一种带有多轴伺服运动机构的tig焊接机头及焊接方法_2

文档序号:8308630阅读:来源:国知局
水工作;
[0033](10)对待焊接工件进行焊接。
[0034]本发明相对于现有技术带来的有益效果:
[0035](I)本发明包括行走机构、摆动机构、上下调节机构、前端焊接机构、送丝机构和焊枪角度调节臂,每个机构都设置了相应的自动控制系统,可以实现八轴伺服运动,分别为机头沿行走轨道方向的移动、焊枪沿焊缝宽度方向的往复摆动、焊枪与工件之间的距离调节、焊丝的送给、导丝架的上下调节和自转调节,这些机构模块化,控制灵活,工作平稳,相互协调完成接头的焊接,降低了劳动强度,提高了焊接效率。
[0036](2)摆动机构的设计使得焊枪可以在焊缝宽度方向上循环往复摆动,焊接时焊枪摆动带来的优势有:由于电弧摆动增加了电弧的加热面积,能够显著增加熔宽的宽度,减少焊道数量,实现单道多层焊,降低焊缝宏观缺陷的发生几率;降低了焊接线能量,使得熔池温度降低,焊接热影响区变窄,焊接变形量减小,熔池在非平焊位置时不易流淌,适于全位置焊接。
[0037](3)焊枪角度调节臂使用的圆形卡齿可以进行焊枪角度调节,调节范围宽,焊枪可以在360°范围内进行任意调节。
[0038](4)行走机构两侧安装的长短滚轮夹紧模块相比于其它锁紧机构结构简单,操作方便,也更加可靠。
[0039](5)行走滚轮表面滚花使得加工工艺简单,维护成本降低,节约了生产成本。
[0040](6)超声波马达镜头可以进行焊接熔池状态和焊丝送给状态的远程监视,并可进行自调焦。
【附图说明】
[0041]图1为本发明总体结构示意图;
[0042]图2为本发明行走机构结构示意图;
[0043]图3为本发明短滚轮夹紧模块结构示意图;
[0044]图4为本发明长滚轮夹紧模块结构示意图;
[0045]图5为本发明焊枪角度调节臂结构示意图;
[0046]图6为本发明上下调节机构结构示意图;
[0047]图7为本发明前端焊接机构结构示意图;
[0048]图8为本发明送丝机构结构示意图。
【具体实施方式】
[0049]如图1所示,本发明提供了一种带有多轴伺服运动机构的TIG焊接机头,尤其是一种带有8轴伺服运动机构的TIG焊接机头,包括:行走机构1、摆动机构2、上下调节机构3、前端焊接机构4、送丝机构5和焊枪角度调节臂6 ;
[0050]行走机构I与安装在待焊接工件表面的行走轨道相匹配,使得所述TIG焊接机头沿行走轨道移动,行走轨道与焊缝相对应,送丝机构5安装在行走机构I的侧方,用于所述TIG焊接机头进行焊接时焊丝的供给,摆动机构2固定在行走机构I的上方,摆动机构2通过焊枪角度调节臂6与上下调节机构3的一侧连接,上下调节机构3的另一侧连接前端焊接机构4 ;
[0051]摆动机构2带动上下调节机构3、焊枪角度调节臂6和前端焊接机构4沿焊缝宽度方向往复摆动,使得单道焊缝加宽;焊枪角度调节臂6用于调节前端焊接机构4中的焊枪与工件之间的夹角,上下调节机构3用于调节前端焊接机构4中的焊枪与工件之间的距离,前端焊接机构4实现焊丝与钨极之间的位置调节,对工件进行焊接。
[0052]如图2所示,所述行走机构I包括齿轮传动系统、行走基座11、短滚轮轨道夹紧模块12、行走滚轮13、伺服驱动行走电机14和长滚轮轨道夹紧模块15 ;
[0053]短滚轮轨道夹紧模块12和长滚轮轨道夹紧模块15固定在行走基座11的两侧,短滚轮轨道夹紧模块12和长滚轮轨道夹紧模块15的顶部分别装有短滚轮和长滚轮;伺服驱动行走电机14、齿轮传动系统和两个行走滚轮13均安装在行走基座11内部,齿轮传动系统安装在行走基座11内部靠近长滚轮轨道夹紧模块15的一侧,行走滚轮13表面有滚花,且行走滚轮13与行走轨道的外表面相接触,短滚轮和长滚轮的滚圈外壁均与行走轨道的内表面相接触,行走滚轮13、短滚轮和长滚轮共同实现行走机构I与行走轨道的匹配;伺服驱动行走电机14通过齿轮传动系统带动行走滚轮13转动,使得行走机构I沿行走轨道移动。
[0054]如图3所示,短滚轮轨道夹紧模块12包括转动块121、连接轴122、第一固定块123、摆臂块124、定位销125、短滚轮126和第二固定块127,第一固定块123与第二固定块127对称放置,连接轴122穿过转动块121在第一固定块123、第二固定块127上由顶丝固定,第一固定块123、第二固定块127上均开有U形槽,连接长螺钉将转动块121、摆臂块124连接,摆臂块124两侧壁的定位销125卡在第一固定块123、第二固定块127的U形槽里,短滚轮126通过螺纹与摆臂块124连接在一起,短滚轮126的滚子与焊接轨道的内壁通过调节连接长螺钉紧密贴合。
[0055]如图4所示,长滚轮轨道夹紧模块15包括转动块151、连接轴152、固定块153、摆臂块154、定位销155、长滚轮156和固定块157 ;组成结构与短滚轮轨道夹紧模块12类似,第一固定块153与第二固定块157对称放置,连接轴152穿过转动块151在第一固定块153、第二固定块157上由顶丝固定,第一固定块153、第二固定块157上开有U形槽,连接长螺钉将转动块151、摆臂块154连接,摆臂块154两侧壁的定位销155卡在第一固定块153、第二固定块157的U形槽里,长滚轮156通过螺纹与摆臂块154连接在一起,长滚轮156的滚子与焊接轨道的内壁通过调节连接长螺钉紧密贴合。长滚轮轨道夹紧模块15与短滚轮轨道夹紧模块12相对安装在行走基座11相对的两个侧壁上。
[0056]如图1所示,所述摆动机构2包括摆动框架21、摆动臂22、滑块、滑动电位器、传动系统;传动系统包括伺服驱动摆动电机、滚珠丝杠传动副和链轮链条传动副;
[0057]滑动电位器和传动系统固定在摆动框架21内部,摆动臂22的一端开有通孔,且该端伸出摆动框架21,摆动臂22的另一端通过滑块与滚珠丝杠传动副连接,伺服驱动摆动电机通过链轮链条传动副和滚珠丝杠传动副带动滑块运动,将滚珠丝杠的转动转化为滑块的直线运动,进而带动摆动臂22沿焊缝宽度方向往复摆动,滑动电位器用于控制摆动量。
[0058]焊枪沿焊缝宽度方向的循环往复摆动由直流伺服摆动电机驱动,并由直线式滑动电位计精确控制焊枪的摆动位置,其驱动流程如下:摆动电机输出轴端部安装有主动链轮,主动链轮通过链条带动从动链轮运转,从动链轮设置在滚珠丝杠传动副的轴端,进而带动滚珠丝杠的转动转为滑块的直线运动,滑块上安装有摆动壁,最终摆动电机带动摆动臂的直线运动,进而完成了焊枪的循环摆动运动;同时直线式滑动电位器的滑块与滚珠丝杠的滑块相连接,进而精确控制焊枪的摆动幅度;另外直线导轨运动副与滚珠丝杠传动副并列放置,滚珠丝杠的滑块与直线导轨的滑块固定在一起,加强了滚珠丝杠的刚度。焊接时焊枪摆动带来的优势有:由于电弧摆动增加了电弧的加热面积,能够显著增加熔宽的宽度,减少焊道数量,实现单道多层焊,降低焊缝宏观缺陷的发生几率;降低了焊接线能量,使得熔池温度降低,焊接热影响区变窄,焊接变形量减小,熔池在非平焊位置时不易流淌,适于全位置焊接。
[0059]如图5所示,焊枪角度调节臂6包括摆动延伸杆61、第一 L形转接
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