一種全位置激光瞄準(zhǔn)、手動調(diào)整的數(shù)控電弧焊接的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種全位置激光瞄準(zhǔn)、手動調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī)，結(jié)構(gòu)中包括焊接作業(yè)平臺，所述焊接作業(yè)平臺上設(shè)置中央立柱，此中央立柱頂端設(shè)置焊接主臂，焊接主臂的末端設(shè)置焊接小臂，此焊接小臂的末端通過萬向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接有一導(dǎo)軌，執(zhí)行焊接作業(yè)的程控式焊接機(jī)頭設(shè)置在此導(dǎo)軌上，焊接機(jī)頭上還設(shè)置有焊縫輔助定位機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型通過激光校正裝置實(shí)時(shí)顯示焊接作業(yè)坐標(biāo)點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)的差值，協(xié)助提升焊工的焊接作業(yè)水平，大大縮短熟練焊工的培養(yǎng)周期，對國內(nèi)焊接行業(yè)的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)的促進(jìn)意義。
【專利說明】一種全位置激光瞄準(zhǔn)、手動調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種焊接裝置，尤其是一種激光輔助定位、手動調(diào)整、程控焊接相結(jié)合的全位置半自動焊接裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，普通的焊接設(shè)備包括焊接能源設(shè)備、焊接機(jī)頭和焊接控制系統(tǒng)。
[0003]焊接能源設(shè)備用于提供焊接所需的能量，常用的是各種弧焊電源，也稱電焊機(jī)；它的空載電壓為60?100伏，工作電壓為25?45伏特，輸出電流為50?1000安。
[0004]焊接機(jī)頭作用是將焊接能源設(shè)備輸出的能量轉(zhuǎn)換成焊接熱，并不斷送進(jìn)焊接材料，同時(shí)機(jī)頭自身向前移動，實(shí)現(xiàn)焊接。手工電弧焊用的電焊鉗，隨電焊條的熔化，須不斷手動向下送進(jìn)電焊條，并向前移動形成焊縫。自動焊機(jī)有自動送進(jìn)焊絲機(jī)構(gòu)，并有機(jī)頭行走機(jī)構(gòu)使機(jī)頭向前移動。
[0005]焊接控制系統(tǒng)的作用是控制整個(gè)焊接過程，包括控制焊接程序和焊接規(guī)范參數(shù)。從設(shè)備分類上看，大致有如下幾個(gè)種類:①手弧焊設(shè)備，手弧焊使用的設(shè)備簡單、方法簡便靈活、適應(yīng)性強(qiáng)，但對焊工操作要求高；手弧焊適用于碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、銅及銅合金等金屬材料的焊接。②埋弧焊(SAW)設(shè)備，其電源可以用交流、直流或交直流并用；埋弧焊機(jī)分為自動焊機(jī)和半自動焊機(jī)兩大類。③C02氣體保護(hù)焊設(shè)備，主要由焊接電源、供氣系統(tǒng)、送絲機(jī)構(gòu)和焊槍等組成。④MIG惰性氣體保護(hù)焊設(shè)備，包括焊槍、焊接電源與控制裝置、供氣和供水系統(tǒng)四大部分。⑤等離子弧焊設(shè)備，主要包括焊接電源、控制系統(tǒng)、焊槍、氣路系統(tǒng)和水路系統(tǒng)。⑥超聲波焊接設(shè)備，主要包括超聲波塑料焊接機(jī)和超聲波金屬焊接機(jī)。
[0006]目前，常用的焊接作業(yè)方式主要包括:常規(guī)手工電弧焊、機(jī)械式自動焊機(jī)、數(shù)控開環(huán)自動焊。
[0007]常規(guī)手工電弧焊用的焊鉗隨焊條的熔化須不斷手動向下送進(jìn)焊條，并向前移動形成焊縫，主要依靠焊工的操作經(jīng)驗(yàn)和手法。一個(gè)能進(jìn)行水平焊接的、高水準(zhǔn)焊接的焊工須
2-3年的培養(yǎng)和工作經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)全位置高水準(zhǔn)焊工須10年左右的工作經(jīng)驗(yàn)。實(shí)踐證明一般的工廠百十個(gè)焊工才能有一個(gè)這樣的焊工。
[0008]機(jī)械式自動焊機(jī)在水平焊縫上應(yīng)用較廣泛，市場價(jià)在I萬至幾萬元之間。但這類設(shè)備均存在移動困難的缺點(diǎn)，須事前移動設(shè)備或焊件，對準(zhǔn)焊件上的焊縫，并放置水平，不斷調(diào)整機(jī)頭和焊縫的位置，否則將焊偏，造成次品或返工。機(jī)械式自動焊機(jī)對小型焊件基本上不可用，尚未見小型焊件用機(jī)械式自動焊進(jìn)行作業(yè)。這是由于在移動設(shè)備的時(shí)間內(nèi)手工焊已完成工作，反復(fù)移動設(shè)備太繁鎖，不實(shí)用，費(fèi)工、費(fèi)時(shí)太多，效率太低。
[0009]數(shù)控開環(huán)自動焊機(jī)是目前工業(yè)化國家普遍采用的焊接機(jī)械，較機(jī)械式自動焊有很大的優(yōu)點(diǎn)，市場價(jià)格在30萬元左右,基本上是進(jìn)口機(jī)械或合資企業(yè)生產(chǎn)。此種機(jī)械僅適宜批量較大的同一種零件的焊接，并且對零件的加工精度一致性要求相當(dāng)高，形位工差應(yīng)在0.2毫米范圍內(nèi)，同一零件上的多條焊道相對位置的形位工差要小于0.2毫米，每個(gè)零件在空間的放置位置差異應(yīng)小于0.2毫米。由于形位工差要求較高，焊頭移動需要編程操作，操作工需要懂得相應(yīng)軟件的使用，許多進(jìn)口設(shè)備還需要操作工懂得外語，懂得高級編程語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、高等數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)建模以及許多高等知識，這對中國目前大多數(shù)勞動力幾乎是不可能的；有些設(shè)備需越洋專家前往維護(hù)修理，費(fèi)用昂貴。尤其對于零件差異較大的鋼結(jié)構(gòu)件完全不可能。許多工廠斥巨資購機(jī)后不能使用、不會使用，白白浪費(fèi)銀子和時(shí)間，成為擺設(shè)。
[0010]上述無論哪種電弧焊接不管采取何種焊接均有二個(gè)基本問題:第一是焊道識別即焊道方位的識別，人勝于機(jī)器比機(jī)器靈活，無論什么焊道均能識別；第二是電弧運(yùn)行方法，機(jī)器勝于人，無論是焊接質(zhì)量和速度遠(yuǎn)勝于人工焊接。
[0011]目前，發(fā)達(dá)國家焊接設(shè)備的發(fā)展方向主要是朝高效、自動化、智能型、節(jié)能、環(huán)保型的焊接方向上發(fā)展。國內(nèi)的發(fā)展相對滯后一些。結(jié)合中國的國情來看，盲目的發(fā)展大型化、智能化、自動化的焊接設(shè)備是不合時(shí)宜的，一方面與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合不深，同時(shí)這類設(shè)備超高價(jià)格、超高維護(hù)費(fèi)用、動輒請?jiān)窖髮＜揖S修的情況也是國內(nèi)同行無法接受的。
[0012]但是，手工焊也存在很大的問題，除了效率問題之外，在業(yè)內(nèi)還有一個(gè)更為棘手的問題，即培養(yǎng)一個(gè)合格、成熟的焊工一般需要2-3年的時(shí)間，否則焊接作業(yè)的質(zhì)量難于保障。這樣，在我國焊接行業(yè)的現(xiàn)狀下，如何快速提升焊工的作業(yè)水平成為一個(gè)亟需解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0013]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的種種不足，提供一種全位置激光輔助瞄準(zhǔn)、手動調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī)，通過激光校正裝置實(shí)時(shí)顯示焊接作業(yè)坐標(biāo)點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)的差值，協(xié)助提升焊工的焊接作業(yè)水平，大大縮短熟練焊工的培養(yǎng)周期，對國內(nèi)焊接行業(yè)的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)的促進(jìn)意義。
[0014]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下。
[0015]一種全位置激光瞄準(zhǔn)、手動調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī)，結(jié)構(gòu)中包括焊接作業(yè)平臺，所述焊接作業(yè)平臺上設(shè)置中央立柱，此中央立柱頂端設(shè)置焊接主臂，焊接主臂的末端設(shè)置焊接小臂，此焊接小臂的末端通過萬向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接有一導(dǎo)軌，執(zhí)行焊接作業(yè)的程控式焊接機(jī)頭設(shè)置在此導(dǎo)軌上，焊接機(jī)頭上還設(shè)置有焊縫輔助定位機(jī)構(gòu)。
[0016]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述焊接主臂鉸接設(shè)置在中央立柱的頂端；所述焊接小臂鉸接設(shè)置焊接主臂的末端；上述兩組鉸接機(jī)構(gòu)的鉸鏈相互垂直設(shè)置。
[0017]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述中央立柱通過軸承旋轉(zhuǎn)設(shè)置在焊接作業(yè)平臺上。
[0018]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述焊縫輔助定位機(jī)構(gòu)為帶有顯示屏的激光輔助定位裝置。
[0019]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述激光輔助定位裝置上設(shè)置保護(hù)罩，此保護(hù)罩由分設(shè)在激光輔助定位裝置上下方的兩個(gè)半罩扣合而成，其中上半罩為透明半橢圓體形，下半罩的底端為透明平板。
[0020]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:根據(jù)國內(nèi)焊接行業(yè)的實(shí)際情況來看，培養(yǎng)一個(gè)合格、成熟的焊工一般需要2-3年的時(shí)間；采用本實(shí)用新型的焊接設(shè)備，能夠協(xié)助提升焊工的焊接作業(yè)水平，大大縮短熟練焊工的培養(yǎng)周期，對國內(nèi)焊接行業(yè)的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)的促進(jìn)意義。
[0021]本實(shí)用新型采用程控焊接裝置與激光輔助定位裝置相結(jié)合的作業(yè)模式，焊工只需根據(jù)激光輔助定位裝置顯示的校正數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)手動調(diào)整程控焊接裝置的位置，程控焊接裝置即可精準(zhǔn)、高質(zhì)量的完成焊接作業(yè)，形成激光輔助定位、手動校準(zhǔn)、程控焊接相結(jié)合的半自動化焊接作業(yè)，這樣，焊工只需稍加培訓(xùn)和實(shí)習(xí)即可穩(wěn)定的操作設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)焊接。這種半自動的焊接作業(yè)雖然較國際上的大型化、智能化、自動化焊接設(shè)備效能較低，但是與我國目前的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀相適應(yīng)，購買、使用、維護(hù)都很便捷，具有極高的實(shí)用性。
[0022]本實(shí)用新型的中央立柱、焊接主臂、焊機(jī)小臂等部件均活動連接，實(shí)現(xiàn)全位置焊接，焊工在作業(yè)時(shí)能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整焊接點(diǎn)的位置，操作方便，可調(diào)性強(qiáng)，焊接質(zhì)量有保障。
[0023]本實(shí)用新型的激光輔助定位裝置上設(shè)置顯示屏，能夠?qū)崟r(shí)顯示焊接作業(yè)坐標(biāo)點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)的差值，方便焊工實(shí)時(shí)調(diào)整焊點(diǎn)位置；同時(shí)激光輔助定位裝置上設(shè)置橢圓形、平板形保護(hù)罩，既不影響激光校正的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)讀取的便捷性，也切實(shí)的實(shí)現(xiàn)了對設(shè)備的保護(hù)。
[0024]本實(shí)用新型源于焊接實(shí)踐，結(jié)合了機(jī)械焊、手工焊、開環(huán)數(shù)控焊、閉環(huán)數(shù)控焊各自的優(yōu)點(diǎn)，形成了一個(gè)全新的焊接裝置。在實(shí)際應(yīng)用中，無論大型、小型、微型構(gòu)件，焊道位置是平焊、橫焊、立焊、仰焊，無論各個(gè)焊件的形位公差大小，不同焊道的形位公差大小，放置位置方向差異大小，只要使用相應(yīng)尺寸的本實(shí)用新型設(shè)備都能進(jìn)行高水準(zhǔn)的全位置數(shù)控焊接。
[0025]針對國內(nèi)實(shí)際操作焊工來說，本實(shí)用新型使用時(shí)的文化水平要求較低，無需懂得外語、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、微積分、數(shù)學(xué)建模等專業(yè)知識。對于一個(gè)從未從事過焊接工作的人員來說，告訴其焊道位置、焊道方向、相應(yīng)的焊道參數(shù)按鈕，然后手動快速將焊頭拉至焊道相對位置并制動，再用激光瞄準(zhǔn)儀和肉眼對準(zhǔn)焊道，余下的焊接完全由機(jī)械來完成，通過這樣簡易的操作即能完成高質(zhì)量的焊接，形成合格產(chǎn)品，無須經(jīng)過幾年乃至十幾年的工作經(jīng)驗(yàn)就能實(shí)現(xiàn)高水平的焊接作業(yè)。
[0026]這種焊機(jī)非常適合我國各行各業(yè)中多種多樣的零件，以及大小批量的焊接工作。且其成本只有進(jìn)口焊接設(shè)備的十分之一，無論企業(yè)大小均購買的起；同時(shí)其結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)容易，并且效率是現(xiàn)有常規(guī)焊接方法的幾倍甚至十幾倍，收回設(shè)備投資十分容易，相對雇傭高級焊工的薪水要合算的多。同時(shí)本實(shí)用新型對工人的勞動保護(hù)也大大增強(qiáng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中:1、焊接作業(yè)平臺；2、中央立柱；3、焊接主臂；4、焊接小臂；5、萬向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；6、導(dǎo)軌；7、焊接機(jī)頭；8、激光定位器；81、顯示屏。

【具體實(shí)施方式】
[0029]參看附圖，本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中包括焊接作業(yè)平臺1，焊接作業(yè)平臺I上通過軸承旋轉(zhuǎn)設(shè)置中央立柱2，此中央立柱2頂端鉸接設(shè)置焊接主臂3，焊接主臂3的末端鉸接設(shè)置焊接小臂4，上述兩組鉸接機(jī)構(gòu)的鉸鏈相互垂直設(shè)置；焊接小臂4的末端通過萬向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5連接有一導(dǎo)軌6，執(zhí)行焊接作業(yè)的程控式焊接機(jī)頭7設(shè)置在此導(dǎo)軌6上，焊接機(jī)頭7上還設(shè)置有焊縫輔助定位機(jī)構(gòu)，焊縫輔助定位機(jī)構(gòu)為帶有顯示屏81的激光定位器8 ;激光定位器8上設(shè)置保護(hù)罩，此保護(hù)罩由分設(shè)在激光定位器8上下方的兩個(gè)半罩扣合而成，其中上半罩為透明半橢圓體形，下半罩的底端為透明平板。
[0030]參看附圖，本實(shí)用新型的工作原理在于:使用時(shí)，由于中央立柱2、焊接主臂3、焊機(jī)小臂4等部件均活動連接，能夠便捷的實(shí)現(xiàn)全位置焊接，焊工在作業(yè)時(shí)能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整焊接點(diǎn)的位置，操作方便，可調(diào)性強(qiáng)，焊接質(zhì)量有保障。本實(shí)用新型采用程控焊接裝置與激光輔助定位裝置相結(jié)合的作業(yè)模式，焊工只需根據(jù)激光輔助定位裝置顯示的校正數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)手動調(diào)整程控焊接裝置的位置，程控焊接裝置即可精準(zhǔn)、高質(zhì)量的完成焊接作業(yè)，形成激光輔助定位、手動校準(zhǔn)、程控焊接相結(jié)合的半自動化焊接作業(yè)，這樣，焊工只需稍加培訓(xùn)和實(shí)習(xí)即可穩(wěn)定的操作設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)焊接。這種半自動的焊接作業(yè)雖然較國際上的大型化、智能化、自動化焊接設(shè)備效能較低，但是與我國目前的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀相適應(yīng)，購買、使用、維護(hù)都很便捷，具有極高的實(shí)用性。
[0031]上述描述僅作為本實(shí)用新型可實(shí)施的技術(shù)方案提出，不作為對其技術(shù)方案本身的單一限制條件。
【權(quán)利要求】
1.一種全位置激光瞄準(zhǔn)、手動調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī)，結(jié)構(gòu)中包括焊接作業(yè)平臺(1)，其特征在于:所述焊接作業(yè)平臺(1)上設(shè)置中央立柱(2)，此中央立柱(2)頂端設(shè)置焊接主臂(3)，焊接主臂(3)的末端設(shè)置焊接小臂(4)，此焊接小臂(4)的末端通過萬向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)連接有一導(dǎo)軌￠)，執(zhí)行焊接作業(yè)的程控式焊接機(jī)頭(7)設(shè)置在此導(dǎo)軌(6)上，焊接機(jī)頭(7)上還設(shè)置有焊縫輔助定位機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全位置激光瞄準(zhǔn)、手動調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī)，其特征在于:所述焊接主臂(3)鉸接設(shè)置在中央立柱(2)的頂端；所述焊接小臂(4)鉸接設(shè)置焊接主臂(3)的末端；上述兩組鉸接機(jī)構(gòu)的鉸鏈相互垂直設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全位置激光瞄準(zhǔn)、手動調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī)，其特征在于:所述中央立柱(2)通過軸承旋轉(zhuǎn)設(shè)置在焊接作業(yè)平臺(1)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全位置激光瞄準(zhǔn)、手動調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī)，其特征在于:所述焊縫輔助定位機(jī)構(gòu)為帶有顯示屏(81)的激光定位器(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全位置激光瞄準(zhǔn)、手動調(diào)整的數(shù)控電弧焊接機(jī)，其特征在于:所述激光定位器(8)上設(shè)置保護(hù)罩，此保護(hù)罩由分設(shè)在激光定位器(8)上下方的兩個(gè)半罩扣合而成，其中上半罩為透明半橢圓體形，下半罩的底端為透明平板。
【文檔編號】B23K9/32GK204053209SQ201420542372
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】王均益, 王佳, 景建濤, 胡志紅 申請人:王均益