本實用新型涉及焊接機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種多平面無軌自動跟蹤焊接裝置。

背景技術(shù)：

焊接技術(shù)隨金屬材料在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用而產(chǎn)生，它一般通過加熱、和／或加壓來實現(xiàn)對兩個工件間產(chǎn)生原子間的結(jié)合而連接在一起。電焊是焊接技術(shù)中的一種，它通過使用電能加熱金屬工件間需要連接的地方來實現(xiàn)焊接。焊接在工業(yè)生產(chǎn)中占有較大比重，焊接質(zhì)量要求越來越高，對于鋼結(jié)構(gòu)及船舶行業(yè)制造中的T型結(jié)構(gòu)焊接來講具有規(guī)格大、數(shù)量多的特點，使用手工焊接方法效率過低，對操作人員要求較高，焊接裝置應(yīng)運而生，逐漸代替人工焊接。

經(jīng)檢索有關(guān)焊接裝置的公開中國專利文獻(xiàn)有一些，現(xiàn)將相關(guān)的列舉如下：

1、中國專利<申請?zhí)?gt;201520671785.5<實用新型名稱>自動焊接小車<申請人>蘇州睿牛機(jī)器人技術(shù)有限公司<地址>江蘇省蘇州市張家港市錦州鎮(zhèn)錦南路科技創(chuàng)業(yè)園AO1幢<發(fā)明人>呂偉新，張向鋒，王磊，郭振杰，王凌暉<摘要>本實用新型涉及自動焊接小車，包括焊接小車，所述焊接小車上有電機(jī)驅(qū)動模塊，還包括軌跡控制器，所述焊接小車及焊接小車上的焊槍上有伺服電機(jī)，所述軌跡控制器可根據(jù)己知預(yù)定軌跡控制電機(jī)驅(qū)動模塊從而驅(qū)動伺服電機(jī)，控制焊接小車和及焊接小車上的焊槍的位姿。本實用新型改變了小車的控制裝置，通過伺服控制提高了焊接小車速度、位置的精確性；并為實現(xiàn)小車遠(yuǎn)程控制提供方便；通過預(yù)編程方式輸入軌跡，當(dāng)焊縫連續(xù)變化或已知預(yù)定軌跡時焊接小車可以自動調(diào)整，完成焊接。

2、中國專利<申請?zhí)?gt;200810232664.5<發(fā)明名稱>無軌式自保護(hù)全位置自動焊接裝置及其焊接工藝<申請人>中國水利水電第三工程局有限公司<地址>陜西省安康市漢濱區(qū)張嶺中國水利水電第三工程局有限公司制造安裝分局<發(fā)明人>周林，張育林，盛連才，袁文德，楊黨輝<摘要>本發(fā)明公開了一種無軌式自保護(hù)全位置自動焊接裝置及其焊接工藝，其裝置包括全位置自動焊接機(jī)器人、由全位置自動焊接機(jī)器人帶動進(jìn)行焊接的半自動自保護(hù)焊機(jī)及送絲機(jī)。其焊接工藝包括以下步驟：在焊接接頭邊緣粘貼光電跟蹤導(dǎo)向用的導(dǎo)向線；通過光電跟蹤裝置掃描焊接接頭的焊口斷面尺寸及焊口斷面與導(dǎo)向線的相對位置，并進(jìn)行自動模糊記憶；根據(jù)掃描結(jié)果向控制系統(tǒng)中輸入焊接工藝參數(shù)，或由控制系統(tǒng)自動選取焊接工藝參數(shù)，并進(jìn)行自動模糊記憶；控制系統(tǒng)控制行走小車沿導(dǎo)向線行走，通過固定在行走小車上的半自動自保護(hù)焊機(jī)的焊槍焊接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理且操作簡便，在保證獲得優(yōu)良焊接接頭的同時，也能提高焊接效率，降低勞動強度且節(jié)約工程成本。

3、中國專利<申請?zhí)?gt;200920193036.0<實用新型名稱>自動焊接小車<申請人>浙江西子重工機(jī)械有限公司<地址>浙江省海寧市農(nóng)業(yè)對外綜合開發(fā)新一路<發(fā)明人>何磊<摘要>本實用新型涉及一種自動焊接小車，屬自動化焊接用設(shè)備。本裝置是在車體上安裝焊槍夾頭，焊槍夾頭夾著焊槍沿著焊縫做勻速直線運動進(jìn)行焊接，具體是在小車下面安裝永磁強力磁鐵，能將小車固定在平面上，而在小車的側(cè)面布置有導(dǎo)向輪，導(dǎo)向輪將焊槍與焊縫的定位；小車在小車前進(jìn)的方向，調(diào)節(jié)導(dǎo)向輪使其緊貼側(cè)面，小車沿著焊縫運動，在小車上安裝有手動微調(diào)裝置，可調(diào)節(jié)焊槍與焊縫的距離，小車上安裝有調(diào)速器，調(diào)節(jié)在不同情況下小車的焊接速度。本實用新型填補了現(xiàn)有技術(shù)的空白，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、成本低、攜帶方便、焊接穩(wěn)定性好、通用性強，且全自動化焊接、工作效率高、操作簡便、焊接的產(chǎn)品美觀和質(zhì)量穩(wěn)定，適用在任何鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，如鍋爐產(chǎn)一品、造船業(yè)等。

4、中國專利<申請?zhí)?gt;201210444368.8<發(fā)明名稱>一種焊接小車<申請人>南通星瑞熱交換容器有限公司<地址>江蘇省南通市如皋市長江鎮(zhèn)（如皋港區(qū)）鼎盛路86號<發(fā)明人>吳文軍，楊兵<摘要>本發(fā)明公開了一種焊接小車，包括車架(1)及車架底部的行走車輪(2)，所述車架(1)內(nèi)部設(shè)有動力裝置；還包括一立柱(3)，所述立柱垂直連接于車架(1)；包括一水平橫梁(4)，連接于立柱(3)上；在立柱一側(cè)的橫梁上設(shè)有焊絲盤(7)和電氣控制面板(8);在所述立柱另一側(cè)的橫梁上設(shè)有送絲機(jī)構(gòu)(9)和焊槍(10)，所述焊槍與送絲機(jī)構(gòu)相連接；所述電氣控制面板(8)與送絲機(jī)構(gòu)(9)和動力裝置相通信；還包括一導(dǎo)軌(11)；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單合理，具有出色的機(jī)動性能和較高的自動化程度，不僅能對簡體的A、B縫焊接，同時也能對簡體最后的合攏縫進(jìn)行焊接；大大減低了工人的勞動強度。

5、中國專利<申請?zhí)?gt;201410422463.7<實用新型名稱>一種多方位自行走焊接小車<申請人>李超 <地址>河南省濮陽市中原油田中原工程公司鉆井二公司<發(fā)明人>李超，孫超，梁兵，劉麗娟，趙鵬，潘迎軍，李英金，李亞洲，李杰，張志峰<摘要>本實用新型公開了一種多方位自行走焊接小車，包括平板，平板的底部設(shè)有用于支撐平板的支撐架，支撐架的下端設(shè)有用于行走的導(dǎo)輪，所述平板的中部設(shè)有通孔，通孔的上面設(shè)有用于與平板固定連接的液壓缸，液壓缸的伸縮桿貫穿通孔，液壓缸的下端設(shè)有用于轉(zhuǎn)動的軸承，軸承上設(shè)有一底板，所述液壓缸的一側(cè)設(shè)有焊機(jī)，液壓缸的另一側(cè)設(shè)有用于擺放焊機(jī)上焊槍的支架。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用靈活，是一種新的技術(shù)方案，便于推廣使用。

6、中國專利<申請?zhí)?gt;201420434419.3<發(fā)明名稱>一種多方位自行走焊接小車<申請人>廣新海事重工股份有限公司<地址>廣東省中山市火炬高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)臨海工業(yè)園緯十路<發(fā)明人>孫博，陳良生，王智超，阮興榮，張心聰，李統(tǒng)安<摘要>本發(fā)明涉及一種焊接小車，其包括車架、設(shè)置在車架上的焊接裝置及設(shè)置在車架底部的行走車輪，所述車架內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動車輪運動的動力裝置，其特征在于：所述車架上的一側(cè)間隔設(shè)置有兩個水平放置的保持輪，所述焊接裝置通過一柔性調(diào)節(jié)裝置安裝在所述車架上并位于所述兩個保持輪之間。本發(fā)明的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，能自動焊接平面T型結(jié)構(gòu)，也能操作曲面T型結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷有：1、焊接裝置只能直線前進(jìn)或按照已安裝好的機(jī)械軌道前進(jìn)，當(dāng)焊縫連續(xù)變化或已知預(yù)定軌跡時焊接裝置是無法自動調(diào)整；2、焊槍不能根據(jù)需要進(jìn)行角度擺動，缺乏對焊槍進(jìn)行監(jiān)測；3、焊槍超出焊縫范圍時，不對焊槍進(jìn)行及時處理。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，需要對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能夠在多個面內(nèi)進(jìn)行焊接，能自動跟蹤焊縫進(jìn)行焊接，對焊縫進(jìn)行實時監(jiān)測，大大提高了焊接精度，焊接時焊接工件變形量小，能夠沿著焊縫軌跡進(jìn)行焊接，無需軌道的多平面無軌自動跟蹤焊接裝置。

為了實現(xiàn)上述本實用新型目的，采用的技術(shù)方案為：

一種多平面無軌自動跟蹤焊接裝置，所述的焊接裝置包括焊槍、夾板、前輪、傳動皮帶、皮帶輪、后輪和支撐梁；所述的焊槍安裝于夾板上，并其一端連接焊槍電纜，所述的夾板上安裝有攝像頭；所述的夾板、前輪與后輪分別通過車輪軸安裝于并行排列的支撐梁上；所述的支撐梁其后端安裝有驅(qū)動電機(jī)，中部下端安裝有磁鐵，所述的驅(qū)動電機(jī)通過傳動皮帶與皮帶輪傳動連接前輪與后輪。

優(yōu)選的，所述的夾板安裝有能根據(jù)焊接工藝要求對焊槍進(jìn)行角度擺動的擺槍驅(qū)動電機(jī)，所述的角度為0～300°。

優(yōu)選的，所述的夾板安裝有限制焊槍與焊接工件表面距離的限位板。

優(yōu)選的，所述的皮帶輪安裝于支架上，所述的支架安裝于支撐梁后端上。

優(yōu)選的，所述的支撐梁通過車輪軸安裝有中梁，位于兩并行排列的支撐梁之間，所述的中梁與車輪軸之間采用滑動軸承連接；所述的中梁上安裝有絲桿、絲桿螺母與支撐固定焊槍電纜的支撐夾板，所述的絲桿與絲桿螺母配套螺紋連接，所述的絲桿固定連接于中梁驅(qū)動電機(jī)，所述的中梁驅(qū)動電機(jī)固定安裝于支撐梁。

本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有的實質(zhì)性特點和進(jìn)步：

1、本實用新型能夠多平面無軌自動跟蹤焊接，即可進(jìn)行平焊、豎焊、橫焊或仰焊等，能自動跟蹤焊縫進(jìn)行焊接，對焊縫進(jìn)行實時監(jiān)測，大大提高了焊接精度，焊接時焊接工件變形量小，能夠沿著焊縫軌跡進(jìn)行焊接，無需軌道；焊接出來的焊縫外形均勻，焊道與焊道、焊道與焊接工件之間過渡平滑。

2、本實用新型在支撐梁中部的下端安裝磁鐵，實現(xiàn)了無軌焊接，能將焊接裝置吸附于焊接工件表面，穩(wěn)定性好，不輕易遭受外部條件的干擾；平穩(wěn)焊接，焊接精度高，焊縫達(dá)到焊接工藝要求。

3、本實用新型的焊槍連接擺槍驅(qū)動電機(jī)，擺槍驅(qū)動電機(jī)能根據(jù)焊接工藝要求對焊槍進(jìn)行不同角度的擺動，從而達(dá)到焊縫的焊接工藝要求，擺動的角度精度高，大大提高了焊縫的焊接精度。

4、本實用新型采用攝像頭實時監(jiān)測焊縫位置，不斷修正焊槍與焊縫的相對位置，確保能準(zhǔn)確焊在焊縫上，利用中梁驅(qū)動電機(jī)對絲桿進(jìn)行驅(qū)動轉(zhuǎn)動，絲桿與絲桿螺母為配套螺紋連接，絲桿螺母安裝于中梁上，中梁上安裝有支撐夾板，支撐夾板對焊槍電纜固定連接，而焊槍電纜與焊槍連接，絲桿固定，絲桿轉(zhuǎn)動時，驅(qū)動絲桿螺母橫向移動，絲桿螺母帶動中梁、支撐夾板與焊槍電纜橫向移動，實現(xiàn)了對焊槍位置的矯正；提高了焊接的焊縫質(zhì)量，焊縫等級達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。

5、本實用新型采取驅(qū)動電機(jī)對焊接裝置進(jìn)行驅(qū)動，而前輪與后輪通過傳動皮帶傳動連接，使得前輪與后輪能實現(xiàn)了同步傳動，前輪與后輪分別通過車輪軸固定于支撐梁上，能夠極大降低了因焊接工件表面不平整而改向的風(fēng)險，保證了焊接裝置沿著預(yù)定軌跡進(jìn)行焊接；每個后輪上對應(yīng)一個驅(qū)動電機(jī)，當(dāng)焊縫軌跡發(fā)生轉(zhuǎn)彎時，對這兩個驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)控，使得兩個驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速形成一定的差速比，從而焊接裝置就能跟隨焊縫轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)向。

附圖說明

圖1為本實用新型多平面無軌自動跟蹤焊接裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖2的左視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中元件名稱及序號為：焊槍1，限位板2，夾板3，前輪4，傳動皮帶5，支架6，驅(qū)動電機(jī)7，支撐夾板8，焊槍電纜9，中梁10，皮帶輪11，后輪12，磁鐵13，中梁驅(qū)動電機(jī)14，絲杠15，車輪軸16，絲桿螺母17，支撐梁18，擺槍驅(qū)動電機(jī)19，攝像頭20。

具體實施方式

結(jié)合本實用新型的實施例對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參見圖1至4所示，一種多平面無軌自動跟蹤焊接裝置，所述的焊接裝置包括焊槍1、夾板3、前輪4、傳動皮帶5、皮帶輪11、后輪12和支撐梁18；所述的焊槍1安裝于夾板3上，并其一端連接焊槍電纜9，所述的夾板3上安裝有攝像頭20；所述的夾板3、前輪4與后輪12分別通過車輪軸16安裝于并行排列的支撐梁18上；所述的支撐梁18其后端安裝有驅(qū)動電機(jī)7，中部下端安裝有磁鐵13，所述的驅(qū)動電機(jī)7通過傳動皮帶5與皮帶輪11傳動連接前輪4與后輪12。

所述的皮帶輪11安裝于支架6上，支架6安裝于支撐梁18后端上方；

所述的磁鐵13使得焊接裝置吸附于焊接工件表面，也提高了整體焊接裝置的行走穩(wěn)定性，可對豎面、斜面、弧形面或底面等面上的焊縫進(jìn)行無軌自動跟蹤焊接，也可以進(jìn)行仰焊焊接。

所述的焊槍1與擺槍驅(qū)動電機(jī)19連接，所述的擺槍驅(qū)動電機(jī)19安裝于夾板3上，所述的擺槍驅(qū)動電機(jī)19能根據(jù)焊接工藝要求對焊槍1進(jìn)行不同角度的擺動，所能擺動的角度范圍為0～300°；

所述的夾板3安裝有限位板2，所述的限位板2限制焊槍1與焊接工件表面距離。

所述的夾板3固定于車輪軸16上，而所述的車輪軸16固定于并行排列的支撐梁18之間。

所述的焊槍1與焊槍電纜9連接，焊槍電纜9固定于支撐夾板8上，支撐夾板8與中梁10連接，中梁10連接于中梁驅(qū)動電機(jī)14，中梁驅(qū)動電機(jī)14固定于支撐梁18上，所述的支撐梁18通過車輪軸16安裝有中梁10，位于兩并行排列的支撐梁18之間，所述的中梁10與車輪軸16之間采用滑動軸承連接；中梁驅(qū)動電機(jī)14與外部控制器連接，控制器收集分析攝像頭20監(jiān)測焊槍1與焊縫之間的距離數(shù)值，當(dāng)焊槍1偏移焊縫超過設(shè)定值時，中梁驅(qū)動電機(jī)14驅(qū)動絲桿15運動，絲桿15與絲桿螺母17采取配套螺紋連接，絲桿螺母17安裝于中梁10上，絲桿15的一端與中梁驅(qū)動電機(jī)14固定連接，另一端與支撐梁18連接，絲桿15在橫向方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動，驅(qū)動絲桿螺母17在橫向方向上進(jìn)行橫向移動，從而絲桿螺母17帶動中梁10與支撐夾板8橫向運動，支撐夾板8帶動焊槍電纜9和焊槍1橫向運動，保證了焊槍1與焊縫之間的距離在合理范圍內(nèi)。

所述的前輪4和后輪12通過車輪軸16連接于兩個平行排列的支撐梁18上，支撐梁18上安裝有兩個驅(qū)動電機(jī)7，位于后輪12的車輪軸16上方；所述的驅(qū)動電機(jī)7各自控制一個后輪12，驅(qū)動電機(jī)7的轉(zhuǎn)輪、后輪12上的轉(zhuǎn)輪、皮帶輪11和前輪4上的轉(zhuǎn)輪與傳動皮帶5連接成整體傳動，它們之間的傳動為嚙合傳動，實現(xiàn)了前輪4與后輪12同步轉(zhuǎn)動；而驅(qū)動電機(jī)7與控制器連接，能控制驅(qū)動電機(jī)7單個轉(zhuǎn)動或兩個同時轉(zhuǎn)動，當(dāng)單邊驅(qū)動電機(jī)7工作時，該焊接裝置運動軌跡能跟隨焊縫的形狀改變而改變；當(dāng)兩個驅(qū)動電機(jī)7同時工作時，該焊接裝置做直線運動；驅(qū)動電機(jī)7對后輪12與前輪4進(jìn)行同步驅(qū)動時，焊接裝置行走平穩(wěn)，能夠克服焊接工件表面不平整而造成焊接裝置改向的問題，保證了焊縫的焊接精度，焊縫質(zhì)量達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。

所述的焊縫可為直形焊縫、大角度的弧形焊縫或是兩者中的混合形式，對直形焊縫進(jìn)行焊接時，同時驅(qū)動兩個驅(qū)動電機(jī)7，焊接裝置平穩(wěn)行走，焊接工件表面不平整也不會影響焊接裝置的行走方向，對大角度的弧形焊縫進(jìn)行焊接時，可對兩個驅(qū)動電機(jī)7的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)控，使得兩個驅(qū)動電機(jī)7的轉(zhuǎn)速形成一定的差速比，使得焊接裝置沿著焊縫的弧形軌跡進(jìn)行焊接行走。