CN102939181A - 钨极氩弧焊装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钨极氩弧焊装置。根据本发明的钨极氩弧焊装置，包括：焊枪单元(400)，配置有电极(632)、焊丝(634)及摆动单元(410)；焊接姿势控制单元(100)，为了比焊枪单元(400)先运行而以焊枪单元(400)的前进方向为基准朝上下左右方向旋转焊枪单元(400)并控制焊接姿势；焊接线跟踪单元(200)，设置于焊接姿势控制单元(100)，检测放置焊接母材的状态，进而跟踪焊接线；以及焊枪传送单元(300)，根据从焊接线跟踪单元(200)跟踪得到的焊接线的信息移动焊枪单元(400)。
Description
技术领域
本发明涉及一种钨极氩弧焊装置，更详细而言，涉及实时跟踪焊接线并根据跟踪得到的焊接线的信息使焊枪移动进而可进行钨极氩弧焊的钨极氩弧焊装置。
背景技术
通常，钨极氩弧焊(TIG)是“惰性气体保护钨极电弧焊(TungstenInert Gas arc welding)”的简称。
所述钨极氩弧焊，作为电极使用钨极棒进而产生电弧，并通过电弧熔化填充剂的同时进行焊接，此时，电极是使用钨极棒，填充剂是使用铜(Cu)线。
所述钨极棒几乎不会被消耗，而只有所述铜线被消耗。
而且，钨极氩弧焊在产生电弧的部分通过焊接握把供应氩气(Ar)或氦气(He)，在所述惰性气体中熔化所述填充剂和母材的同时进行焊接。
此时，由于焊接中产生的高温，会使母材热变形，所述热变形可改变焊接线，且由于焊接线的变化使电极和母材间的间隔不一致时，由于过大电流及过小电流而在焊接部产生结合或焊接不良。
而且，对于电极和母材之间的距离和焊枪和母材形成的角度等焊接姿势非常敏感，当由于焊接姿势错位或拧曲而发生焊接线变化时，对于变化的焊接线有必要积极对应。
尤其，由于母材和电极棒的间隔1mm～2mm的差异而焊接电流的大小产生变化，因此，当焊接的焊枪的间隔或角度为理想时可期待最佳的焊接品质，但如上所述，由于焊接姿势的不良而产生异常的电弧时，不能正常进行钨极氩弧焊，因此需要高超的熟练度。
另一面，在碳弧焊装置中作为自动跟踪焊接线的技术，提出了利用激光扫描机来跟踪焊接线的技术。
但是，在碳弧焊装置中，存在产生焊渣(spatter)，且所述焊渣飞散而污染激光扫描机等的光学透镜，并且焊渣在大气中与激光跟踪线发生干涉而不能正确测定焊接母材的状态的问题点，而且，由于不正确的测定导致本应成为焊接路径的基础的焊接线的信息不正确而具有不能正常地进行焊接的问题点。
而且，根据焊接工作环境，放置母材的方向及姿势也相互不同，此时，根据焊接棒的姿势或方向，对品质导致有影响，因此，需要快速地改变焊接姿势以符合焊接工作环境。
发明内容
本发明所要解决的技术课题，其目的在于，提供即便焊接对象的所谓母材的状态稍微歪曲或高度不一，也能跟踪焊接线而能够沿着最佳的焊接路径进行焊枪的钨极氩弧焊装置。
本发明的其他目的在于，提供根据配置焊接母材的方向而能够主动改变焊接姿势，从而能够提高自动化焊接装置的效率的钨极氩弧焊装置。
本发明所要解决的技术课题并不限定于以上所述的技术课题，而对于未被提及的其他技术课题，本领域的技术人员可从以下记载明确理解。
为达成所述目的，根据本发明的钨极氩弧焊装置，包括：焊枪单元，配置有电极、焊丝及摆动单元；焊接姿势控制单元，朝上下左右方向旋转焊枪单元用于控制焊接姿势；焊接线跟踪单元，为了比焊枪单元先运行而以焊枪单元的前进方向为基准设置在所述焊接姿势控制单元，检测放置焊接母材的状态，进而跟踪焊接线；及焊枪传送单元，根据从焊接线跟踪单元跟踪到的焊接线的信息移动焊枪单元。
而且，所述焊接姿势控制单元，包括：第1旋转致动器，设置在框架用于旋转第1旋转支架；第2旋转致动器，设置在第1旋转支架用于旋转第2旋转支架；及第3旋转致动器，设置在第2旋转支架用于旋转设置有所述焊枪单元的第3旋转支架。
所述焊接线跟踪单元，包括：视觉传感器单元，用于扫描所述焊接母材的焊接线；传送控制单元，运算从所述视觉传感器单元扫描得到的信息，从而跟踪焊接线。
所述焊枪传送单元，包括：第1传送致动器，设置在所述焊接姿势控制单元的一侧，并根据从所述焊接线跟踪单元跟踪到的焊接线而朝第1方向移动所述焊枪单元；第2传送致动器，设置在所述第1传送致动器的一侧，并根据从所述焊接线跟踪单元跟踪到的焊接线而朝与所述第1方向直交的第2方向移动所述焊枪单元。
其他实施例的具体事项均包含在详细说明及图面。
如上所述构成的根据本发明的钨极氩弧焊装置，在碳弧焊中不产生焊渣，因此能够更准确地跟踪焊接线，并根据跟踪到的焊接线的信息移动焊枪，从而能够保持正确的焊接姿势，进而能够提高焊接品质。
而且，本发明的钨极氩弧焊装置，根据配置焊接母材的形状或姿势能够改变焊枪的方向，因此，不仅在焊接工作现场能够有效地对应，而且能够体现完成度高的自动化焊接装置。
附图说明
图1是用于说明根据本发明的一实施例的钨极氩弧焊装置的图面。
图2是在根据本发明的一实施例的钨极氩弧焊装置中用于说明焊接姿势控制单元100的主视图。
图3是在根据本发明的一实施例的钨极氩弧焊装置中用于说明焊接姿势控制单元100的俯视图。
图4及图5是在根据本发明的一实施例的钨极氩弧焊装置中用于说明焊枪传送单元300的图面。
图中：
100：焊接姿势控制单元，102：框架，110、120、130：旋转致动器，112：第1旋转支架，122：第2旋转支架，132：第3旋转支架，200：焊接线跟踪单元，202：固定支架，210：视觉传感器单元，220：传送控制单元，300：焊枪传送单元，302：第1块部，310：第1传送致动器，320：第2传送致动器，312：第1螺栓，322：第2螺栓，314：第1螺母块，324：第2螺母块，316：第2块部，400：焊枪单元，402：固定器臂，410：摆动单元，412：焊枪，416：焊丝固定器，512：第1母材，514：第2母材，516：焊接线，600：主调控单元，610：焊丝供应单元，620：固定器电缆，632：电极，634：焊丝
具体实施方式
本发明的优点、特征及达成它们的方法通过附图和后述的实施例将会明确。
在说明书中相同的符号代表相同的构成要素。
以下，参照图1说明根据本发明的一实施例的钨极氩弧焊装置。
图1是用于说明根据本发明的一实施例的钨极氩弧焊装置的图面。
如图1所示，根据本发明的一实施例的钨极氩弧焊装置，包括：焊接姿势控制单元100，朝上下左右方向旋转焊枪单元400用于控制焊接姿势；焊接线跟踪单元200，检测放置焊接母材的状态，进而跟踪焊接线；焊枪传送单元300，根据焊接线的信息移动所述焊枪单元400。
所述焊枪单元400配置有电极632、焊丝634及摆动单元410。
所述电极632为钨极电极棒，而所述焊丝634可为铜(Cu)材质的焊丝焊接剂。
所述摆动单元410为在预定幅度的范围内左右往复移动所述焊枪单元400的焊枪412的装置，因此，在进行焊接时形成焊道。
在焊枪412的下端配置有电极632，在焊枪412的一侧配置有焊丝固定器416，在焊丝固定器416中，焊丝634以空转状态被支撑，并通过所述焊丝供应单元610朝焊接焊丝634的部分侧被提供。
而且，所述焊枪单元400通过固定器电缆620与主调控单元600连接，在所述主调控单元600的一侧可配置用于供应所述焊丝634的供应单元610。
所述固定器电缆620可配置有用于向所述焊枪单元400供应惰性气体的喷嘴和用于产生电弧的电源线。
所述供应单元610供应焊丝634，尤其保持适当的速度以符合焊接的进行速度供应焊丝634。
所述焊接线跟踪单元200配置于以进行焊接的方向为基准比所述焊枪单元400先运行的位置。
所述焊接线跟踪单元200，包括：视觉传感器单元210，用于扫描焊接母材的焊接线；传送控制单元220，运算从所述视觉传感器单元210扫描得到的信息进而跟踪焊接线。
因此，进行焊接时，焊接线跟踪单元200比起焊枪单元400先运行，而能够扫描第1母材512及第2母材514的表面，进而可跟踪第1母材512及第2母材514之间的焊接线516。
所述视觉传感器单元210可测定与测定对象物间的距离，因此可检测焊接线516的高度变化或左右歪曲的形态，而该信息在所述传送控制单元220进行运算，并将跟踪得到的焊接线信息可作为高度变位值和左右变位值输出。
参照图2及图3更详细说明所述焊接姿势控制单元100。
图2是在根据本发明的一实施例的钨极氩弧焊装置中用于说明焊接姿势控制单元100的主视图，图3是在根据本发明的一实施例的钨极氩弧焊装置中用于说明焊接姿势控制单元100的俯视图。
如图2及图3所示，焊接姿势控制单元100包含，第1旋转致动器110、第2旋转致动器120及第3旋转致动器130。
更详细而言，在框架12设置有所述第1旋转致动器110，在所述第1旋转致动器110设置有第1旋转支架112，并通过第1旋转致动器110的驱动，第1旋转支架112进行旋转。
在所述第1旋转支架112设置有所述第2旋转致动器120，在所述第2旋转致动器120设置有第2旋转支架122，并通过第2旋转致动器120的驱动，第2旋转支架122进行旋转。
所述第1旋转致动器110的操作轴和所述第2旋转致动器120的操作轴可朝直交的方向配置。
在所述第2旋转支架122设置有所述第3旋转致动器130，在所述第3旋转致动器130设置有第3旋转支架132，并通过第3旋转致动器130的驱动，第3旋转支架132进行旋转。
所述第2旋转致动器120的操作轴和所述第3旋转致动器130的操作轴可朝直交的方向配置。
如图1及图4所示，在所述第3旋转支架132设置有固定支架202，在所述固定支架202的前方设置有所述焊接线跟踪单元200，在所述固定支架202的后方配置有所述焊枪传送单元300。
因此，通过所述第1旋转致动器110、第2旋转致动器120及第3旋转致动器130的驱动，焊枪单元400可朝任意方向选择姿势，从而对应各种姿势，例如平焊、仰焊、横焊、立焊等放置母材的方向而能够主动选择姿势。
如上所述，体现在焊接姿势控制单元100的各种姿势改变焊枪单元400的方向，从而能够选择各种焊接姿势。
所述框架102可安装于可行进的自动化焊接器，作为自动化焊接器的一例，具有转向辊、转盘、关节机器人、行进机器人等多种形态，根据本发明的钨极氩弧焊装置可设置于如上所述的各种形态的自动化焊接器而使用。
另一面，焊枪单元400可通过所述第3旋转致动器130进行反转，并在如上所述反转的状态下，焊枪单元400后退，从而在1次焊接的焊道的上侧反复形成2次焊道。
参照附图4及图5更详细说明所述焊枪传送单元300。
图4及图5是在根据本发明的一实施例的钨极氩弧焊装置中用于说明焊枪传送单元300的图面。
如图4及图5所示，焊枪传送单元300设置于焊接姿势控制单元100的一侧，更详细而言设置在第3旋转支架132。
焊枪传送单元300，在所述第3旋转支架132设置有第1块部302，在第1块部302内设置第1螺栓312，在第1块部302的一侧设置有用于旋转所述第1螺栓312的第1传送致动器310。
在所述第1螺栓312螺栓结合第1螺母块314，第1螺母块314在所述第1块部302进行线性移动。
在所述第1螺母块314设置有第2块部316，在第2块部316内设置有第2螺栓322，在第2块部316的一侧设置有用于旋转所述第2螺栓322的第2传送致动器320。
而且，所述第1螺栓312的轴线和所述第2螺栓322的轴线可以设置在相直交的方向。
在所述第2螺栓322设置有第2螺母块324，第2螺母块324在所述第2块部316进行线性移动。
在所述第2块部316的一侧安装有所述焊枪单元400，更详细而言，如图5所示，在第2螺母块324设置有固定器臂402，在所述固定器臂402配置有所述焊枪单元400。
即，根据从所述焊接线跟踪单元200跟踪到的焊接线信息可向第1线性致动器310及第2线性致动器320下达指令，从而，第1线性致动器310及第2线性致动器320进行上下左右等移动。
更详细而言，根据从所述焊接线跟踪单元200输出的高度变位信息，驱动所述第1线性致动器310而调整焊枪单元400的高度a，从而能够保持母材和电极632之间的预定的距离。
而且，根据从所述焊接线跟踪单元200输出的左右变位信息，所述第2线性致动器320进行左右移动而朝左右方向移动调整焊枪单元400，从而即便焊接线歪曲或变形，也能跟踪变形的焊接线而能够进行焊接。
如上所述，根据本发明的一实施例的钨极氩弧焊装置，通过焊接姿势控制单元100根据放置母材的方向改变焊枪单元400的姿势而能够主动改变焊接姿势，从而能够在多种形态的焊接工作中体现自动化。
根据本发明的一实施例的钨极氩弧焊装置，在不产生焊渣的环境下跟踪焊接线，因此，不产生由焊渣引起的光学机器的污染，从而能够精确地跟踪焊接线。
尤其，在焊接母材倾斜或歪曲时，根据跟踪到的焊接线的信息，通过焊枪传送单元300移动焊枪单元400，从而能够将第1母材512、第2母材514和电极632始终保持预定的间隔s，由此，防止焊接品质降低而提高焊接品质。
当焊接母材的表面过度倾斜时，通过第1旋转致动器110、第2旋转致动器120及第3旋转致动器130的动作主动进行应对而能够将焊枪412和焊接母材形成的角度b、c始终保持预定角度，从而能够提高焊接品质。
以上参照附图说明了本发明的实施例，但应理解为本领域的技术人员在不改变其技术思想或必要特征的情况下能够以其他的具体形态来实施本发明。
因此，应理解为如上所述的实施例是在所有面上举例说明而已，并不是用来限定本发明，本发明的范围根据权利要求范围而决定，并解释为从权利要求范围的意义、范围及其等价概念导出的所有改变或变形的形态均属于本发明的范围。
工业利用可能性
根据本发明的钨极氩弧焊装置实时跟踪焊接线，并根据跟踪到的焊接线的信息来移动钨极氩弧焊固定器，从而能够使用在精密的钨极氩弧焊。
Claims (4)
1.一种钨极氩弧焊装置，包括：
焊枪单元(400)，配置有电极(632)、焊丝(634)及摆动单元(410)；
焊接姿势控制单元(100)，朝上下左右方向旋转所述焊枪单元(400)用于控制焊接姿势；
焊接线跟踪单元(200)，为了比所述焊枪单元(400)先运行而以所述焊枪单元(400)的前进方向为基准设置于焊接姿势控制单元(100)，检测放置焊接母材的状态，进而跟踪焊接线；以及
焊枪传送单元(300)，根据从所述焊接线跟踪单元(200)跟踪到的焊接线的信息移动焊枪单元(400)。
2.根据权利要求1所述的钨极氩弧焊装置，所述焊接姿势控制单元(100)，包括：
第1旋转致动器(110)，设置在框架(102)，用于旋转第1旋转支架(112)；
第2旋转致动器(120)，设置在所述第1旋转支架(112)，用于旋转第2旋转支架(122)；以及
第3旋转致动器(130)，设置在所述第2旋转支架(122)，用于旋转设置有所述焊枪单元(400)的第3旋转支架(132)。
3.根据权利要求1所述的钨极氩弧焊装置，所述焊接线跟踪单元(200)，包括：
视觉传感器单元(210)，用于扫描所述焊接母材的焊接线；
传送控制单(220)，运算从所述视觉传感器单元(210)扫描得到的信息，进而跟踪焊接线。
4.根据权利要求1所述的钨极氩弧焊装置，所述焊枪传送单元(300)，包括：
第1传送致动器(310)，设置于所述焊接姿势控制单元(100)的一侧，并根据从所述焊接线跟踪单元(200)跟踪到的焊接线朝第1方向移动所述焊枪单元(400)；以及
第2传送致动器(320)，设置于所述第1传送致动器(310)的一侧，并根据从所述焊接线跟踪单元(200)跟踪到的焊接线朝与所述第1方向直交的第2方向移动所述焊枪单元(400)。
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