一种智能化焊接装置

技术领域

本发明涉及焊接装置技术领域，特别是涉及一种智能化焊接装置。

背景技术

近些年来我国的制造业蓬勃发展，钢在制造业中有着很重要的位置，我国的钢产量高居世界首位，我国大约有三分之一的钢铁产品须要通过焊接加工。焊接工艺具有低成本、高技术的工艺特点。到目前为止，还没有哪种工艺比焊接更普遍的应用于各种工件间的连接。随着科学技术的进步，焊接已经由最初单纯的以连接工件为目的，逐步演变成为工业生产中一项基本工艺、一种取得精确产品的的制造方式。而一直以来的传统人力焊接早已达不到现代高科技产品的制造品质与功能方面的要求，智能化焊接是时代的发展趋势。

对于相对较长的曲线焊接，操作者大部分会通过控制导轨小车的运动进而控制小车上的焊枪的移动，如果导轨长度满足一定长度，就可完成焊接作业要求的曲线的焊接。或者也可以将工件安装到小车上，在工件移动的同时，可以实现焊枪始终与曲线运动轨迹同步作业。导轨需要根据焊缝形状进行预制，不仅成本高也严重影响了产品生产周期。因此，亟需一种智能化焊接装置。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种智能化焊接装置，能够完成平面内的直线和曲线焊接。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种智能化焊接装置，包括焊枪、导向机构、驱动机构、夹具机构和控制系统；所述焊枪设置于所述导向机构上，所述驱动机构用于驱动所述焊枪沿所述导向机构移动；所述夹具机构用于固定待焊接工件，所述控制系统与所述焊枪、所述导向机构、所述驱动机构以及所述夹具机构均电连接，所述控制系统用于控制所述焊枪、所述驱动机构以及所述夹具机构的运行。

可选的，所述导向机构包括两列并列设置的导轮，每个所述导轮下方均设置有一导向块，所述导向块上设置有贯通导槽，所述导轮底部可滑动的设置于所述贯通导槽内；两列所述导轮之间可滑动的设置有一滑块，所述滑块顶部设置有一支撑杆，所述支撑杆顶部设置有一螺纹杆，所述焊枪设置于所述螺纹杆的一端，所述螺纹杆的另一端设置有平衡块。

可选的，所述导轮底部设置有一螺母，所述螺母与所述导轮底部通过螺纹连接，所述螺母伸入所述贯通导槽内。

可选的，所述贯通导槽为倒T型槽，所述倒T型槽顶部开口，所述导轮底部穿过所述顶部开口伸入所述倒T型槽内。

可选的，所述导轮的纵向剖面为工字型结构，所述滑块的两侧可滑动的伸入所述工字型结构内。

可选的，所述驱动机构包括推进杆，所述推进杆包括横向设置的伸缩杆，所述伸缩杆前端设置有三角形推架，所述三角形推架的前端与所述导向机构传动连接。

可选的，所述夹具机构设置于一操作台上，所述操作台的台面下方设置有散热水箱。

可选的，所述操作台上设置有热电偶，所述热电偶与所述控制系统电连接。

可选的，所述焊枪上方设置有一相机，所述相机与所述控制系统电连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明中的智能化焊接装置，包括焊枪、导向机构、驱动机构、夹具机构和控制系统；导向机构中包括多个导向块和导轮，通过改变导轮在导向块上的位置，多个导轮即可组成任意的导轨，驱动机构能够使焊枪沿导向机构中的预设轨迹进行移动，从而使焊枪的移动轨迹与焊缝相平行，以便于完成平面内任意曲线或直线的焊缝的焊接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明智能化焊接装置的结构示意图；

图2为本发明智能化焊接装置中操作台的结构示意图；

图3为本发明智能化焊接装置中导向块和导轮的结构示意图；

图4为本发明智能化焊接装置中导轮的结构示意图。

附图标记说明：1、操作台；2、夹具；3、焊枪；4、螺纹杆；5、平衡块；6、伸缩杆；7、三角形推架；8、支撑杆；9、滑块；10、导向块；11、控制系统；12、螺母；13、导轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至4所示，本实施例提供一种智能化焊接装置，包括焊枪3、导向机构、驱动机构、夹具2机构和控制系统11；所述焊枪3设置于所述导向机构上，所述驱动机构用于驱动所述焊枪3沿所述导向机构移动；所述夹具2机构用于固定待焊接工件，所述控制系统11与所述焊枪3、所述导向机构、所述驱动机构以及所述夹具2机构均电连接，所述控制系统11用于控制所述焊枪3、所述驱动机构以及所述夹具2机构的运行。

于本具体实施例中，所述导向机构包括两列并列设置的导轮13，每个所述导轮13下方均设置有一导向块10，所述导向块10上设置有贯通导槽，所述导轮13底部可滑动的设置于所述贯通导槽内；两列所述导轮13之间可滑动的设置有一滑块9，所述滑块9顶部设置有一支撑杆8，所述支撑杆8顶部设置有一螺纹杆4，所述焊枪3设置于所述螺纹杆4的一端，所述螺纹杆4的另一端设置有平衡块5。通过改变平衡块5的数量或质量，或改变平衡块5的横向位置，完成支撑杆8两端平衡度的粗调，平衡块5可以是与螺纹杆4配合的一个或多个螺母。

所述导轮13底部设置有一螺母12，所述螺母12与所述导轮13底部通过螺纹连接，所述螺母12伸入所述贯通导槽内。

所述贯通导槽为倒T型槽，所述倒T型槽顶部开口，所述导轮13底部穿过所述顶部开口伸入所述倒T型槽内。

所述导轮13的纵向剖面为工字型结构，所述滑块9的两侧可滑动的伸入所述工字型结构内。

更具体的，导轮13中部贯穿有一螺栓，螺栓的顶部位于导轮13的上方，螺栓贯穿导轮13后再导轮13下方与螺母12配合连接，螺母12外壁与倒T型槽之间具有限位关系，即螺母12能够沿倒T型槽滑动但不能转动，通过转动导轮13顶部使导轮13和螺母12相对转动，从而使导轮13和螺母12之间拧紧或松动，以便于改变导轮13的位置和固定导轮13，使导轮13能够固定在倒T型槽上任意位置，从而多个导轮13形成平面内任意的线性导轨。

所述驱动机构包括推进杆，所述推进杆包括横向设置的伸缩杆6，所述伸缩杆6前端设置有三角形推架7，所述三角形推架7的前端与所述导向机构传动连接。伸缩杆6为电动伸缩杆6或电动推杆，从而能够驱动三角形推架7向前移动。三角形推架7前端的宽度依据焊缝整体的最大横向尺寸确定。

更具体的，三角形推架7前端的两个端部分别设置有一先前凸出的限位块，两个限位块之间设置有一滑轨，支撑柱上与滑轨等高设置一个滑轮，滑轮能够沿滑轨滑动，当伸缩杆6推动支撑架时，由于滑块9沿多个导轮13形成的线性导轨向前滑动，支撑杆8与滑块9保持同步运动，支撑杆8相对于三角形推架7具有左右方向上的位移，滑轮和滑轨能够减少支撑杆8与三角形推架7之间的摩擦，使滑块9能够更加顺畅的沿多个滑轮组成的线性导轨移动，有利于提高焊枪3的位移精度，使焊缝更加均匀准确，并有效降低支撑杆8和三角形推架7的磨损。

控制系统11包括上位机、控制按钮和控制面板，控制面板和控制按钮均与上位机电连接。

所述夹具2机构设置于一操作台1上，所述操作台1的台面下方设置有散热水箱。所述操作台1上设置有热电偶，所述热电偶与所述控制系统11电连接。所述焊枪3上方设置有一相机，所述相机与所述控制系统11电连接。散热器用于对待焊接件进行冷却，避免焊接过程中温度过高，还可以通过介质来调节温度，用来预热焊接工件和控制焊接接头(焊缝区)的冷却速度，减小焊接区与焊件整体温度之间温差值，焊接区与焊件结构间温度不均匀性也越小，一方面降低了焊接应力，另一方面降低了焊接应变速率，有利于避免焊接裂纹的产生；热电偶用于检测焊缝周围的温度，温度过高时停止焊接，保证焊接过程中的安全，相机采用CCD相机(电荷耦合器件charge coupled device)，焊接过程中，CCD相机每隔10秒钟就会对工件拍摄一张照片，并将所拍摄到的照片传递给控制系统11，控制系统11对照片信息进行剖析整合和判断，如果控制系统11通过照片判断焊缝不合格则停止焊接。

本实施例中的智能化焊接装置具体使用过程如下：

根据焊缝的形状调整导轮13在导向块10上的位置，使多个导轮13组成与焊缝的形状相符的导轨，即，使滑块9沿多个导轮13滑动时能够带动支撑杆8驱动焊枪3沿焊缝移动；启动伸缩杆6，使伸缩杆6伸长驱动三角形推架7带动支撑杆8移动，以完成焊接。

焊接开始前，可以通过散热水箱中的介质对操作台上的待焊接件的温度进行调整，使待焊接件的温度达到适合焊接的温度，减小焊接区与焊件整体温度之间温差值，有利于避免焊接裂纹的产生。

焊接过程中，通过热电偶实时监测焊缝周围的温度，并通过CCD相机对待焊接件进行拍照，控制系统11根据热电偶的反馈以及对照片的分析，结合散热水箱对待焊接件的温度进行调整，并调整伸缩杆6的伸长速率，调整焊接速度，从而有效提高焊缝质量。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。