CN112917079A - 一种焊接装置及其焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种焊接装置及其焊接工艺，包括工作台，工作台上设置有焊接机构以及焊渣清理机构；焊接机构包括焊头、横板、竖板，焊头贯通横板并与横板固接，横板与竖板垂直固接，焊头外侧套接有凹坑检测机构，焊头一侧设置有送丝机；横板上贯通焊渣清理机构，竖板顶端与工作台滑动连接，竖板一侧设置有驱动部，工作台底端设置有夹子；驱动部、凹坑检测机构电性连接有控制器。本发明使焊头在焊接过程中，可以识别工件拼接缝处的凹坑，并将凹坑填充完整，在焊接的过程中将焊缝处形成的焊渣进行同步敲打清除，减少了后续人工补焊的工作，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术，特别是涉及一种焊接装置及其焊接工艺。
背景技术
焊接，也称作熔接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空。无论在何处，焊接都可能给操作者带来危险，所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施。焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等。目前，焊接加工相比较其它类别的金属成型加工自动化程度不高，更多的依赖于人工的操作，在焊接质量、工作效率、人员安全、节能环保等方面存在不足，虽然近年来焊接机器人产业发展迅速，焊接机器人功能强大，但其价格昂贵，非一般中小企业所能承受，还有机器人厂家间没有通用和公开的技术，所以不同品牌机器人操作也不尽相同，通常需要受过厂家培训的专业人员才能操作，这就使得机器人一时难以进入到技术力量稍弱的中小企业中。
现有的焊接装置可以在两个工件拼接缝处完成自动焊接，由于工件拼接缝处不齐整，存在凹坑，现有的焊接装置不能对凹坑进行识别，使得在焊接时，凹坑处填充的熔融体跟没有凹坑处的熔融体量一样，导致在焊接完成后，凹坑处焊接不严实，需要后续重新人工补焊，而且，在焊接完成后，焊缝处形成的焊渣需要人工敲打清理，造成后续人工工作依旧繁琐。因此，需设计一种焊接装置及其焊接工艺以解决现有技术存在的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种焊接装置及其焊接工艺，以解决上述现有技术存在的问题，使焊头在焊接过程中，可以识别工件拼接缝处的凹坑，并将凹坑填充完整，在焊接的过程中将焊缝处形成的焊渣进行同步敲打清除，减少了后续人工补焊的工作，提高了工作效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种焊接装置，包括工作台，所述工作台上设置有焊接机构以及焊渣清理机构；
所述焊接机构包括焊头、横板、竖板，所述焊头贯通所述横板并与所述横板固接，所述横板与所述竖板垂直固接，所述焊头外侧套接有凹坑检测机构，所述焊头一侧设置有送丝机；
所述横板上贯通所述焊渣清理机构，所述竖板顶端与所述工作台滑动连接，所述竖板一侧设置有驱动部，所述工作台底端设置有夹子；
所述驱动部、凹坑检测机构电性连接有控制器。
优选的，所述凹坑检测机构包括套筒，所述套筒套接在所述焊头外侧，并与所述焊头滑动连接，所述套筒顶端固接有圆环形第一凸肩，所述横板底面设置有压力传感器，所述第一凸肩与所述压力传感器之间设置有第一弹簧，所述压力传感器电性连接所述控制器。
优选的，所述焊渣清理机构包括顶杆，所述顶杆贯通所述横板，并与所述横板滑动连接，所述顶杆底端固接有敲打部，所述顶杆顶端设置有挤压部。
优选的，所述敲打部包括L形杆，所述L形杆顶面与所述顶杆底端固接，所述L形杆底端固接有连接杆，所述连接杆与所述竖板底端铰接，所述连接杆远离了所述L形杆的端部固接有敲打头，所述顶杆外侧固接有第二凸肩，所述L形杆上方设置有支撑板，所述支撑板处于所述第二凸肩下方，所述支撑板与所述第二凸肩之间设置有第二弹簧，所述顶杆贯通所述支撑板。
优选的，所述挤压部包括凹槽，所述凹槽设置在所述工作台顶端内壁内，所述凹槽内间隔设置有若干个斜板，所述顶杆顶端为球面结构，所述顶杆顶端与所述斜板底面接触连接。
优选的，所述支撑板上贯通有过孔，所述顶杆穿过所述过孔，所述过孔的内径大于所述顶杆的外径。
优选的，所述焊头为中空管结构，所述焊头外侧固接有第三凸肩，所述第三凸肩与所述套筒内壁接触连接，所述套筒内壁设置有圆环形第四凸肩，所述焊头穿过所述第四凸肩。
优选的，所述顶杆到所述连接杆铰接处的水平距离大于所述敲打头到所述连接杆铰接处的水平距离。
优选的，所述竖板顶端对称固接有T形滑块，所述工作台顶端底面对称开设有T形滑槽，所述T形滑块与所述T形滑槽相适配。
一种焊接工艺，包括以下步骤：
S1、将两个焊接工件平放在工作台底端顶面上，通过夹子将两个焊接工件拼接夹紧；
S2、将套筒底端抵触在焊接工件拼接缝处，记录压力传感器此时的压力值；
S3、将顶杆顶端与斜板底面接触，使得当顶杆顶端与斜板低端接触时，敲打头底端与焊接工件拼接缝接触；
S4、控制驱动部驱动竖板，使得焊头沿着工件拼接缝处移动焊接，同时使送丝机匀速送丝；
S5、套筒底端遇到焊接工件拼接缝的凹坑时，控制器控制驱动部在此处多停留系统设定的时长，使凹坑完全填满，之后继续移动焊接后续焊接工件拼接缝；
S6、焊头焊接完成的焊缝上形成焊渣，焊头移动过程中，敲打头持续上下敲打焊渣，使焊渣掉落清除。
本发明公开了以下技术效果：
本发明通过设置凹坑检测机构，在焊接过程中，当套筒底端陷入凹坑中时，压力传感器的压力值发生变化，进而通过控制器控制驱动部使得焊头运行速度减缓，并在凹坑处停留设定的时长，使凹坑处被充分填满熔融体，使凹坑处焊接严实，减少了后续人工补焊的工作；
通过设置焊渣清理机构，并通过横板将顶杆和焊头连接在一起，整体水平方向同步移动，在焊头移动的同时，带动顶杆水平移动，顶杆顶端通持续在斜板上滑过，使得敲击头持续性地做上下往复敲打动作，实现对焊缝处焊渣的敲打清除，在焊头焊接完成后，焊渣同步清除完成，避免了后续需人工清除焊渣的缺陷，提高了工作效率；
通过设置L形杆、连接杆以及敲打头，并将顶杆到连接杆铰接处的水平距离大于敲打头到连接杆铰接处的水平距离，运用了杠杆原理，使得敲打头对焊缝处的焊渣敲打清除更加地有冲击力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种焊接装置的主视图；
图2为图1中焊头、横板、凹坑检测机构以及送丝机的主视图；
图3为图1中工作台顶端、斜板、凹槽以及T形滑槽仰视图；
图4为图1中竖板、T形滑块侧视图；
图5为图1中套筒陷入凹坑中的主视图。
其中，1为工作台，2为焊头，3为横板，4为竖板，5为套筒，6为第一弹簧，7为第一凸肩，8为压力传感器，9为顶杆，10为斜板，11为第二凸肩，12为第二弹簧，13为支撑板，14为驱动部，15为L形杆，16为连接杆，17为敲打头，18为夹子，19为过孔，20为第三凸肩，21为第四凸肩，22为送丝机，23为凹坑，24为T形滑块，25为T形滑槽，26为凹槽，27为焊丝，28为拼接缝。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-5，本发明提供一种焊接装置，包括工作台1，所述工作台1上设置有焊接机构以及焊渣清理机构；
所述焊接机构包括焊头2、横板3、竖板4，所述焊头2贯通所述横板3并与所述横板3固接，所述横板3与所述竖板4垂直固接，所述焊头2外侧套接有凹坑检测机构，所述焊头2一侧设置有送丝机22；
所述横板3上贯通所述焊渣清理机构，所述竖板4顶端与所述工作台1滑动连接，所述竖板4一侧设置有驱动部14，所述工作台1底端设置有夹子18；
所述驱动部14、凹坑检测机构电性连接有控制器(图中未画出)，驱动部14可以优选为电动缸或液压缸。
进一步优选方案，所述凹坑检测机构包括套筒5，所述套筒5套接在所述焊头2外侧，并与所述焊头2滑动连接，所述套筒5顶端固接有圆环形第一凸肩7，所述横板3底面设置有压力传感器8，所述第一凸肩7与所述压力传感器8之间设置有第一弹簧6，所述压力传感器8电性连接所述控制器，将套筒5底端抵触在拼接缝28上，此时将压力传感器8的数值记录，并存储在控制中，压力传感器8为此数值时，拼接缝28正常焊接，控制器控制驱动部14，使焊头2匀速移动；当套筒5底端遇到凹坑23时，套筒5底端陷入凹坑23内，此时，压力传感器8感应到的数值发生变化，将此数值存储在控制器中，使得控制器控制驱动部14，使得焊头2在凹坑23上方停留系统设定的短暂时长，一般为1-2S，使得凹坑23处被熔融体填满，当套筒5经过凹坑23后，套筒5底端重新抵触到拼接缝28处，使得压力传感器8数值恢复至原来数值，控制器继续控制器，使得焊头2匀速移动，拼接缝28正常焊接，直至将拼接缝28焊接完成。
进一步优选方案，所述焊渣清理机构包括顶杆9，所述顶杆9贯通所述横板3，并与所述横板3滑动连接，所述顶杆9底端固接有敲打部，所述顶杆9顶端设置有挤压部。
进一步优选方案，所述敲打部包括L形杆15，所述L形杆15顶面与所述顶杆9底端固接，所述L形杆15底端固接有连接杆16，所述连接杆16与所述竖板4底端铰接，所述连接杆16远离了所述L形杆15的端部固接有敲打头17，所述顶杆9外侧固接有第二凸肩11，所述L形杆15上方设置有支撑板13，所述支撑板13处于所述第二凸肩11下方，所述支撑板13与所述第二凸肩11之间设置有第二弹簧12，所述顶杆9贯通所述支撑板13，顶杆9底端挤压或拉起L形杆15顶端，使得L形杆15通过连接杆16实现对敲打头17的上下往复敲打动作。
进一步优选方案，所述挤压部包括凹槽26，所述凹槽26设置在所述工作台1顶端内壁内，所述凹槽26内间隔设置有若干个斜板10，所述顶杆9顶端为球面结构，所述顶杆9顶端与所述斜板10底面接触连接，横板3带动顶杆9水平移动，顶杆9顶端从斜板10高端向低端依次滑动，在从斜板10高端向低端滑动的过程中，通过第二凸肩11和支撑板13，将第二弹簧12持续压缩，此时，顶杆9底端挤压L形杆15，使得敲打头17向上抬起，在顶杆9顶端从前一个斜板10的最低端滑出后，通过第二弹簧12回缩的弹力，将顶杆9顶端向上快速顶起，并抵靠在下一个斜板10的最高端，顶杆9在往上顶起的过程中，带动L形杆15向上移动，通过杠杆原理，使得敲打头17有较大的冲击力去敲打已形成焊缝处的焊渣，顶杆9持续从多个斜板10上滑过，从而实现敲打头17持续性的上下敲打动作，最终实现在焊头2焊接过程中，同步实现对已形成焊缝处焊渣的敲打清除。
进一步优选方案，所述支撑板13上贯通有过孔19，所述顶杆9穿过所述过孔19，所述过孔19的内径大于所述顶杆9的外径，使得顶杆9上下运动时不与过孔19干涉。
进一步优选方案，所述焊头2为中空管结构，所述焊头2外侧固接有第三凸肩20，所述第三凸肩20与所述套筒5内壁接触连接，所述套筒5内壁设置有圆环形第四凸肩21，所述焊头2穿过所述第四凸肩21，焊头2内部穿焊丝27，其中送丝机22的原理为本领域技术人员公知常识，其不再本发明保护范围内，在此不再赘述，当不使用时，套筒5通过第四凸肩21搭接在第三凸肩20上，保证套筒5在焊头2外侧不掉落。
进一步优选方案，所述顶杆9到所述连接杆16铰接处的水平距离大于所述敲打头17到所述连接杆16铰接处的水平距离，通过杠杆原理，使得敲打头17有较大的冲击力去敲打已形成焊缝处的焊渣。
进一步优选方案，所述竖板4顶端对称固接有T形滑块24，所述工作台1顶端底面对称开设有T形滑槽25，所述T形滑块24与所述T形滑槽25相适配。
一种焊接工艺，包括以下步骤：
S1、将两个焊接工件平放在工作台1底端顶面上，通过夹子18将两个焊接工件拼接夹紧；
S2、将套筒5底端抵触在焊接工件拼接缝28处，记录压力传感器8此时的压力值；
S3、将顶杆9顶端与斜板10底面接触，使得当顶杆9顶端与斜板10低端接触时，敲打头17底端与焊接工件拼接缝28接触；
S4、控制驱动部14驱动竖板4，使得焊头2沿着工件拼接缝28处移动焊接，同时使送丝机22匀速送丝；
S5、套筒5底端遇到焊接工件拼接缝28的凹坑23时，控制器控制驱动部14在此处多停留系统设定的时长，使凹坑23完全填满，之后继续移动焊接后续焊接工件拼接缝28；
S6、焊头2焊接完成的焊缝上形成焊渣，焊头2移动过程中，敲打头17持续上下敲打焊渣，使焊渣掉落清除。
本发明一种焊接装置的工作原理：
焊接前，将两个焊接工件平放在工作台1底端的平面上，通过夹子18将两个工件夹紧，将焊头2对准拼接缝28，同时将套筒5底端抵触在拼接缝28上，此时将压力传感器8的数值记录，并存储在控制中，压力传感器8为此数值时，拼接缝28正常焊接，控制器控制驱动部14，使焊头2匀速移动；当套筒5底端遇到凹坑23时，套筒5底端陷入凹坑23内，此时，压力传感器8感应到的数值发生变化，将此数值存储在控制器中，使得控制器控制驱动部14，使得焊头2在凹坑23上方停留系统设定的短暂时长，一般为1-2S，使得凹坑23处被熔融体填满，当套筒5经过凹坑23后，套筒5底端重新抵触到拼接缝28处，使得压力传感器8数值恢复至原来数值，控制器继续控制器，使得焊头2匀速移动，拼接缝28正常焊接，直至将拼接缝28焊接完成；在焊头2水平移动的过程中，横板3带动顶杆9水平移动，顶杆9顶端从斜板10高端向低端依次滑动，在从斜板10高端向低端滑动的过程中，通过第二凸肩11和支撑板13，将第二弹簧12持续压缩，此时，顶杆9底端挤压L形杆15，使得敲打头17向上抬起，在顶杆9顶端从前一个斜板10的最低端滑出后，通过第二弹簧12回缩的弹力，将顶杆9顶端向上快速顶起，并抵靠在下一个斜板10的最高端，顶杆9在往上顶起的过程中，带动L形杆15向上移动，通过杠杆原理，使得敲打头17有较大的冲击力去敲打已形成焊缝处的焊渣，顶杆9持续从多个斜板10上滑过，从而实现敲打头17持续性的上下敲打动作，最终实现在焊头2焊接过程中，同步实现对已形成焊缝处焊渣的敲打清除。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种焊接装置，其特征在于：包括工作台(1)，所述工作台(1)上设置有焊接机构以及焊渣清理机构；
所述焊接机构包括焊头(2)、横板(3)、竖板(4)，所述焊头(2)贯通所述横板(3)并与所述横板(3)固接，所述横板(3)与所述竖板(4)垂直固接，所述焊头(2)外侧套接有凹坑检测机构，所述焊头(2)一侧设置有送丝机(22)；
所述横板(3)上贯通所述焊渣清理机构，所述竖板(4)顶端与所述工作台(1)滑动连接，所述竖板(4)一侧设置有驱动部(14)，所述工作台(1)底端设置有夹子(18)；
所述驱动部(14)、凹坑检测机构电性连接有控制器。
2.根据权利要求1所述的一种焊接装置，其特征在于：所述凹坑检测机构包括套筒(5)，所述套筒(5)套接在所述焊头(2)外侧，并与所述焊头(2)滑动连接，所述套筒(5)顶端固接有圆环形第一凸肩(7)，所述横板(3)底面设置有压力传感器(8)，所述第一凸肩(7)与所述压力传感器(8)之间设置有第一弹簧(6)，所述压力传感器(8)电性连接所述控制器。
3.根据权利要求1所述的一种焊接装置，其特征在于：所述焊渣清理机构包括顶杆(9)，所述顶杆(9)贯通所述横板(3)，并与所述横板(3)滑动连接，所述顶杆(9)底端固接有敲打部，所述顶杆(9)顶端设置有挤压部。
4.根据权利要求3所述的一种焊接装置，其特征在于：所述敲打部包括L形杆(15)，所述L形杆(15)顶面与所述顶杆(9)底端固接，所述L形杆(15)底端固接有连接杆(16)，所述连接杆(16)与所述竖板(4)底端铰接，所述连接杆(16)远离了所述L形杆(15)的端部固接有敲打头(17)，所述顶杆(9)外侧固接有第二凸肩(11)，所述L形杆(15)上方设置有支撑板(13)，所述支撑板(13)处于所述第二凸肩(11)下方，所述支撑板(13)与所述第二凸肩(11)之间设置有第二弹簧(12)，所述顶杆(9)贯通所述支撑板(13)。
5.根据权利要求3所述的一种焊接装置，其特征在于：所述挤压部包括凹槽(26)，所述凹槽(26)设置在所述工作台(1)顶端内壁内，所述凹槽(26)内间隔设置有若干个斜板(10)，所述顶杆(9)顶端为球面结构，所述顶杆(9)顶端与所述斜板(10)底面接触连接。
6.根据权利要求3所述的一种焊接装置，其特征在于：所述支撑板(13)上贯通有过孔(19)，所述顶杆(9)穿过所述过孔(19)，所述过孔(19)的内径大于所述顶杆(9)的外径。
7.根据权利要求3所述的一种焊接装置，其特征在于：所述焊头(2)为中空管结构，所述焊头(2)外侧固接有第三凸肩(20)，所述第三凸肩(20)与所述套筒(5)内壁接触连接，所述套筒(5)内壁设置有圆环形第四凸肩(21)，所述焊头(2)穿过所述第四凸肩(21)。
8.根据权利要求3所述的一种焊接装置，其特征在于：所述顶杆(9)到所述连接杆(16)铰接处的水平距离大于所述敲打头(17)到所述连接杆(16)铰接处的水平距离。
9.根据权利要求1所述的一种焊接装置，其特征在于：所述竖板(4)顶端对称固接有T形滑块(24)，所述工作台(1)顶端底面对称开设有T形滑槽(25)，所述T形滑块(24)与所述T形滑槽(25)相适配。
10.一种焊接工艺，基于权利要求1-9任一项所述的焊接装置，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将两个焊接工件平放在工作台(1)底端顶面上，通过夹子(18)将两个焊接工件拼接夹紧；
S2、将套筒(5)底端抵触在焊接工件拼接缝(28)处，记录压力传感器(8)此时的压力值；
S3、将顶杆(9)顶端与斜板(10)底面接触，使得当顶杆(9)顶端与斜板(10)低端接触时，敲打头(17)底端与焊接工件拼接缝(28)接触；
S4、控制驱动部(14)驱动竖板(4)，使得焊头(2)沿着工件拼接缝(28)处移动焊接，同时使送丝机(22)匀速送丝；
S5、套筒(5)底端遇到焊接工件拼接缝(28)的凹坑(23)时，控制器控制驱动部(14)在此处多停留系统设定的时长，使凹坑(23)完全填满，之后继续移动焊接后续焊接工件拼接缝(28)；
S6、焊头(2)焊接完成的焊缝上形成焊渣，焊头(2)移动过程中，敲打头(17)持续上下敲打焊渣，使焊渣掉落清除。
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