专利名称：一种自动焊枪机械手的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动焊枪机械手，属于自动焊设备技术领域。
背景技术：
带圆锥台的马鞍形管接头是石化和电力产业领域管网中常用的管接头，其端面是 筒节与进出口管即母管与支管相贯形成的马鞍形端面，管端面上还带有一个外面倾斜的圆 锥台阶，端面和侧面的整圈宽度都不相同。如果管接头是圆形端面，通常可通过埋弧自动 焊、气体保护焊或TIG焊等设备实现自动焊接。当马鞍形端面一周高度变化较大，坡度较小 时，亦可采用马鞍形轨迹控制方法实现高度变化，熔池不至于下淌，焊道成型尚可；但如果 马鞍形端面曲线坡度较大，就只能采用焊接变位器，将焊接位置变位到水平位置进行焊接。 而现有的马鞍形坡口埋弧焊机，基本都是由PLC控制，其运动定位点数较少，只能用于一条 轨迹，多用于一道焊缝的马鞍形端面接头的坡口焊接；因为现有设备的变位器和操作机不 能实现多轴联动控制，所有只能用于标准形状管接头的焊接。例如现有的一台马鞍形端面 管接头埋弧自动焊机，使用三菱Q系列PLC、QD75系列定位控制模块，定位最大点数为600 个，如果周向按1度的角度设置1个定位点，一周即需360个定位点数，600个点数只够一周 定位，即只够一个焊道的定位点数。而需要加工的马鞍形端面堆焊道数高达80 100道， 每道轨迹又不相同，因此，现有马鞍形端面管接头埋弧自动焊机无法实现对带圆锥台的马 鞍形管接头的自动堆焊。由于没有合适的设备进行自动焊接，目前只能采用手工焊接方法 对带圆锥台的马鞍形管接头进行堆焊工作，具体的作法是首层采用308L焊条，堆焊厚度3 毫米；第二层采用309L焊条，堆焊厚度不小于4毫米；总厚度不小于7毫米。显然，手工焊 接存在以下问题1、由于需要焊接的带圆锥台的马鞍形管接头直径在Φ 1500mm，窄面宽度200mm， 宽面230mm，侧立面宽70，锥台面宽102mm，堆焊量大，一个工件需要焊接两周的时间；2、手工堆焊不容易保证焊道间距均勻，且堆焊面凸凹不平，需要磨平以后才能进 行超声探伤，打磨量大；3、为保证有效的堆焊厚度，导致堆焊余量大，焊接后的磨削工作量增大。 发明内容为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种自动焊枪机械手，该自动焊 枪机械手应配合工位调节机构，实现焊接位置始终保持水平，进行连续的自动焊接，从而大 幅度提高焊接效率和焊接质量。本实用新型为解决上述问题所采用的技术方案是一种自动焊枪机械手，它主要 包括一个底座、立柱、焊枪和送丝机，立柱设立在底座的道轨上，借助行走机构在底座上移 动。它还包括一个横向移动机构和纵向移动机构，所述立柱的顶部固定安装一个第一滑座， 横向移动机构的第一滑板与第一滑座成滑动配合，在横向移动机构的一端固定安装一个第 二滑座，纵向移动机构的第二滑板与第二滑座成滑动配合，所述焊枪通过一个蜗轮蜗杆机构安装在纵向移动机构的下端。所述行走机构设置在立柱的一侧，采用伺服电机经减速器驱动与固定在底座上的 齿条啮合的驱动齿轮。所述横向移动机构以第一滑板为依托，采用第一伺服电机经第一减速器驱动第一 丝杠旋转，第一丝杠与固定安装在第一滑座上的第一丝母相配合。所述纵向移动机构以第二滑板为依托，采用第二伺服电机经第二减速器驱动第二 丝杠旋转，第二丝杠与固定安装在第二滑座上的第二丝母相配合。 在所述横向移动机构的上部设有一个所述送丝机和电缆立架。本实用新型的有益效果是这种自动焊枪机械手主要包括一个安装在可移动立柱 上的横向移动机构和纵向移动机构，可以实现焊枪的三维空间运动，完成工件变位时水平 焊位跟随，立柱的顶部固定安装一个第一滑座，横向移动机构的第一滑板与第一滑座成滑 动配合，在横向移动机构的一端固定安装一个第二滑座，纵向移动机构的第二滑板与第二 滑座成滑动配合，焊枪通过一个蜗轮蜗杆机构安装在纵向移动机构的下端。其优点如下1、该自动焊枪机械手配合工位调节机构，通过电气控制装置的协调控制达到了五 轴联动，从而使工件的堆焊端面在焊接过程中始终处于水平状态，实现了工件焊接过程中 的水平变位。2、采用热丝TIG焊接工艺和水平位连续焊接，焊接接头少，没有上、下坡，整体焊
道一致、平整，焊接质量高。3、完全实现了自动焊接，减少了堆焊面打磨量，提高了焊材利用率。4、采用热丝技术，在送丝导电嘴与工件间加入电压，使送丝导电嘴与工件间焊丝 流过电流，加热焊丝，减少焊丝对电弧热量吸收，从而提高焊接效率。
图1是一种自动焊枪机械手的结构图。图2是图1中的A-A向视图。图3是图1中的B向视图。图4是图1中的C放大图。图5是图1中的D放大图。图中1、底座，la、伺服电机，lb、减速器，lc、驱动齿轮，Id、齿条，le、的，2、立柱，
2a、电缆托架，2b电缆，3、横向移动机构，3a、第一伺服电机，3b、第一减速器，3c、第一轴承， 3d、第一丝母，3e、第一丝杠，3f、第一滑板，3g、第一滑座，4、纵向移动机构，4a、第二伺服电 机，4b、第二减速器，4c、第二轴承，4d、第二丝杠，4e、第二丝母，4f、第二滑板，4g、第二滑座， 5、蜗轮蜗杆机构，5a、手轮，6、焊枪，6a、焊丝导管，7、送丝机，7a、焊丝，8、电缆立架，8a、电缆导管。
具体实施方式
图1示出了一种自动焊枪机械手的结构图。图中，自动焊枪机械手主要包括一个 底座1、立柱2、横向移动机构3、纵向移动机构4、焊枪6和送丝机7，立柱2设立在底座1的道轨Ie上，借助行走机构在底座1上移动，焊枪6主要通过横向移动机构3和纵向移动机 构4调节到最佳焊接位置。图1、2、4示出行走机构设置在立柱2的一侧，它采用伺服电机Ia经减速器Ib驱 动与固定在底座1上的齿条Id啮合的驱动齿轮lc，由于固定在底座1上的齿条Id是不动 的，当伺服电机Ia工作时，就驱动立柱2沿道轨Ie移动。在立柱2的顶部固定安装一个第一滑座3g，横向移动机构3的第一滑板3f与第 一滑座3g成滑动配合。横向移动机构3以第一滑板3f为依托(构架)，采用第一伺服电 机3a经第一减速器3b驱动第一丝杠3e旋转，第一丝杠3e与固定安装在第一滑座3g上的 第一丝母3d相配合。也就是说，第一伺服电机3a、第一减速器3b、第一丝杠3e和第一丝杠 3e两端的第一轴承3c都与第一滑板3f连接在一起。当第一丝母3d不能移位时，第一丝杠 3e的旋转，必然使第一滑板3f沿第一滑座3g移动。图1、3、5示出在横向移动机构3的一端固定安装一个第二滑座4g，纵向移动机构 4的第二滑板4f与第二滑座4g成滑动配合，焊枪6通过一个蜗轮蜗杆机构5安装在纵向移 动机构4的下端。纵向移动机构4以第二滑板4f为依托(构架)，采用第二伺服电机4a经 第二减速器4b驱动第二丝杠4d旋转，第二丝杠4d与固定安装在第二滑座4g上的第二丝 母4e相配合。也就是说，第二伺服电机4a、第二减速器4b、第二丝杠4d和第二丝杠4d两 端的第二轴承4c都与第二滑板4f连接在一起。当第二丝母4e不能移位时，第二丝杠4d 的旋转，必然使第二滑板4f沿第二滑座4g移动。在横向移动机构3的上部设有一个所述送丝机7和电缆立架8，送丝机7通过焊丝 导管6a向焊口处输送焊丝7a，焊接电源用的电缆2b通过电缆托架2a、电缆立架8和电缆 导管8a电气连接焊枪6。除此外，由于焊枪6通过一个蜗轮蜗杆机构5安装在纵向移动机 构4的下端，可以通过手轮5a调节焊枪6的倾斜角度。综上所述，焊枪6可以实现纵、横两个方向的直线微调，和两个方向的角度调整。 夹枪机构安装于垂直滑板上，用于连接固定焊枪，其中转向蜗轮组件可以调节蜗杆使蜗轮 旋转，带动焊枪6旋转，旋转范围士90°，适应工件端面，立面的焊接，结构轻巧，调节方便， 并具有任意角度锁定的功能。为了满足马鞍面中R面的焊接工艺的要求，还附加一定点旋 转角度板，手动调节焊枪角度使其顺利完成R面的焊接，调节角度为45°。在焊接热丝焊枪 部分还执行AVC弧压跟踪，跟踪方向角可设定。
权利要求一种自动焊枪机械手，它主要包括一个底座(1)、立柱(2)、焊枪(6)和送丝机(7)，立柱(2)设立在底座(1)的道轨(1e)上，借助行走机构在底座(1)上移动；其特征是它还包括一个横向移动机构(3)和纵向移动机构(4)，所述立柱(2)的顶部固定安装一个第一滑座(3g)，横向移动机构(3)的第一滑板(3f)与第一滑座(3g)成滑动配合，在横向移动机构(3)的一端固定安装一个第二滑座(4g)，纵向移动机构(4)的第二滑板(4f)与第二滑座(4g)成滑动配合，所述焊枪(6)通过一个蜗轮蜗杆机构(5)安装在纵向移动机构(4)的下端。
2.据权利要求1所述的一种自动焊枪机械手，其特征是所述行走机构设置在立柱(2) 的一侧，采用伺服电机(la)经减速器(lb)驱动与固定在底座(1)上的齿条(Id)啮合的驱 动齿轮(lc)。
3.据权利要求1所述的一种自动焊枪机械手，其特征是所述横向移动机构(3)以第 一滑板(3f)为依托，采用第一伺服电机(3a)经第一减速器(3b)驱动第一丝杠(3e)旋转， 第一丝杠(3e)与固定安装在第一滑座(3g)上的第一丝母(3d)相配合。
4.据权利要求1所述的一种自动焊枪机械手，其特征是所述纵向移动机构(4)以第 二滑板(4f)为依托，采用第二伺服电机(4a)经第二减速器(4b)驱动第二丝杠(4d)旋转， 第二丝杠(4d)与固定安装在第二滑座(4g)上的第二丝母(4e)相配合。
5.据权利要求1所述的一种自动焊枪机械手，其特征是在所述横向移动机构(3)的 上部设有一个所述送丝机(7)和电缆立架(8)。专利摘要一种自动焊枪机械手，属于自动焊设备技术领域。这种自动焊枪机械手主要包括一个横向移动机构和纵向移动机构，立柱的顶部固定安装一个第一滑座，横向移动机构的第一滑板与第一滑座成滑动配合，在横向移动机构的一端固定安装一个第二滑座，纵向移动机构的第二滑板与第二滑座成滑动配合，焊枪通过一个蜗轮蜗杆机构安装在纵向移动机构的下端。其优点如下电气控制装置控制焊枪处于最佳焊接位置。采用热丝TIG焊接工艺和水平位连续焊接，焊接质量高。完全实现了自动焊接，减少了堆焊面打磨量，提高了焊材利用率。采用热丝技术，在送丝导电嘴与工件间加入电压，使送丝导电嘴与工件间焊丝流过电流，加热焊丝，减少焊丝对电弧热量吸收，从而提高焊接效率。
文档编号B25J9/08GK201644997SQ20102011400
公开日2010年11月24日 申请日期2010年2月17日 优先权日2010年2月17日
发明者李坚, 谷文, 高殿宝 申请人:中国第一重型机械股份公司;中国第一重型机械集团大连加氢反应器制造有限公司