[實用新型]一種用于自動焊接裝置的高精度焊槍角擺系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN203679565U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設計）人: 官雪梅;李永龍;桂仲成;董娜;張帆;肖唐杰;盛仲曦;鄧勇軍;鄧超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: B23K37/02;B23K9/12
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 張新

技術領域

本實用新型涉及焊接自動化領域，尤其涉及一種用于自動焊接裝置的高精度焊槍角擺系統(tǒng)。

背景技術

大型鋼結(jié)構(gòu)件的自動化焊接都是通過焊槍來完成焊接工作，在這種焊接工作過程中，焊槍需要增加擺動以實現(xiàn)多層多道焊接，改善熔池邊緣成型，消除“咬邊”缺陷，提高焊縫質(zhì)量，增進焊道美觀程度。同時，為適應不同焊縫的焊接工藝，焊槍姿態(tài)、擺動頻率、擺動幅度以及左右停留時間均需要調(diào)整。

焊槍的擺動通過擺動器實現(xiàn)。擺動器常用擺動方式主要有平擺和角擺兩種形式。平擺型焊槍沿焊縫寬度方向做往復直線運動，主要適用于表面堆焊、覆蓋焊接、中或薄板的焊接。角擺型焊槍沿焊縫寬度方向做圓弧擺動（俗稱鐘擺型），適用于中板或厚板中的角焊縫、U型、V型坡口的焊接，在鋼結(jié)構(gòu)、造船、壓力容器、管道的焊接中得到廣泛應用。

現(xiàn)有角擺機構(gòu)多采用蝸輪蝸桿減速器，如中國專利文獻，公開號為CN201493625U，申請日為2009年5月7日的實用新型專利，公開了名稱為“多功能焊槍擺動器”，采用了蝸輪蝸桿減速器的鐘擺模塊。但是蝸輪蝸桿減速器傳動效率較低、對加工和安裝精度要求高，難以滿足焊接使用精度；同時，擺動器與熔池距離較近，焊接飛濺大，工作環(huán)境惡劣，溫升較高，容易加速蝸輪蝸桿副的磨損，使用壽命短。

在大型鋼結(jié)構(gòu)件的多層多道焊接過程中，每道焊縫焊接工藝不同，焊槍姿態(tài)和擺動參數(shù)均需要調(diào)整，現(xiàn)有擺動機構(gòu)中焊槍姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)多采用螺紋連接，調(diào)整過程相對繁雜，使用極不方便。因此，研發(fā)設計一種高精度、高可靠性、輕量化，使用方便角擺系統(tǒng)，對提高焊縫質(zhì)量和焊接效率具有重要意義。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提供了一種用于自動焊接裝置的高精度焊槍角擺系統(tǒng)，用于自動化焊接過程中實現(xiàn)焊槍的自動角擺，使用壽命長，提高焊縫質(zhì)量和焊接效率。

本實用新型所采用的技術方案為：

一種用于自動焊接裝置的高精度焊槍角擺系統(tǒng)，其特征在于：包括行星減速器、定位傳感裝置、焊槍姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)和焊槍夾持機構(gòu)，行星減速器的輸出軸端與焊槍姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)相連，焊槍姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)通過帶凸輪機構(gòu)的螺桿連接安裝焊槍夾持機構(gòu)，焊槍夾持機構(gòu)上通過帶凸輪機構(gòu)的螺桿連接安裝焊槍；所述定位傳感裝置安裝于行星減速器的殼體上，定位傳感裝置與焊縫中點的位置對應，采用位置控制方式，以保證焊槍擺幅的中點與焊縫的中心位置一致。

進一步，所述焊槍夾持機構(gòu)通過快速鎖緊機構(gòu)鎖緊焊槍，所述快速鎖緊機構(gòu)采用凸輪式快速鎖緊裝置。焊槍安裝于焊槍夾持機構(gòu)上，高度可調(diào)，確定焊槍安裝高度后，則通過焊槍夾持機構(gòu)上的快速夾具鎖緊固定。

所述焊槍夾持機構(gòu)的一端上裝有絕緣塊，絕緣塊的外表面呈圓柱狀，所述絕緣塊位于焊槍姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)的開口槽里，絕緣塊的外表面緊貼所述開口槽的槽口表面。因為在焊接過程中，焊絲與工件之間有電弧，焊槍上金屬部分可能有電流通過，因此需要在機器人和末端焊槍之間增加一個絕緣塊，避免機器人本體上帶電。

進一步，所述焊槍姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)通過快速夾具鎖緊焊槍夾持機構(gòu)，所述快速夾具采用凸輪式快速鎖緊裝置。安裝有焊槍的焊槍夾持機構(gòu)的安裝角度可調(diào)整，確定安裝角度后，則通過焊槍姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)上的快速夾具鎖緊固定。

由于焊槍姿態(tài)和夾持位置需要根據(jù)焊接工況的不同而隨時調(diào)整，需要調(diào)節(jié)過程簡單快捷，同時，焊槍處于焊接機器人末端，結(jié)構(gòu)應盡可能的實現(xiàn)輕量化，但是如果采用其他的快速夾具，例如四連桿式快速夾具，則不能滿足要求；所以這里的快速夾具采用凸輪式快速鎖緊裝置，而且凸輪式快速夾具具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，易于實現(xiàn)等優(yōu)點，非常適用于該裝置上，因此是最優(yōu)方案。

所述定位傳感裝置采用位置傳感器。

進一步，所述行星減速器的輸入軸端通過伺服電機法蘭連接至伺服電機的輸出軸端，焊槍以行星減速器的輸出軸為擺動中心軸。

進一步，所述伺服電機通過線纜連接至控制器。

進一步，所述控制器包括嵌入式控制單元、電機驅(qū)動器、人機交互按鈕和顯示屏。通過人機交互按鈕，可以設置焊槍擺動的頻率、幅度、停留時間等參數(shù)。所述顯示屏可以實時顯示參數(shù)和運行狀態(tài)。所述電機驅(qū)動器根據(jù)控制器命令驅(qū)動電機進行運動。

進一步，本實用新型通過定時器進行精確定時。

進一步，所述行星減速器的殼體上設計的安裝接口便于與各種自動焊接裝置相連接。

本實用新型可以滿足焊槍既要實現(xiàn)垂直于焊件表面的平面內(nèi)擺動，也要實現(xiàn)與焊件表面成一定角度的平面內(nèi)擺動的要求。本實用新型可以實現(xiàn)焊槍與焊件表面的傾斜角度可調(diào)整。并且擺動方向是沿焊縫的寬度方向，不是沿傾斜角度方向擺動。