱动装置，所述焊枪设于安装板上。

进一步的，本发明的焊接装置，所述滑块驱动装置包括设置于安装板上的第一驱动电机、与第一驱动电机输出轴连接的驱动齿轮，所述安装环的外侧面上设置有与驱动齿轮啮合的环状齿带。

进一步的，本发明的焊接装置，还包括焊枪驱动装置，所述焊枪驱动装置包括第二驱动电机及与第二驱动电机输出轴连接的丝杆，所述丝杆与安装座螺纹连接，安装座可滑动地设置于安装板上，所述焊枪设置于安装座上。

进一步的，本发明的焊接装置，所述安装板上还设置有支撑板，所述丝杆的端部架设于所述支撑板上，支撑板上还设置有摄像头。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明的焊接装置，主控制器实时处理电流检测单元检测到的电流变化，以此调整焊枪所处的位置，进而来修正焊枪的实际轨迹，保证轨迹中心线始终在坡口中间，实现焊缝的跟踪。主杆、环状导轨、安装板及焊枪等部件的设置，使得焊接装置能够从大型管件的内部对管件进行焊接作业，提高了内焊接的效率，而且使用安全。

综上所述，本发明的焊接装置具有焊缝跟踪功能、焊接效率高。

一种上述焊接装置的焊接方法，包括如下步骤：

S1：将焊接装置置入管件内部，并主杆的端部与直线位移电机的输出端连接；

S2：直线位移电机的输出端推动焊接装置移动至管件的预定位置处；

S3：第二驱动电机带动丝杆转动，从而驱动安装座及焊枪移动至焊枪的焊丝与管件的内壁接触；

S4：启动焊枪，同时第一驱动电机驱动焊枪沿环状导轨移动，直至焊接完毕。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是焊接装置的结构框图；

图2是焊接装置的使用状态图；

图3是图2中A部的局部放大图；

图4是安装环的俯视图。

图中，1：主杆；2：支撑柱；201：固定柱；202：活动柱；3：安装环；4：环状导轨；5：滑块；6：安装板；7：焊枪；8：滑块驱动装置；9：垫块；10：锁紧螺栓；11：第一驱动电机；12：驱动齿轮；13：环状齿带；14：第二驱动电机；15：丝杆；16：支撑板；17：摄像头；18：环体；19：连接套；20：固定杆；21：空腔；22：管件：23：主控制器；24：电源；25：电流检测单元；26：工件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1至图4，本发明一较佳实施例的焊接装置，包括焊枪7、主控制器23及为焊枪供电的电源24，还包括电流检测单元25，电流检测单元的一端与工件26连接，电流检测单元的另一端与电源及主控制器连接，电流检测单元用于检测焊枪焊接时的焊接电流大小。

角焊缝时，焊枪摆动，焊丝在焊缝中间位置的杆伸长与在焊缝两边时是不一样的，杆伸长的不同，导致实际的焊接电流与设定的电流不同，杆伸长越短，实际电流就越大，杆伸长越长，实际电流就越小。主控制器实时处理电流检测单元检测到的电流变化，以此调整焊枪所处的位置，进而来修正焊枪的实际轨迹，保证轨迹中心线始终在坡口中间，实现焊缝的跟踪。其中主控制器可以是工控机等类似具有控制功能的装置。

作为优选，本发明的焊接装置，电流检测单元为电阻或霍尔传感器。

作为优选，本发明的焊接装置，还包括主杆1、设于主杆外侧面的多根支撑柱2、设于主杆底端的安装环3，安装环上设有环状导轨4及与环状导轨滑动配合的滑块5、与滑块固连的安装板6、驱动滑块沿环状导轨移动的滑块驱动装置8，焊枪7设于安装板上。

主杆、环状导轨、安装板及焊枪等部件的设置，使得本发明的焊接装置能够从大型管件的内部对管件22进行焊接作业，提高了内焊接的效率，而且使用安全。具体工作时，操作人员通过手工或通过直线驱动装置、机械手等组件将主杆伸入管体内部，此时支撑柱的端部与管体的内部贴合，从而使得主杆的中轴与管体的中轴一致。接着操作人员通过手动或自动的方式将焊接装置推入管体内的预定位置处，待焊枪与焊缝对准后，滑块驱动装置驱动滑块沿环状导轨移动，并带动安装板和焊枪沿环状导轨移动，焊枪移动的同时对管件进行焊接作业，直至完成对管体的焊接。通过以上描述可以看出，本发明的焊接装置能够方便地从管件内部对管件进行焊接，其焊接效率高，风险小。

作为优选，本发明的焊接装置，支撑柱包括与主杆连接的固定柱201、与固定柱滑动配合的活动柱202，固定柱与活动柱之间设置有弹性装置。

固定柱及活动柱的设置，实现了对支撑柱的动态调整，从而使得焊接装置能够与不同型号的管件适配，提高焊接装置的通用性。弹性装置的设置，使得活动柱的端部与管件贴合，同时使得主杆能够与管件同轴。具体的，当管件竖直设置时，多个具有相同参数并对称布置的弹性装置对主杆施加的推力使得主杆与管件同轴。当管件水平设置时，操作人员需要根据焊接装置的自重，调整各弹性装置的弹性系数、长度等特性，以使主杆与管件同轴。

作为优选，本发明的焊接装置，固定柱的端面设有柱形槽，活动柱的端部设于柱形槽内，弹性装置为弹簧，弹性装置设置于柱形槽内。

作为优选，本发明的焊接装置，活动柱的外端设置有与管件适配的垫块9，固定柱的外侧面上设置有锁紧螺栓10。

垫块的设置，减少了支撑柱与管件之间的摩擦。锁紧螺栓的设置，使得操作人员可将活动柱与固定柱固连，从而使得操作人员可通过手工的方式实现对支撑柱的调整，以使主杆与管件同轴。

作为优选，本发明的焊接装置，活动柱的外端设置有滚轮(图中未示出)。

作为优选，本发明的焊接装置，滑块驱动装置包括设置于安装板上的第一驱动电机11、与第一驱动电机输出轴连接的驱动齿轮12，安装环的外侧面上设置有与驱动齿轮啮合的环状齿带13。

第一驱动电机、驱动齿轮及环状齿带的设置，实现了对滑块的驱动，具体的，第一驱动电机的输出轴带动驱动齿轮转动，随着驱动齿轮的转动，由于环状齿带固设于安装环上，驱动齿轮、第一驱动电机及与第一驱动电机机体固连的安装板、与安装板固连的滑块沿着环状导轨移动，从而实现对滑块及焊枪的驱动。其中环状齿带由多个弧形的齿带拼合而成。

作为优选，本发明的焊接装置，还包括焊枪驱动装置，焊枪驱动装置包括第二驱动电机14及与第二驱动电机输出轴连接的丝杆15，丝杆与安装座螺纹连接，安装座可滑动地设置于安装板上，焊枪设置于安装座上。

第二驱动电机及丝杆的设置，实现了对焊枪的驱动，从而使得焊接装置能够对不同型号的管件进行焊接。具体的，第二驱动电机的输出轴带动丝杆转动，随着丝杆的转动，与丝杆螺纹连接的安装座便沿着丝杆移动，从而带动焊枪沿着安装环的径向移动，直至焊枪的枪头到达预定位置处。

作为优选，本发明的焊接装置，安装板上还设置有支撑板16，丝杆的端部架设于支撑板上，支撑板上还设置有摄像头17。

摄像头的设置，方便了操作人员的操作，使其能够将焊接装置送入预定位置，同时也可通过摄像头实现对焊缝的跟踪。

作为优选，本发明的焊接装置，安装环包括环体18、与主杆连接的连接套19、设于环体与连接套之间的固定杆20。

连接套、固定杆的设置，实现了环体与主杆的连接。

作为优选，本发明的焊接装置，主杆内设有从主杆一端延伸至另一端的空腔21。

空腔的设置，方便了线路及管路的布置，具体的，与焊枪连接的送丝管、焊剂管道以及导线均可通过该空腔与外部设备连接。

一种上述焊接装置的焊接方法，包括如下步骤：

S1：将焊接装置置入管件内部，并主杆的端部与直线位移电机的输出端连接；

S2：直线位移电机的输出端推动焊接装置移动至管件的预定位置处；

S3：第二驱动电机带动丝杆转动，从而驱动安装座及焊枪移动至焊枪的焊丝与管件的内壁接触；

S4：启动焊枪，同时第一驱动电机驱动焊枪沿环状导轨移动，直至焊接完毕。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，本领域技术人员能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的保护范围由所附权利要求而不是上述说明限定。

此外，以上仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。同时，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种焊接装置，包括焊枪、主控制器及为焊枪供电的电源，其特征在于：还包括电流检测单元，所述电流检测单元的一端与工件连接，电流检测单元的另一端与电源及主控制器连接，所述电流检测单元用于检测焊枪焊接时的焊接电流大小。

2.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于：所述电流检测单元为电阻或霍尔传感器。

3.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于：还包括主杆、设于主杆外侧面的多根支撑柱、设于主杆底端的安装环，安装环上设有环状导轨及与环状导轨滑动配合的滑块、与滑块固连的安装板、驱动滑块沿环状导轨移动的滑块驱动装置，所述焊枪设于安装板上。

4.根据权利要求3所述的焊接装置，其特征在于：所述滑块驱动装置包括设置于安装板上的第一驱动电机、与第一驱动电机输出轴连接的驱动齿轮，所述安装环的外侧面上设置有与驱动齿轮啮合的环状齿带。

5.根据权利要求4所述的焊接装置，其特征在于：还包括焊枪驱动装置，所述焊枪驱动装置包括第二驱动电机及与第二驱动电机输出轴连接的丝杆，所述丝杆与安装座螺纹连接，安装座可滑动地设置于安装板上，所述焊枪设置于安装座上。

6.根据权利要求5所述的焊接装置，其特征在于：所述安装板上还设置有支撑板，所述丝杆的端部架设于所述支撑板上，支撑板上还设置有摄像头。

7.一种如权利要求6所述的焊接装置的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将焊接装置置入管件内部，并主杆的端部与直线位移电机的输出端连接；

S2：直线位移电机的输出端推动焊接装置移动至管件的预定位置处；

S3：第二驱动电机带动丝杆转动，从而驱动安装座及焊枪移动至焊枪的焊丝与管件的内壁接触；

S4：启动焊枪，同时第一驱动电机驱动焊枪沿环状导轨移动，直至焊接完毕。