CN218341201U - 一种应用于变压器散热器焊接的自动焊机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种应用于变压器散热器焊接的自动焊机，所述自动焊机包括：机械结构单元和电气控制单元；所述机械机构单元包括位移机构和焊接机构；所述位移机构用于载运焊接机构，使得所述焊接机构能够沿着规定焊缝位置移动；所述焊接机构用于焊接预定的焊缝；所述焊枪位于所述滑台上，所述焊机给所述焊枪提供能源和焊接辅料；所述电气控制单元包括：显示机构、PLC控制器以及检测和保护单元；所述显示机构包括触摸屏；所述检测和保护单元包含：按钮及接近开关和激光位移传感器；所述PLC控制器包括控制模块，用于根据实时采集的数据进行焊道识别和动态跟踪，输出控制信号以控制位移机构运动，并控制焊接机构执行焊接操作。
Description
技术领域
本实用新型属于焊接自动控制技术领域，涉及一种应用于变压器散热器焊接的自动焊机。
背景技术
现有技术中，在变压器用散热器制造行业，对产品密封性要求非常严格，也就是要保证焊缝美观且泄漏率极低。针对这种苛刻工况，即使是多年技能培训的专业焊接人员也很难掌握高效和低漏率的平衡。
同时，这种场合很少配备自动焊接设备，这是因为各种不同电压等级和容量的变压器对散热器的需求不同，焊件的尺寸相差悬殊，焊接现场恶劣的环境以及受热不均还引起了焊件变形，变形发生在焊件长度、焊件与焊枪垂直两个方向，动态控制较困难；而且焊道分布在散热器单元片与集油管直缝连接部位，是薄板与厚板的结合，是多个T薄板按一定间隔连接在一个圆弧上的结构，焊道的特点是形态多、不规则、不连续，这样使得焊道识别和控制都十分困难。所以这种焊道通常靠工人使用手工焊机进行焊接，使得人员长时间近距离操作，效率低，劳动强度大。
针对这种复杂焊道，控制方法难度大，成本高，故急需研发一种应用于变压器散热器焊接的自动焊接装置，既可以保证焊缝美观和漏孔量少，又要成本低使用方便，达到提高作业效率，降低操作者的劳动强度的目的。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种应用于变压器散热器焊接的自动焊机，所述自动焊机包括：机械结构单元和电气控制单元；
所述机械机构单元包括位移机构和焊接机构；
所述位移机构用于载运焊接机构，使得所述焊接机构能够沿着规定焊缝位置移动；
所述位移机构包括：滑台、丝杠、联轴器、步进电机和控制箱；
其中，丝杠位于滑台和联轴器之间，控制箱位于步进电机一侧；
所述焊接机构用于焊接预定的焊缝，具体包括：焊机和焊枪；
所述焊枪位于所述滑台上，所述焊机给所述焊枪提供能源和焊接辅料；
所述电气控制单元包括：显示机构、PLC控制器以及检测和保护单元；
所述显示机构包括触摸屏；
所述检测和保护单元包含：按钮及接近开关和激光位移传感器；
所述PLC控制器，用于控制位移机构运动，并控制焊接机构执行焊接操作。
进一步的，通过所述按钮及接近开关和激光位移传感器动态跟踪位移机构位置。
进一步的，所述位移机构还包括驱动模块，所述驱动模块用于控制步进电机，所述步进电机用于分别驱动不同的丝杠带动滑台沿相互垂直的坐标轴移动。
进一步的，所述步进电机经联轴器控制丝杠旋转，带动滑台在滑台座上移动。
进一步的，所述激光位移传感器是一维点光源激光位移传感器，激光位移传感器入光端加装消减焊接弧光光谱的滤光片。
本实用新型实现了散热器直缝焊接自动控制，降低操作人员劳动负荷，解决现有焊接存在的问题。
附图说明
图1为本实用新型的机械结构图；
图2是本实用新型的电气结构图。
具体实施方式
本实用新型的目的是提供一种变压器用散热器直缝焊接控制装置，实现散热器直缝焊接自动控制，降低操作人员劳动负荷，解决现有焊接存在的问题。
本实用新型的技术方案是：
使用一维点光源激光位移传感器代替昂贵的三维成像系统完成控制数据采集，采用无弧光时的预扫描与有弧光时的动态扫描相结合的方式，并在动态扫描时在激光位移传感器加装滤光片，增强防弧光能力，减少弧光对激光的影响；
进一步的，减少由激光位移传感器与焊枪之间距离造成的误差，使得一维点光源激光位移传感器可以适应此复杂工况。
最后，PLC控制单元根据动态跟踪，计算出相应的执行位置数据，分别驱动XY轴步进电机，通过丝杠，带动滑台座到相应位置，由焊枪完成焊接。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作出详细说明。
参照附图1和2，一种变压器用散热器直缝焊接控制装置，分为机械结构(参照附图1)和电气控制(参照附图2)两部分。机械机构主要由执行机构和焊接机构组成。执行机构主要包括：滑台2、丝杠3、滑台座4、联轴器6、步进电机7、控制箱8；焊接机构主要包括：焊机1、焊枪5。电气控制单元主要包括：触摸屏9、PLC控制器10、按钮及接近开关11、激光位移传感器12、通信模块13、驱动模块14等。其中丝杠3位于滑台2和联轴器6之间，控制箱8位于步进电机7一侧；所述焊接机构包括：焊机1和焊枪5；焊枪5位于滑台座4上，焊机1给焊枪5提供能源和焊接辅料。
首先设计散热器直缝自动焊接控制系统，然后使用一维点光源激光位移传感器12代替昂贵的三维成像系统完成控制数据采集，采用无弧光时的预扫描与有弧光时的动态扫描相结合的方式，并在动态扫描时在激光位移传感器加装滤光片，增强防弧光能力，减少弧光对激光的影响；
进一步的，通过PLC控制单元10实时采集的数据进行焊道识别和动态跟踪，消除焊接过程中焊件受热变形造成的误差，能够精确控制焊枪位置，使焊丝与焊缝距离保持稳定；同时加入空间坐标变换算法，减少了由激光位移传感器与焊枪之间距离造成的误差，使得一维点光源激光位移传感器可以适应此复杂工况。
进一步的，PLC控制单元根据动态跟踪，计算出相应的执行位置数据，分别驱动XY轴步进电机7，通过丝杠3，带动滑台座4到相应位置，由焊枪5完成焊接。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本实用新型实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本实用新型实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本实用新型实施例的技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种应用于变压器散热器焊接的自动焊机，其特征在于，所述自动焊机包括：机械结构单元和电气控制单元；
所述机械结构单元包括位移机构和焊接机构；
所述位移机构用于载运焊接机构，使得所述焊接机构能够沿着规定焊缝位置移动；
所述位移机构包括：滑台、丝杠、联轴器、步进电机和控制箱；
其中，丝杠位于滑台和联轴器之间，控制箱位于步进电机一侧；
所述焊接机构用于焊接预定的焊缝，具体包括：焊机和焊枪；
所述焊枪位于所述滑台上，所述焊机给所述焊枪提供能源和焊接辅料；
所述电气控制单元包括：显示机构、PLC控制器以及检测和保护单元；
所述显示机构包括触摸屏；
所述检测和保护单元包含：按钮及接近开关和激光位移传感器；
所述PLC控制器，用于控制位移机构运动，并控制焊接机构执行焊接操作。
2.如权利要求1所述的自动焊机，其特征在于，通过所述按钮及接近开关和激光位移传感器动态跟踪位移机构位置。
3.如权利要求2所述的自动焊机，其特征在于，所述位移机构还包括驱动模块，所述驱动模块用于控制步进电机，所述步进电机用于分别驱动不同的丝杠带动滑台沿相互垂直的坐标轴移动。
4.如权利要求3所述的自动焊机，其特征在于，所述步进电机经联轴器控制丝杠旋转，带动滑台在滑台座上移动。
5.如权利要求2所述的自动焊机，其特征在于，所述激光位移传感器是一维点光源激光位移传感器，激光位移传感器入光端加装消减焊接弧光光谱的滤光片。
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