CN113000997A - 一种电弧焊自动焊接设备及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电弧焊自动焊接设备及其焊接方法，包括柜体、支撑块和电弧焊机，所述柜体的一侧通过螺栓安装有支撑块，所述支撑块的顶部通过弧形支撑杆及螺栓安装有水平滑轨，所述水平滑轨内滑动连接有一号电动滑块，所述一号电动滑块的一侧通过螺栓安装有移动侧板，所述移动侧板的一侧通过螺栓安装有电弧焊机，所述移动侧板的另一侧通过螺栓安装有竖向滑轨，所述竖向滑轨的一侧设置有机械手，所述机械手的输出端通过螺栓安装有焊接钳。该一种电弧焊自动焊接设备及其焊接方法，具有焊缝外观质量检测的功能，能提高焊缝质量，操作方便，造价较低，智能化程度高，有效节省人力物力。

Description

一种电弧焊自动焊接设备及其焊接方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种电弧焊自动焊接设备及其焊接方法。

背景技术

目前，在焊接领域，虽然诞生了很多新型的焊接方式，作为电焊条焊接的传统焊接方式仍然具有它独特的焊接优势。随着工业的进步，五金、大型船舶、汽车生产、火箭等各个领域的生产都有在使用焊条焊接，而且使用的频次也在随着时代的进步而逐步提高。

另一方面，在一些特种行业上，对电焊条的材料要求极其严格。国外在一些尖端焊材上又对我国实施技术封锁。因此，怎样提升我国在尖端焊材上的生产及检验是我们面临着要解决的问题。国内很多焊材检验机构也在为怎样客观的(排除人为主观因素)检验焊材的好坏而发愁，国内很多的焊条厂家也同样面临着该问题。机器人焊工——焊条焊接全套自动化控制系统就能够很好的解决该问题，完全是由机器人自动控制焊接作业，整个焊接过程没有人为参与，对焊条焊材的好坏判断可以完全靠机器人客观的焊接过程来体现。现有的焊接设备及其焊接方法自动化程度低，不具有焊缝外观质量检测的功能，不能提高焊缝质量，操作不够方便，造价较高，智能化程度低，不能节省人力物力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电弧焊自动焊接设备及其焊接方法，以解决上述背景技术中提出的现有的焊接设备及其焊接方法自动化程度低，不具有焊缝外观质量检测的功能，不能提高焊缝质量，操作不够方便，造价较高，智能化程度低，不能节省人力物力的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电弧焊自动焊接设备，包括空压机、柜体、支撑块和电弧焊机，所述柜体的一侧通过螺栓安装有支撑块，所述支撑块的顶部通过弧形支撑杆及螺栓安装有水平滑轨，所述水平滑轨内滑动连接有一号电动滑块，所述一号电动滑块的一侧通过螺栓安装有移动侧板，所述移动侧板的一侧通过螺栓安装有电弧焊机，所述移动侧板的另一侧通过螺栓安装有竖向滑轨，所述竖向滑轨的一侧设置有机械手，所述机械手的输出端通过螺栓安装有焊接钳，所述支撑块的一端焊接有定位侧板，所述定位侧板的一侧通过卡箍设置有压力罐。

进一步的，所述压力罐的一侧通过紧固螺钉设置有空压机，所述定位侧板的一端通过固定螺杆安装有支撑柱，所述支撑柱的一侧通过螺栓设置有喷气头，所述压力罐的输出端通过输气软管连接喷气头，所述输气软管上设置有电磁阀；开启空压机增加压力罐内的气压，开启电磁阀使压力罐内的高压气体从喷气头吹出，气流方向、气流速度以及焊口周围的结构都要形成一定的气流通道，对待焊接工件进行定向吹扫，避免会吹扫到连接缝隙里面，提高焊口表面洁净度。

进一步的，所述焊接钳通过导线连接电弧焊机的输出端，所述空压机的输出口位于压力罐内，所述水平滑轨的底部通过限位支架及螺栓安装有工业相机，且工业相机的两侧通过定位架及螺钉安装有遮光板，所述机械手的顶端通过螺钉设置有二号电动滑块，且二号电动滑块位于竖向滑轨内；利用工业相机便于对焊接后的工件进行拍照，并且传输到与之连接的计算机上，便于远程进行监测，智能化程度高，便于管理。

进一步的，所述柜体的一端通过卡槽卡设有UPS电源，所述UPS电源的输出端与空压机、电弧焊机和机械手的输入端通过导线相连；利用UPS电源便于给用电设备供电使用，使用电设备正常进行。

一种电弧焊自动焊接设备的焊接方法，具体焊接方法步骤如下：

步骤一：焊接技术负责人组织技术人员进行自动焊接方案会审，提出疑问并解答，工程技术人员编制专项自动焊接方案和注意细节，并且通过焊接专家组审批后实施；对电弧焊机进行检测和试运行，将待焊接工件集中运输到加工设备一侧，便于加工取用；

步骤二：将焊接工件置于传送带体顶部，进行传送，开启空压机增加压力罐内的气压，开启电磁阀使压力罐内的高压气体从喷气头吹出，对待焊接工件进行吹扫，提高焊口表面洁净度；

步骤三：将焊接工件传输到焊接钳的正下方，利用一号电动滑块带动机械手水平滑动，再利用二号电动滑块带动机械手竖向移动，最终通过机械手精准定位，利用焊接钳夹持焊条进行施焊；

步骤四：匀速移焊：被加工零件在前进方向保持相对焊丝作匀速移动，被加工零件在移动到接近焊口终点时，进行快速填充焊丝，使焊丝离开被加工零件，将焊接后的加工零件取下自然冷却。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、用电弧对被加工零件的焊口预热，并且输送氩气作为保护气体，被加工零件在未移动时，对起始焊口在电弧加热条件下快速填充焊丝，对电弧焊机进行检测和试运行便于减小焊接设备的故障率，使设备稳定运行，并且在试运行的过程中便于找的焊接过程中的注意事项，方便找到应对措施，将焊接工件置于传送带体顶部，进行传送，焊接工件的连接处和轴承处人工清扫时易堆积灰尘，开启空压机增加压力罐内的气压，开启电磁阀使压力罐内的高压气体从喷气头吹出，气流方向、气流速度以及焊口周围的结构都要形成一定的气流通道，对待焊接工件进行定向吹扫，避免会吹扫到连接缝隙里面，提高焊口表面洁净度，避免影响焊接质量，并且实现自动进料和出料，节省人力物力。

2、通常单手臂机械手水平和竖直方向调整需要多次运行，不能提高工作效率，利用一号电动滑块带动机械手水平滑动，再利用二号电动滑块带动机械手竖向移动，最终通过机械手精准定位，减小运行次数，缩短定位时间，误差低，节省焊条用料，使被加工零件在前进方向保持相对焊丝作匀速移动，提高焊缝的均匀性，稳定效果显著，提高焊缝质量和美观性，在利用工业相机进行拍照时很容易受其他焊接光线影响，人工调整工业相机两侧的遮光板遮光角度，避免影响工业相机的正常拍照，同时，工业相机进行拍照时图像处理相对比较困难，影响正常的检测使用，利用工业相机便于对焊接后的工件进行拍照，并且传输到与之连接的计算机上，便于远程进行监测，智能化程度高，便于管理。

附图说明

图1为本发明一种电弧焊自动焊接设备及其焊接方法的整体结构示意图。

图2为本发明一种电弧焊自动焊接设备及其焊接方法的工业相机结构示意图。

图3为本发明一种电弧焊自动焊接设备及其焊接方法的上层棘轮限位挡板结构示意图。

图中：1、支撑块；2、弧形支撑杆；3、一号电动滑块；4、水平滑轨；5、移动侧板；6、电弧焊机；7、焊接钳；8、竖向滑轨；9、二号电动滑块；10、机械手；11、电磁阀；12、压力罐；13、工业相机；14、空压机；15、支撑柱；16、定位块；17、喷气头；18、传送带体；19、柜体；20、定位侧板；21、UPS电源；22、输气软管；23、遮光板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。

如图1-3所示，一种电弧焊自动焊接设备，包括空压机14、柜体19、支撑块1和电弧焊机6，所述柜体19的一侧通过螺栓安装有支撑块1，所述支撑块1的顶部通过弧形支撑杆2及螺栓安装有水平滑轨4，所述水平滑轨4内滑动连接有一号电动滑块3，所述一号电动滑块3的一侧通过螺栓安装有移动侧板5，所述移动侧板5的一侧通过螺栓安装有电弧焊机6，所述移动侧板5的另一侧通过螺栓安装有竖向滑轨8，所述竖向滑轨8的一侧设置有机械手10，所述机械手10的输出端通过螺栓安装有焊接钳7，所述支撑块1的一端焊接有定位侧板20，所述定位侧板20的一侧通过卡箍设置有压力罐12。

其中，所述压力罐12的一侧通过紧固螺钉设置有空压机14，所述定位侧板20的一端通过固定螺杆安装有支撑柱15，所述支撑柱15的一侧通过螺栓设置有喷气头17，所述压力罐12的输出端通过输气软管22连接喷气头17，所述输气软管22上设置有电磁阀11；开启空压机14增加压力罐12内的气压，开启电磁阀11使压力罐12内的高压气体从喷气头17吹出，气流方向、气流速度以及焊口周围的结构都要形成一定的气流通道，对待焊接工件进行定向吹扫，避免会吹扫到连接缝隙里面，提高焊口表面洁净度。

其中，所述焊接钳7通过导线连接电弧焊机6的输出端，所述空压机14的输出口位于压力罐12内，所述水平滑轨4的底部通过限位支架及螺栓安装有工业相机13，且工业相机13的两侧通过定位架及螺钉安装有遮光板23，所述机械手10的顶端通过螺钉设置有二号电动滑块9，且二号电动滑块9位于竖向滑轨8内；人工调整工业相机13两侧的遮光板23遮光角度，避免影响工业相机13的正常拍照，图像处理相对比较困难，影响正常的检测使用。

其中，所述柜体19的一端通过卡槽卡设有UPS电源21，所述UPS电源21的输出端与空压机14、电弧焊机6和机械手10的输入端通过导线相连；利用UPS电源21便于给空压机14、电弧焊机6和机械手10供电使用，使用电设备正常进行。

一种电弧焊自动焊接设备的焊接方法，具体焊接方法步骤如下：

步骤一：焊接技术负责人组织技术人员进行自动焊接方案会审，提出疑问并解答，工程技术人员编制专项自动焊接方案和注意细节，并且通过焊接专家组审批后实施；对电弧焊机6进行检测和试运行，将待焊接工件集中运输到加工设备一侧，便于加工取用；

步骤二：将焊接工件置于传送带体18顶部，进行传送，开启空压机14增加压力罐12内的气压，开启电磁阀11使压力罐12内的高压气体从喷气头17吹出，对待焊接工件进行吹扫，提高焊口表面洁净度；

步骤三：将焊接工件传输到焊接钳7的正下方，利用一号电动滑块3带动机械手10水平滑动，再利用二号电动滑块9带动机械手10竖向移动，最终通过机械手10精准定位，利用焊接钳7夹持焊条进行施焊；

步骤四：匀速移焊：被加工零件在前进方向保持相对焊丝作匀速移动，被加工零件在移动到接近焊口终点时，进行快速填充焊丝，使焊丝离开被加工零件，将焊接后的加工零件取下自然冷却。

本发明工作时：首先用电弧对被加工零件的焊口预热，并且输送氩气作为保护气体，被加工零件在未移动时，对起始焊口在电弧加热条件下快速填充焊丝，对电弧焊机6进行检测和试运行便于减小焊接设备的故障率，使设备稳定运行，并且在试运行的过程中便于找的焊接过程中的注意事项，方便找到应对措施，紧接着将焊接工件置于传送带体18顶部，进行传送，焊接工件的连接处和轴承处人工清扫时易堆积灰尘，人工开启空压机14增加压力罐12内的气压，开启电磁阀11使压力罐12内的高压气体从喷气头17吹出，气流方向、气流速度以及焊口周围的结构都要形成一定的气流通道，对待焊接工件进行定向吹扫，避免会吹扫到连接缝隙里面，提高焊口表面洁净度，避免影响焊接质量，并且实现自动进料。通常单手臂机械手水平和竖直方向调整需要多次运行，不能提高工作效率，首先利用一号电动滑块3带动机械手10水平滑动，再利用二号电动滑块9带动机械手10竖向移动，最终通过机械手10精准定位，减小运行次数，缩短定位时间，误差低，节省焊条用料，使被加工零件在前进方向保持相对焊丝作匀速移动，提高焊缝的均匀性，稳定效果显著，提高焊缝质量和美观性，在利用工业相机13进行拍照时很容易受其他焊接光线影响，人工调整工业相机13两侧的遮光板23遮光角度，避免影响工业相机13的正常拍照，同时，工业相机13在正常拍照时图像处理相对比较困难，影响正常的检测使用，利用工业相机13便于对焊接后的工件进行拍照，并且传输到与之连接的计算机上，便于远程进行监测，智能化程度高，便于管理。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种电弧焊自动焊接设备，包括空压机（14）、柜体（19）、支撑块（1）和电弧焊机（6），其特征在于，所述柜体（19）的一侧通过螺栓安装有支撑块（1），所述支撑块（1）的顶部通过弧形支撑杆（2）及螺栓安装有水平滑轨（4），所述水平滑轨（4）内滑动连接有一号电动滑块（3），所述一号电动滑块（3）的一侧通过螺栓安装有移动侧板（5），所述移动侧板（5）的一侧通过螺栓安装有电弧焊机（6），所述移动侧板（5）的另一侧通过螺栓安装有竖向滑轨（8），所述竖向滑轨（8）的一侧设置有机械手（10），所述机械手（10）的输出端通过螺栓安装有焊接钳（7），所述支撑块（1）的一端焊接有定位侧板（20），所述定位侧板（20）的一侧通过卡箍设置有压力罐（12）。

2.根据权利要求1所述的一种电弧焊自动焊接设备，其特征在于：所述压力罐（12）的一侧通过紧固螺钉设置有空压机（14），所述定位侧板（20）的一端通过固定螺杆安装有支撑柱（15），所述支撑柱（15）的一侧通过螺栓设置有喷气头（17），所述压力罐（12）的输出端通过输气软管（22）连接喷气头（17），所述输气软管（22）上设置有电磁阀（11）。

3.根据权利要求1所述的一种电弧焊自动焊接设备，其特征在于：所述焊接钳（7）通过导线连接电弧焊机（6）的输出端，所述空压机（14）的输出口位于压力罐（12）内，所述水平滑轨（4）的底部通过限位支架及螺栓安装有工业相机（13），且工业相机（13）的两侧通过定位架及螺钉安装有遮光板（23），所述机械手（10）的顶端通过螺钉设置有二号电动滑块（9），且二号电动滑块（9）位于竖向滑轨（8）内。

4.根据权利要求1所述的一种电弧焊自动焊接设备，其特征在于：所述柜体（19）的一端通过卡槽卡设有UPS电源（21），所述UPS电源（21）的输出端与空压机（14）、电弧焊机（6）和机械手（10）的输入端通过导线相连。

5.基于权利要求1-4任意一项所述一种电弧焊自动焊接设备的焊接方法，其特征在于，具体焊接方法步骤如下：

步骤一：焊接技术负责人组织技术人员进行自动焊接方案会审，提出疑问并解答，工程技术人员编制专项自动焊接方案和注意细节，并且通过焊接专家组审批后实施；对电弧焊机（6）进行检测和试运行，将待焊接工件集中运输到加工设备一侧，便于加工取用；

步骤二：将焊接工件置于传送带体（18）顶部，进行传送，开启空压机（14）增加压力罐（12）内的气压，开启电磁阀（11）使压力罐（12）内的高压气体从喷气头（17）吹出，对待焊接工件进行吹扫，提高焊口表面洁净度；

步骤三：将焊接工件传输到焊接钳（7）的正下方，利用一号电动滑块（3）带动机械手（10）水平滑动，再利用二号电动滑块（9）带动机械手（10）竖向移动，最终通过机械手（10）精准定位，利用焊接钳（7）夹持焊条进行施焊；

步骤四：匀速移焊：被加工零件在前进方向保持相对焊丝作匀速移动，被加工零件在移动到接近焊口终点时，进行快速填充焊丝，使焊丝离开被加工零件，将焊接后的加工零件取下自然冷却。

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