CN214921287U - 一种自动跟踪调节的埋弧自动焊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动跟踪调节的埋弧自动焊装置，包括支撑装置、联动装置、焊枪和激光器，所述支撑装置设置在焊缝的上方，所述联动装置与所述支撑装置固定连接并向外延伸，所述支撑装置上设置有第一行走路轨，所述第一行走路轨的方向与所述焊缝的方向平行，所述联动装置连接在所述第一行走路轨上并沿所述第一行走路轨做往复运动，所述焊枪和激光器与所述联动装置固定连接且设置在所述联动装置的下方，所述激光器设置在所述焊枪相对于焊接方向的前方，所述联动装置沿着所述第一行走路轨运动带动所述焊枪和激光器在所述焊缝上沿焊接方向运动。本实用新型提供的埋弧自动焊装置能有效地保证焊接的质量和降低焊接难度，从而实现自动化生产。

Description

一种自动跟踪调节的埋弧自动焊装置

技术领域

本实用新型属于板材焊接技术领域，具体涉及一种自动跟踪调节的埋弧自动焊装置。

背景技术

埋弧焊(含埋弧堆焊及电渣堆焊等)是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，其固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。目前主要用于焊接各种钢板结构，焊接的钢种包括碳素结构钢，不锈钢，耐热钢及其复合钢材等，弧焊在造船、锅炉、化工容器、桥梁、起重机械、冶金机械制造业、海洋结构、核电设备中应用最为广泛。

目前的埋弧自动焊的采用指针式或红外线式的跟踪方式，通过人工观察指针或红外线与焊缝的重合度偏移进行手工调节，以焊枪保持与焊缝的中心对准，才能保证焊接的质量，但这种焊接方式，没有跟踪误差的信息反馈，需要通过人工手动操作进行调节，难于在跟踪方式上实现智能化、自动化；而且容易出现人工操作误差的情况，导致焊偏引起未焊透的焊接缺陷。

因此，需要提供一种自动化、能跟踪焊接误差及信息反馈的埋弧自动焊装置。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种自动化、能跟踪焊接误差及信息反馈的埋弧自动焊装置。

本实用新型提供一种自动跟踪调节的埋弧自动焊装置，其包括支撑装置、联动装置、焊枪和激光器，所述支撑装置设置在焊缝的上方，所述联动装置与所述支撑装置固定连接并向外延伸，所述支撑装置上设置有第一行走路轨，所述第一行走路轨的方向与所述焊缝的方向平行，所述联动装置连接在所述第一行走路轨上并沿所述第一行走路轨做往复运动，所述焊枪和激光器与所述联动装置固定连接且设置在所述联动装置的下方，所述激光器设置在所述焊枪相对于焊接方向的前方，所述联动装置沿着所述第一行走路轨运动带动所述焊枪和激光器在所述焊缝上沿焊接方向运动。

优选地，所述联动装置包括有第二行走路轨，所述第二行走路轨所在平面与所述焊缝的所在平面平行，所述焊枪和所述激光器与所述第二行走路轨固定连接且设置在所述第二行走路轨的下方，所述焊枪和所述激光器沿着所述第二行走路轨往复运动使所述焊枪和所述激光器在所述焊缝上横向运动。

优选地，所述联动装置还包括第三行走路轨，所述第三行走路轨垂直于所述第二行走路轨且向下设置，所述第三行走路轨的一端与所述第二行走路轨固定连接，另一端与所述焊枪和所述激光器固定连接，所述焊枪和所述激光器沿着所述第三行走路轨往复运动使所述焊枪和所述激光器在竖直方向上往复运动。

优选地，所述第三行走路轨沿所述第二行走路轨运动的方向为横向X方向，所述焊枪、所述激光器沿所述第三行走路轨运动的方向为高度Z方向，所述激光器向焊缝发射激光并接收反射回来的激光得出所述焊缝在所述高度Z方向和横向X方向的位置信息。

优选地，所述激光器将得到的所述焊缝信息发送到所述联动装置，所述联动装置根据所述信息控制所述焊枪在所述高度Z方向和横向X方向运动，使所述焊枪与所述焊缝的中心对准。

优选地，所述焊枪的下方设置有导电嘴和焊丝，所述联动装置根据所述焊缝的位置信息控制所述焊枪在所述高度Z方向和横向X方向运动，使所述焊丝保持对准所述焊缝的中心及保持所述焊丝的干伸长。

优选地，所述激光器设置在所述焊枪前方100-200mm。

优选地，所述激光器设置在所述焊枪前方150mm。

优选地，所述激光器与所述焊枪平行设置。

优选地，还包括焊接板材，两块所述焊接板材并列设置且放置在所述焊枪的下方，所述焊接板材的相邻处为待焊接的焊缝，所述焊缝的上方开设倒角且间隙为0mm，或所述焊缝不开设倒角且间隙为0.5-1mm。

本实用新型提供的自动跟踪调节的埋弧自动焊装置，通过在焊枪的前方设置能发射并接收激光的激光器，激光器对待焊接的焊缝进行扫描并将焊缝信息发送给联动装置，联动装置根据焊缝的情况实时调整焊枪的位置，使焊枪始终保持与焊缝的中心对准，不需要进行人工对准，能有效地保证焊接的质量，和简化焊接的操作，从而实现自动化生产。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型优选实施例更具体说明，本实用新型上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。

图1为本实用新型实施例提供的自动跟踪调节的埋弧自动焊装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的自动跟踪调节的埋弧自动焊装置的焊枪的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中焊接板材的两种放置方式的示意图。

图中：支撑装置1、联动装置2、焊枪3、激光器4、第一行走路轨5、第二行走路轨6、第三行走路轨7、焊接方向8、焊接板材9、焊缝10、导电嘴11、焊丝12、干伸长13、焊缝中心14。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本进行更全面的描述。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1-图3，本实用新型实施例提供一种自动跟踪调节的埋弧自动焊装置，其包括支撑装置1、联动装置2、焊枪3和激光器4，支撑装置1可以为支撑梁，支撑梁与外部的机械机构固定连接，如龙门架或者是钢架结构等，支撑装置1设置在焊缝10的上方，即用于将埋弧自动焊装置安装在待焊接材料的上方，便于控制焊接的方向。联动装置2与支撑装置1固定连接并向外延伸，所谓向外延伸是指联动装置2向焊缝10一侧突出，使联动装置2在焊缝10的上方，便于后续的焊接操作。支撑装置1上设置有第一行走路轨5，第一行走路轨5的方向与焊缝10的方向平行，联动装置2连接在第一行走路轨5上并沿第一行走路轨5做往复运动，焊枪3和激光器4与联动装置2固定连接且设置在联动装置2的下方，使焊枪3与激光器4对准焊缝10，激光器4设置在焊枪3 相对于焊接方向的前方，即在焊接操作时，激光线先照射待焊接的焊缝10，焊枪3再进行焊接，联动装置2沿着第一行走路轨5运动带动焊枪3和激光器4 在焊缝10上沿焊接方向运动。

请参考图1，在优选实施例中，联动装置包括有第二行走路轨6，第二行走路轨6所在平面与焊缝10的所在平面平行，焊枪3和激光器4与第二行走路轨6固定连接且设置在第二行走路轨6的下方，焊枪3和激光器4沿着第二行走路轨6往复运动使焊枪3和激光器4在焊缝10上横向运动。即是通过焊枪3和激光器4在第二行走路轨6上运动可使焊枪3和激光器4在焊缝10的宽度方向上运动，使得当焊缝10变宽或变窄的情况下，焊枪3能在第二行走路轨6上运动而实时调整焊枪3的位置。

请参考图1，在优选实施例中，联动装置2还包括第三行走路轨7，第三行走路轨7垂直于第二行走路轨6且向下设置，第三行走路轨7的一端与第二行走路轨6固定连接，另一端与焊枪3和激光器4固定连接，焊枪3和激光器4 沿着第三行走路轨7往复运动使焊枪3和激光器4在竖直方向上往复运动。即是焊枪3和激光器4在第三行走路轨7上运动时可相对于焊缝10做上下运动，使得当焊缝10在变高或变低的情况下，焊枪3能通过在第三行走路轨7上运动实时调整焊枪3与焊缝10的距离，保证焊接的质量。

请参考图1-图2，在优选实施例中，第三行走路轨7沿第二行走路轨6运动的方向为横向X方向，焊枪3、激光器4沿第三行走路轨7运动的方向为高度 Z方向，激光器4向焊缝10发射激光并接收反射回来的激光得出焊缝10在高度 Z方向和横向X方向的位置信息。在焊接操作时，焊缝10上会形成倒角、坡口、间隙等情况，激光器4发射的激光照射到焊缝10上时，会因为焊缝10的情况不同而呈现不同角度、不同时间的反射，激光器4根据反射回来的激光寻找特征点进行跟踪及信息反馈，从而得出焊缝10的情况，进而根据焊缝10实时调整焊枪3的位置及焊丝12的高度等，保证焊接的质量。

请参考图1-图3，在优选实施例中，激光器4将得到的焊缝10信息发送到联动装置2，联动装置2根据信息控制焊枪3在高度Z方向和横向X方向运动，使焊枪3与焊缝10的中心对准。激光器4与联动装置2电连接，将得到的焊缝 10处倒角、坡口、间隙等情况信息进行分析并发送到联动装置2，联动装置2 根据信息控制焊枪3随着焊缝10的变化而运动，如焊缝中心14在某处偏离原中心线，激光器4在焊枪3焊接前扫描了此处并将信息发送到联动装置2，联动装置2则控制焊枪3随着焊缝中心14的偏离而偏离，使焊枪3始终对准焊缝10 的中心。

请参考图1-图3，在优选实施例中，焊枪3的下方设置有导电嘴11和焊丝 12，联动装置2根据焊缝10的位置信息控制焊枪3在高度Z方向和横向X方向运动，使焊丝12保持对准焊缝10的中心及保持焊丝12的干伸长13。焊丝12 是作为填充金属或同时作为导电用的金属丝焊接材料，在焊接时焊丝12会融化并与焊缝10结合，焊丝12干伸长13是指焊丝12端头至导电嘴11端头的距离，这段焊丝12在焊接时会产生电阻热，焊丝12的熔化速度由电弧和电阻热共同决定，焊丝12熔化速度与焊丝12干伸长13成正比，即干伸长13越长，焊丝 12熔化速度越快，为保证焊道成形良好,需要保持最佳焊丝12干伸长13。联动装置2在得到待焊接的焊缝10信息后，就能控制实施控制焊枪3的高度，同时焊枪3也能实时控制焊丝12的伸出长度，从而保证焊接的质量。

请参考图1，在优选实施例中，激光器4设置在焊枪3前方100-200mm。在进一步的优选实施例中，激光器4设置在焊枪3前方150mm。激光器4设置在焊枪3前方是为了在焊枪3焊接前便能扫描焊缝10并将信息提前发送到联动装置2，以便进行控制，同时也要避免焊接时的烟尘等对激光器4对于激光发射及接收的影响。

请参考图1，在优选实施例中，激光器4与焊枪3平行设置，即联动装置2 沿着第一行走路轨5的运动的方向就是焊接方向，将第一行走路轨5的方向设置与焊接方向相同，在焊接时，联动装置2则仅需要控制焊枪3在横向X方向和高度Z方向的位置即可，简化了控制程序，联动装置2带动焊枪3沿第一行走路轨5运动使焊枪3对焊缝10进行焊接。

请参考图1-图3，在优选实施例中，还包括焊接板材9，两块焊接板材9并列设置且放置在焊枪3的下方，焊接板材9的相邻处为待焊接的焊缝10，焊缝 10的上方开设倒角且间隙为0mm，或焊缝10不开设倒角且间隙为0.5-1mm。激光器4能捕捉倒角或间隙上方的特征点，从而实时判断焊缝10的情况，并控制焊枪3运动进行焊接。

本实用新型提供的埋弧自动焊装置，通过在焊枪的前方设置能发射并接收激光的激光器，激光器对待焊接的焊缝进行扫描并将焊缝信息发送给联动装置，联动装置根据焊缝的情况实时调整焊枪的位置，使焊枪始终保持与焊缝的中心对准，不需要进行人工对准，能有效地保证焊接的质量，和简化焊接的操作，从而实现自动化生产。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“优选实施例”、“再一实施例”、“其他实施例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种自动跟踪调节的埋弧自动焊装置，其特征在于，包括支撑装置、联动装置、焊枪和激光器，所述支撑装置设置在焊缝的上方，所述联动装置与所述支撑装置固定连接并向外延伸，所述支撑装置上设置有第一行走路轨，所述第一行走路轨的方向与所述焊缝的方向平行，所述联动装置连接在所述第一行走路轨上并沿所述第一行走路轨做往复运动，所述焊枪和激光器与所述联动装置固定连接且设置在所述联动装置的下方，所述激光器设置在所述焊枪相对于焊接方向的前方，所述联动装置沿着所述第一行走路轨运动带动所述焊枪和激光器在所述焊缝上沿焊接方向运动。

2.如权利要求1所述的自动跟踪调节的埋弧自动焊装置，其特征在于，所述联动装置包括有第二行走路轨，所述第二行走路轨所在平面与所述焊缝的所在平面平行，所述焊枪和所述激光器与所述第二行走路轨固定连接且设置在所述第二行走路轨的下方，所述焊枪和所述激光器沿着所述第二行走路轨往复运动使所述焊枪和所述激光器在所述焊缝上横向运动。

3.如权利要求2所述的自动跟踪调节的埋弧自动焊装置，其特征在于，所述联动装置还包括第三行走路轨，所述第三行走路轨垂直于所述第二行走路轨且向下设置，所述第三行走路轨的一端与所述第二行走路轨固定连接，另一端与所述焊枪和所述激光器固定连接，所述焊枪和所述激光器沿着所述第三行走路轨往复运动使所述焊枪和所述激光器在竖直方向上往复运动。

4.如权利要求3所述的自动跟踪调节的埋弧自动焊装置，其特征在于，所述第三行走路轨沿所述第二行走路轨运动的方向为横向X方向，所述焊枪、所述激光器沿所述第三行走路轨运动的方向为高度Z方向，所述激光器向焊缝发射激光并接收反射回来的激光得出所述焊缝在所述高度Z方向和横向X方向的位置信息。

5.如权利要求4所述的自动跟踪调节的埋弧自动焊装置，其特征在于，所述激光器将得到的所述焊缝信息发送到所述联动装置，所述联动装置根据所述信息控制所述焊枪在所述高度Z方向和横向X方向运动，使所述焊枪与所述焊缝的中心对准。

6.如权利要求4所述的自动跟踪调节的埋弧自动焊装置，其特征在于，所述焊枪的下方设置有导电嘴和焊丝，所述联动装置根据所述焊缝的位置信息控制所述焊枪在所述高度Z方向和横向X方向运动，使所述焊丝保持对准所述焊缝的中心及保持所述焊丝的干伸长。

7.如权利要求1所述的自动跟踪调节的埋弧自动焊装置，其特征在于，所述激光器设置在所述焊枪前方100-200mm。

8.如权利要求7所述的自动跟踪调节的埋弧自动焊装置，其特征在于，所述激光器设置在所述焊枪前方150mm。

9.如权利要求1所述的自动跟踪调节的埋弧自动焊装置，其特征在于，所述激光器与所述焊枪平行设置。

10.如权利要求1所述的自动跟踪调节的埋弧自动焊装置，其特征在于，还包括焊接板材，两块所述焊接板材并列设置且放置在所述焊枪的下方，所述焊接板材的相邻处为待焊接的焊缝，所述焊缝的上方开设倒角且间隙为0mm，或所述焊缝不开设倒角且间隙为0.5-1mm。

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