專利名稱：管道全位置自動(dòng)焊接操作機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電弧焊接機(jī)，特別是一種管道全位置自動(dòng)焊接機(jī)。
美國(guó)亞克公司生產(chǎn)并銷售了一種CMC管道焊接機(jī)，它帶有行走機(jī)構(gòu)和焊接電源，主計(jì)算機(jī)分別與行走電機(jī)、焊接電源、送絲電機(jī)、升降控制電機(jī)、X軸進(jìn)給控制電機(jī)、電極擺動(dòng)電機(jī)連接，主計(jì)算機(jī)同時(shí)與遠(yuǎn)控盒上的按鍵接受指令和預(yù)置數(shù)據(jù)，在電極擺動(dòng)機(jī)構(gòu)前端固定著攝像監(jiān)視器。該種管道焊接設(shè)備替代了一些人工不能進(jìn)入的領(lǐng)域，如在核工業(yè)、電站建設(shè)、鍋爐生產(chǎn)中的一些高溫、高壓環(huán)境。但是該種設(shè)備仍然存在一些不足，如該種設(shè)備在焊接過程中只能沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，不能逆送，即不能進(jìn)行雙向焊接，這就降低了生產(chǎn)效率，并增加了啟弧、收弧次數(shù)，在一定程度上影響了產(chǎn)品質(zhì)量。行走電機(jī)走到管道低點(diǎn)時(shí)，由于重力作用，使電機(jī)與軌道間產(chǎn)生誤差，同樣也會(huì)直接影響焊接質(zhì)量。機(jī)頭在繞鋼管行走時(shí)還會(huì)出現(xiàn)沿軸向的偏移，導(dǎo)致焊接頭偏離管道橫截面，使焊接質(zhì)量降低。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種焊接質(zhì)量好，焊接精度高的管道全位置自動(dòng)焊接操作機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是通過如下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的一種管道全位置自動(dòng)焊接操作機(jī)，帶有行走機(jī)構(gòu)1和焊接電源2，主計(jì)算機(jī)12分別與行走電機(jī)13、焊接電源2、送絲電機(jī)15、升降控制電機(jī)16、X軸進(jìn)給控制電機(jī)17、電極擺動(dòng)電機(jī)18電連接，主計(jì)算機(jī)同時(shí)與遠(yuǎn)控盒14上的按鍵19以及主機(jī)上的操作盤20電連接，并通過按鍵19或20接受指令和預(yù)置數(shù)據(jù)，在電極擺動(dòng)機(jī)構(gòu)9前端固定著攝像監(jiān)視器11，行走機(jī)構(gòu)1上固定著送絲機(jī)構(gòu)6，行走機(jī)構(gòu)1位于導(dǎo)環(huán)5上，導(dǎo)環(huán)上有多個(gè)微調(diào)機(jī)構(gòu)4，微調(diào)機(jī)構(gòu)4位于工件3與導(dǎo)環(huán)5之間，行走機(jī)構(gòu)1上部安裝著X軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)7，在X軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)7的一端固定著電弧電壓調(diào)節(jié)升降機(jī)構(gòu)8，該升降機(jī)構(gòu)8上帶有電極擺動(dòng)機(jī)構(gòu)9，自動(dòng)升降機(jī)構(gòu)8為連桿滑套機(jī)構(gòu)與滾動(dòng)滑板28中心鉸接構(gòu)成，即電機(jī)主軸與連桿22固定連接，連桿22另一端與滑套37滑動(dòng)配合，滑套37鉸接在滑板28中心，滑板20周邊帶有導(dǎo)輪23。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制的全位置自動(dòng)焊接，避免了人為因素造成的產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)，使焊接質(zhì)量穩(wěn)定，焊接過程易于監(jiān)控。本實(shí)用新型的導(dǎo)環(huán)結(jié)構(gòu)能夠保證焊接機(jī)頭始終在管道橫截平面內(nèi)移動(dòng)，當(dāng)安裝導(dǎo)環(huán)時(shí)通過導(dǎo)環(huán)上面的檢測(cè)器經(jīng)微調(diào)機(jī)構(gòu)檢測(cè)導(dǎo)環(huán)與焊口之間的距離，并通過微調(diào)絲杠調(diào)節(jié)后，保證焊接機(jī)頭安裝后可平行于焊口行走。升降機(jī)構(gòu)容易出現(xiàn)的問題是精度低響應(yīng)慢，而且存在間隙，尤其是在全位置焊接時(shí)，間隙的變化造成焊接缺陷，本實(shí)用新型采用的是連桿滑套與滾動(dòng)滑板中心鉸接構(gòu)成，既可獲得很大的行程，又可保證很高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，而且在升降過程中無橫向縱向位移。本實(shí)用新型的另一特點(diǎn)是焊矩可以繞回轉(zhuǎn)中心線無限旋轉(zhuǎn)，它可滿足焊接機(jī)頭在逆時(shí)針、順時(shí)針行走，雙向供絲時(shí)進(jìn)行雙向焊接，比單向焊接提高效率近一倍。由于本實(shí)用新型電極軸線與焊矩回轉(zhuǎn)中新成一定傾角，當(dāng)焊矩主軸自轉(zhuǎn)時(shí)，即會(huì)帶動(dòng)電極左、右擺動(dòng)，確保焊接時(shí)坡口兩側(cè)熔透，滿足工藝要求。一般送絲機(jī)都沒有無絲報(bào)警裝置，因此，在自動(dòng)焊接時(shí)，操作人員無法準(zhǔn)確確定停機(jī)裝絲時(shí)間，如停機(jī)過早。焊絲盤內(nèi)剩余焊絲較多，將造成很大的浪費(fèi)，但如不能在無絲前及時(shí)停機(jī)，又不可避免的產(chǎn)生焊接缺陷，本實(shí)用新型的報(bào)警裝置，可及時(shí)通知后續(xù)電路進(jìn)行處理判斷，并進(jìn)行報(bào)警提示，提高本實(shí)用新型的可靠性，提高焊接質(zhì)量，減少浪費(fèi)。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型電路連接結(jié)構(gòu)圖圖3為升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖圖4為導(dǎo)環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖圖5為導(dǎo)環(huán)與行走機(jī)構(gòu)連接關(guān)系圖；圖6為送絲報(bào)警裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為電極擺動(dòng)機(jī)構(gòu)以及焊矩結(jié)構(gòu)剖視圖；圖8為攝像監(jiān)視器結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為圓柱形焊矩罩結(jié)構(gòu)圖
圖10為矩形氣罩結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述。
如
圖1所示的本實(shí)用新型，其行走機(jī)構(gòu)1包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、消間隙電機(jī)和調(diào)整兩個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速差的電位器，電機(jī)經(jīng)減速器后再經(jīng)輸出齒輪與齒條嚙合。焊接電源2為逆變電源，行走機(jī)構(gòu)1上固定著送絲機(jī)構(gòu)6，在被焊管道3與行走機(jī)構(gòu)1間有多個(gè)微調(diào)機(jī)構(gòu)4，微調(diào)機(jī)構(gòu)位于工件3與導(dǎo)環(huán)5之間，導(dǎo)環(huán)結(jié)構(gòu)5為對(duì)稱或船形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)環(huán)體24上帶有多個(gè)緊固螺檢25，其下部安裝有微調(diào)機(jī)構(gòu)4，該微調(diào)機(jī)構(gòu)4由微調(diào)絲杠21和測(cè)試器26構(gòu)成，當(dāng)出現(xiàn)偏差時(shí)可調(diào)節(jié)微調(diào)機(jī)構(gòu)4，保證機(jī)頭平行于焊口行走，微調(diào)機(jī)構(gòu)具有自鎖功能。如圖5所示，錐形滾子29與導(dǎo)環(huán)5傾斜面相接觸，可保證機(jī)頭在行走至任一角度位置時(shí)，與導(dǎo)環(huán)牢固連接不產(chǎn)生位移或錯(cuò)位，導(dǎo)環(huán)外側(cè)面具有與焊口平行的導(dǎo)向作用，保證焊接頭始終在管道橫截面移動(dòng)。如
圖1所示，行走機(jī)構(gòu)1上部安裝有X軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)7，在X軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)7的一端固定著升降機(jī)構(gòu)8，如圖3所示電弧電壓升降機(jī)構(gòu)8由連桿滑套機(jī)構(gòu)與滾動(dòng)滑板28中心鉸接構(gòu)成，即電機(jī)16主軸與連桿22固定連接，連桿22為一端與滑套37滑動(dòng)配合，滑套37鉸接在滑板28中心，滑板28周邊帶有導(dǎo)輪23。電機(jī)16直接驅(qū)動(dòng)連桿22擺動(dòng)，從而使安裝在滑板28上的滑套帶動(dòng)滑板28上、下移動(dòng)，滑板28由數(shù)個(gè)導(dǎo)輪23導(dǎo)向和支承并帶動(dòng)焊炬10上、下升降，從而實(shí)現(xiàn)電弧電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)。因其結(jié)構(gòu)外形經(jīng)巧，尺寸小，故可用在窄小空間，在全位置上可滿足焊按工藝要求。如圖7所示的電極擺動(dòng)機(jī)構(gòu)9，它位于電弧電壓升降機(jī)構(gòu)8上，電極擺動(dòng)電機(jī)18的主軸固定著一個(gè)齒輪27，與該齒輪嚙合的另一個(gè)齒輪固定在焊矩主軸10上，如圖7所示，焊炬的主軸10固定著與主軸成傾角的電極30，當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)焊炬以一定的中心位置正、反轉(zhuǎn)時(shí)，電極30也隨之以一定的位置為中心左、右擺動(dòng)，這樣保證了焊接過程中坡口兩側(cè)熔透，滿足工藝要求。電機(jī)驅(qū)動(dòng)焊炬可無限旋轉(zhuǎn)，滿足雙向焊接要求，節(jié)省了空轉(zhuǎn)退回時(shí)間，提高了效率近一倍，并且減少了啟弧、收弧次數(shù)，由于在啟弧、收弧點(diǎn)產(chǎn)生焊接缺陷的可能性較多，因此本實(shí)用新型的這種結(jié)構(gòu)正、反方向均可實(shí)施焊接，從而提高了焊接質(zhì)量。如圖8所示，在升降機(jī)構(gòu)兩側(cè)固定著攝像監(jiān)視器11，它可以對(duì)溶池形狀、焊縫質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)視，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離焊接控制。如圖9所示的焊炬罩為圓柱形35結(jié)構(gòu)，它適合于表面的焊接條件，焊炬罩還可以如
圖10所示為矩形36氣罩結(jié)構(gòu)，它適合于窄間隙的焊接條件，氣罩形狀也可為橢圓形或其它形狀。如圖6所示為本實(shí)用新型送絲機(jī)構(gòu)6，它帶有一個(gè)報(bào)警裝置，其焊絲32與導(dǎo)線33連成一個(gè)回路，該回路中帶有電氣測(cè)試器34，采用兩個(gè)彈性觸點(diǎn)與焊絲直接接觸，當(dāng)焊絲送至最后幾圈時(shí)，由于焊絲盤為絕緣材料，兩觸點(diǎn)將開始絕緣，此時(shí)通過后續(xù)處理電路進(jìn)行判斷并進(jìn)行報(bào)警提示，以增強(qiáng)本實(shí)用新型的可靠性，提高質(zhì)量，減少浪費(fèi)。如圖2給出了本實(shí)用新型的電路連接關(guān)系圖，主計(jì)算機(jī)12分別與行走電機(jī)13焊接電源2、送絲電機(jī)15、升降控制電機(jī)16、X軸進(jìn)給電機(jī)17、電極擺動(dòng)電機(jī)18電連接，主計(jì)算機(jī)同時(shí)與遠(yuǎn)控盒14上的按鍵19以及主機(jī)上的操作盤20電連接，并通過按鍵19或操作盤20接受指令和預(yù)置數(shù)據(jù)。在主計(jì)算機(jī)的控制下，使行走機(jī)構(gòu)、送絲機(jī)構(gòu)、X軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)、電弧電壓升降機(jī)構(gòu)，電極擺動(dòng)機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)工作，完成焊接工作。
權(quán)利要求1.一種管道全位置自動(dòng)焊接操作機(jī)，帶有行走機(jī)構(gòu)(1)和焊接電源(2)，主計(jì)算機(jī)(12)分別與行走電機(jī)(13)、焊接電源(2)、送絲電機(jī)(15)、升降控制電機(jī)(16)、X軸進(jìn)給控制電機(jī)(17)、電極擺動(dòng)電機(jī)(18)電連接，主計(jì)算機(jī)同時(shí)與遠(yuǎn)控盒(14)上的按鍵(19)以及主機(jī)上的操作盤(20)電連接，并通過按鍵(19)或(20)接受指令和預(yù)置數(shù)據(jù)，在電極擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(9)前端固定著攝像監(jiān)視器(11)，其特征是行走機(jī)構(gòu)(1)上固定著送絲機(jī)構(gòu)(6)，行走機(jī)構(gòu)(1)位于導(dǎo)環(huán)(5)上，導(dǎo)環(huán)上有多個(gè)微調(diào)機(jī)構(gòu)(4)，微調(diào)機(jī)構(gòu)(4)位于工件(3)與導(dǎo)環(huán)(5)之間，行走機(jī)構(gòu)(1)上部安裝著X軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)(7)，在X軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)(7)的一端固定著電弧電壓調(diào)節(jié)升降機(jī)構(gòu)(8)，該升降機(jī)構(gòu)(8)上帶有電極擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(9)，自動(dòng)升降機(jī)構(gòu)(8)為連桿滑套機(jī)構(gòu)與滾動(dòng)滑板(28)中心鉸接構(gòu)成，即電機(jī)主軸與連桿(22)固定連接，連桿(22)另一端與滑套(37)滑動(dòng)配合，滑套(37)鉸接在滑板(28)中心，滑板(20)周邊帶有導(dǎo)輪(23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道全位置自動(dòng)焊接操作機(jī)，其特征是所述的導(dǎo)環(huán)結(jié)構(gòu)(5)是導(dǎo)環(huán)為對(duì)稱或船形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)環(huán)(24)上帶有多個(gè)緊固螺栓(25)，其下部安裝有微調(diào)機(jī)構(gòu)(4)，該微調(diào)機(jī)構(gòu)(4)由微調(diào)絲杠(21)和測(cè)試器(26)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種管道全位置自動(dòng)焊接操作機(jī)，其特征是所述的電極擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(9)為固定在升降機(jī)構(gòu)(8)上的電極擺動(dòng)電機(jī)(18)的主軸上固定著一個(gè)齒輪(27)，與該齒輪嚙合的另一個(gè)齒輪固定在焊炬主軸(10)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種管道全位置自動(dòng)焊接操作機(jī)，其特征是所述的焊炬主軸(10)端固定著與主軸(10)成傾角的電極(30)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種管道全位置自動(dòng)焊接操作機(jī)，其特征是所述的送似機(jī)構(gòu)(6)帶有一個(gè)報(bào)警裝置，其焊絲(32)與導(dǎo)線(33)連成一個(gè)回路，該回路中帶有電氣測(cè)試器(34)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道全位置自動(dòng)焊接操作機(jī)，其特征是所述的焊炬主軸(10)前端的氣罩為圓柱形(35)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道全位置自動(dòng)焊接操作機(jī)，其特征是所述的焊炬(10)前端的氣罩可更換為長(zhǎng)方形(36)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種管道全位置自動(dòng)焊接操作機(jī),它由主從式計(jì)算分別控制行走電機(jī),焊接電源、電弧調(diào)節(jié)升降電機(jī),X軸進(jìn)給電機(jī)、電極擺動(dòng)電機(jī),機(jī)頭與工件焊口的平行度可通過導(dǎo)環(huán)上的微調(diào)裝置調(diào)整。其焊接過程是由主從式計(jì)算機(jī)對(duì)所有焊接參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,使焊接電源按工藝要求輸出脈沖電流,其行走電機(jī)、送絲電機(jī)均按一定程序運(yùn)轉(zhuǎn),在監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)控下實(shí)現(xiàn)全位置自動(dòng)焊接。焊接質(zhì)量好,效率高。
文檔編號(hào)B23K9/00GK2273635SQ96207358
公開日1998年2月4日 申請(qǐng)日期1996年4月2日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月2日
發(fā)明者張勇 申請(qǐng)人:張勇