CN203236135U - 一种新型便携式数控双头三维曲线焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型便携式数控双头三维曲线焊接装置，它包括一个用来连接管类或者棒类零件的三爪或四爪卡盘，至少一个焊接支架，所述焊接支架的下端连接有焊接头，所述三爪卡盘的上端连接有回转装置，所述回转装置与所述焊接支架之间通过横向运动梁连接，所述回转装置上方连接有提升装置；所述焊接支架与所述横向运动梁之间为滚动配合，所述横向运动梁上设置有控制所述焊接支架运动进行横向对称运动驱动装置；所述提升装置的输出端设置有控制焊接丝方向的角度调整机构；该装置体积小巧便于移动搬运，安装在管类零件上，可以针对两个管类或者棒类零件连接所形成的相贯线进行自动焊接。

Description

一种新型便携式数控双头三维曲线焊接装置

技术领域

本实用新型涉及数控焊接技术领域，具体涉及一种新型便携式数控双头三维曲线焊接装置。 

背景技术

数控是数字控制的简称，是一种程序控制系统。在现代化的机械生产中数控常常和各种机械，尤其是各种加工机械组合起来，来实现自动化控制，大大提高了零件加工的生产效率和准确性。人们最常见到的是数控车床，数控铣床，加工中心等等。数控焊接机是数控机床的一种，主要用来焊接钢铁类零件，但是现在大部分的数控焊接机通常只能焊接平面类零件，而一些三维焊接机其价格过于高昂，在使用时限制颇多。现在的数控焊接机都设有固定的工作台，需要将工件移动到工作台上进行焊接，但是由于工件太大或者一些其它原因，生产安装时焊接操作常常需要在机器现场进行，例如输油管道、输气管道等管道焊接过程中，经常遇到管与管垂直相交所形成的相贯线曲线焊缝的情况。对于这类复杂的空间曲线焊缝，一般采用手工或半自动化焊接机进行焊接，具有焊接难度大，焊接强度高，焊接质量不易控制的问题，同时焊接工人的劳动强度大，工作环境恶劣。 

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种体积小巧便于移动、安装在管类零件上，可以针对两个管类或者棒类零件连接所形成的相贯线进行自动焊接的新型便携式数控双头三维曲线焊接装置。 

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型便携式数控双头三维曲线焊接装置，它包括一个用来连接管类或者棒类零件的三爪卡盘或四爪卡盘，至少一个的焊接支架，所述焊接支架的下端连接有焊接头，所述三爪卡盘的上端连接有回转装置，所述回转装置与所述焊接支架之间通过横向运动梁连接，所述横向运动梁上方连接有提升装置；所述焊接支架与所述横向运动梁之间为滚动配合，所述横向运动梁上设置有控制所述焊接支架运动的横向对称运动驱动装置；所述提升装置的输出端设置有控制焊接丝方向的角度调整机构。 

作为优选，所述横向运动梁为对称结构，所述回转装置装配于所述横向运动梁的中心位置，所述横向运动梁两端分别连接有一个焊接支架，每个所述焊接支架下端连接有一个焊接头。 

作为优选，所述横向调节装置包括两个相对横向运动梁对称的横向调节电机，所述横向调节电机固定在同一水平面上，与两个所述焊接支架之间分别通过丝杆结构连接。 

作为优选，所述丝杆结构采用滚珠丝杆结构。 

作为优选，所述回转装置包括固定板、连接转轴、旋转电机，所述连接转轴可旋转装配于所述固定板上，所述旋转电机固定于所述固定板上，所述连接转轴、旋转电机之间采用同步齿形带传动机构相传动。 

该设备的各个电机均使用线路与外置的控制终端相连，通过数控编程来控制各个电机的运行，从而实现对整个设备的控制。 

本实用新型的有益效果在于：本便携式数控双头三维曲线焊接装置主要对管类零件，棒类零件，或者二者之间垂直相交所形成的相贯线曲线进行全自动化焊接，该设备直接使用三爪卡盘固定在管类或者棒类工件上；通过回转装置带动横向运动梁与焊接支架、焊接头相对相贯线位置旋转，通过所述 提升装置带动横向运动梁、焊接支架、焊接头整体上下移动，实现相贯线位置落差补偿；从而完成焊接头针对相贯线的三维曲线控制。所述角度调整机构可以调节焊接头焊接角度，使焊接头一直对中焊缝，提高了焊接质量。 

该设备结构紧凑，体积较小，重量较轻，使用时无需将焊件搬移到工作台上，可以直接以焊接工件为固定件，可以直接在现场焊接时快速安装使用，全自动化设计，效率更高，针对圆柱的相贯曲线设计，焊接效果更好。 

附图说明

图1是本实用新型的整机结构示意图。 

图2是相贯线焊接零件示意图。 

图3是横向运动梁、焊接支架、焊接头等旋转零部件的结构示意图。 

图4是回转装置的结构示意图。 

图5是三爪卡盘和连接转轴之间的连接示意图。 

图6是提升装置的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进一步说明： 

如图1中实施例所示，一种新型便携式数控双头三维曲线焊接装置，它包括一个用来连接管类或者棒类零件的三爪卡盘或四爪卡盘1，至少一个的焊接支架2，所述焊接支架2的下端连接有焊接头3，所述三爪卡盘1的上端连接有回转装置4，所述回转装置4与所述焊接支架2之间通过横向运动梁5连接，所述横向运动梁5上方连接有提升装置6；所述焊接支架2与所述横向运动梁5之间为滚动配合，所述横向运动梁5上设置有控制所述焊接支架2运动的横向对称运动驱动装置7；所述提升装置6的输出端设置有控制焊接丝方向的角度调整机构。 

一种新型便携式数控双头三维曲线焊接装置主要对管类零件，棒类零件， 或者二者之间垂直相交所形成的相贯线曲线进行全自动话化焊接，被实施焊接的零件如图2所示，包括圆柱型的焊接上件81和圆柱状的焊接底件82，两圆柱的相贯线83就是所要完成的焊接位置。 

使用时该新型便携式数控双头三维曲线焊接装置焊接时，可以直接将如图1中的三爪卡盘1固定在如图2中的焊接上件81圆柱上；通过回转装置4带动横向运动梁5与焊接支架2、焊接头3相对相贯线83位置旋转，通过所述提升装置6带动横向运动梁5、焊接支架2、焊接头3整体上下移动，实现相贯线83位置的落差补偿；这种上下运动和回转运动的叠加，即可完成焊接头3针对焊缝的的相贯线83轨迹的三维曲线运动。 

在实际焊接过程中，由于在焊接头3绕焊接上件81做相贯线83轨迹运动时，焊炬的倾角对应于相贯线83轨迹上不同的位置不是一成不变的，而是与横向运动梁5旋转角度的变化具有一定的变化关系；焊接头3还要通过所述角度调整机构不断的做角度调整运动，使焊接头3一直对中焊缝，才可以满足焊接头3始终对中焊缝的焊接工艺要求，获得更好的焊接质量。 

如图1所示，所述横向运动梁5为对称结构，所述回转装置4装配于所述横向运动梁5的中心位置，所述横向运动梁5两端分别连接有一个焊接支架2，每个所述焊接支架下端连接有一个焊接头3，即该设备共有一对焊接头3。由于如图2所示的相贯线83为相对垂直面的对称曲线，那么两个焊接头3每个只需要做一半的回转运动即可以完成整个的相贯线83的焊接轨迹，大大提高了工作效率。这样所述焊接支架2和焊接头3相对中间轴线对称，做回转运动时的重心正好在设备的中间轴线上，运行更加的平稳；摩擦较小，噪音较小。 

如图3所示，所述横向调节装置7包括两个相对于所述横向运动梁5对称的横向调节电机71，所述横向调节电机71固定在同一水平面上，与两个所述焊接支架2之间分别通过丝杆结构21连接。所述丝杆结构21采用滚珠丝杆结构。所述横向调节电机71与丝杆结构21中的滚珠丝杆枢接，所述焊接 支架2连同焊接头3与所述丝杆结构21中的滚珠丝杆座相固定，调节电机71可以通过滚珠丝杆结构带动焊接支架2连同焊接头3向外侧运动。这种结构可以适应不同焊接上件81的回转半径的要求，使设备的通用性更强。 

如图4所示，所述回转装置4包括固定板41、连接转轴42、旋转电机43，所述连接转轴42可旋转装配与所述固定板41上，所述旋转电机43固定于所述固定板41上，所述连接转轴42、旋转电机43之间采用同步齿形带传动机构44相传动。同步齿形带传动机构44利用齿形带的齿形与带轮的齿轮依次相啮合传递运动和动力，它兼有带传动，齿轮传动及链传动的优点，能方便的实现较远中心距的传递。传动过程无相对滑动，平均传动比较准确，传动精度高，且齿形带的强度高，厚度小，重量轻，故可以用于低速及高速的传动，齿形带无需特别张紧，作用在轴上等处的载荷小，传动效率较高。同时所述同步齿形带传动机构44可以将旋转电机43的输出主轴和所述连接转轴42相错开，这样传功结构更加容易设计。 

如图5所示，所述连接转轴42为阶梯轴状，与所述三爪卡盘1之间通过压力轴承11和圆锥滚子轴承12配合装配，这样既可以保证机架能够承受较大的压力，又可以保证零件运转时的同轴度，使该设备运行更加平稳。 

如图6所示，所述提升装置6也采用丝杆结构，由上方固定的提升电机61带动提升丝杆62转动，提升用来与所述横向运动梁5固定的连接件63，从而实现对整个旋转部分零部件的提升和下降。 

本便携式数控双头三维曲线焊接装置的各个电机均使用线路与外置的控制终端相连，通过数控编程来控制各个电机的运行，从而实现对整个设备的控制。焊接用的氩气瓶等装置，质量较大，采用外接设计，方便与焊接头连接。该设备结构紧凑，体积较小，重量较轻，使用时无需将焊件搬移到工作台上，可以使用三爪卡盘1快速安装固定于焊接上件81上，以焊接工件本身为固定件，方便直接在现场焊接时使用；设备全自动化焊接设计，效率更高，针对圆柱的相贯曲线设计，焊接效果更好。 

Claims (5)

1.一种新型便携式数控双头三维曲线焊接装置，它包括一个用来连接管类或者棒类零件的三爪卡盘或四爪卡盘(1)，至少一个的焊接支架(2)，所述焊接支架(2)的下端连接有焊接头(3)，所述三爪卡盘(1)的上端连接有回转装置(4)，所述回转装置(4)与所述焊接支架(2)之间通过横向运动梁(5)连接，所述横向运动梁(5)上方连接有提升装置(6)；其特征在于：所述焊接支架(2)与所述横向运动梁(5)之间为滚动配合，所述横向运动梁(5)上设置有控制所述焊接支架(2)运动的横向对称运动驱动装置(7)；所述提升装置(6)的输出端设置有控制焊接丝方向的角度调整机构。 

2.根据权利要求1所述的一种新型便携式数控双头三维曲线焊接装置，其特征在于：所述横向运动梁(5)为对称结构，所述回转装置(4)装配于所述横向运动梁(5)的中心位置，所述横向运动梁(5)两端分别连接有一个焊接支架(2)，每个所述焊接支架(2)下端连接有一个焊接头(3)。 

3.根据权利要求2所述的一种新型便携式数控双头三维曲线焊接装置，其特征在于：所述横向调节装置(7)包括两个相对所述横向运动梁(5)对称的横向调节电机(71)，所述横向调节电机(71)固定在同一水平面上，与两个所述焊接支架(2)之间分别通过丝杆结构(21)连接。 

4.根据权利要求3所述的一种新型便携式数控双头三维曲线焊接装置，其特征在于：所述丝杆结构(21)采用滚珠丝杆结构。 

5.根据权利要求1所述的一种新型便携式数控双头三维曲线焊接装置，其特征在于：所述回转装置(4)包括固定板(41)、连接转轴(42)、旋转电机(43)，所述连接转轴(42)可旋转装配于所述固定板(41)上，所述旋转电机(43)固定于所述固定板(41)上，所述连接转轴(42)、旋转电机(43)之间采用同步齿形带(44)传动机构相传动。 

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