CN202517171U - 一种吸盘固定式自动焊接机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种吸盘固定式自动焊接机构，包括吸盘固定式轨道机构、沿吸盘固定式轨道机构自动运行的自动焊接小车和用于控制自动焊接小车的自动控制系统，自动焊接小车包括基座，基座底端设置有用于与外部电机相接并带动自动焊接小车沿吸盘固定式轨道机构自动运行的传动系统，基座顶端设置有用于调节焊枪到焊缝的距离与角度的焊枪高度调节系统、焊枪横向调节系统和焊枪角度调节系统，焊枪高度调节系统、焊枪横向调节系统和焊枪角度调节系统均与自动控制系统相接。本实用新型结构简单，设计合理，重量轻，便于操作，焊接的稳定性和可靠性高，焊接效率高，焊接质量高，适用于铝、钛、铜、锆、钽等非磁性材料的自动钨极氩弧焊，实用性强。

Description

一种吸盘固定式自动焊接机构

技术领域

本实用新型涉及一种焊接机构，尤其是涉及一种非磁性有色金属材料焊接用吸盘固定式自动焊接机构。

背景技术

铝、钛、铜、锆、钽等非磁性有色金属材料的焊接常用手工钨极氩弧焊来完成，在焊接过程中对焊工的操作水平要求严格，焊接劳动强度高，焊接一致性较差，焊接效率低。为降低焊接劳动强度，提高焊接效率和焊接质量，自动化焊接设备越来越广泛地被应用到汽车业、造船业、石油化工设备等制造行业中来。近年来，铝、钛、铜、锆、钽等耐蚀非磁性材料被大量应用于化工设备中来；但这些材料的焊接制造过程尚属于手工操作阶段，导致设备制造周期长，制造成本高。为此，提高这类材料的焊接自动化程度对于发展这类材料的制造业有积极的推动作用。

申请号为200320113460.2的中国专利公开了一种小型车载焊接车，解决了焊接的自动化，但结构和体重较大，难易实现小空间及筒体环焊缝的焊接。申请号为200910101989.4的中国专利公开了一种自动焊接小车，其结构简单，携带方便；但该焊接小车通过永磁强力磁铁与焊接工件连接。现有技术还无法满足铝、钛、铜、锆、钽等非磁性有色金属的焊接需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种吸盘固定式自动焊接机构，其结构简单，设计合理，体积小，重量轻，便于操作，焊接的稳定性和可靠性高，焊接效率高，焊接质量高，适用于铝、钛、铜、锆、钽等非磁性材料的自动钨极氩弧焊，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：包括吸盘固定式轨道机构、沿吸盘固定式轨道机构自动运行的自动焊接小车和用于控制自动焊接小车的自动控制系统，所述自动焊接小车包括基座，所述基座底端设置有用于与外部电机相接并带动所述自动焊接小车沿吸盘固定式轨道机构自动运行的传动系统，所述基座顶端设置有用于调节焊枪到焊缝的距离与角度的焊枪高度调节系统、焊枪横向调节系统和焊枪角度调节系统，所述焊枪高度调节系统、焊枪横向调节系统和焊枪角度调节系统均与所述自动控制系统相接。

上述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述吸盘固定式轨道机构包括轨道基板和设置在轨道基板内的吸气通道，所述轨道基板的顶面上固定连接有轨道支撑板，所述轨道支撑板的顶端固定连接有水平轨道，所述轨道基板的底面上通过空心螺钉固定连接有硅胶吸盘，所述吸气通道的一端通过吸气管与大气相连通，所述吸气通道的另一端通过吸气管与真空机械泵相接。

上述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述轨道基板为一块或多块，多块所述轨道基板上的多个吸气通道通过吸气管相串联。

上述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述传动系统包括固定连接在水平轨道上的两根柔性齿条、用于与外部电机相接并带动所述自动焊接小车沿两根柔性齿条纵向移动的两个水平纵向齿轮和用于防止所述自动焊接小车在焊接过程中与水平轨道发生横向移动的两个水平横向滚轮，两个所述水平纵向齿轮通过纵向齿轮轴同轴连接在基座底部且分别对应与两根柔性齿条相啮合，两个所述水平横向滚轮分别对应通过两根横向齿轮轴连接在基座底部，所述水平轨道的两端分别插在两个所述水平横向滚轮中，所述基座上设置有用于阻止水平纵向齿轮在柔性齿条上运动的齿轮锁紧阀。

上述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述焊枪高度调节系统包括高度调节立架、高度调节丝杠和高度调节电机，所述高度调节立架固定连接在基座顶端，所述高度调节丝杠竖直连接在所述高度调节立架中，所述高度调节电机通过高度调节传动机构与高度调节丝杠连接并用于带动高度调节丝杠旋转，所述高度调节传动机构设置在基座和高度调节立架内部。

上述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述焊枪横向调节系统包括横向调节横梁、横向调节丝杠和横向调节电机，所述横向调节横梁固定连接在基座顶端，所述横向调节丝杠横向连接在所述横向调节横梁中，所述横向调节电机通过横向调节传动机构与横向调节丝杠连接并用于带动横向调节丝杠旋转，所述横向调节传动机构设置在基座、高度调节立架和横向调节横梁内部。

上述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述焊枪角度调节系统包括固定连接在横向调节横梁上的焊枪旋转支架，所述焊枪旋转支架上设置有用于安装焊枪的螺纹孔和用于显示焊枪相对于基座偏移角度的半圆形分度盘。

上述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述自动控制系统包括控制盒、安装在控制盒内的控制器以及设置在控制盒上的标牌和电源指示灯，所述控制器的输入端接有遥控信号接收模块和手动调节开关，所述遥控信号接收模块和手动调节开关均设置在控制盒上，所述遥控信号接收模块与遥控器无线连接并通信，所述电源指示灯接在所述自动控制系统的供电回路中，所述外部电机、高度调节电机和横向调节电机均与控制器的输出端相接。

上述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述高度调节电机和横向调节电机均为额定电压为12V的微型直流电机。

上述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述柔性齿条由改性聚四氟乙烯制成。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型包括吸盘固定式轨道机构、沿吸盘固定式轨道机构自动运行的自动焊接小车以及用于控制自动焊接小车的自动运行和焊接作业的自动控制系统，自动焊接小车包括基座、设置在基座底端的传动系统、以及设置在基座顶端的焊枪高度调节系统、焊枪横向调节系统和焊枪角度调节系统，结构简单，设计合理，体积小，重量轻，便于操作。

2、本实用新型通过真空机械泵不断将硅胶吸盘内的空气抽出，保证了硅胶吸盘与焊件表面紧密贴合，保证了焊接的稳定性和可靠性。

3、本实用新型自动焊接小车的焊接速度可达500mm/min，焊接机头的高度和纵向调节精度可达0.5mm，焊枪调节角度范围为-15°～+15°，能够很好地满足铝、钛、铜、锆、钽等非磁性材料及其合金钨极氩弧焊的焊接需求，焊接效率高，焊接质量高。

4、本实用新型可以实现铝、钛、铜、锆、钽等非磁性材料及其合金钨极氩弧焊的自动化，可以很方便地完成平、横、立、仰位置的对接焊缝和角接焊缝焊接；特别是在钛、锆及其复合板的化工容器制造焊接过程中可以提高焊接效率和焊接质量，降低劳动强度。

5、本实用新型适用于铝、钛、铜、锆、钽等非磁性材料的自动钨极氩弧焊领域，如有色金属化工容器、石油管件管道、海上平台等，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，体积小，重量轻，便于操作，焊接的稳定性和可靠性高，焊接效率高，焊接质量高，适用于铝、钛、铜、锆、钽等非磁性材料的自动钨极氩弧焊，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为图1的俯视图。

图3为本实用新型自动控制系统的电路框图。

附图标记说明：

1-硅胶吸盘；        2-轨道基板；        3-吸气通道；

4-水平横向滚轮；    5-横向调节电机；    6-水平纵向齿轮；

7-控制盒；          8-焊枪旋转支架；    9-高度调节立架；

10-横向调节横梁；   11-高度调节电机；   12-遥控信号接收模块；

13-基座；           14-水平轨道；       15-轨道支撑板；

16-电源指示灯；     17-手动调节开关；   18-半圆形分度盘；

19-高度调节丝杠；   20-横向调节丝杠；   21-齿轮锁紧阀；

22-标牌；           23-空心螺钉；       24-遥控器；

25-柔性齿条；       26-控制器；         27-纵向齿轮轴；

28-横向齿轮轴；     29-螺纹孔；         30-外部电机。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括吸盘固定式轨道机构、沿吸盘固定式轨道机构自动运行的自动焊接小车和用于控制自动焊接小车的自动控制系统，所述自动焊接小车包括基座13，所述基座13底端设置有用于与外部电机30相接并带动所述自动焊接小车沿吸盘固定式轨道机构自动运行的传动系统，所述基座13顶端设置有用于调节焊枪到焊缝的距离与角度的焊枪高度调节系统、焊枪横向调节系统和焊枪角度调节系统，所述焊枪高度调节系统、焊枪横向调节系统和焊枪角度调节系统均与所述自动控制系统相接。

如图1和图2所示，本实施例中，所述吸盘固定式轨道机构包括轨道基板2和设置在轨道基板2内的吸气通道3，所述轨道基板2的顶面上固定连接有轨道支撑板15，所述轨道支撑板15的顶端固定连接有水平轨道14，所述轨道基板2的底面上通过空心螺钉23固定连接有硅胶吸盘1，所述吸气通道3的一端通过吸气管与大气相连通，所述吸气通道3的另一端通过吸气管与真空机械泵相接。所述轨道基板2为一块或多块，多块所述轨道基板2上的多个吸气通道3通过吸气管相串联；轨道基板2的数量根据焊缝的长度进行确定。

如图1和图2所示，本实施例中，所述传动系统包括固定连接在水平轨道14上的两根柔性齿条25、用于与外部电机30相接并带动所述自动焊接小车沿两根柔性齿条25纵向移动的两个水平纵向齿轮6和用于防止所述自动焊接小车在焊接过程中与水平轨道14发生横向移动的两个水平横向滚轮4，两个所述水平纵向齿轮6通过纵向齿轮轴27同轴连接在基座13底部且分别对应与两根柔性齿条25相啮合，两个所述水平横向滚轮4分别对应通过两根横向齿轮轴28连接在基座13底部，所述水平轨道14的两端分别插在两个所述水平横向滚轮4中，所述基座13上设置有用于阻止水平纵向齿轮6在柔性齿条25上运动的齿轮锁紧阀21。

如图1和图2所示，本实施例中，所述焊枪高度调节系统包括高度调节立架9、高度调节丝杠19和高度调节电机11，所述高度调节立架9固定连接在基座13顶端，所述高度调节丝杠19竖直连接在所述高度调节立架9中，所述高度调节电机11通过高度调节传动机构与高度调节丝杠19连接并用于带动高度调节丝杠19旋转，所述高度调节传动机构设置在基座13和高度调节立架9内部。具体地，所述高度调节传动机构能够采用现有技术中常规的同步带传动机构或机械传动机构来实现。

如图1和图2所示，本实施例中，所述焊枪横向调节系统包括横向调节横梁10、横向调节丝杠20和横向调节电机5，所述横向调节横梁10固定连接在基座13顶端，所述横向调节丝杠20横向连接在所述横向调节横梁10中，所述横向调节电机5通过横向调节传动机构与横向调节丝杠20连接并用于带动横向调节丝杠20旋转，所述横向调节传动机构设置在基座13、高度调节立架9和横向调节横梁10内部。具体地，所述横向调节传动机构能够采用现有技术中常规的同步带传动机构或机械传动机构来实现。

如图1和图2所示，本实施例中，所述焊枪角度调节系统包括固定连接在横向调节横梁10上的焊枪旋转支架8，所述焊枪旋转支架8上设置有用于安装焊枪的螺纹孔29和用于显示焊枪相对于基座13偏移角度的半圆形分度盘18。

结合图3，本实施例中，所述自动控制系统包括控制盒7、安装在控制盒7内的控制器26以及设置在控制盒7上的标牌22和电源指示灯16，所述控制器26的输入端接有遥控信号接收模块12和手动调节开关17，所述遥控信号接收模块12和手动调节开关17均设置在控制盒7上，所述遥控信号接收模块12与遥控器24无线连接并通信，所述电源指示灯16接在所述自动控制系统的供电回路中，所述外部电机30、高度调节电机11和横向调节电机5均与控制器26的输出端相接。

本实施例中，所述高度调节电机11和横向调节电机5均为额定电压为12V的微型直流电机。所述柔性齿条25由改性聚四氟乙烯制成。所述基座13采用带有空心槽的铝合金制成。

以将本实用新型应用于钛制化工容器筒体纵焊缝的立焊过程为例，本实用新型的工作过程为：

1、将卷制完的钛筒体进行组对定位焊，然后将筒体立于焊接平台上，清理筒体焊缝及轨道基板2对应部分的母材表面。

2、根据焊缝与轨道基板2对称中心线的距离，确定硅胶吸盘1的固定位置，根据焊缝长度选择好轨道基板2的数量，如果选用一块轨道基板2，直接将吸气通道3通过吸气管与真空机械泵相连；如果选用多块轨道基板2，先用吸气管串联多块轨道基板2上的多个吸气通道3，然后将吸气通道3通过吸气管与真空机械泵相连；连接完成后将硅胶吸盘1置于确定的位置，然后关闭吸气通道3与大气相连通的端口，开启吸气通道3与真空机械泵相接的端口，真空机械泵开始通过吸气管和吸气通道3抽去硅胶吸盘1内的空气，使得硅胶吸盘1紧紧地吸附于焊接工件表面。

3、固定好吸盘固定式轨道机构后，首先将齿轮锁紧阀21置于打开位置，接着将水平轨道14的两端分别插入两个水平横向滚轮4中，然后将齿轮锁紧阀21锁紧，连接自动焊接小车和自动控制系统的电源，控制盒7上的电源指示灯16点亮，自动焊接小车和自动控制系统启动，通过按动遥控器24上的前进按键或手动操作控制盒7上的手动调节开关17，遥控信号接收模块12接收到遥控器24发出的指令并输出给控制器26，控制器26接收遥控信号接收模块12所输出的信号或者接收手动调节开关17所输出的信号并经过分析处理后控制外部电机30带动自动焊接小车移动到焊接起弧附近。

4、将带有氩气保护罩和导丝嘴的钨极氩弧焊枪固定于焊枪旋转支架8上的螺纹孔29中，通过观察半圆形分度盘18，调整钨极氩弧焊枪的角度使得钨极氩弧焊枪与基座13垂直，通过操作遥控器24或控制盒7上的手动调节开关17，遥控信号接收模块12接收到遥控器24发出的指令并输出给控制器26，控制器26接收遥控信号接收模块12所输出的信号或者接收手动调节开关17所输出的信号并经过分析处理后控制高度调节电机11和横向调节电机5动作，焊枪高度调节系统和焊枪横向调节系统协同作用，使得钨极氩弧焊枪与焊缝对中，使得钨极与工件的距离为3mm～4mm，接下来便可开始完成焊缝的焊接。

5、焊接过程中，焊接操作人员通过操作遥控器24或控制盒7上的手动调节开关17，通过控制器26控制高度调节电机11，使焊枪高度调节系统调节焊接电弧的高低，通过控制器26控制横向调节电机5，使焊枪横向调节系统调节钨极氩弧焊枪的横向移动。焊接时应在焊缝背面及热影响区采用氩气保护。

6、第一遍焊道完成后，通过操作遥控器24或控制盒7上的手动调节开关17，使得自动焊接小车复位到达焊接起弧位置，进行下一遍焊道的焊接。如此焊满整个焊缝后，断开电源，取下钨极氩弧焊枪，打开齿轮锁紧阀21，取下自动焊接小车，关闭真空机械泵。最后，打开吸气通道3与大气连接的端口，取下吸盘固定式轨道机构。

焊接过程中，硅胶吸盘1与焊接工件的连接强度与工件表面的表面粗糙度有很大的关系。通常情况下，要求焊接工件表面应光滑、平整、无粉尘等异物。

本实用新型可以实现铝、钛、铜、锆、钽等非磁性材料及其合金钨极氩弧焊的自动化，可以很方便地完成平、横、立、仰位置的对接焊缝和角接焊缝焊接。特别是在钛、锆及其复合板的化工容器制造焊接过程中可以提高焊接效率和焊接质量，降低劳动强度。自动焊接小车的焊接速度可达500mm/min，焊接机头的高度和纵向调节精度可达0.5mm。焊枪调节角度范围为-15°～+15°。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：包括吸盘固定式轨道机构、沿吸盘固定式轨道机构自动运行的自动焊接小车和用于控制自动焊接小车的自动控制系统，所述自动焊接小车包括基座(13)，所述基座(13)底端设置有用于与外部电机(30)相接并带动所述自动焊接小车沿吸盘固定式轨道机构自动运行的传动系统，所述基座(13)顶端设置有用于调节焊枪到焊缝的距离与角度的焊枪高度调节系统、焊枪横向调节系统和焊枪角度调节系统，所述焊枪高度调节系统、焊枪横向调节系统和焊枪角度调节系统均与所述自动控制系统相接。

2.按照权利要求1所述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述吸盘固定式轨道机构包括轨道基板(2)和设置在轨道基板(2)内的吸气通道(3)，所述轨道基板(2)的顶面上固定连接有轨道支撑板(15)，所述轨道支撑板(15)的顶端固定连接有水平轨道(14)，所述轨道基板(2)的底面上通过空心螺钉(23)固定连接有硅胶吸盘(1)，所述吸气通道(3)的一端通过吸气管与大气相连通，所述吸气通道(3)的另一端通过吸气管与真空机械泵相接。

3.按照权利要求2所述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述轨道基板(2)为一块或多块，多块所述轨道基板(2)上的多个吸气通道(3)通过吸气管相串联。

4.按照权利要求3所述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述传动系统包括固定连接在水平轨道(14)上的两根柔性齿条(25)、用于与外部电机(30)相接并带动所述自动焊接小车沿两根柔性齿条(25)纵向移动的两个水平纵向齿轮(6)和用于防止所述自动焊接小车在焊接过程中与水平轨道(14)发生横向移动的两个水平横向滚轮(4)，两个所述水平纵向齿轮(6)通过纵向齿轮轴(27)同轴连接在基座(13)底部且分别对应与两根柔性齿条(25)相啮合，两个所述水平横向滚轮(4)分别对应通过两根横向齿轮轴(28)连接在基座(13)底部，所述水平轨道(14)的两端分别插在两个所述水平横向滚轮(4)中，所述基座(13)上设置有用于阻止水平纵向齿轮(6)在柔性齿条(25)上运动的齿轮锁紧阀(21)。

5.按照权利要求1～4中任一权利要求所述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述焊枪高度调节系统包括高度调节立架(9)、高度调节丝杠(19)和高度调节电机(11)，所述高度调节立架(9)固定连接在基座(13)顶端，所述高度调节丝杠(19)竖直连接在所述高度调节立架(9)中，所述高度调节电机(11)通过高度调节传动机构与高度调节丝杠(19)连接并用于带动高度调节丝杠(19)旋转，所述高度调节传动机构设置在基座(13)和高度调节立架(9)内部。

6.按照权利要求5所述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述焊枪横向调节系统包括横向调节横梁(10)、横向调节丝杠(20)和横向调节电机(5)，所述横向调节横梁(10)固定连接在基座(13)顶端，所述横向调节丝杠(20)横向连接在所述横向调节横梁(10)中，所述横向调节电机(5)通过横向调节传动机构与横向调节丝杠(20)连接并用于带动横向调节丝杠(20)旋转，所述横向调节传动机构设置在基座(13)、高度调节立架(9)和横向调节横梁(10)内部。

7.按照权利要求6中任一权利要求所述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述焊枪角度调节系统包括固定连接在横向调节横梁(10)上的焊枪旋转支架(8)，所述焊枪旋转支架(8)上设置有用于安装焊枪的螺纹孔(29)和用于显示焊枪相对于基座(13)偏移角度的半圆形分度盘(18)。

8.按照权利要求7所述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述自动控制系统包括控制盒(7)、安装在控制盒(7)内的控制器(26)以及设置在控制盒(7)上的标牌(22)和电源指示灯(16)，所述控制器(26)的输入端接有遥控信号接收模块(12)和手动调节开关(17)，所述遥控信号接收模块(12)和手动调节开关(17)均设置在控制盒(7)上，所述遥控信号接收模块(12)与遥控器(24)无线连接并通信，所述电源指示灯(16)接在所述自动控制系统的供电回路中，所述外部电机(30)、高度调节电机(11)和横向调节电机(5)均与控制器(26)的输出端相接。

9.按照权利要求8所述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述高度调节电机(11)和横向调节电机(5)均为额定电压为12V的微型直流电机。

10.按照权利要求8所述的一种吸盘固定式自动焊接机构，其特征在于：所述柔性齿条(25)由改性聚四氟乙烯制成。

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