用于轨道焊机系统的摄像装置和焊丝送进方案的制作方法
【技术领域】
[0001]总地而言，本发明涉及用于与轨道焊接系统连接的摄像和安装装置。更特别地，本发明涉及耦合于焊接系统的一部分的摄像安装装置，同时为摄像装置提供万向调整以聚焦在焊接区上。
[0002]发明背景
[0003]在工业应用中，焊接可以包含抬高(raising)、恪敷、堆焊、填充、表面硬化、恪覆、接合以及其他焊接应用。当面对具有弯曲表面的工件时，轨道焊接过程可以被用来旋转焊头以将焊接应用于弯曲表面。最通常的使用轨道焊接的例子是管道焊接。管道焊接可以包括薄壁应用，其中焊头被关于其他表面旋转，两块端部被接合在一起，可替换地，管道焊接可以包括深槽几何结构，其中焊接电极延伸进入形成在被接合的两个管道之间的槽来铺设焊接材料的连续焊道以填充槽并且接合厚壁管道。轨道焊接系统可以包括安装在导轨或固定装置上的焊头，所述导轨或固定装置夹紧或以其他方式被支撑在工件上并且被旋转来供应焊接。轨道焊接常常涉及到具有前摄像装置和/或后摄像装置的焊接区的被限制的可见性。
[0004]与工件相关联的深槽几何结构和弯曲可以损坏轨道焊接系统，并且需要的是关于轨道焊接系统的改进技术。
【发明内容】
[0005]为了改进具有前摄像装置和/或后摄像装置的焊接区的可见性，本发明提出根据权利要求1的焊机系统、根据权利要求10的支架以及根据权利要求15的轨道焊接系统。依照本发明的实施方案，焊接系统被提供，其中轨道焊机具有机架，所述机架被附着于工件并且被支撑在附加于工件的轨道的一部分上，并且焊炬耦合于机架，所述焊炬包括被调适来在工件上形成焊接接头的电极。焊机系统进一步包括丝送进装置，所述丝送进装置被连接到焊丝供应器来向针对焊接区的焊丝导向器提供焊丝，电极在所述焊接区将焊接材料沉积在工件上。依照该方面，焊机系统包括耦合于机架的支架，所述支架包括第一臂和第二臂，所述第一臂在第一平面中，其中第一臂的一部分被调适来将摄像装置聚焦在焊接区上，所述第二臂具有处于第二平面中的偏置部分来限定接收摄像装置的至少一部分的凹处，所述第二平面与第一平面分开距离，其中第二臂包括焊丝导向器座，所述焊丝导向器座在第一平面中支撑焊丝导向器以向焊接区提供焊丝。优选的实施方案可以从从属权利要求获得。
[0006]依照本发明的实施方案，用于将摄像装置安装至焊机系统的支架被提供，所述支架包括位于第一平面中的第一臂，所述第一臂包括顶部分以及与所述顶部分相对的底部分。依照支架，底部分包括接收摄像装置的第一部分的摄像装置座，其中摄像装置被定位来对准焊接区。支架进一步包括第二臂，所述第二臂具有处于第二平面中的偏置部分以限定接收摄像装置的第二部分的凹处，所述第二平面与第一平面分开距离，其中第二臂包括焊丝导向器座，所述焊丝导向器座在第一平面中支撑焊丝导向器以向焊接区提供焊丝的一部分。利用支架，摄像装置座设备的中心点处于与焊丝导向器座的中心点相同的平面中。优选的实施方案可以从从属权利要求获得。
[0007]依照本发明的实施方案，包括轨道焊机的轨道焊接系统被提供，所述轨道焊机具有机架以及耦合于机架的焊炬，所述机架附着于工件并且被支撑在附加于工件的轨道的一部分上，所述焊炬包括被调适来在工件上形成焊接接头的电极。轨道焊接系统进一步包括丝送进装置，所述丝送进装置被连接到焊丝供应器以向针对焊接区的焊丝导向器提供焊丝，电极在所述焊接区将焊接材料沉积在工件上。依照轨道焊接系统，耦合于机架的支架被提供，所述支架包括第一臂和第二臂，所述第一臂在第一平面中，其中第一臂的一部分被调适来将摄像装置聚焦在焊接区上，所述第二臂具有处于第二平面中的偏置部分来限定接收摄像装置的至少一部分的凹处，所述第二平面与第一平面分开距离，其中第二臂包括焊丝导向器座，所述焊丝导向器座在第一平面中支撑焊丝导向器来对准于焊接区上的位置。在轨道焊接系统中，第二臂进一步包括顶部分以及与所述顶部分相对的底部分、从顶部分向偏置部分过渡的第一过渡区以及从偏置部分向焊丝导向器座或底部分中的至少一个过渡的第二过渡区，其中第一过渡区、偏置部分以及第二过渡区形成连续的弯曲部。
[0008]当依据附图、详细的说明书以及所附的权利要求书来查看时，本发明的这些以及其他目标将是明显的。
_9] 附图简要说明
[0010]本发明在某些部分和各部分的布置方面可以具有具体形式，本发明的优选实施方案将在说明书中被详细描述并且在附图中被图示说明，附图构成本发明的一部分，并且在附图中:
[0011]图1图示说明轨道焊接系统的主视图，所述轨道焊接系统包括支撑摄像装置和焊丝导向器以定位在焊接区上的第一安装系统和第二安装系统；
[0012]图2A图示说明轨道焊接系统的侧视图，所述轨道焊接系统包括支撑摄像装置和焊丝导向器以定位在焊接区上的第一安装系统和第二安装系统；
[0013]图2B图示说明轨道焊接系统的立体图，所述轨道焊接系统包括支撑摄像装置和焊丝导向器以定位在焊接区上的第一安装系统和第二安装系统；
[0014]图3A图示说明第一摄像装置以及焊丝导向系统的主视图，所述焊丝导向系统支撑用于轨道焊接系统的摄像装置以及焊丝导向器；
[0015]图3B图示说明第一摄像装置以及焊丝导向系统的立体图，所述焊丝导向系统支撑用于轨道焊接系统的摄像装置以及焊丝导向器；
[0016]图4A图示说明第二摄像装置以及焊丝导向系统的主视图，所述焊丝导向系统支撑用于轨道焊接系统的摄像装置以及焊丝导向器；
[0017]图4B图示说明第二摄像装置以及焊丝导向系统的立体图，所述焊丝导向系统支撑用于轨道焊接系统的摄像装置以及焊丝导向器；
[0018]图5图示说明第二摄像装置以及焊丝导向系统的侧视图，所述焊丝导向装置支撑用于轨道焊接系统的摄像装置以及焊丝导向器；以及
[0019]图6图示说明第二摄像装置以及焊丝导向系统的分解视图，所述焊丝导向系统支撑用于轨道焊接系统的摄像装置以及焊丝导向器。
[0020]详细描沐
[0021]本发明的实施方案涉及与摄像装置和焊丝导向系统相关的方法和系统，所述焊丝导向系统包括用于焊丝导向器以及摄像装置的支架，其中支架校准摄像装置以对准针对轨道焊接系统的焊接区位置。特别地，支架支撑被定位在焊接区上的焊丝导向器，同时也支撑可以被定位在焊接区上的摄像装置。支架使焊接区能够被摄像装置拍摄并且以焊丝导向器为中心来保持被定位在焊接区上。支架提供摄像装置的放置，以提供焊接区的录像/摄像可见性，同时允许随焊丝部位调整的摄像装置调整或独立于焊丝部位调整的摄像装置调整。而且，焊丝导向器和摄像装置系统可以包括支架和高度调整装置，所述高度调整装置调控(maneuver)支架(以及附加的摄像装置和焊丝导向器)向上离开焊接区或向下朝向焊接区。
[0022]如本文使用的“焊接(welding)”或“焊接(weld) ”(包括这些词的任何其他构词成分)将涉及通过电弧的操作(包括但不限于埋弧焊、GMAW焊、MAG焊、MIG焊、TIG焊)或者通过任何与轨道焊接系统使用的电弧的操作的熔融材料的沉积。
[0023]现在将出于图示说明在递交本专利申请时申请人已知的最佳模式的目的，描述实施本发明的最佳模式。实施例和附图仅仅是示例性的而不意味着要限制本发明，本发明通过权利要求的范围和精神来衡量。现在参照附图，其中示出的内容仅是出于图示说明本发明的示例性实施方案的目的而不是出于限制本发明的示例性实施方案的目的，图1-7图示说明与自动的或半自动的焊接系统使用的摄像装置和焊丝导向器安装系统。焊接系统的一个图示说明性实施例是轨道焊接，所述轨道焊接经常被用于各种类型材料的管或管道的接合。例如，钨惰性气体(TIG)或气体保护钨极弧焊(GTAW)焊炬可以被用来绕管道运行以被自动的机械系统焊接在一起。图1-2B图示说明如在轨道焊接环境中使用的轨道焊接系统100 (也被称为焊机、系统和/或焊机系统)的示例性实施方案。轨道焊接系统100包括绕管道或管行进的焊接小车(未示出)、焊接电源(未示出)和控制器(未示出)，以及提供操作者控制的遥控装置(未示出)。
[0024]系统100(如图1-2B中所见)一般被使用在深槽焊接中。在示出的实施例中，焊接系统100包括具有焊机本体或机架101的轨道TIG焊机，所述轨道TIG焊机可以附着于工件或被支撑在轨道上。焊机100包括具有焊接电极32的焊炬(一般以30指示)，所述焊接电极32用于沉积焊接材料来在焊接区Z形成焊接接头。电极32是具有适合于被焊接的槽G的电极长度的延伸电极。延伸电极32可以具有适合于给定的深槽焊接的任何长度(包括大于10毫米的长度)。如在示出的实施例中描绘的，电极长度可以大于100毫米。示出的特别的实施例具有约120毫米的长度。这一实施例不是限制性的，因为具有更长或更短长度的电极可以依据槽G的深度被使用。
[0025]焊炬30被连接到保护气体供应器108，所述保护气体供应器108向焊炬30提供诸如氩气的惰性气体。焊接气体供应器108可以包括诸如柱体的容器，所述容器储存受到压力的保护气体S，并且保护气体S经由适当的管或其他管路的递送可以被调节器或其他控制器107控制。非加压源也可以与由栗等提供的气体递送被使用。当焊接厚板或厚壁管道时，焊接接头设计典型地提供窄槽以准许细长电极随着焊炬角度的一些调整放置在焊缝中，来确保通过将一系列焊道层叠在彼此之上创建的良好焊缝，直到接头被填充完。贯穿下面的描述，这一过程可以可互换地被称为窄槽焊接或深槽焊接。窄槽焊接是在窄槽或接头中，连续的单一焊道焊接层被施加在彼此顶部上的过程。在窄槽环境中的考虑因素之一是维持充足的保护气体以保护熔融焊池不受大气污染。典型地，惰性保护气体，诸如氩，利用长电极从焊接接头外部被提供，所述长电极延伸入保护气体供应器之下的槽中。
[0026]所述焊机可以包括连接至焊丝供应器的丝送进装置，诸如向一个或更多个焊丝导向器104'、104提供钨焊丝W的线轴103。在示出的实施例中，一对延伸的焊丝导向器104'、104由处在机架101两侧的独立线轴103提供和送进。延伸的焊丝导向器104'