专利名称：一种焊接接头冲击试样定位加工机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金属焊接加工领域，更具体地，本实用新型涉及一种金属焊接接 头冲击试样的加工装置，所述装置系采用机电光一体化技术，对焊接接头冲击试样毛 坯取样位置进行精确定位，并取样加工成标准冲击试样的装置。
背景技术：
目前各种工程建设中会应用到大量的钢材焊接，而关键部分的焊接接头质量的好 坏将直接关系到工程的安全质量。其中焊接接头冲击韧性是焊接接头质量的重要组成
部分，按照GB2650-89 (国家标准焊接接头冲击试验方法)要求，需要在焊接接头不 同位置如焊缝、熔合线和热影响区开缺口，并评定不同部位的冲击韧性。对于某些铁 素体不锈钢而言，焊接接头各部位的组织变化较大，如果开缺口的位置误差大于 0.5mra，则会使其冲击韧性发生较大波动。因此，确定焊接接头冲击试样缺口位置精度 至关重要。
而目前技术已有的焊接接头冲击试样加工流程为
1) 从焊接试板上截取冲击试验毛坯，毛坯尺寸为厚度10 (或5) X宽度IOX长 度90 120mm;
2) 将冲击试样毛坯腐蚀后使人能清晰观察焊缝轮廓，按位置要求由人工划线来确
定试样开缺口的位置和两端切割位置；
3) 人工对照两端切割位置的划线，使用带锯将冲击试样毛坯截断成厚度10(或5) X宽度IOX长度55ram的尺寸；
4) 人工对照缺口位置的划线，使用铣床开出V型缺口，进行形成满足标准要求的 冲击试样。
但是由于人工划线和对中所引起的偏差都可能达到0.5min，故缺口位置的偏差可 能会高达l咖。这样，由于焊接接头冲击试样的加工精度原因，会造成某些材料的焊 接接头冲击试验的冲击值散差大，而且冲击断后试样缺口处己断裂、变形，很难确定 原先位置的准确性，故不具追溯性。此外，已有加工流程中的划线、截断和开缺口三 个步骤要在三个不同的工序完成，导致操作繁琐和效率低下。
公开号CN2144547，
公开日1993年10月27日的一种冲击试样缺口可调速的双刀
拉床，该拉床为立式结构，机械传动。其结构特点是两把拉刀安装在同一个刀座里， 可同时拉削二个冲击试样缺口，也可分别使用每一把拉刀，两把拉刀可配置成一v — U或二V或二U结构。另一特点是采用了变速电机根据材料来改变拉削速度。
公开号CN2342921，
公开日1999年10月13日的一种冲击试样缺口拉削机，主要 用于金属冲击试样U、 V型缺口拉削加工，包括箱体、位于箱体内的驱动装置、与驱 动装置相接的拉削装置及与拉削装置匹配的夹持装置，驱动装置为液压驱动装置，其 油缸与拉削装置中的刀盒并接。
公开号CN2145665，
公开日1993年11月10的一种冲击试样缺口手动拉床，该拉 床为立式结构，机械传动。其结构特点是用手驱动，拉刀没有安装在刀盒里而是安装 在滑板上。
以匕3个专利属于冲击试样缺口加工机械装置，虽然通过了结构或装置的设置改 变来提高冲击试样缺口加工精度，但均为肉眼观察配合机械式操作，且未对冲击试样 的缺口加工位置进行控制，亦不具有可追溯性设置。
实用新型内容
为了解决目前技术下的焊接接头冲击试样缺口的不能准确定位，加工精度低，加 工过程繁琐，且不具追溯性的问题。本实用新型提供了一种焊接接头冲击试样定位加 工机，提高了焊接接头冲击试样的缺口位置加工精度，同时简化了焊接接头冲击试样 的加工过程，实现了焊接接头冲击试样的缺口位置的可追溯性。
其具体技术特征如下所述
一种焊接接头冲击试样定位加工机，包括拉槽机和铣断机，其特征在于 所述的拉槽机、铣断机与一CCD摄像头通过一十字拖板相连接，且拉槽机、铣断
机和CCD摄像头位置固定。
所述的十字拖板的纵向面上设置有两条纵向导轨，在导轨上端设置有纵向马达， 马达连接一纵向丝杆。
所述的十字拖板的横向面上设置有两条横向导轨，在导轨左端设置有橫向马达， 马达连接一横向丝杆。
所述的十字拖板的纵向面上设置有一试样夹具。
试样夹具固定试样并保证拉槽和试样截断工作的顺利进行。
所述的试样夹具可以通过电机驱动十字拖板上的纵向马达和横向马达，马达再带
动纵向丝杆和横向丝杆使试样夹具在纵向导轨和横向导轨范围内任意移动至CCD摄像
头或拉槽机或铣断机的工作位置上。
所述的试样夹具为中间缺口式设计。
试样放置在夹具中间缺口位置，缺口高度为llmm,宽度为7mm，为拉V型缺口 (缺 口深度为2mm)留出工作间隙；
所述的试样夹具的上端设置有压紧螺丝。 压紧螺丝的间距40ram。
使用本实用新型获得如下有益效果
1. 实现了悍接接头冲击试样缺口的准确定位，精度可控制在O. lmra内，加工精度 比原来提高了十倍；
2. 简化了加工步骤和提高了工作效率，
3. 连接计算机控制，可记录焊接接头冲击试样的缺口位置，实现了可追溯性。
图1为本实用新型的焊接接头冲击试样定位加工机结构示意主视图； 图2为本实用新型的焊接接头冲击试样定位加工机结构示意俯视图 图3为本实用新型的焊接接头冲击试样定位加工机的试样夹具示意图； 图4为本实用新型的焊接接头冲击试样定位加工机的拉槽工作局部放大图。 图中l-拉槽机，2-CCD摄像头，3-铣断机，4-十字拖板，5-纵向导轨，6-纵向马 达，7-纵向丝杆，8-横向导轨，9-横向马达，IO-横向丝杆，11-试样夹具，12-试样， 13-部分试样夹具，14-压紧螺丝，15-拉刀安装架，16-拉刀导槽，17-拉刀。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明， 实施例1
如图2所示，其中拉槽机l， CCD摄像头2，铣断机3这三个部分位置固定且分别 与十字拖板4连接；如图3所示工作时首先在试样夹具11位置上人工确认试样的大致 位置，然后旋紧压紧螺丝14将试样装夹；接着通过CCD摄像头的摄像将经过毛坯腐蚀 后的焊缝轮廓后转换到与其连接的计算机设备上的计算机屏幕上放大，使用人机交互 的方法在屏幕上确定缺口的位置，并记录下缺口位置图像(利用了计算机程序控制计 算机标定缺口零位置及完成缺口位置图像的存储，实现其可追溯性)；然后计算机控制 电机驱动十字拖板4的带动纵向马达6和横向马达9，马达再带动与其连接的纵向丝
杆7与横向丝杆10在纵向导轨5和横向导轨8的范围内将试样夹具上装夹的试样12 移动到拉槽机l位置，然后将试样开V或U型缺口 (具体结构如图4所示，由现场需 求所决定)；接着将试样移动到铣断机3位置切割试样的两端到所需的成品长度。最后 把成品试样移动返回到初始的试样夹具位置后卸下，至此完成了整个焊接接头冲击试 样定位加工过程。
操作过程中具体的焊接接头冲击试样毛坯尺寸为厚度10 (或5) X宽度IOX长度 9(Tl20mm，经腐蚀后能清晰看出焊接熔合线轮廓，拉槽机装有符合GB/T229标准的金 属缺口的拉刀17，用于加工焊接接头冲击试样毛坯标准要求的V型缺口；
CCD摄像头2与计算机相连，实现冲击试样焊缝轮廓的拍摄、缺口位置定位与存 储，如果CCD摄像头的放大倍数是10倍，那么人工在屏幕上确定缺口位置的偏差为 0.05mm，电机驱动丝杠的位移偏差会低于0. 02mm，再考虑系统的参数标定偏差为 0.03mm，那么，最终的缺口位置偏差就是0. l鹏。这样，本实用新型加工的缺口位置 精度远高于已有加工方法的位置精度lmm。
铣断机为双锯片设置，锯片之间的距离为55mm，截断试样两端，加工成长度符合 要求的冲击试样，铣断后尺寸基本为标准要求尺寸厚度IO(或5)X宽度IOX长度55mm 的焊接接头冲击试样。
使用本实用新型的焊接接头冲击试样定位加工机实现了焊接接头冲击试样缺口的 准确定位，精度可控制在O. lmm内，加工精度比原来提高了十倍，简化了加工步骤和 提高了工作效率，并且可记录焊接接头冲击试样的缺口位置，实现了可追溯性。该发 明适用于经常进行焊接接头冲击试验的科研机构，具有较好的市场前景。
权利要求1.一种焊接接头冲击试样定位加工机，包括拉槽机(1)和铣断机(3)，其特征在于所述的拉槽机(1)、铣断机(3)与一CCD摄像头(2)通过一十字拖板(4)相连接。
2. 如权利要求1所述的焊接接头冲击试样定位加工机，其特征在于所述的十字拖 板(4)的纵向面上设置有两条纵向导轨(5)，在导轨上端设置有纵向马达(6)，马达 连接一纵向丝杆(7)。
3. 如权利要求1所述的焊接接头冲击试样定位加工机，其特征在于所述的十字拖 板(4)的横向面上设置有两条横向导轨(8)，在导轨左端设置有横向马达(9)，马 达连接一横向丝杆(10)。
4. 如权利要求1所述的焊接接头冲击试样定位加工机，其特征在于，所述的十字 拖板(4)的纵向面上设置有一试样夹具(11)。
5. 如权利要求4所述的焊接接头冲击试样定位加工机，其特征在于，所述的试样 夹具(11)通过电机驱动十字拖板(4)上的纵向马达(6)和横向马达(9)，马达再 带动与其连接的纵向丝杆(7)和横向丝杆(10)使试样夹具在纵向导轨(5)和横向 导轨(8)范围内任意移动至CCD摄像头(2)或拉槽机(1)或铣断机(3)的工作位 置上。
6. 如权利要求3所述的焊接接头冲击试样定位加工机，其特征在于所述的试样夹 具(11)为中间缺口式设计。
7. 如权利要求3所述的焊接接头冲击试样定位加工机，其特征在于所述的试样夹 具(11)的上端设置有压紧螺丝(14)。
专利摘要一种焊接接头冲击试样定位加工机，属于用切除材料方式对金属加工操作领域，由夹具、CCD摄像头与计算机、拉槽机和铣断机组成，先在夹具上人工完成试样的装夹，再通过CCD摄像头摄像后转换到计算机屏幕上放大，使用人机交互的方法在屏幕上确定缺口的位置，然后控制电机驱动十字拖板将纵/横向丝杆移动到拉槽机位置将试样开V型缺口。接着移动到铣断机位置切割试样的两端到所需的成品长度，将成品试样卸下完成整个工艺流程。使用本实用新型实现了焊接接头冲击试样缺口的准确定位，简化了加工步骤和提高了工作效率，并且可记录焊接接头冲击试样的缺口位置，实现了可追溯性。该实用新型适用于经常进行焊接接头冲击试验的科研机构，具有广泛的用途。
文档编号G01N3/00GK201188070SQ20082005652
公开日2009年1月28日 申请日期2008年3月25日 优先权日2008年3月25日
发明者朱朝明, 毛惠刚, 田劲松 申请人:宝山钢铁股份有限公司