全方位自動焊接裝置制造方法
【專利摘要】全方位自動焊接裝置，主要由底座、立柱、控制器和懸臂梁、焊槍底座、以及旋轉(zhuǎn)焊槍組成；所述的立柱上設有一套操控懸臂梁升降的升降機構(gòu)和一套操控懸臂梁左右擺動的擺動機構(gòu)；所述的焊槍底座可移動式的安在懸臂梁上。所述的旋轉(zhuǎn)焊槍最下端安有焊槍頭和以直線往復擺動、鐘擺擺動兩種擺動方式控制的焊槍頭擺動器。本全方位自動焊接裝置包括有七個數(shù)控電機：懸臂梁升降數(shù)控電機、懸臂梁擺動數(shù)控電機、焊槍座移動數(shù)控電機、旋轉(zhuǎn)焊槍升降數(shù)控電機、焊槍旋轉(zhuǎn)數(shù)控電機、焊槍頭擺動器數(shù)控電機和底座移動數(shù)控電機。應用本實用新型保證了焊接質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強度和生產(chǎn)成本。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，功能齊全，能七軸全方位滿足不同形狀、大小的焊件焊接要求。
【專利說明】全方位自動焊接裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種工業(yè)生產(chǎn)中的焊接裝置，特別涉及一種能夠進行全方位自動焊接的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]全方位自動焊接裝置廣泛應用在閥門堆焊、汽車制造業(yè)、金屬加工、五金家電、鋼構(gòu)、壓力容器、機械加工制造、造船、航天等領(lǐng)域。我國閥門廠普遍采用手工焊條電弧堆焊閥門密封面，尤其在大口徑閥門大批量生產(chǎn)時，生產(chǎn)率較低，工人的勞動強度較大。目前雖然有一些自動焊接裝置，但過于笨重龐大，結(jié)構(gòu)復雜，而且不能進行上下左右的全方位自動定位焊接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)較簡單輕便、實現(xiàn)閥門生產(chǎn)中閥門密封面堆焊的的全方位自動焊接裝置。
[0004]本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)閥門密封面的自動焊接:
[0005]本實用新型全方位自動焊接裝置，主要由底座、垂直固定在底座上的立柱、分別軸套式安裝在立柱兩側(cè)的焊接電源、控制器、送絲機和懸臂梁、安裝在懸臂梁上的焊槍底座、以及設置在焊槍底座中心的旋轉(zhuǎn)焊槍組成；所述的立柱上設有一套操控懸臂梁升降的升降機構(gòu)；所述的立柱上還設有一套操控懸臂梁左右擺動的擺動機構(gòu)；所述的焊槍底座可移動式的安在懸臂梁上。焊槍底座上的齒輪與懸臂梁上的齒條嚙合，懸臂梁上安有滑軌，焊槍底座在懸臂梁上的滑軌移動；所述的旋轉(zhuǎn)焊槍最下端安有焊槍頭和控制焊槍頭擺動的焊槍頭擺動器；
[0006]本全方位自動焊接裝置包括有七個數(shù)控電機:懸臂梁升降數(shù)控電機、懸臂梁擺動數(shù)控電機、焊槍座移動數(shù)控電機、旋轉(zhuǎn)焊槍升降數(shù)控電機、焊槍旋轉(zhuǎn)數(shù)控電機、焊槍頭擺動器數(shù)控電機和底座移動數(shù)控電機。
[0007]所述的升降機構(gòu)由位于立柱最上端的懸臂梁升降主動齒輪、與懸臂梁升降主動齒輪嚙合的懸臂梁升降從動齒輪、以及由懸臂梁升降從動齒輪帶動旋轉(zhuǎn)的懸臂梁升降絲杠組成。
[0008]所述的擺動機構(gòu)由懸臂梁擺動主動齒輪和懸臂梁擺動從動齒輪組成，懸臂梁擺動從動齒輪通過方鍵配合裝配在立柱上，懸臂梁擺動從動齒輪可以在立柱上，上下移動。
[0009]所述的控制器上裝配有操作顯示屏及操作按鈕，在焊接電源上方固定安裝送絲機。
[0010]所述的旋轉(zhuǎn)焊槍最上端設有焊絲送絲軟管，其另一端與所述的送絲機連接，由送絲機將絲送入到焊槍頭。
[0011]所述的旋轉(zhuǎn)焊槍最上端還設有電-流體組合滑環(huán)和滑環(huán)動環(huán)出氣口 ；旋轉(zhuǎn)焊槍為可以互換使用CO2氣體保護焊接槍頭和氬弧焊接槍頭。[0012]所述的旋轉(zhuǎn)焊槍最下端還安有CCD攝像裝置，在CCD攝像鏡頭前安裝瞬間變色可調(diào)光鏡片。
[0013]所述的底座內(nèi)設有底座水箱，底座水箱中安裝潛水泵，供冷卻水至焊槍頭，循環(huán)冷卻。
[0014]所述的懸臂梁升降數(shù)控電機位于立柱頂部，用于調(diào)整懸臂梁的高度；懸臂梁擺動數(shù)控電機安裝在懸臂梁擺動數(shù)控電機架上，用于調(diào)整懸臂梁的擺幅；焊槍座移動數(shù)控電機安裝在焊槍底座上，用于控制和調(diào)整焊槍底座在懸臂梁上的移動速度和前后位置；旋轉(zhuǎn)焊槍升降數(shù)控電機安裝在焊槍底座上，用于調(diào)整旋轉(zhuǎn)焊槍在焊槍底座中的升降距離位置；焊槍旋轉(zhuǎn)數(shù)控電機也安裝在焊槍底座上，用于調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)焊槍的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)角度。
[0015]所述的直線往復擺動和鐘擺擺動兩種擺動方式的焊槍頭擺動器，根據(jù)需要，通過安裝或拆卸鐘擺軸和固定焊槍底板緊固螺絲，可以使擺動器由鐘擺擺動轉(zhuǎn)換成直線往復擺動。
[0016]本實用新型旋轉(zhuǎn)焊槍設計成可以互換使用CO2氣體保護焊接和氬弧焊接生產(chǎn)，可以提高該自動焊裝置功能的使用率，焊槍可以數(shù)控旋轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和升降，擺動器數(shù)控焊槍頭小幅直線往復擺動和鐘擺動，能滿足平焊、堆焊和角焊的要求。焊槍座在懸臂梁上數(shù)控直線運動，焊槍座能數(shù)控焊槍旋轉(zhuǎn)和升降運動，滿足三維復雜焊接軌跡要求；由CCD攝像頭監(jiān)控焊接情況，工人只需在操作顯示屏觀察并調(diào)節(jié)焊接參數(shù)，減輕工人操作勞動強度；懸臂梁數(shù)控升降及旋轉(zhuǎn)擺動，滿足不同尺寸焊接件及多件焊接件依次旋臂焊接的要求。
[0017]本實用新型全方位自動焊接裝置焊接面平整均勻，降低了對人工焊接技能要求，只需普通工人就能實現(xiàn)高質(zhì)量、高效率、高水平的堆焊焊接面。應用本白動焊接裝置后，大大提高了焊接件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，并保證了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性，降低了勞動強度及生產(chǎn)成本，改善了勞動環(huán)境，提高了生產(chǎn)效率。
[0018]本實用新型具有結(jié)構(gòu)新穎簡單，功能齊全，數(shù)控操作精準、能七軸全方位滿足不同形狀、大小的焊件焊接要求。屬于一種集多功能性、經(jīng)濟性和實用性為一體的新型全方位自動焊接裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型全方位自動焊接裝置主視圖；
[0020]圖2為圖1的I局部放大視圖；
[0021]圖3為圖1的A-A視圖；
[0022]圖4為圖1的B-B視圖；
[0023]圖5為應用本實用新型的多焊件連續(xù)堆焊焊接排列定位圖。
[0024]圖6為圖1的II局部放大視圖。
[0025]圖7為II側(cè)視圖。
[0026]圖8為II部件圖。
[0027]圖中標記:
[0028]1.懸臂梁升降數(shù)控電機；2.懸臂梁升降主動齒輪；3.懸臂梁升降從動齒輪；4.立柱；5.懸臂梁升降絲杠；6.懸臂梁擺動從動齒輪；7.懸臂梁擺動數(shù)控電機；8.懸臂梁擺動主動齒輪；9.懸臂梁擺動數(shù)控電機架；10.焊絲送絲軟管；11.電-流體組合滑環(huán)；12.滑環(huán)動環(huán)出氣口 ；13.旋轉(zhuǎn)焊槍；14.焊槍旋轉(zhuǎn)數(shù)控電機；15.焊槍底座；16.焊槍座移動數(shù)控電機；17.懸臂梁；18.旋轉(zhuǎn)焊槍升降數(shù)控電機；19.C⑶攝像裝置；20.變色鏡片；21.焊槍頭擺動器；21-1.擺動器滑塊；21-2.滾珠螺桿；21-3.滾珠螺母；21_4.擺動器底座；21_5.鐘擺軸固定板；21-6.鐘擺軸套筒；21-7.固定焊槍底板；21-8.固定焊槍底板直線擺動緊固螺絲；21-9.鐘擺撥叉軸；21-10.焊槍頭固定卡；21-11.鐘擺軸；21_12.聯(lián)軸器；21_13.軸承；21-14.擺動器防塵板；21-15.滾珠螺桿軸承座；22.焊槍頭；23.焊槍頭擺動器數(shù)控電機；24.底座水箱；25.底座；26.底座移動數(shù)控電機；27.底座軌道輪；28.焊接電源；29.送絲機；30.控制器操作顯示屏；31.定位排列焊接件。
【具體實施方式】
[0029]本實用新型全方位自動焊接裝置，屬于生產(chǎn)線在線焊接成型的重要設備，
[0030]參見圖1-圖8，本實用新型主要由底座25、垂直固定在底座25上的立柱4、分別軸套式地安裝在立柱4兩側(cè)的控制器30和懸臂梁17、安裝在懸臂梁17上的焊槍底座15、以及設置在焊槍底座15中心的旋轉(zhuǎn)焊槍13組成。
[0031]所述的立柱4上設有一套操控懸臂梁17升降的升降機構(gòu)，它由位于立柱4最上端的懸臂梁升降主動齒輪2、與懸臂梁升降主動齒輪2嚙合的懸臂梁升降從動齒輪3、以及由懸臂梁升降從動齒輪3帶動旋轉(zhuǎn)的懸臂梁升降絲杠5組成。所述的立柱4上還設有一套操控懸臂梁17左右擺動的機構(gòu)，它由懸臂梁擺動主動齒輪8和懸臂梁擺動從動齒輪6組成。懸臂梁擺動從動齒輪6通過方鍵配合裝配在立柱4上。
[0032]所述的控制器30上設置有操作顯示屏及操作按鈕(圖中未顯示)，在控制器30上還設有送絲機29。
[0033]所述的焊槍底座15可移動式的安在懸臂梁17上。焊槍底座15上的齒輪與懸臂梁17上的齒條嚙合，懸臂梁17上安有滑軌，焊槍底座15在懸臂梁17上的滑軌移動。所述的旋轉(zhuǎn)焊槍13最下端的橫桿上安有焊槍頭22和控制焊槍頭22擺動的焊槍頭擺動器21。旋轉(zhuǎn)焊槍13最上端設有焊絲送絲軟管10，其另一端與所述的送絲機29連接，由送絲機29將絲送入到焊槍頭22。旋轉(zhuǎn)焊槍13最上端還設有電-流體組合滑環(huán)11和滑環(huán)動環(huán)出氣口 12。旋轉(zhuǎn)焊槍13采用CO2氣體保護焊接槍頭。旋轉(zhuǎn)焊槍13設計成可以互換使用CO2氣體保護焊接槍頭和氬弧焊接槍頭，提高該自動焊裝置的焊接功能，旋轉(zhuǎn)焊槍13可被數(shù)控旋轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)速度及升降；擺動器21數(shù)控焊槍頭22小幅直線往復擺動和鐘擺動，能滿足平焊、角焊和堆焊等多種焊接要求。
[0034]所述的旋轉(zhuǎn)焊槍13最下端的橫桿上還安有CXD攝像裝置19，在CXD攝像鏡頭19前安裝瞬間變色可調(diào)光鏡片20，焊接狀況顯示在操作顯示屏30上。不焊接時，在普通照明條件下，CXD攝像頭拍攝焊前狀況，如工件與焊槍的距離，送絲速度等在操作顯示屏30顯示；當開始焊接時，在強光的條件下，變色可調(diào)光鏡片20瞬間顏色加深，CCD攝像頭19能清楚拍攝實時焊接狀況并在操作顯示屏30上顯示。實現(xiàn)通過攝像裝置監(jiān)視焊接操作的焊前、焊中和焊后情況，不需工人用焊帽在近距離監(jiān)視觀察，工人只需在操作顯示屏30觀察并利用操作控制器30調(diào)節(jié)最佳的焊接參數(shù)，減輕了工人操作勞動強度和改善工作環(huán)境。
[0035]所述的底座25內(nèi)設有底座水箱24，底座水箱24中安裝潛水泵，供冷卻水至旋轉(zhuǎn)焊槍13，循環(huán)冷卻，滿足大電流焊接要求。[0036]本實用新型包括有七個數(shù)控電機:懸臂梁升降數(shù)控電機1、懸臂梁擺動數(shù)控電機
7、焊槍座移動數(shù)控電機16、旋轉(zhuǎn)焊槍升降數(shù)控電機18、焊槍旋轉(zhuǎn)數(shù)控電機14、焊槍頭擺動器數(shù)控電機23和底座移動數(shù)控電機26。所述的懸臂梁升降數(shù)控電機I位于立柱4頂部，用于調(diào)整懸臂梁17的高度，通過懸臂梁升降數(shù)控電機I的正、反轉(zhuǎn)，即可實現(xiàn)懸臂梁17的升、降功能；懸臂梁擺動數(shù)控電機7安裝在懸臂梁擺動數(shù)控電機架9上，用于調(diào)整懸臂梁17的擺幅；懸臂梁17的升降和旋臂功能，滿足不同大小尺寸焊接件及多件焊接件依次循環(huán)旋臂焊接的要求，實現(xiàn)更換焊接件時不停車聯(lián)連續(xù)作業(yè)，提高生產(chǎn)效率。焊槍座移動數(shù)控電機16安裝在焊槍底座15上，用于控制和調(diào)整焊槍底座15在懸臂梁17上的移動速度和前后位置；旋轉(zhuǎn)焊槍升降數(shù)控電機18安裝在焊槍底座15上，用于調(diào)整旋轉(zhuǎn)焊槍13在焊槍底座15中的升降距離位置；焊槍旋轉(zhuǎn)數(shù)控電機14也安裝在焊槍底座15上，通過焊槍旋轉(zhuǎn)數(shù)控電機14輸入旋轉(zhuǎn)焊槍13的旋轉(zhuǎn)速度參數(shù)、旋轉(zhuǎn)角度參數(shù)，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)焊槍13的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)角度。在底座25上裝有四個軌道輪(圖中未表示)。底座移動數(shù)控電機26用于控制底座25在軌道上移動的速度，滿足長距離直線焊接。上述的數(shù)控電機可滿足復雜三維焊接軌跡要求。
[0037]本實用新型的調(diào)節(jié)控制器30還可以調(diào)整CXD攝像裝置19的位置和拍攝清晰度，調(diào)整焊接的電壓和電流，調(diào)整潛水泵的冷卻水流量，調(diào)整CO2氣體流量，調(diào)整送絲機29的送絲參數(shù)。由于控制器30的電路設計都是現(xiàn)有技術(shù)，本設計只是將其應用在不同位置上設置的控制系統(tǒng)中，因此關(guān)于其電路結(jié)構(gòu)不再贅述。
[0038]參見圖4，閥門需要堆焊的定位排列焊接件31表面朝上，并數(shù)個依次固定在底座上的工裝卡具上。焊接時，調(diào)節(jié)控制器30的連續(xù)焊接的時間參數(shù)后，啟動開始焊接操作按鈕，全方位自動焊接裝置開始啟動對閥門焊接面表面自動堆焊運行工作，第一個閥門堆焊完畢，焊接電源斷電，焊接暫停；此時懸臂梁17在懸臂梁擺動數(shù)控電機7啟動時工作，懸臂梁17旋轉(zhuǎn)擺動到預先設定的與第二個需要堆焊的閥門對應的位置上，啟動控制器30上電鈕，全方位自動焊接裝置開始對第二個閥門焊接表面自動堆焊焊接工作，由此類推，在懸臂梁17間歇旋轉(zhuǎn)擺動的運行程序下，實現(xiàn)多閥門連續(xù)自動堆焊焊接生產(chǎn)。工人只需把需焊接的閥門放置在預定的位子上，對焊接完成的閥門從架上搬卸。
【權(quán)利要求】
1.全方位自動焊接裝置，其特征在于:主要由底座(25)、垂直固定在底座(25)上的立柱(4)、分別軸套式地安裝在立柱(4)兩側(cè)的控制器(26)和懸臂梁(17)、安裝在懸臂梁(17)上的焊槍底座(15)、以及設置在焊槍底座(15)中心的旋轉(zhuǎn)焊槍(13)組成；所述的立柱(4)上設有一套操控懸臂梁(17)升降的升降機構(gòu)；所述的立柱(4)上還設有一套操控懸臂梁(17)左右擺動的擺動機構(gòu)；所述的焊槍底座(15)可移動式的安在懸臂梁(17)上；焊槍底座(15)上的齒輪與懸臂梁(17)上的齒條嚙合，懸臂梁(17)上安有滑軌，焊槍底座(15)在懸臂梁(17)上的滑軌移動；所述的旋轉(zhuǎn)焊槍(13)最下端安有焊槍頭(22)和控制焊槍頭(22)直線往復擺動和鐘擺擺動兩種擺動方式的焊槍頭擺動器(21)； 本全方位自動焊接裝置包括有七個數(shù)控電機:懸臂梁升降數(shù)控電機(I)、懸臂梁擺動數(shù)控電機(7)、焊槍座移動數(shù)控電機(16)、旋轉(zhuǎn)焊槍升降數(shù)控電機(18)、焊槍旋轉(zhuǎn)數(shù)控電機(14)、焊槍頭擺動器數(shù)控電機(23)和底座移動數(shù)控電機(26)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位自動焊接裝置，其特征在于:所述的升降機構(gòu)由位于立柱(4)最上端的懸臂梁升降主動齒輪(2)、與懸臂梁升降主動齒輪(2)嚙合的懸臂梁升降從動齒輪(3)、以及由懸臂梁升降從動齒輪(3)帶動旋轉(zhuǎn)的懸臂梁升降絲杠(5)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位自動焊接裝置，其特征在于:所述的擺動機構(gòu)由懸臂梁擺動主動齒輪(8)和懸臂梁擺動從動齒輪(6)組成，懸臂梁擺動從動齒輪(6)通過方鍵配合裝配在立柱(4)上，懸臂梁擺動從動齒輪(6)可以在立柱(4)上，上下移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位自動焊接裝置，其特征在于:所述的控制器(30)裝配有操作顯示屏及操作按鈕，在焊接電源(28)上方固定安裝送絲機(29)。`
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全方位自動焊接裝置，其特征在于:所述的旋轉(zhuǎn)焊槍(13)最上端設有焊絲送絲軟管(10)，其另一端與所述的送絲機(29)連接，由送絲機(29)將絲送入到焊槍頭(22)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位自動焊接裝置，其特征在于:所述的旋轉(zhuǎn)焊槍(13)最上端還設有電-流體組合滑環(huán)(11)和滑環(huán)動環(huán)出氣口(12);旋轉(zhuǎn)焊槍(13)為可以互換使用CO2氣體保護焊接槍頭和氬弧焊接槍頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的全方位自動焊接裝置，其特征在于:所述的旋轉(zhuǎn)焊槍(13)最下端還安有CCD攝像裝置(19)，在CCD攝像鏡頭(19)前安裝瞬間變色可調(diào)光鏡片(20)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位自動焊接裝置，其特征在于:所述的底座(25)內(nèi)設有底座水箱(24)，底座水箱(24)中安裝潛水泵，供冷卻水至焊槍頭(22)，循環(huán)冷卻。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位自動焊接裝置，其特征在于:所述的懸臂梁升降數(shù)控電機⑴位于立柱⑷頂部，用于調(diào)整懸臂梁(17)的高度；懸臂梁擺動數(shù)控電機(7)安裝在懸臂梁擺動數(shù)控電機架(9)上，用于調(diào)整懸臂梁(17)的擺幅；焊槍座移動數(shù)控電機(16)安裝在焊槍底座(15)上，用于控制和調(diào)整焊槍底座(15)在懸臂梁(17)上的移動速度和前后位置；旋轉(zhuǎn)焊槍升降數(shù)控電機(18)安裝在焊槍底座(15)上，用于調(diào)整旋轉(zhuǎn)焊槍(13)在焊槍底座(15)中的升降距離位置；焊槍旋轉(zhuǎn)數(shù)控電機(14)也安裝在焊槍底座(15)上，用于調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)焊槍(13)的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)角度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位自動焊接裝置，其特征在于:所述的直線往復擺動和鐘擺擺動兩種擺動方式的焊槍頭擺動器(21)，通過安裝或拆卸鐘擺軸(21-11)和固定焊槍底板緊固螺絲(21-8)，`可以使擺動器由鐘擺擺動轉(zhuǎn)換成直線往復擺動。
【文檔編號】B23K9/32GK203380482SQ201320417584
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月15日
【發(fā)明者】卓世達 申請人:卓世達