CN113664345A - 一种双丝焊接机器人工作站 - Google Patents

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Abstract

本发明属于焊接技术领域，特别涉及一种双丝焊接机器人工作站。包括焊接机器人及设置于焊接机器人执行末端的双丝焊枪；双丝焊枪包括双丝焊枪本体及安装在双丝焊枪本体一侧的送丝导向装置，其中双丝焊枪本体内设有主焊丝；送丝导向装置内设有辅助焊丝；主焊丝通过接通电源引弧燃烧，形成电弧；辅助焊丝通过主焊丝的电弧灼烧融化。本发明的主焊丝带电，辅助焊丝不带电，不带电焊丝采用弧形通道，解决了现有技术中存在的焊丝与送丝管内壁摩擦力较大，磨损严重的问题。

Description

一种双丝焊接机器人工作站
技术领域
本发明属于焊接技术领域，特别涉及一种双丝焊接机器人工作站。
背景技术
随着气电自动焊装置在重工行业的广泛应用，在自动焊接设备中，经常使用两根细焊丝同时进行焊接，为保证焊接质量，常采用双丝焊枪同时进行焊接。
双丝焊接既可以实现高速焊接，又可实现高熔敷率焊接，也就是既可以在薄板机构，也可以在厚大结构的产品方面发挥作用。细双丝自动焊比细单丝焊能更大幅度提高生产率，便于改变焊丝成分组合，调整焊缝成分。
现有的细双丝焊接装置，焊丝缠绕在焊丝盘中，在焊接时，通过送丝装置将焊丝通过焊枪经过导电嘴进行焊接，由于焊丝多为低碳钢丝，有较高的硬度，采用普通的双丝焊枪，焊丝与送丝管内壁间摩擦力较大，磨损较为严重，影响了焊枪的寿命，另外整个焊枪为刚性联接，不能顺应焊丝的弯曲，送丝不够顺畅。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种双丝焊接机器人工作站，以解决现有双丝焊枪结构复杂，内部走丝摩擦力大的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明实施例提供的一种双丝焊接机器人工作站,包括焊接机器人及设置于焊接机器人执行末端的双丝焊枪；
所述双丝焊枪包括双丝焊枪本体及安装在双丝焊枪本体一侧的送丝导向装置，其中双丝焊枪本体内设有主焊丝；所述送丝导向装置内设有辅助焊丝；所述主焊丝通过接通电源引弧燃烧，形成电弧；
所述辅助焊丝通过所述主焊丝的电弧灼烧融化。
在一种可能的实现方式中，所述送丝导向装置包括耐热绝缘体，所述耐热绝缘体为弧形结构，且上端与所述双丝焊枪本体连接；所述耐热绝缘体内设有弧形送丝通道，所述辅助焊丝设置于弧形送丝通道内，且端部位于所述主焊丝的电弧的区域内。
在一种可能的实现方式中，所述耐热绝缘体采用陶瓷材料制成；所述耐热绝缘体与所述双丝焊枪本体之间设有双丝侧过渡件，所述双丝焊枪本体的另一侧设有辅助安装件，所述耐热绝缘体的上端通过连接螺钉依次与双丝侧过渡件、双丝焊枪本体及辅助安装件连接。
在一种可能的实现方式中，所述耐热绝缘体包括由内到外设置的内层陶瓷片、中层陶瓷片及外侧陶瓷片，中层陶瓷片为两个，且间隔设置，内层陶瓷片、中层陶瓷片及外侧陶瓷片围合成所述的弧形送丝通道。
在一种可能的实现方式中，所述内层陶瓷片包括内层陶瓷直片及连接在内层陶瓷直片下端的内层陶瓷弯片；
所述中层陶瓷片包括中层陶瓷直片及连接在中层陶瓷直片下端的中层陶瓷弯片；
所述外侧陶瓷片包括外侧陶瓷直片及连接在外侧陶瓷直片下端的外层陶瓷弯片；
所述内层陶瓷直片、中层陶瓷直片及外侧陶瓷直片通过所述连接螺钉连接。
在一种可能的实现方式中，所述主焊丝和所述辅助焊丝所在的平面与直线焊缝共面。
在一种可能的实现方式中，所述主焊丝和所述辅助焊丝所在的平面与空间曲线焊缝的切线共面。
在一种可能的实现方式中，所述双丝焊枪本体内设有直送丝通道；
所述双丝焊枪本体的下端由内到外设有导电嘴和导气嘴，其中导电嘴与直送丝通道插接，导气嘴与所述双丝焊枪本体的外壁螺纹连接。
在一种可能的实现方式中，所述双丝焊枪本体内沿轴向设有保护气进气道；
所述导电嘴上沿径向设有用于连通保护气进气道和所述导气嘴的喷嘴内腔的导电嘴上过气孔。
在一种可能的实现方式中，所述导电嘴的上端设有导电嘴穿丝导向。
本发明的优点及有益效果是：本发明提供的一种双丝焊接机器人工作站，主焊丝带电，辅助焊丝不带电，不带电焊丝采用弧形通道，解决了现有技术中存在的焊丝与送丝管内壁摩擦力较大，磨损严重的问题；
本发明中采用不带电焊丝搅拌熔池，有利于焊缝质量；不带电焊丝还可以脉动送丝，形成鱼鳞纹，有利于焊缝成型；不带电焊丝降低热输入，提高熔敷率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一种双丝焊接机器人工作站的结构示意图；
图2为本发明中双丝焊枪的轴测图；
图3为本发明中双丝焊枪的剖视图；
图4为本发明中双丝焊枪本体的结构示意图；
图5为本发明中送丝导向装置的结构示意图；
图中：1、焊接机器人，2、底板，3、立板，4、填角焊缝，5、双丝焊枪，6、双丝侧过渡件，7、内层陶瓷直片，8、内层陶瓷弯片，9、中层陶瓷直片，10、中层陶瓷弯片，11、外侧陶瓷直片，12、外层陶瓷弯片，13、双丝焊枪本体，14、导电嘴，15、主焊丝，16、导气嘴，17、辅助焊丝，18、电弧，19、保护气进气道，20、导电嘴上过气孔，21、喷嘴内腔，22、连接螺钉，23、辅助安装件，24、辅助焊丝穿丝导向，25、导电嘴穿丝导向。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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和简化描述，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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的一种双丝焊接机器人工作站，采用不带电焊丝搅拌熔池，有利于焊缝质量；不带电焊丝采用弧形通道，解决了现有技术中存在的焊丝与送丝管内壁摩擦力较大，磨损严重的问题。参见图1-3所示，该一种双丝焊接机器人工作站,包括焊接机器人1及设置于焊接机器人1执行末端的双丝焊枪5；双丝焊枪5包括双丝焊枪本体13及安装在双丝焊枪本体13一侧的送丝导向装置，其中双丝焊枪本体13内设有主焊丝15；送丝导向装置内设有辅助焊丝17；主焊丝15通过接通电源引弧燃烧，形成电弧18；辅助焊丝17通过主焊丝15的电弧18灼烧融化。
参见图3所示，本发明的实施例中，双丝焊枪本体13内设有直送丝通道；双丝焊枪本体13的下端由内到外设有导电嘴14和导气嘴16，其中导电嘴14与直送丝通道插接，导气嘴16与双丝焊枪本体13的外壁螺纹连接。
进一步地，参见图4所示，双丝焊枪本体13内沿轴向设有保护气进气道19；导电嘴14上沿径向设有用于连通保护气进气道19和导气嘴16的喷嘴内腔21的导电嘴上过气孔20。保护气依次经过保护气进气道19、导电嘴上过气孔20及喷嘴内腔21，喷射覆盖电弧及焊接作业的焊接区域。
进一步地，导电嘴14的上端设有导电嘴穿丝导向25。
参见图3所示，本发明的实施例中，送丝导向装置包括耐热绝缘体，耐热绝缘体为弧形结构，且上端与双丝焊枪本体13连接；耐热绝缘体内设有弧形送丝通道，辅助焊丝17设置于弧形送丝通道内，且端部位于主焊丝15的电弧18的区域内。
本发明的实施例中，耐热绝缘体采用陶瓷材料制成；参见图2所示，耐热绝缘体与双丝焊枪本体13之间设有双丝侧过渡件6，双丝焊枪本体13的另一侧设有辅助安装件23，耐热绝缘体的上端通过连接螺钉22依次与双丝侧过渡件6、双丝焊枪本体13及辅助安装件23连接。
参见图2所示，本发明的实施例中，耐热绝缘体包括由内到外设置的内层陶瓷片、中层陶瓷片及外侧陶瓷片，中层陶瓷片为两个，且间隔设置，内层陶瓷片、中层陶瓷片及外侧陶瓷片围合成的弧形送丝通道。弧形送丝通道控制辅助焊丝17在主焊丝15和焊缝切向形成的作业平面内。
参见图3、图5所示，本发明的实施例中，内层陶瓷片包括内层陶瓷直片7及连接在内层陶瓷直片7下端的内层陶瓷弯片8；中层陶瓷片包括中层陶瓷直片9及连接在中层陶瓷直片9下端的中层陶瓷弯片10；外侧陶瓷片包括外侧陶瓷直片11及连接在外侧陶瓷直片11下端的外层陶瓷弯片12；内层陶瓷直片7、中层陶瓷直片9及外侧陶瓷直片11通过连接螺钉22连接。具体地，连接螺钉22依次贯穿外侧陶瓷直片11、中层陶瓷直片9、内层陶瓷直片7、导气嘴16、双丝焊枪本体13后与辅助安装件23螺纹连接。
进一步地，内层陶瓷直片7、中层陶瓷直片9及外侧陶瓷直片11的上端内侧设有辅助焊丝穿丝导向24，用于辅助焊丝17的导向。
优选地，对于长直线焊缝，主焊丝15和辅助焊丝17所在的平面与直线焊缝共面。但是对于非直线焊缝，焊缝轨迹是个空间曲线，例如两个非等直径的圆柱管焊接马鞍线，主焊丝15和辅助焊丝17所在的平面与空间曲线焊缝的切线共面。
本发明的实施例中，双丝焊枪本体13的一端连接在机器人本体上，双丝焊枪本体13的另外一端通过连接导电嘴14。主焊丝15通过导电嘴穿丝导向25导向,穿过导电嘴14形成机械径向固定和焊接电路联通关系。送丝导向装置为内弯曲导向，使辅助焊丝17在主焊丝15和焊缝切向形成的作业平面内，让辅助焊丝17在主焊丝15与工件底板和立板之间进行电弧灼烧融化。辅助焊丝17的末端为空间弯弧，可以搅拌熔池，有利于焊缝质量。辅助焊丝17还可以脉动送丝，形成鱼鳞纹，有利于焊缝成型。脉动送丝控制法是通过特殊的送丝机构，使送丝速度周期性变化以实现对熔滴过渡的控制。脉动送丝速度以正弦规律变化，以此决定了熔滴的形状和过渡的速度。最初熔滴的运动速度缓慢，其上作用着指向焊丝的惯性力，该力使熔滴变扁；当送丝速度达最大值后，送丝速度逐渐降低，而熔滴因受惯性力作用仍继续向前作加速运动，于是熔滴因拉长而形成缩颈，继而从焊丝上拉断，向熔池过渡。由于脉动送丝的惯性力促进熔滴过渡，因此脉动送丝焊接的最小电流将比电控脉动焊的平均电流小10％-20％左右。脉动送丝焊接，在电孤电压较高时可实现无短路焊接；在电孤电压较低时也可实现短路过渡，若焊接参数合适，则短路过程十分规则，飞溅小，焊接过程稳定。
本发明的实施例中，辅助焊丝17不带电，可以搅拌熔池，有利于焊缝质量。辅助焊丝17还可以脉动送丝，形成鱼鳞纹，有利于焊缝成型。辅助焊丝17不带电降低热输入，提高熔敷率
本发明在双丝焊枪主体上外置一个送丝导向装置，具有成本低，维护方便的优点。同时，辅助焊丝被耐热绝缘件，引导成弧线，斜插入带电焊丝与熔池池之间的电弧内，曲线斜交过去，避免了两个焊丝辅助结构太近，造成保护气结构、导向结构、绝缘机构及耐热结构难以布置的问题。同时，作用在于焊接空间为受限作业空间，规避底板和立板与焊枪结构运动干涉与碰撞。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种双丝焊接机器人工作站,其特征在于，包括焊接机器人(1)及设置于焊接机器人(1)执行末端的双丝焊枪(5)；
所述双丝焊枪(5)包括双丝焊枪本体(13)及安装在双丝焊枪本体(13)一侧的送丝导向装置，其中双丝焊枪本体(13)内设有主焊丝(15)；所述送丝导向装置内设有辅助焊丝(17)；所述主焊丝(15)通过接通电源引弧燃烧，形成电弧(18)；
所述辅助焊丝(17)通过所述主焊丝(15)的电弧(18)灼烧融化。
2.根据权利要求1所述的双丝焊接机器人工作站,其特征在于，所述送丝导向装置包括耐热绝缘体，所述耐热绝缘体为弧形结构，且上端与所述双丝焊枪本体(13)连接；所述耐热绝缘体内设有弧形送丝通道，所述辅助焊丝(17)设置于弧形送丝通道内，且端部位于所述主焊丝(15)的电弧(18)的区域内。
3.根据权利要求2所述的双丝焊接机器人工作站,其特征在于，所述耐热绝缘体采用陶瓷材料制成；所述耐热绝缘体与所述双丝焊枪本体(13)之间设有双丝侧过渡件(6)，所述双丝焊枪本体(13)的另一侧设有辅助安装件(23)，所述耐热绝缘体的上端通过连接螺钉(22)依次与双丝侧过渡件(6)、双丝焊枪本体(13)及辅助安装件(23)连接。
4.根据权利要求3所述的双丝焊接机器人工作站,其特征在于，所述耐热绝缘体包括由内到外设置的内层陶瓷片、中层陶瓷片及外侧陶瓷片，中层陶瓷片为两个，且间隔设置，内层陶瓷片、中层陶瓷片及外侧陶瓷片围合成所述的弧形送丝通道。
5.根据权利要求4所述的双丝焊接机器人工作站,其特征在于，所述内层陶瓷片包括内层陶瓷直片(7)及连接在内层陶瓷直片(7)下端的内层陶瓷弯片(8)；
所述中层陶瓷片包括中层陶瓷直片(9)及连接在中层陶瓷直片(9)下端的中层陶瓷弯片(10)；
所述外侧陶瓷片包括外侧陶瓷直片(11)及连接在外侧陶瓷直片(11)下端的外层陶瓷弯片(12)；
所述内层陶瓷直片(7)、中层陶瓷直片(9)及外侧陶瓷直片(11)通过所述连接螺钉(22)连接。
6.根据权利要求1所述的双丝焊接机器人工作站,其特征在于，所述主焊丝(15)和所述辅助焊丝(17)所在的平面与直线焊缝共面。
7.根据权利要求1所述的双丝焊接机器人工作站,其特征在于，所述主焊丝(15)和所述辅助焊丝(17)所在的平面与空间曲线焊缝的切线共面。
8.根据权利要求1所述的双丝焊接机器人工作站,其特征在于，所述双丝焊枪本体(13)内设有直送丝通道；
所述双丝焊枪本体(13)的下端由内到外设有导电嘴(14)和导气嘴(16)，其中导电嘴(14)与直送丝通道插接，导气嘴(16)与所述双丝焊枪本体(13)的外壁螺纹连接。
9.根据权利要求8所述的双丝焊接机器人工作站,其特征在于，所述双丝焊枪本体(13)内沿轴向设有保护气进气道(19)；
所述导电嘴(14)上沿径向设有用于连通保护气进气道(19)和所述导气嘴(16)的喷嘴内腔(21)的导电嘴上过气孔(20)。
10.根据权利要求8所述的双丝焊接机器人工作站,其特征在于，所述导电嘴(14)的上端设有导电嘴穿丝导向(25)。
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