用于軌道焊機系統的攝像裝置和焊絲送進方案的制作方法
【技術領域】
[0001]總地而言，本發明涉及用于與軌道焊接系統連接的攝像和安裝裝置。更特別地，本發明涉及耦合于焊接系統的一部分的攝像安裝裝置，同時為攝像裝置提供萬向調整以聚焦在焊接區上。
[0002]發明背景
[0003]在工業應用中，焊接可以包含抬高(raising)、恪敷、堆焊、填充、表面硬化、恪覆、接合以及其他焊接應用。當面對具有彎曲表面的工件時，軌道焊接過程可以被用來旋轉焊頭以將焊接應用于彎曲表面。最通常的使用軌道焊接的例子是管道焊接。管道焊接可以包括薄壁應用，其中焊頭被關于其他表面旋轉，兩塊端部被接合在一起，可替換地，管道焊接可以包括深槽幾何結構，其中焊接電極延伸進入形成在被接合的兩個管道之間的槽來鋪設焊接材料的連續焊道以填充槽并且接合厚壁管道。軌道焊接系統可以包括安裝在導軌或固定裝置上的焊頭，所述導軌或固定裝置夾緊或以其他方式被支撐在工件上并且被旋轉來供應焊接。軌道焊接常常涉及到具有前攝像裝置和/或后攝像裝置的焊接區的被限制的可見性。
[0004]與工件相關聯的深槽幾何結構和彎曲可以損壞軌道焊接系統，并且需要的是關于軌道焊接系統的改進技術。
【發明內容】
[0005]為了改進具有前攝像裝置和/或后攝像裝置的焊接區的可見性，本發明提出根據權利要求1的焊機系統、根據權利要求10的支架以及根據權利要求15的軌道焊接系統。依照本發明的實施方案，焊接系統被提供，其中軌道焊機具有機架，所述機架被附著于工件并且被支撐在附加于工件的軌道的一部分上，并且焊炬耦合于機架，所述焊炬包括被調適來在工件上形成焊接接頭的電極。焊機系統進一步包括絲送進裝置，所述絲送進裝置被連接到焊絲供應器來向針對焊接區的焊絲導向器提供焊絲，電極在所述焊接區將焊接材料沉積在工件上。依照該方面，焊機系統包括耦合于機架的支架，所述支架包括第一臂和第二臂，所述第一臂在第一平面中，其中第一臂的一部分被調適來將攝像裝置聚焦在焊接區上，所述第二臂具有處于第二平面中的偏置部分來限定接收攝像裝置的至少一部分的凹處，所述第二平面與第一平面分開距離，其中第二臂包括焊絲導向器座，所述焊絲導向器座在第一平面中支撐焊絲導向器以向焊接區提供焊絲。優選的實施方案可以從從屬權利要求獲得。
[0006]依照本發明的實施方案，用于將攝像裝置安裝至焊機系統的支架被提供，所述支架包括位于第一平面中的第一臂，所述第一臂包括頂部分以及與所述頂部分相對的底部分。依照支架，底部分包括接收攝像裝置的第一部分的攝像裝置座，其中攝像裝置被定位來對準焊接區。支架進一步包括第二臂，所述第二臂具有處于第二平面中的偏置部分以限定接收攝像裝置的第二部分的凹處，所述第二平面與第一平面分開距離，其中第二臂包括焊絲導向器座，所述焊絲導向器座在第一平面中支撐焊絲導向器以向焊接區提供焊絲的一部分。利用支架，攝像裝置座設備的中心點處于與焊絲導向器座的中心點相同的平面中。優選的實施方案可以從從屬權利要求獲得。
[0007]依照本發明的實施方案，包括軌道焊機的軌道焊接系統被提供，所述軌道焊機具有機架以及耦合于機架的焊炬，所述機架附著于工件并且被支撐在附加于工件的軌道的一部分上，所述焊炬包括被調適來在工件上形成焊接接頭的電極。軌道焊接系統進一步包括絲送進裝置，所述絲送進裝置被連接到焊絲供應器以向針對焊接區的焊絲導向器提供焊絲，電極在所述焊接區將焊接材料沉積在工件上。依照軌道焊接系統，耦合于機架的支架被提供，所述支架包括第一臂和第二臂，所述第一臂在第一平面中，其中第一臂的一部分被調適來將攝像裝置聚焦在焊接區上，所述第二臂具有處于第二平面中的偏置部分來限定接收攝像裝置的至少一部分的凹處，所述第二平面與第一平面分開距離，其中第二臂包括焊絲導向器座，所述焊絲導向器座在第一平面中支撐焊絲導向器來對準于焊接區上的位置。在軌道焊接系統中，第二臂進一步包括頂部分以及與所述頂部分相對的底部分、從頂部分向偏置部分過渡的第一過渡區以及從偏置部分向焊絲導向器座或底部分中的至少一個過渡的第二過渡區，其中第一過渡區、偏置部分以及第二過渡區形成連續的彎曲部。
[0008]當依據附圖、詳細的說明書以及所附的權利要求書來查看時，本發明的這些以及其他目標將是明顯的。
_9] 附圖簡要說明
[0010]本發明在某些部分和各部分的布置方面可以具有具體形式，本發明的優選實施方案將在說明書中被詳細描述并且在附圖中被圖示說明，附圖構成本發明的一部分，并且在附圖中:
[0011]圖1圖示說明軌道焊接系統的主視圖，所述軌道焊接系統包括支撐攝像裝置和焊絲導向器以定位在焊接區上的第一安裝系統和第二安裝系統；
[0012]圖2A圖示說明軌道焊接系統的側視圖，所述軌道焊接系統包括支撐攝像裝置和焊絲導向器以定位在焊接區上的第一安裝系統和第二安裝系統；
[0013]圖2B圖示說明軌道焊接系統的立體圖，所述軌道焊接系統包括支撐攝像裝置和焊絲導向器以定位在焊接區上的第一安裝系統和第二安裝系統；
[0014]圖3A圖示說明第一攝像裝置以及焊絲導向系統的主視圖，所述焊絲導向系統支撐用于軌道焊接系統的攝像裝置以及焊絲導向器；
[0015]圖3B圖示說明第一攝像裝置以及焊絲導向系統的立體圖，所述焊絲導向系統支撐用于軌道焊接系統的攝像裝置以及焊絲導向器；
[0016]圖4A圖示說明第二攝像裝置以及焊絲導向系統的主視圖，所述焊絲導向系統支撐用于軌道焊接系統的攝像裝置以及焊絲導向器；
[0017]圖4B圖示說明第二攝像裝置以及焊絲導向系統的立體圖，所述焊絲導向系統支撐用于軌道焊接系統的攝像裝置以及焊絲導向器；
[0018]圖5圖示說明第二攝像裝置以及焊絲導向系統的側視圖，所述焊絲導向裝置支撐用于軌道焊接系統的攝像裝置以及焊絲導向器；以及
[0019]圖6圖示說明第二攝像裝置以及焊絲導向系統的分解視圖，所述焊絲導向系統支撐用于軌道焊接系統的攝像裝置以及焊絲導向器。
[0020]詳細描沐
[0021]本發明的實施方案涉及與攝像裝置和焊絲導向系統相關的方法和系統，所述焊絲導向系統包括用于焊絲導向器以及攝像裝置的支架，其中支架校準攝像裝置以對準針對軌道焊接系統的焊接區位置。特別地，支架支撐被定位在焊接區上的焊絲導向器，同時也支撐可以被定位在焊接區上的攝像裝置。支架使焊接區能夠被攝像裝置拍攝并且以焊絲導向器為中心來保持被定位在焊接區上。支架提供攝像裝置的放置，以提供焊接區的錄像/攝像可見性，同時允許隨焊絲部位調整的攝像裝置調整或獨立于焊絲部位調整的攝像裝置調整。而且，焊絲導向器和攝像裝置系統可以包括支架和高度調整裝置，所述高度調整裝置調控(maneuver)支架(以及附加的攝像裝置和焊絲導向器)向上離開焊接區或向下朝向焊接區。
[0022]如本文使用的“焊接(welding)”或“焊接(weld) ”(包括這些詞的任何其他構詞成分)將涉及通過電弧的操作(包括但不限于埋弧焊、GMAW焊、MAG焊、MIG焊、TIG焊)或者通過任何與軌道焊接系統使用的電弧的操作的熔融材料的沉積。
[0023]現在將出于圖示說明在遞交本專利申請時申請人已知的最佳模式的目的，描述實施本發明的最佳模式。實施例和附圖僅僅是示例性的而不意味著要限制本發明，本發明通過權利要求的范圍和精神來衡量。現在參照附圖，其中示出的內容僅是出于圖示說明本發明的示例性實施方案的目的而不是出于限制本發明的示例性實施方案的目的，圖1-7圖示說明與自動的或半自動的焊接系統使用的攝像裝置和焊絲導向器安裝系統。焊接系統的一個圖示說明性實施例是軌道焊接，所述軌道焊接經常被用于各種類型材料的管或管道的接合。例如，鎢惰性氣體(TIG)或氣體保護鎢極弧焊(GTAW)焊炬可以被用來繞管道運行以被自動的機械系統焊接在一起。圖1-2B圖示說明如在軌道焊接環境中使用的軌道焊接系統100 (也被稱為焊機、系統和/或焊機系統)的示例性實施方案。軌道焊接系統100包括繞管道或管行進的焊接小車(未示出)、焊接電源(未示出)和控制器(未示出)，以及提供操作者控制的遙控裝置(未示出)。
[0024]系統100(如圖1-2B中所見)一般被使用在深槽焊接中。在示出的實施例中，焊接系統100包括具有焊機本體或機架101的軌道TIG焊機，所述軌道TIG焊機可以附著于工件或被支撐在軌道上。焊機100包括具有焊接電極32的焊炬(一般以30指示)，所述焊接電極32用于沉積焊接材料來在焊接區Z形成焊接接頭。電極32是具有適合于被焊接的槽G的電極長度的延伸電極。延伸電極32可以具有適合于給定的深槽焊接的任何長度(包括大于10毫米的長度)。如在示出的實施例中描繪的，電極長度可以大于100毫米。示出的特別的實施例具有約120毫米的長度。這一實施例不是限制性的，因為具有更長或更短長度的電極可以依據槽G的深度被使用。
[0025]焊炬30被連接到保護氣體供應器108，所述保護氣體供應器108向焊炬30提供諸如氬氣的惰性氣體。焊接氣體供應器108可以包括諸如柱體的容器，所述容器儲存受到壓力的保護氣體S，并且保護氣體S經由適當的管或其他管路的遞送可以被調節器或其他控制器107控制。非加壓源也可以與由栗等提供的氣體遞送被使用。當焊接厚板或厚壁管道時，焊接接頭設計典型地提供窄槽以準許細長電極隨著焊炬角度的一些調整放置在焊縫中，來確保通過將一系列焊道層疊在彼此之上創建的良好焊縫，直到接頭被填充完。貫穿下面的描述，這一過程可以可互換地被稱為窄槽焊接或深槽焊接。窄槽焊接是在窄槽或接頭中，連續的單一焊道焊接層被施加在彼此頂部上的過程。在窄槽環境中的考慮因素之一是維持充足的保護氣體以保護熔融焊池不受大氣污染。典型地，惰性保護氣體，諸如氬，利用長電極從焊接接頭外部被提供，所述長電極延伸入保護氣體供應器之下的槽中。
[0026]所述焊機可以包括連接至焊絲供應器的絲送進裝置，諸如向一個或更多個焊絲導向器104'、104提供鎢焊絲W的線軸103。在示出的實施例中，一對延伸的焊絲導向器104'、104由處在機架101兩側的獨立線軸103提供和送進。延伸的焊絲導向器104'