一種全位置激光瞄準、手動調整的數控電弧焊接的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種全位置激光瞄準、手動調整的數控電弧焊接機，結構中包括焊接作業平臺，所述焊接作業平臺上設置中央立柱，此中央立柱頂端設置焊接主臂，焊接主臂的末端設置焊接小臂，此焊接小臂的末端通過萬向旋轉機構連接有一導軌，執行焊接作業的程控式焊接機頭設置在此導軌上，焊接機頭上還設置有焊縫輔助定位機構。本實用新型通過激光校正裝置實時顯示焊接作業坐標點與標準坐標點的差值，協助提升焊工的焊接作業水平，大大縮短熟練焊工的培養周期，對國內焊接行業的發展具有現實的促進意義。
【專利說明】一種全位置激光瞄準、手動調整的數控電弧焊接機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種焊接裝置，尤其是一種激光輔助定位、手動調整、程控焊接相結合的全位置半自動焊接裝置。
【背景技術】
[0002]目前，普通的焊接設備包括焊接能源設備、焊接機頭和焊接控制系統。
[0003]焊接能源設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；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]焊接機頭作用是將焊接能源設備輸出的能量轉換成焊接熱，并不斷送進焊接材料，同時機頭自身向前移動，實現焊接。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電焊條，并向前移動形成焊縫。自動焊機有自動送進焊絲機構，并有機頭行走機構使機頭向前移動。
[0005]焊接控制系統的作用是控制整個焊接過程，包括控制焊接程序和焊接規范參數。從設備分類上看，大致有如下幾個種類:①手弧焊設備，手弧焊使用的設備簡單、方法簡便靈活、適應性強，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)設備，其電源可以用交流、直流或交直流并用；埋弧焊機分為自動焊機和半自動焊機兩大類。③C02氣體保護焊設備，主要由焊接電源、供氣系統、送絲機構和焊槍等組成。④MIG惰性氣體保護焊設備，包括焊槍、焊接電源與控制裝置、供氣和供水系統四大部分。⑤等離子弧焊設備，主要包括焊接電源、控制系統、焊槍、氣路系統和水路系統。⑥超聲波焊接設備，主要包括超聲波塑料焊接機和超聲波金屬焊接機。
[0006]目前，常用的焊接作業方式主要包括:常規手工電弧焊、機械式自動焊機、數控開環自動焊。
[0007]常規手工電弧焊用的焊鉗隨焊條的熔化須不斷手動向下送進焊條，并向前移動形成焊縫，主要依靠焊工的操作經驗和手法。一個能進行水平焊接的、高水準焊接的焊工須
2-3年的培養和工作經驗，一個全位置高水準焊工須10年左右的工作經驗。實踐證明一般的工廠百十個焊工才能有一個這樣的焊工。
[0008]機械式自動焊機在水平焊縫上應用較廣泛，市場價在I萬至幾萬元之間。但這類設備均存在移動困難的缺點，須事前移動設備或焊件，對準焊件上的焊縫，并放置水平，不斷調整機頭和焊縫的位置，否則將焊偏，造成次品或返工。機械式自動焊機對小型焊件基本上不可用，尚未見小型焊件用機械式自動焊進行作業。這是由于在移動設備的時間內手工焊已完成工作，反復移動設備太繁鎖，不實用，費工、費時太多，效率太低。
[0009]數控開環自動焊機是目前工業化國家普遍采用的焊接機械，較機械式自動焊有很大的優點，市場價格在30萬元左右,基本上是進口機械或合資企業生產。此種機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高，形位工差應在0.2毫米范圍內，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，每個零件在空間的放置位置差異應小于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軟件的使用，許多進口設備還需要操作工懂得外語，懂得高級編程語言、數據結構、高等數學、數學建模以及許多高等知識，這對中國目前大多數勞動力幾乎是不可能的；有些設備需越洋專家前往維護修理，費用昂貴。尤其對于零件差異較大的鋼結構件完全不可能。許多工廠斥巨資購機后不能使用、不會使用，白白浪費銀子和時間，成為擺設。
[0010]上述無論哪種電弧焊接不管采取何種焊接均有二個基本問題:第一是焊道識別即焊道方位的識別，人勝于機器比機器靈活，無論什么焊道均能識別；第二是電弧運行方法，機器勝于人，無論是焊接質量和速度遠勝于人工焊接。
[0011]目前，發達國家焊接設備的發展方向主要是朝高效、自動化、智能型、節能、環保型的焊接方向上發展。國內的發展相對滯后一些。結合中國的國情來看，盲目的發展大型化、智能化、自動化的焊接設備是不合時宜的，一方面與生產實際結合不深，同時這類設備超高價格、超高維護費用、動輒請越洋專家維修的情況也是國內同行無法接受的。
[0012]但是，手工焊也存在很大的問題，除了效率問題之外，在業內還有一個更為棘手的問題，即培養一個合格、成熟的焊工一般需要2-3年的時間，否則焊接作業的質量難于保障。這樣，在我國焊接行業的現狀下，如何快速提升焊工的作業水平成為一個亟需解決的問題。
實用新型內容
[0013]本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術的種種不足，提供一種全位置激光輔助瞄準、手動調整的數控電弧焊接機，通過激光校正裝置實時顯示焊接作業坐標點與標準坐標點的差值，協助提升焊工的焊接作業水平，大大縮短熟練焊工的培養周期，對國內焊接行業的發展具有現實的促進意義。
[0014]為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案如下。
[0015]一種全位置激光瞄準、手動調整的數控電弧焊接機，結構中包括焊接作業平臺，所述焊接作業平臺上設置中央立柱，此中央立柱頂端設置焊接主臂，焊接主臂的末端設置焊接小臂，此焊接小臂的末端通過萬向旋轉機構連接有一導軌，執行焊接作業的程控式焊接機頭設置在此導軌上，焊接機頭上還設置有焊縫輔助定位機構。
[0016]作為本實用新型的一種優選技術方案，所述焊接主臂鉸接設置在中央立柱的頂端；所述焊接小臂鉸接設置焊接主臂的末端；上述兩組鉸接機構的鉸鏈相互垂直設置。
[0017]作為本實用新型的一種優選技術方案，所述中央立柱通過軸承旋轉設置在焊接作業平臺上。
[0018]作為本實用新型的一種優選技術方案，所述焊縫輔助定位機構為帶有顯示屏的激光輔助定位裝置。
[0019]作為本實用新型的一種優選技術方案，所述激光輔助定位裝置上設置保護罩，此保護罩由分設在激光輔助定位裝置上下方的兩個半罩扣合而成，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]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:根據國內焊接行業的實際情況來看，培養一個合格、成熟的焊工一般需要2-3年的時間；采用本實用新型的焊接設備，能夠協助提升焊工的焊接作業水平，大大縮短熟練焊工的培養周期，對國內焊接行業的發展具有現實的促進意義。
[0021]本實用新型采用程控焊接裝置與激光輔助定位裝置相結合的作業模式，焊工只需根據激光輔助定位裝置顯示的校正數據實時手動調整程控焊接裝置的位置，程控焊接裝置即可精準、高質量的完成焊接作業，形成激光輔助定位、手動校準、程控焊接相結合的半自動化焊接作業，這樣，焊工只需稍加培訓和實習即可穩定的操作設備，實現高標準焊接。這種半自動的焊接作業雖然較國際上的大型化、智能化、自動化焊接設備效能較低，但是與我國目前的行業發展現狀相適應，購買、使用、維護都很便捷，具有極高的實用性。
[0022]本實用新型的中央立柱、焊接主臂、焊機小臂等部件均活動連接，實現全位置焊接，焊工在作業時能夠實時調整焊接點的位置，操作方便，可調性強，焊接質量有保障。
[0023]本實用新型的激光輔助定位裝置上設置顯示屏，能夠實時顯示焊接作業坐標點與標準坐標點的差值，方便焊工實時調整焊點位置；同時激光輔助定位裝置上設置橢圓形、平板形保護罩，既不影響激光校正的準確性和數據讀取的便捷性，也切實的實現了對設備的保護。
[0024]本實用新型源于焊接實踐，結合了機械焊、手工焊、開環數控焊、閉環數控焊各自的優點，形成了一個全新的焊接裝置。在實際應用中，無論大型、小型、微型構件，焊道位置是平焊、橫焊、立焊、仰焊，無論各個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，只要使用相應尺寸的本實用新型設備都能進行高水準的全位置數控焊接。
[0025]針對國內實際操作焊工來說，本實用新型使用時的文化水平要求較低，無需懂得外語、數據結構、微積分、數學建模等專業知識。對于一個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、相應的焊道參數按鈕，然后手動快速將焊頭拉至焊道相對位置并制動，再用激光瞄準儀和肉眼對準焊道，余下的焊接完全由機械來完成，通過這樣簡易的操作即能完成高質量的焊接，形成合格產品，無須經過幾年乃至十幾年的工作經驗就能實現高水平的焊接作業。
[0026]這種焊機非常適合我國各行各業中多種多樣的零件，以及大小批量的焊接工作。且其成本只有進口焊接設備的十分之一，無論企業大小均購買的起；同時其結構簡單，維護容易，并且效率是現有常規焊接方法的幾倍甚至十幾倍，收回設備投資十分容易，相對雇傭高級焊工的薪水要合算的多。同時本實用新型對工人的勞動保護也大大增強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型一個【具體實施方式】的結構示意圖。
[0028]圖中:1、焊接作業平臺；2、中央立柱；3、焊接主臂；4、焊接小臂；5、萬向旋轉機構；6、導軌；7、焊接機頭；8、激光定位器；81、顯示屏。
【具體實施方式】
[0029]參看附圖，本實用新型一個具體實施例的結構中包括焊接作業平臺1，焊接作業平臺I上通過軸承旋轉設置中央立柱2，此中央立柱2頂端鉸接設置焊接主臂3，焊接主臂3的末端鉸接設置焊接小臂4，上述兩組鉸接機構的鉸鏈相互垂直設置；焊接小臂4的末端通過萬向旋轉機構5連接有一導軌6，執行焊接作業的程控式焊接機頭7設置在此導軌6上，焊接機頭7上還設置有焊縫輔助定位機構，焊縫輔助定位機構為帶有顯示屏81的激光定位器8 ;激光定位器8上設置保護罩，此保護罩由分設在激光定位器8上下方的兩個半罩扣合而成，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，本實用新型的工作原理在于:使用時，由于中央立柱2、焊接主臂3、焊機小臂4等部件均活動連接，能夠便捷的實現全位置焊接，焊工在作業時能夠實時調整焊接點的位置，操作方便，可調性強，焊接質量有保障。本實用新型采用程控焊接裝置與激光輔助定位裝置相結合的作業模式，焊工只需根據激光輔助定位裝置顯示的校正數據實時手動調整程控焊接裝置的位置，程控焊接裝置即可精準、高質量的完成焊接作業，形成激光輔助定位、手動校準、程控焊接相結合的半自動化焊接作業，這樣，焊工只需稍加培訓和實習即可穩定的操作設備，實現高標準焊接。這種半自動的焊接作業雖然較國際上的大型化、智能化、自動化焊接設備效能較低，但是與我國目前的行業發展現狀相適應，購買、使用、維護都很便捷，具有極高的實用性。
[0031]上述描述僅作為本實用新型可實施的技術方案提出，不作為對其技術方案本身的單一限制條件。
【權利要求】
1.一種全位置激光瞄準、手動調整的數控電弧焊接機，結構中包括焊接作業平臺(1)，其特征在于:所述焊接作業平臺(1)上設置中央立柱(2)，此中央立柱(2)頂端設置焊接主臂(3)，焊接主臂(3)的末端設置焊接小臂(4)，此焊接小臂(4)的末端通過萬向旋轉機構(5)連接有一導軌￠)，執行焊接作業的程控式焊接機頭(7)設置在此導軌(6)上，焊接機頭(7)上還設置有焊縫輔助定位機構。
2.根據權利要求1所述的全位置激光瞄準、手動調整的數控電弧焊接機，其特征在于:所述焊接主臂(3)鉸接設置在中央立柱(2)的頂端；所述焊接小臂(4)鉸接設置焊接主臂(3)的末端；上述兩組鉸接機構的鉸鏈相互垂直設置。
3.根據權利要求1所述的全位置激光瞄準、手動調整的數控電弧焊接機，其特征在于:所述中央立柱(2)通過軸承旋轉設置在焊接作業平臺(1)上。
4.根據權利要求1所述的全位置激光瞄準、手動調整的數控電弧焊接機，其特征在于:所述焊縫輔助定位機構為帶有顯示屏(81)的激光定位器(8)。
5.根據權利要求4所述的全位置激光瞄準、手動調整的數控電弧焊接機，其特征在于:所述激光定位器(8)上設置保護罩，此保護罩由分設在激光定位器(8)上下方的兩個半罩扣合而成，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 優先權日:2014年9月18日
【發明者】王均益, 王佳, 景建濤, 胡志紅 申請人:王均益