CN111210686A - 一种焊接模拟训练装置 - Google Patents

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吴海军
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Abstract

本发明公开了一种焊接模拟训练装置，包括模拟焊钳和校准装置；所述模拟焊钳包括钳体、手柄、模拟焊条和步进电机；所述钳体包括上把手和下把手，所述下把手固定连接有手柄，手柄内部设有第一驱动电机，第一驱动电机轴上安装有模拟焊条的驱动机构，模拟焊条驱动机构设置在模拟焊条放置槽内用于驱动模拟焊条运动；所述校准装置包括至少两个相互垂直设置的平面，每个平面上均设有校准基线标识件，在两个平面相交部位设有标识件驱动装置，标识件驱动装置驱动标识件与模拟焊条的焊接端同步运动。本发明的训练装置可以在不消耗电模拟焊条的情况下模拟出焊接时电模拟焊条逐渐缩短、同时电焊钳慢慢向工件靠拢的手感。

Description

一种焊接模拟训练装置
技术领域
本发明涉及焊接模拟设备技术领域，具体涉及一种焊接模拟训练装置。
背景技术
现有技术中，在做手工电焊培训时，一般采用两种训练方式，一种是对电焊钳直接进行通电焊接作业，用这种方式训练时，需要消耗大量的电模拟焊条，使得成本较高，并且由于焊接端有电弧，不方便老师实时指导，有烧溅的风险；另一种是在电焊钳不通电的状态下夹持一根电模拟焊条进行模拟焊接，用这种方式训练时，不能模拟焊接时电模拟焊条逐渐缩短、同时电焊钳慢慢向工件靠拢的手感，训练效果较差。
此外，根据不同的基础材料、技术要求等，可有氩弧焊接，气保焊接等不同的焊接类型，相应的模拟焊条等焊接材料和焊接手法、技巧及技术要求等也各不相同，本发明提供一种焊接模拟训练装置可以用于不同焊接类型的训练。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种焊接模拟训练装置，本发明的训练装置可以在不消耗电模拟焊条的情况下模拟出焊接时电模拟焊条逐渐缩短、同时电焊钳慢慢向工件靠拢的手感。此外学员可以自己通过与校准基线比对，实时监测自己焊接手法是否准确。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种焊接模拟训练装置，包括模拟焊钳和校准装置；
所述模拟焊钳包括钳体、手柄、模拟焊条和步进电机；所述钳体包括上把手和下把手，上把手与下把手通过铰接轴铰接，上把手的前端为上钳嘴，下把手的前端为下钳嘴，上钳嘴与下钳嘴之间形成模拟焊条放置槽；所述下把手固定连接有手柄，手柄内部设有步进电机，步进电机轴与模拟焊条驱动机构连接，模拟焊条驱动机构设置在模拟焊条放置槽内用于驱动模拟焊条运动；所述手柄内部还设有与控制器连接的数据电源线；
所述校准装置包括至少两个相互垂直设置的平面，每个平面上均设有校准基线标识件，在两个平面相交部位设有标识件驱动装置，标识件驱动装置驱动标识件与模拟焊条的焊接端同步运动，所述标识件驱动装置设有与控制器连接的数据电源线。
在焊接开始时，使用者根据不同焊接种类，模拟焊条与校准装置的三个平面分别形成不同夹角，即模拟焊条在三个平面分别产生具有一定角度的线性投影，用激光笔在导电玻璃上根据线性投影打上激光束作为校准基线，每个平面各有一条校准基线。在后期模拟焊条行进过程中使用者将模拟焊条与校准基线实时比对，观察焊接手法是否正确。
作为优选的方案，所述平面为导电平面，在模拟焊条的焊接端与导电平面接触状态下构成模拟焊条驱动机构的导电回路，驱动模拟焊条抽回。有些焊接类型需要焊条与被焊接物接触，因此采用导电平面进行模拟。
本发明用导电玻璃平面作为模拟焊材，模拟焊枪夹持模拟焊条在导电玻璃上移动，导电玻璃、模拟焊条、步进电机和电源形成回路，只有当模拟焊条与导电玻璃接触并且打开步进电机开关时，回路才能接通，驱动模拟焊条抽回。
作为优选的技术方案，所述平面为非导电平面，平面的一侧设有呈矩阵排列的感应器，模拟焊条的焊接端与非导电平面接近，感应器导通构成模拟焊条驱动机构的导电的回路，驱动模拟焊条抽回。有些焊接类型无需焊枪头部与焊接部位接触，因此采用感应式平面进行模拟。
作为优选的技术方案，所述模拟焊条驱动机构为与步进电机轴固定安装的齿轮或橡皮轮，在模拟焊条的表面设有用于与齿轮啮和的条形齿结构或设有用于与橡皮轮摩擦配合的橡皮层。
作为优选的技术方案，所述校准基线驱动装置包括设置在两个平面相交部位的直线电机，所述校准基线标识件为角度可调节式激光笔，激光笔发出的激光用于标识校准基线，激光笔在直线电机的驱动下随模拟焊条的焊接端同步直线移动。
作为优选的技术方案，所述模拟焊条的焊接端设有拆卸式连杆，连杆上铰接至少2根指示针，2条指示针呈90°，所述2条指示针用于表示两条校准基线。
作为优选的技术方案，所述上把手与下把手之间还设有压簧，所述压簧位于铰接轴的后端，上钳嘴和下钳嘴通过压簧的作用而相互对合。
作为优选的技术方案，所述模拟焊条镶嵌有笔芯，笔芯的端部位于模拟焊条的端部。
本发明的优点和有益效果在于：本发明一种模拟焊接培训用模拟装置，模拟焊枪通过步进电机驱动模拟焊条运动实现烧损和抽回，结构简单；通过模拟焊条与校准装置配合使用，使用者可以在模拟过程中，实施矫正焊接手法，使培训者能够更好的掌握手工电弧焊的技巧，增强培训效果。
附图说明
图1是本发明模拟焊钳的结构示意图；
图2是本发明模拟焊条的结构示意图；
图3是本发明校准装置的结构示意图；
图4是本发明校准装置的结构示意图；
图中：1、上把手；11、上钳嘴；12、步进电机开关；13、调节档位开关；14、复位按钮；2、下把手；21、下钳嘴；22、压簧；3、铰接轴；4、模拟焊接放置槽；5、手柄；51、步进电机；6、模拟焊条；61、信号接收装置；62、挤压式储液囊；7、校准装置；71、平面X；72、平面Y；73、角度调节式激光笔；74、校准基线；75、直线电机驱动；76、信号发生装置。
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描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种焊接模拟训练装置，包括模拟焊钳和校准装置；
所述模拟焊钳包括钳体、手柄、模拟焊条和步进电机12；所述钳体包括上把手1和下把手2，上把手与下把手通过铰接轴3铰接，上把手的前端为上钳嘴11，下把手的前端为下钳嘴21，上钳嘴与下钳嘴之间形成模拟焊条放置槽4；所述下把手固定连接有手柄5，手柄内部设有步进电机51，步进电机轴与模拟焊条驱动机构连接，模拟焊条驱动机构设置在模拟焊条放置槽内用于驱动模拟焊条6运动；所述手柄内部还设有与控制器连接的数据电源线；
所述校准装置包括至少两个相互垂直设置的平面，每个平面上均设有校准基线标识件，在两个平面相交部位设有标识件驱动装置，标识件驱动装置驱动校准基线标识件与模拟焊条的焊接端同步运动。
所述校准装置7包括从原点出发且彼此相互垂直设置的两个导电透明玻璃平面：平面X71和平面Y72；所述原点处设有2个角度调节式激光笔73，所述激光笔分别向导电透明玻璃平面投射激光束，所述激光束就是起始设定的校准基线74，在模拟过程中，使用者可以实时将模拟焊条的角度与校准基线进行比对，检测焊接手法是否准确；
所述两个平面连接处设有直线电机，激光笔固定在直线电机上，并由直线电机驱动75，激光笔形成的校准基线随模拟焊接头部同步运动；
所述校准装置包括内侧模拟面和外侧安装面，调试激光笔和直线驱动电机都安装在外侧安装面上，并且激光校准装置放置在工作台上。
所述两个平面的原点处设有信号发生装置76，模拟焊条头部设有信号接收装置61，信号发生装置与信号接收装置分别与控制器电连接；模拟焊条运行轨道为导电结构，当模拟焊条沿运行轨道运动时且模拟焊条与原点发生相对位移时，直线电机驱动激光笔与模拟焊条头部发生同步运动。
所述平面为导电平面，在模拟焊条的焊接端与导电平面接触状态下构成模拟焊条驱动机构的导电回路，驱动模拟焊条抽回。
所述平面为非导电平面，平面的一侧设有呈矩阵排列的感应器，模拟焊条的焊接端与非导电平面接近，感应器导通构成模拟焊条驱动机构的导电的回路，驱动模拟焊条抽回。
所述模拟焊条驱动机构为与步进电机轴固定安装的齿轮或橡皮轮，在模拟焊条的表面设有用于与齿轮啮和的条形齿结构或设有用于与橡皮轮摩擦配合的橡皮层。
所述标识件驱动装置包括设置在两个平面相交部位的直线电机，所述校准基线标识件为角度可调节式激光笔，激光笔发出的激光用于标识校准基线，激光笔在直线电机的驱动下随模拟焊条的焊接端同步直线移动。
所述模拟焊条的焊接端设有拆卸式连杆，连杆上铰接至少2根指示针，2条指示针呈90°，所述2条指示针用于表示两条校准基线。所述上把手与下把手之间还设有压簧，所述压簧位于铰接轴的后端，上钳嘴和下钳嘴通过压簧22的作用而相互对合。
所述模拟焊条镶嵌有笔芯，笔芯的端部位于模拟焊条的端部。
所述模拟焊枪的上把手设有步进电机开关12、调节档位开关13和复位按钮14。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种焊接模拟训练装置，其特征在于，包括模拟焊钳和校准装置；
所述模拟焊钳包括钳体、手柄、模拟焊条和第一驱动电机；所述钳体包括上把手和下把手，上把手与下把手通过铰接轴铰接，上把手的前端为上钳嘴，下把手的前端为下钳嘴，上钳嘴与下钳嘴之间形成模拟焊条放置槽；所述下把手固定连接有手柄，手柄内部设有第一驱动电机，第一驱动电机轴与模拟焊条驱动机构连接，模拟焊条驱动机构设置在模拟焊条放置槽内用于驱动模拟焊条运动；所述手柄内部还设有数据电源线，数据电源线的一端与第一驱动电机连接另一端与控制器连接；
所述校准装置包括至少两个相互垂直设置的平面，每个平面上均设有校准基线标识件，在两个平面相交部位设有标识件驱动装置，标识件驱动装置驱动标识件与模拟焊条的焊接端同步运动，所述标识件驱动装置设有与控制器连接的数据电源线。
2.根据权利要求1所述的一种焊接模拟训练装置，其特征在于，所述平面为导电平面，在模拟焊条的焊接端与导电平面接触状态下构成模拟焊条驱动机构的导电回路，驱动模拟焊条抽回。
3.根据权利要求1所述的一种焊接模拟训练装置，其特征在于，所述平面为非导电平面，平面的一侧设有呈矩阵排列的感应器，模拟焊条的焊接端与非导电平面接近，感应器导通构成模拟焊条驱动机构的导电的回路，驱动模拟焊条抽回。
4.根据权利要求2或3所述的一种焊接模拟训练装置，其特征在于，所述模拟焊条驱动机构为与第一驱动电机轴固定安装的齿轮或橡皮轮，在模拟焊条的表面设有用于与齿轮啮和的条形齿结构或设有用于与橡皮轮摩擦配合的橡皮层。
5.根据权利要求4所述的一种焊接模拟训练装置，其特征在于，所述标识件驱动装置包括设置在两个平面相交部位的第二驱动电机，所述校准基线标识件为角度可调节式激光笔，激光笔发出的激光用于标识校准基线，激光笔在第二驱动电机的驱动下随模拟焊条的焊接端同步直线移动。
6.根据权利要求4所述的一种焊接模拟训练装置，其特征在于，所述模拟焊条的焊接端设有拆卸式连杆，连杆上铰接至少2根指示针，2条指示针呈90°，所述2条指示针用于表示两条校准基线。
7.根据权利要求5或6所述的一种焊接模拟训练装置，其特征在于，所述上把手与下把手之间还设有压簧，所述压簧位于铰接轴的后端，上钳嘴和下钳嘴通过压簧的作用而相互对合。
8.根据权利要求7所述的一种焊接模拟训练装置，其特征在于，所述模拟焊条镶嵌有笔芯，笔芯的端部位于模拟焊条的端部。
9.根据权利要求8所述的一种焊接模拟训练装置，其特征在于，所述第一驱动电机为步进电机，第二驱动电机为直线电机。
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