[發(fā)明專(zhuān)利]CO2氣體保護(hù)焊焊接操作模擬器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110242108.8
• 申請(qǐng)日: 2011-08-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102298858A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建勛;姚玉輝;牛靖;張貴鋒;朱彤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G09B9/00
• 分類(lèi)號(hào): G09B9/00
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 田洲

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于焊接模擬與仿真培訓(xùn)領(lǐng)域，特別涉及一種CO₂氣體保護(hù)焊操作訓(xùn)練模擬裝置。

【背景技術(shù)】

CO₂氣體保護(hù)焊是上個(gè)世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種新的焊接技術(shù)。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，它已發(fā)展為一種重要的熔焊方法。廣泛應(yīng)用與汽車(chē)工業(yè)，工程機(jī)械制造業(yè)，造船業(yè)，機(jī)車(chē)制造業(yè)，電梯制造業(yè)，鍋爐壓力容器制造業(yè)，各種金屬結(jié)構(gòu)和金屬加工機(jī)械的生產(chǎn)。

CO₂氣體保護(hù)焊作為一種高效率的焊接方法，在我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛的運(yùn)用。尤其是近幾年，中國(guó)成為“世界工廠(chǎng)”后，大量的外貿(mào)金屬加工、鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)大力發(fā)展，CO₂氣體保護(hù)焊以其高生產(chǎn)率(比手工焊高1～3倍)、焊接變形小和高性?xún)r(jià)比的特點(diǎn)，得到了前所未有的普及，成為最優(yōu)先選擇的焊接方法之一。CO₂氣體保護(hù)焊按操作方法，可分為自動(dòng)焊和半自動(dòng)焊兩種。對(duì)于較長(zhǎng)的直線(xiàn)焊縫和規(guī)則的曲線(xiàn)焊縫，可采用自動(dòng)焊；對(duì)于不規(guī)則或曲折的焊縫，則采用半自動(dòng)焊，目前生產(chǎn)上應(yīng)用最多的是半自動(dòng)焊。而作為半自動(dòng)焊的主要實(shí)施者(手握焊槍施焊)，焊工操作技術(shù)在很大程度上決定著這門(mén)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

傳統(tǒng)CO₂氣體保護(hù)焊焊接培訓(xùn)是一個(gè)高投入的過(guò)程，需要消耗大量的試件和焊材，而且指導(dǎo)教師水平的差異對(duì)規(guī)范焊工操作及技能的提高產(chǎn)生重要的影響。同時(shí)，實(shí)際焊接操作環(huán)境中的弧光、飛濺、煙塵等，對(duì)新學(xué)員的身體和學(xué)習(xí)都造成影響。隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)改造傳統(tǒng)焊接培訓(xùn)，對(duì)于降低電焊工培訓(xùn)成本，創(chuàng)造良好的培訓(xùn)環(huán)境具有重要的意義。焊接模擬培訓(xùn)可使焊工在模擬操作臺(tái)上，置身于仿真的焊接環(huán)境之中，進(jìn)行焊接模擬訓(xùn)練，掌握和學(xué)習(xí)正確的基本操作技能，為進(jìn)行實(shí)際的焊接操作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。然而，現(xiàn)在還沒(méi)有一種CO₂氣體保護(hù)焊焊接操作模擬器能夠供初級(jí)CO₂氣體保護(hù)焊焊工進(jìn)行入門(mén)和改進(jìn)訓(xùn)練。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于提供一種CO₂氣體保護(hù)焊焊接操作模擬器，供初級(jí)CO₂氣體保護(hù)焊焊工進(jìn)行入門(mén)和改進(jìn)訓(xùn)練。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種CO₂氣體保護(hù)焊焊接操作模擬器，包括控制柜、操作臺(tái)和模擬焊槍?zhuān)凰瞿M焊槍包括焊槍桿、把柄、弧形塑料罩、電觸筆、彈簧、移動(dòng)銅片、電感接近開(kāi)關(guān)、傾角傳感器和噴嘴；電觸筆一端固定連接移動(dòng)銅片，電觸筆穿過(guò)噴嘴中心，噴嘴與移動(dòng)銅片之間通過(guò)彈簧連接；焊槍桿一端安裝有電感接近開(kāi)關(guān)，另一端安裝有雙軸傾角傳感器；一絕緣筒一端套設(shè)于噴嘴外周，另一端套設(shè)于安裝有電感接近開(kāi)關(guān)的焊槍桿外周；弧形塑料罩一端連接安裝有雙軸傾角傳感器的焊槍桿，另一端連接把柄；電感接近開(kāi)關(guān)和雙軸傾角傳感器連接控制柜內(nèi)的計(jì)算機(jī)；操作臺(tái)包括一作為焊接試板的觸摸屏，該觸摸屏連接控制柜內(nèi)的計(jì)算機(jī)。

所述絕緣筒為一尼龍環(huán)。

所述操作臺(tái)還包括外殼和支撐架，所述觸摸屏安裝于所述外殼中，所述外殼安裝于所述支撐架上；所述支撐架上設(shè)有調(diào)節(jié)觸摸屏高度的與水平面之間傾斜角的位置調(diào)節(jié)裝置。

所述位置調(diào)節(jié)裝置能夠調(diào)節(jié)觸摸屏與水平面之間的夾角呈0°、10°、15°、20°、25°或30°。

所述CO₂氣體保護(hù)焊焊接操作模擬器還包括一頭盔，所述頭盔包括模擬面罩和安裝在模擬面罩上的視頻眼鏡，所述視頻眼鏡連接控制柜內(nèi)計(jì)算機(jī)的視頻接口。

電感接近開(kāi)關(guān)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡連接計(jì)算機(jī)，雙軸傾角傳感器通過(guò)RS232轉(zhuǎn)485接口連接計(jì)算機(jī)，觸摸屏通過(guò)OpenGL接口連接計(jì)算機(jī)。

所述采集卡的型號(hào)為PCI-9112；所述雙軸傾角傳感器的型號(hào)為CS-2TAS-02；所述電感式接近開(kāi)關(guān)的量程為1-8mm。

所述CO₂氣體保護(hù)焊焊接操作模擬器還包括連接所述計(jì)算機(jī)的鍵盤(pán)、鼠標(biāo)和音箱。

觸摸屏采集的模擬焊槍在其上運(yùn)動(dòng)的二維軌跡實(shí)時(shí)傳遞給計(jì)算機(jī)，電感接近開(kāi)關(guān)采集的噴嘴與觸摸屏之間距離的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞給計(jì)算機(jī)，雙軸傾角傳感器采集的模擬焊槍的焊接角度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞給計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)接根據(jù)接收到的模擬焊槍在觸摸屏上運(yùn)動(dòng)的二維軌跡數(shù)據(jù)、噴嘴與觸摸屏之間距離的數(shù)據(jù)和模擬焊槍的焊接角度數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)在觸摸屏上顯示模擬焊接畫(huà)面。