一种氩弧焊智能焊接装置的制作方法

本专利涉及于机械行业有色材料智能化自动焊接装置，特别涉及于一种铝镁合金材料空分压力容器筒体直缝、环缝自动氩弧焊焊接装置，属于自动化技术领域。

背景技术：

筒体是空分压力容器的主要部件，筒体由板料经过卷制焊接加工而来，由于空分压力容器的特殊性，现存的主要焊接方式都需要依靠焊工来进行操作，人工操作中可变因素多，劳动强度大，焊接过程中对员工也有职业健康方面的损害。人工操作受经验、身体条件和心情影响很大，操作不能保证稳定，不但不能保证焊接的稳定性且生产效率较低。从提高有色材料空分压力容器的焊接质量和生产效率等方面考虑，结合大型空分压力容器的特性来看，有必要开发一种氩弧焊智能化自动焊接系统，以实现有色材料压力容器筒体氩弧焊焊接工作自动进行，在保证焊接质量的同时提高生产效率。

技术实现要素：

本发明旨在提出一种氩弧焊智能焊接跟踪控制系统，具有操作简单，提高焊接质量及提高生产效率的特点。为实现上述目的，本发明针对上述问题主要通过以下技术方案得以解决：一种氩弧焊智能焊接装置，它包括焊接操作机和设置在操作机下方的滚轮架，所述焊接操作机由设置在地面上的支撑柱以及设置在支撑柱上的支撑臂构成，该支撑臂通过上下左右4个定位块进行固定，并在支撑臂的前端设有氩弧焊接机头，该氩弧焊接机头正对下方的滚轮架，所述焊接操作机、氩弧焊接头和滚轮架均由plc电控系统控制。

作为优选：所述氩弧焊接头由激光焊缝跟踪器和支架组成，并在支架上安装有焊枪，该焊枪一端连接有焊丝校直装置，所述在激光焊缝跟踪器和支架上设有三套ccd摄像头，所述三套ccd摄像头用于观察焊枪与焊接操作机的位置，其中第一套ccd摄像头设斜向下置于激光焊缝跟踪器的下方，用于观察焊接操作机与筒体的相对位置，便于调整二者位置，以保证焊接位置正确，第二套ccd摄像头竖直布置在支架上用于观察焊枪与焊缝的相对位置，便于调整二者位置，以保证焊枪行进路线与焊缝保持一致，该第三套ccd摄像头安装在支架底部的焊枪一侧，用于观察焊接熔池的变化，以及时掌握焊接情况，所述的滚轮架采用伺服电机，以有效控制焊接速度，并配合程序延时调整焊枪位置，以达到最好的焊接效果，所述三套ccd摄像头，焊枪、激光焊接跟踪器均有plc电控系统控制。

作为优选：所述pcl电控系统设置在电控柜中，该电控柜上设有监视区和操作区，监视区位于操作区的上方，其中监视区内设有触摸屏和ccd监视屏，并在下方操作区内设有实体按键和焊接参数调整面板，并在一侧设有放置遥控操作面板用的放置架。

作为优选：所述遥控操作面板内设有无线发射器，可将遥控操作面板脱离电控柜操作，并配合无线发射器将操作信号发射给电控柜中pcl电控系统，并配合pcl电控系统中的指令共同发出操作指令。

本专利的有益效果：本专利的设计合理，操作简单，可以自动完成焊接过程中焊枪的位置调整。本系统可以实现工件落位后自动定位筒体位置、自动定位焊缝位置、自动调节滚轮架位置、自动调节焊接操作机位置、自动开始施焊、自动匹配焊接速度、自动调节焊接参数、焊后自动熄弧，从工件落位后由系统控制过程自动进行，焊接过程中自动反馈工件及设备运行状态，并且可以通过信息输出端口与mes系统连接，进行远程操作，在保证焊接质量的同时提高生产效率。

附图说明

图1为氩弧焊智能焊接跟踪控制系统示意图

图2为氩弧焊机机头示意图。

图3为电气控制系统示意图。

具体实施方式

下面将结合附图所示对本发明做详细的介绍：图1所示，如图1所示，一种氩弧焊智能焊接装置，它包括焊接操作机1和设置在操作机1下方的滚轮架2，所述焊接操作机1由设置在地面上的支撑柱3以及设置在支撑柱3上的支撑臂4构成，该支撑臂4通过上下左右4个定位块5进行固定，并在支撑臂4的前端设有氩弧焊接机头6，该氩弧焊接机头6正对下方的滚轮架2，所述焊接操作机1、氩弧焊接头6和滚轮架2均由plc电控系统控制22。

如图2所示：所述氩弧焊接头6由激光焊缝跟踪器7和支架8组成，并在支架8上安装有焊枪9，该焊枪9一端连接有焊丝校直装置10，所述在激光焊缝跟踪器7和支架8上设有三套ccd摄像头，所述三套ccd摄像头用于观察焊枪9与焊接操作机1的位置，其中第一套ccd摄像头11设斜向下置于激光焊缝跟踪器7的下方，用于观察焊接操作机1与筒体的相对位置，便于调整二者位置，以保证焊接位置正确，第二套ccd摄像头12竖直布置在支架上用于观察焊枪9与焊缝的相对位置，便于调整二者位置，以保证焊枪9行进路线与焊缝保持一致，该第三套ccd摄像头13安装在支架8底部的焊枪9一侧，用于观察焊接熔池的变化，以及时掌握焊接情况，所述的滚轮架2采用伺服电机，以有效控制焊接速度，并配合程序延时调整焊枪位置，以达到最好的焊接效果，所述三套ccd摄像头，焊枪、激光焊接跟踪器均有plc电控系统控制。

如图3所示：所述pcl电控系统设置在电控柜中，该电控柜上设有监视区14和操作区15，监视区14位于操作区15的上方，其中监视区14内设有触摸屏16和ccd监视屏17，并在下方操作区15内设有实体按键18和焊接参数调整面板19，并在一侧设有放置遥控操作面板用的放置架20，所述遥控操作面板内设有无线发射器21，可将遥控操作面板脱离电控柜操作，并配合无线发射器将操作信号发射给电控柜中pcl电控系统，并配合pcl电控系统中的指令共同发出操作指令。

本专利的工作过程是：点焊定位完成后的焊缝，放入系统，通过电控系统控制系统中各个子系统运行。在工件落位后，系统自动控制焊接操作机和滚轮架来调整焊接操作机以及焊枪的位置，焊枪自动开始施焊，焊缝激光跟踪器调整焊枪与焊缝位置。直缝焊接时通过横臂伸缩来控制焊接速度，环缝焊接时通过滚轮架转动来控制焊接速度，焊接过程中自动匹配焊接参数和焊接速度。焊接速度、电流、电压等数据都记录在电控系统中，可以随时调取。系统配有信息输出端口，可以与mes系统连接，实现远程控制。焊工的所有操作在电控系统控制柜上完成，不再需要登高作业，提高焊工安全性。自动调整位置、自动开始焊接、自动跟踪焊接、焊后自动熄弧、焊接过程中自动反馈工件及设备运行状态。降低焊工劳动强度，实现焊缝稳定高质量焊接，焊缝检测宽度0.5~15mm，跟踪精度在0.5mm以内。

技术特征：

1.一种氩弧焊智能焊接装置，它包括焊接操作机和设置在操作机下方的滚轮架，其特征在于所述焊接操作机由设置在地面上的支撑柱以及设置在支撑柱上的支撑臂构成，该支撑臂通过上下左右4个定位块进行固定，并在支撑臂的前端设有氩弧焊接机头，该氩弧焊接机头正对下方的滚轮架，所述焊接操作机、氩弧焊接头和滚轮架均由plc电控系统控制。

2.根据权利要求1所述的氩弧焊智能焊接装置，其特征在于所述氩弧焊接头由激光焊缝跟踪器和支架组成，并在支架上安装有焊枪，该焊枪一端连接有焊丝校直装置，所述在激光焊缝跟踪器和支架上设有三套ccd摄像头，所述三套ccd摄像头用于观察焊枪与焊接操作机的位置，其中第一套ccd摄像头设斜向下置于激光焊缝跟踪器的下方，用于观察焊接操作机与筒体的相对位置，便于调整二者位置，以保证焊接位置正确，第二套ccd摄像头竖直布置在支架上用于观察焊枪与焊缝的相对位置，便于调整二者位置，以保证焊枪行进路线与焊缝保持一致，该第三套ccd摄像头安装在支架底部的焊枪一侧，用于观察焊接熔池的变化，以及时掌握焊接情况，所述的滚轮架采用伺服电机，以有效控制焊接速度，并配合程序延时调整焊枪位置，以达到最好的焊接效果，所述三套ccd摄像头，焊枪、激光焊接跟踪器均有plc电控系统控制。

3.根据权利要求1或2所述的氩弧焊智能焊接装置，其特征在于所述pcl电控系统设置在电控柜中，该电控柜上设有监视区和操作区，监视区位于操作区的上方，其中监视区内设有触摸屏和ccd监视屏，并在下方操作区内设有实体按键和焊接参数调整面板，并在一侧设有放置遥控操作面板用的放置架。

4.根据权利要求3所述的氩弧焊智能焊接装置，其特征在于所述遥控操作面板内设有无线发射器，可将遥控操作面板脱离电控柜操作，并配合无线发射器将操作信号发射给电控柜中pcl电控系统，并配合pcl电控系统中的指令共同发出操作指令。

技术总结
一种氩弧焊智能焊接装置，它包括焊接操作机和设置在操作机下方的滚轮架，所述焊接操作机由设置在地面上的支撑柱以及设置在支撑柱上的支撑臂构成，该支撑臂通过上下左右4个定位块进行固定，并在支撑臂的前端设有氩弧焊接机头，该氩弧焊接机头正对下方的滚轮架，所述焊接操作机、氩弧焊接头和滚轮架均由PLC电控系统控制，它具有设计合理，操作简单，可以自动完成焊接过程中焊枪的位置调整。本系统可以实现工件落位后自动定位筒体位置、自动定位焊缝位置、自动调节滚轮架位置、自动调节焊接操作机位置、自动开始施焊、自动匹配焊接速度、自动调节焊接参数、焊后自动熄弧，从工件落位后由系统控制过程自动进行。

技术研发人员：黄安庭;俞珏涵;杨红亮;吴晓红;韩云松;张继生;郑剑兴
受保护的技术使用者：杭州制氧机集团股份有限公司
技术研发日：2020.01.24
技术公布日：2020.05.08