專利名稱：鎢極氬弧焊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎢極氬弧焊裝置，更詳細而言，涉及實時跟蹤焊接線并根據(jù)跟蹤得到的焊接線的信息使焊槍移動進而可進行鎢極氬弧焊的鎢極氬弧焊裝置。
背景技術(shù)：
通常，鶴極IS弧焊(TIG)是“惰性氣體保護鶴極電弧焊(Tungsten Inert Gas arc welding) ” 的簡稱。
所述鎢極氬弧焊，作為電極使用鎢極棒進而產(chǎn)生電弧，并通過電弧熔化填充劑的同時進行焊接，此時，電極是使用鎢極棒，填充劑是使用銅(Cu)線。
所述鎢極棒幾乎不會被消耗，而只有所述銅線被消耗。
而且，鎢極氬弧焊在產(chǎn)生電弧的部分通過焊接握把供應(yīng)氬氣(Ar)或氦氣(He)，在所述惰性氣體中熔化所述填充劑和母材的同時進行焊接。
此時，由于焊接中產(chǎn)生的高溫，會使母材熱變形，所述熱變形可改變焊接線，且由于焊接線的變化使電極和母材間的間隔不一致時，由于過大電流及過小電流而在焊接部產(chǎn)生結(jié)合或焊接不良。
而且，對于電極和母材之間的距離和焊槍和母材形成的角度等焊接姿勢非常敏感，當(dāng)由于焊接姿勢錯位或擰曲而發(fā)生焊接線變化時，對于變化的焊接線有必要積極對應(yīng)。
尤其，由于母材和電極棒的間隔Imm 2mm的差異而焊接電流的大小產(chǎn)生變化，因此，當(dāng)焊接的焊槍的間隔或角度為理想時可期待最佳的焊接品質(zhì)，但如上所述，由于焊接姿勢的不良而產(chǎn)生異常的電弧時，不能正常進行鎢極氬弧焊，因此需要高超的熟練度。
另一面，在碳弧焊裝置中作為自動跟蹤焊接線的技術(shù)，提出了利用激光掃描機來跟蹤焊接線的技術(shù)。
但是，在碳弧焊裝置中，存在產(chǎn)生焊渣(spatter)，且所述焊渣飛散而污染激光掃描機等的光學(xué)透鏡，并且焊渣在大氣中與激光跟蹤線發(fā)生干涉而不能正確測定焊接母材的狀態(tài)的問題點，而且，由于不正確的測定導(dǎo)致本應(yīng)成為焊接路徑的基礎(chǔ)的焊接線的信息不正確而具有不能正常地進行焊接的問題點。
而且，根據(jù)焊接工作環(huán)境，放置母材的方向及姿勢也相互不同，此時，根據(jù)焊接棒的姿勢或方向，對品質(zhì)導(dǎo)致有影響，因此，需要快速地改變焊接姿勢以符合焊接工作環(huán)境。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)課題，其目的在于，提供即便焊接對象的所謂母材的狀態(tài)稍微歪曲或高度不一，也能跟蹤焊接線而能夠沿著最佳的焊接路徑進行焊槍的鎢極氬弧焊>J-U ρ α裝直。
本發(fā)明的其他目的在于，提供根據(jù)配置焊接母材的方向而能夠主動改變焊接姿勢，從而能夠提高自動化焊接裝置的效率的鎢極氬弧焊裝置。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)課題并不限定于以上所述的技術(shù)課題，而對于未被提及的其他技術(shù)課題，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可從以下記載明確理解。
為達成所述目的，根據(jù)本發(fā)明的鎢極氬弧焊裝置，包括焊槍單元，配置有電極、焊絲及擺動單元；焊接姿勢控制單元，朝上下左右方向旋轉(zhuǎn)焊槍單元用于控制焊接姿勢；焊接線跟蹤單元，為了比焊槍單元先運行而以焊槍單元的前進方向為基準設(shè)置在所述焊接姿勢控制單元，檢測放置焊接母材的狀態(tài)，進而跟蹤焊接線；及焊槍傳送單元，根據(jù)從焊接線跟蹤單元跟蹤到的焊接線的信息移動焊槍單元。
而且，所述焊接姿勢控制單元，包括第I旋轉(zhuǎn)致動器，設(shè)置在框架用于旋轉(zhuǎn)第I旋轉(zhuǎn)支架；第2旋轉(zhuǎn)致動器，設(shè)置在第I旋轉(zhuǎn)支架用于旋轉(zhuǎn)第2旋轉(zhuǎn)支架；及第3旋轉(zhuǎn)致動器， 設(shè)置在第2旋轉(zhuǎn)支架用于旋轉(zhuǎn)設(shè)置有所述焊槍單元的第3旋轉(zhuǎn)支架。
所述焊接線跟蹤單元，包括視覺傳感器單元，用于掃描所述焊接母材的焊接線； 傳送控制單元，運算從所述視覺傳感器單元掃描得到的信息，從而跟蹤焊接線。
所述焊槍傳送單元，包括 第I傳送致動器，設(shè)置在所述焊接姿勢控制單元的一側(cè)，并根據(jù)從所述焊接線跟蹤單元跟蹤到的焊接線而朝第I方向移動所述焊槍單元；第2傳送致動器，設(shè)置在所述第I傳送致動器的一側(cè)，并根據(jù)從所述焊接線跟蹤單元跟蹤到的焊接線而朝與所述第I方向直交的第2方向移動所述焊槍單元。
其他實施例的具體事項均包含在詳細說明及圖面。
如上所述構(gòu)成的根據(jù)本發(fā)明的鎢極氬弧焊裝置，在碳弧焊中不產(chǎn)生焊渣，因此能夠更準確地跟蹤焊接線，并根據(jù)跟蹤到的焊接線的信息移動焊槍，從而能夠保持正確的焊接姿勢，進而能夠提聞焊接品質(zhì)。
而且，本發(fā)明的鎢極氬弧焊裝置，根據(jù)配置焊接母材的形狀或姿勢能夠改變焊槍的方向，因此，不僅在焊接工作現(xiàn)場能夠有效地對應(yīng)，而且能夠體現(xiàn)完成度高的自動化焊接>J-U ρ α裝直。


圖I是用于說明根據(jù)本發(fā)明的一實施例的鎢極氬弧焊裝置的圖面。
圖2是在根據(jù)本發(fā)明的一實施例的鎢極氬弧焊裝置中用于說明焊接姿勢控制單元100的主視圖。
圖3是在根據(jù)本發(fā)明的一實施例的鎢極氬弧焊裝置中用于說明焊接姿勢控制單元100的俯視圖。
圖4及圖5是在根據(jù)本發(fā)明的一實施例的鎢極氬弧焊裝置中用于說明焊槍傳送單元300的圖面。
圖中
100 :焊接姿勢控制單元，102 :框架，110、120、130 :旋轉(zhuǎn)致動器，112 :第I旋轉(zhuǎn)支架，122 :第2旋轉(zhuǎn)支架，132 :第3旋轉(zhuǎn)支架，200 :焊接線跟蹤單元，202 :固定支架，210 :視覺傳感器單元，220 :傳送控制單元，300 :焊槍傳送單元，302 :第I塊部，310 :第I傳送致動器， 320 :第2傳送致動器，312 :第I螺栓，322 :第2螺栓，314 :第I螺母塊，324 :第2螺母塊， 316 :第2塊部，400 :焊槍單元，402 :固定器臂，410 :擺動單元，412 :焊槍，416 :焊絲固定器， 512 :第I母材，514 :第2母材，516 :焊接線，600 :主調(diào)控單元，610 :焊絲供應(yīng)單元，620 :固定器電纜，632 :電極，634 :焊絲具體實施方式
本發(fā)明的優(yōu)點、特征及達成它們的方法通過附圖和后述的實施例將會明確。
在說明書中相同的符號代表相同的構(gòu)成要素。
以下，參照圖I說明根據(jù)本發(fā)明的一實施例的鎢極氬弧焊裝置。
圖I是用于說明根據(jù)本發(fā)明的一實施例的鎢極氬弧焊裝置的圖面。
如圖I所示，根據(jù)本發(fā)明的一實施例的鎢極氬弧焊裝置，包括焊接姿勢控制單元 100，朝上下左右方向旋轉(zhuǎn)焊槍單元400用于控制焊接姿勢；焊接線跟蹤單元200，檢測放置焊接母材的狀態(tài)，進而跟蹤焊接線；焊槍傳送單元300，根據(jù)焊接線的信息移動所述焊槍單元 400。
所述焊槍單元400配置有電極632、焊絲634及擺動單元410。
所述電極632為鎢極電極棒，而所述焊絲634可為銅(Cu)材質(zhì)的焊絲焊接劑。
所述擺動單元410為在預(yù)定幅度的范圍內(nèi)左右往復(fù)移動所述焊槍單元400的焊槍 412的裝置，因此，在進行焊接時形成焊道。
在焊槍412的下端配置有電極632，在焊槍412的一側(cè)配置有焊絲固定器416，在焊絲固定器416中，焊絲634以空轉(zhuǎn)狀態(tài)被支撐，并通過所述焊絲供應(yīng)單元610朝焊接焊絲 634的部分側(cè)被提供。
而且，所述焊槍單元400通過固定器電纜620與主調(diào)控單元600連接，在所述主調(diào)控單元600的一側(cè)可配置用于供應(yīng)所述焊絲634的供應(yīng)單元610。
所述固定器電纜620可配置有用于向所述焊槍單元400供應(yīng)惰性氣體的噴嘴和用于產(chǎn)生電弧的電源線。
所述供應(yīng)單元610供應(yīng)焊絲634，尤其保持適當(dāng)?shù)乃俣纫苑虾附拥倪M行速度供應(yīng)焊絲634。
所述焊接線跟蹤單元200配置于以進行焊接的方向為基準比所述焊槍單元400先運行的位置。
所述焊接線跟蹤單元200，包括視覺傳感器單元210，用于掃描焊接母材的焊接線；傳送控制單元220，運算從所述視覺傳感器單元210掃描得到的信息進而跟蹤焊接線。
因此，進行焊接時，焊接線跟蹤單元200比起焊槍單元400先運行，而能夠掃描第I 母材512及第2母材514的表面，進而可跟蹤第I母材512及第2母材514之間的焊接線 516。
所述視覺傳感器單元210可測定與測定對象物間的距離，因此可檢測焊接線516 的高度變化或左右歪曲的形態(tài)，而該信息在所述傳送控制單元220進行運算，并將跟蹤得到的焊接線信息可作為高度變位值和左右變位值輸出。
參照圖2及圖3更詳細說明所述焊接姿勢控制單元100。
圖2是在根據(jù)本發(fā)明的一實施例的鎢極氬弧焊裝置中用于說明焊接姿勢控制單元100的主視圖，圖3是在根據(jù)本發(fā)明的一實施例的鎢極氬弧焊裝置中用于說明焊接姿勢控制單元100的俯視圖。
如圖2及圖3所示，焊接姿勢控制單元100包含，第I旋轉(zhuǎn)致動器110、第2旋轉(zhuǎn)致動器120及第3旋轉(zhuǎn)致動器130。
更詳細而言，在框架12設(shè)置有所述第I旋轉(zhuǎn)致動器110，在所述第I旋轉(zhuǎn)致動器 110設(shè)置有第I旋轉(zhuǎn)支架112，并通過第I旋轉(zhuǎn)致動器110的驅(qū)動，第I旋轉(zhuǎn)支架112進行旋轉(zhuǎn)。
在所述第I旋轉(zhuǎn)支架112設(shè)置有所述第2旋轉(zhuǎn)致動器120，在所述第2旋轉(zhuǎn)致動器 120設(shè)置有第2旋轉(zhuǎn)支架122，并通過第2旋轉(zhuǎn)致動器120的驅(qū)動，第2旋轉(zhuǎn)支架122進行旋轉(zhuǎn)。
所述第I旋轉(zhuǎn)致動器110的操作軸和所述第2旋轉(zhuǎn)致動器120的操作軸可朝直交的方向配置。
在所述第2旋轉(zhuǎn)支架122設(shè)置有所述第3旋轉(zhuǎn)致動器130，在所述第3旋轉(zhuǎn)致動器 130設(shè)置有第3旋轉(zhuǎn)支架132，并通過第3旋轉(zhuǎn)致動器130的驅(qū)動，第3旋轉(zhuǎn)支架132進行旋轉(zhuǎn)。
所述第2旋轉(zhuǎn)致動器120的操作軸和所述第3旋轉(zhuǎn)致動器130的操作軸可朝直交的方向配置。
如圖I及圖4所示，在所述第3旋轉(zhuǎn)支架132設(shè)置有固定支架202，在所述固定支架202的前方設(shè)置有所述焊接線跟蹤單元200，在所述固定支架202的后方配置有所述焊槍傳送單元300。
因此，通過所述第I旋轉(zhuǎn)致動器110、第2旋轉(zhuǎn)致動器120及第3旋轉(zhuǎn)致動器130 的驅(qū)動，焊槍單元400可朝任意方向選擇姿勢，從而對應(yīng)各種姿勢，例如平焊、仰焊、橫焊、 立焊等放置母材的方向而能夠主動選擇姿勢。
如上所述，體現(xiàn)在焊接姿勢控制單元100的各種姿勢改變焊槍單元400的方向，從而能夠選擇各種焊接姿勢。
所述框架102可安裝于可行進的自動化焊接器，作為自動化焊接器的一例，具有轉(zhuǎn)向輥、轉(zhuǎn)盤、關(guān)節(jié)機器人、行進機器人等多種形態(tài)，根據(jù)本發(fā)明的鎢極氬弧焊裝置可設(shè)置于如上所述的各種形態(tài)的自動化焊接器而使用。
另一面，焊槍單元400可通過所述第3旋轉(zhuǎn)致動器130進行反轉(zhuǎn)，并在如上所述反轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，焊槍單元400后退，從而在I次焊接的焊道的上側(cè)反復(fù)形成2次焊道。
參照附圖4及圖5更詳細說明所述焊槍傳送單元300。
圖4及圖5是在根據(jù)本發(fā)明的一實施例的鎢極氬弧焊裝置中用于說明焊槍傳送單元300的圖面。
如圖4及圖5所示，焊槍傳送單元300設(shè)置于焊接姿勢控制單元100的一側(cè)，更詳細而言設(shè)置在第3旋轉(zhuǎn)支架132。
焊槍傳送單元300，在所述第3旋轉(zhuǎn)支架132設(shè)置有第I塊部302，在第I塊部302 內(nèi)設(shè)置第I螺栓312，在第I塊部302的一側(cè)設(shè)置有用于旋轉(zhuǎn)所述第I螺栓312的第I傳送致動器310。
在所述第I螺栓312螺栓結(jié)合第I螺母塊314，第I螺母塊314在所述第I塊部 302進行線性移動。
在所述第I螺母塊314設(shè)置有第2塊部316，在第2塊部316內(nèi)設(shè)置有第2螺栓 322，在第2塊部316的一側(cè)設(shè)置有用于旋轉(zhuǎn)所述第2螺栓322的第2傳送致動器320。
而且，所述第I螺栓312的軸線和所述第2螺栓322的軸線可以設(shè)置在相直交的方向。
在所述第2螺栓322設(shè)置有第2螺母塊324，第2螺母塊324在所述第2塊部316 進行線性移動。
在所述第2塊部316的一側(cè)安裝有所述焊槍單元400，更詳細而言，如圖5所示，在第2螺母塊324設(shè)置有固定器臂402，在所述固定器臂402配置有所述焊槍單元400。
S卩，根據(jù)從所述焊接線跟蹤單元200跟蹤到的焊接線信息可向第I線性致動器310 及第2線性致動器320下達指令，從而，第I線性致動器310及第2線性致動器320進行上下左右等移動。
更詳細而言，根據(jù)從所述焊接線跟蹤單元200輸出的高度變位信息，驅(qū)動所述第I 線性致動器310而調(diào)整焊槍單元400的高度a，從而能夠保持母材和電極632之間的預(yù)定的距離。
而且，根據(jù)從所述焊接線跟蹤單元200輸出的左右變位信息，所述第2線性致動器 320進行左右移動而朝左右方向移動調(diào)整焊槍單元400，從而即便焊接線歪曲或變形，也能跟蹤變形的焊接線而能夠進行焊接。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一實施例的鎢極氬弧焊裝置，通過焊接姿勢控制單元100 根據(jù)放置母材的方向改變焊槍單元400的姿勢而能夠主動改變焊接姿勢，從而能夠在多種形態(tài)的焊接工作中體現(xiàn)自動化。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例的鎢極氬弧焊裝置，在不產(chǎn)生焊渣的環(huán)境下跟蹤焊接線， 因此，不產(chǎn)生由焊渣引起的光學(xué)機器的污染，從而能夠精確地跟蹤焊接線。
尤其，在焊接母材傾斜或歪曲時，根據(jù)跟蹤到的焊接線的信息，通過焊槍傳送單元 300移動焊槍單元400，從而能夠?qū)⒌贗母材512、第2母材514和電極632始終保持預(yù)定的間隔S，由此，防止焊接品質(zhì)降低而提高焊接品質(zhì)。
當(dāng)焊接母材的表面過度傾斜時，通過第I旋轉(zhuǎn)致動器110、第2旋轉(zhuǎn)致動器120及第3旋轉(zhuǎn)致動器130的動作主動進行應(yīng)對而能夠?qū)⒑笜?12和焊接母材形成的角度b、c始終保持預(yù)定角度，從而能夠提高焊接品質(zhì)。
以上參照

了本發(fā)明的實施例，但應(yīng)理解為本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不改變其技術(shù)思想或必要特征的情況下能夠以其他的具體形態(tài)來實施本發(fā)明。
因此，應(yīng)理解為如上所述的實施例是在所有面上舉例說明而已，并不是用來限定本發(fā)明，本發(fā)明的范圍根據(jù)權(quán)利要求范圍而決定，并解釋為從權(quán)利要求范圍的意義、范圍及其等價概念導(dǎo)出的所有改變或變形的形態(tài)均屬于本發(fā)明的范圍。
工業(yè)利用可能性
根據(jù)本發(fā)明的鎢極氬弧焊裝置實時跟蹤焊接線，并根據(jù)跟蹤到的焊接線的信息來移動鎢極氬弧焊固定器，從而能夠使用在精密的鎢極氬弧焊。
權(quán)利要求
1.一種鎢極氬弧焊裝置，包括焊槍單元(400)，配置有電極(632)、焊絲(634)及擺動單元(410)；焊接姿勢控制單元(100)，朝上下左右方向旋轉(zhuǎn)所述焊槍單元(400)用于控制焊接姿勢；焊接線跟蹤單元(200)，為了比所述焊槍單元(400)先運行而以所述焊槍單元(400)的前進方向為基準設(shè)置于焊接姿勢控制單元(100)，檢測放置焊接母材的狀態(tài)，進而跟蹤焊接線；以及焊槍傳送單元(300)，根據(jù)從所述焊接線跟蹤單元(200)跟蹤到的焊接線的信息移動焊槍單元(400)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎢極氬弧焊裝置，所述焊接姿勢控制單元(100)，包括第I旋轉(zhuǎn)致動器(110)，設(shè)置在框架(102)，用于旋轉(zhuǎn)第I旋轉(zhuǎn)支架(112)；第2旋轉(zhuǎn)致動器(120)，設(shè)置在所述第I旋轉(zhuǎn)支架(112)，用于旋轉(zhuǎn)第2旋轉(zhuǎn)支架(122)；以及第3旋轉(zhuǎn)致動器(130)，設(shè)置在所述第2旋轉(zhuǎn)支架(122)，用于旋轉(zhuǎn)設(shè)置有所述焊槍單元(400)的第3旋轉(zhuǎn)支架(132)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎢極氬弧焊裝置，所述焊接線跟蹤單元(200)，包括視覺傳感器單元(210)，用于掃描所述焊接母材的焊接線；傳送控制單(220)，運算從所述視覺傳感器單元(210)掃描得到的信息，進而跟蹤焊接線。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎢極氬弧焊裝置，所述焊槍傳送單元(300)，包括第I傳送致動器(310)，設(shè)置于所述焊接姿勢控制單元(100)的一側(cè)，并根據(jù)從所述焊接線跟蹤單元(200)跟蹤到的焊接線朝第I方向移動所述焊槍單元(400);以及第2傳送致動器(320)，設(shè)置于所述第I傳送致動器(310)的一側(cè)，并根據(jù)從所述焊接線跟蹤單元(200)跟蹤到的焊接線朝與所述第I方向直交的第2方向移動所述焊槍單元 (400)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鎢極氬弧焊裝置。根據(jù)本發(fā)明的鎢極氬弧焊裝置，包括焊槍單元(400)，配置有電極(632)、焊絲(634)及擺動單元(410)；焊接姿勢控制單元(100)，為了比焊槍單元(400)先運行而以焊槍單元(400)的前進方向為基準朝上下左右方向旋轉(zhuǎn)焊槍單元(400)并控制焊接姿勢；焊接線跟蹤單元(200)，設(shè)置于焊接姿勢控制單元(100)，檢測放置焊接母材的狀態(tài)，進而跟蹤焊接線；以及焊槍傳送單元(300)，根據(jù)從焊接線跟蹤單元(200)跟蹤得到的焊接線的信息移動焊槍單元(400)。
文檔編號B23K9/127GK102939181SQ201180021961
公開日2013年2月20日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者吳圣圭, 羅誠鎬 申請人:吳圣圭, 羅誠鎬