一种自动化电弧焊接设备及焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种自动化电弧焊接设备及焊接方法，属于焊接设备技术领域，焊接设备工作台上安装有依次连接的第一传动单元、第二传动单元、固定支架；固定支架上安装有带焊钳的焊钳连臂，焊钳上安装有焊条夹具，焊条夹具上方对应位置的固定支架上安装有焊条箱；第一传动单元、第二传动单元、固定支架、焊钳、焊条夹具均利用电机、丝杆、导轨的配合运动，实现对焊条的角度调节以及三个方向上的位置调整；整个焊接设备利用控制箱实现总控，操作者输入编好的参数、指令即可实现由控制箱控制相应电机工作，进行自动焊接，能够对焊条的前进方向、角度、进给速度、摆动路径实现精准控制，提高焊接效率和质量，降低操作者工作强度。

【技术实现步骤摘要】
一种自动化电弧焊接设备及焊接方法
本专利技术属于焊接设备
，尤其涉及一种自动化电弧焊接设备及焊接方法。
技术介绍
电弧焊是金属加工领域使用非常广泛的一种焊接加工方法，目前的电弧焊操作仍然采用人工焊接的方式。电弧焊的操作原理并不复杂，但是对操作者的操作技能要求很高，焊接过程中的关键是如何控制好焊条的前进方向、角度、进给速度以及摆动路径；焊接质量取决于操作者的技术水平，要完成高质量的电弧焊接需要操作者具备高超的焊接技术，而这需要经过长时间的操作积累才能达成。而且电弧焊的操作环境温度较高，工作环境较差，长期从事电弧焊工作的操作者的腰部、手臂、手腕等部位或多或少都存在不同程度的损伤；焊接过程中产生的电弧光及烟尘气体等也对人体有较大的伤害。传统的手工电弧焊无法做到连续操作，每焊接完一根焊条则需要停下更换焊条，然后才能继续操作，操作过程比较麻烦，工作效率较低。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种自动化电弧焊接设备及焊接方法，在控制箱的控制下，利用电机、丝杆、导轨的相互配合，实现焊条的角度调节以及三个方向上的位置调节，结合弹簧的推动作用，还能实现焊条的自动更换，整个焊接设备自动化程度高，使用方便、安全。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种自动化电弧焊接设备，包括工作台，工作台上安装有第一传动单元，第一传动单元上方安装有第二传动单元，第二传动单元上方安装有固定支架C；固定支架C上部和下部之间安装有导轨C和丝杆C，导轨C和丝杆C上安装有焊接单元，丝杆C底部与安装在固定支架C底部的电机C连接；固定支架C顶部安装有焊条箱，焊条箱顶部安装有电机F；工作台一侧安装有焊条回收单元，焊条回收单元、第一传动单元、第二传动单元、焊接单元、电机C、电机F均与安装在工作台另一侧的控制箱信号连接。进一步地，所述工作台另一侧还安装有与控制箱信号连接的弧光传感器。进一步地，所述焊接单元包括安装在导轨C和丝杆C上的焊钳连臂，焊钳连臂另一端内部设有两个啮合的45°齿轮，焊钳连臂另一端的上表面安装有电机D，电机D与一个45°齿轮连接，另一个45°齿轮与安装在焊钳连臂上的焊钳连接；焊钳上安装有焊条夹具，焊条夹具与电机E连接，焊条夹具用于夹持焊条。进一步地，所述焊条箱内设置有多根焊条，焊条箱一侧内壁上安装有弹簧，弹簧另一端与推板连接，推板另一侧与焊条表面接触；远离弹簧一侧的焊条箱顶部安装有电机F，电机F与丝杆D连接，丝杆D穿过焊条箱顶部进入焊条箱内，且丝杆D上安装有顶杆，顶杆下方与焊条顶部位置对齐；顶杆下方焊条对应的焊条箱底部设有焊条进给口，焊条进给口与焊条夹具位置对齐。进一步地，所述第一传动单元包括底板A，底板A上表面安装有两个固定支架A，固定支架A之间安装有丝杆A以及导轨A，丝杆A一端还与电机A连接，电机A与控制箱信号连接；所述第二传动单元与第一传动单元结构相同，且第二传动单元的丝杆B延长线与第一传动单元的丝杆A延长线相互垂直。进一步地，所述第二传动单元的底板B下表面设有与丝杆A、导轨A相匹配的通孔结构；第二传动单元通过该通孔结构安装在第一传动单元上方。进一步地，所述固定支架C底部设有与第二传动单元的丝杆B、导轨B相匹配的通孔结构；固定支架C通过该通孔结构安装在第二传动单元上方。进一步地，所述焊条回收单元包括废焊条回收桶，废焊条回收桶上方安装有电机G，电机G与夹紧钳口连接，电机G还与控制箱信号连接。利用上述自动化电弧焊接设备进行焊接的方法，包括如下步骤：将工件放置在工作台上，在控制箱中编写控制指令，设定控制参数，打开控制箱开关，控制电机D、电机E工作，由电机D、电机E分别带动焊钳、焊条夹具转动，实现焊条在垂直及平行两个方向上的转动，将焊条调整至起焊角度；接着，控制箱依次控制第一传动单元、第二传动单元上的电机A、电机B工作，进而带动丝杆A、丝杆B旋转，使得第二传动单元沿导轨A移动，固定支架C沿导轨B移动，实现焊条在水平面上的位置调整；控制箱控制固定支架C底部的电机C工作，电机C带动丝杆C旋转，使得焊钳连臂沿导轨C移动，实现焊条在竖直平面上的位置调整；调整完成后焊条到达工件起焊点，控制器记录下焊条的起焊坐标及起焊角度；接着，根据工件规格和焊接位置，在控制箱内编写控制指令，设定焊条焊接的技术参数，打开焊接开关；控制箱控制电机A、电机B、电机C工作，带动焊条进行引弧操作；当弧光传感器检测到电弧光并将此检测结果数据传递至控制箱时，控制箱控制焊条根据设定的焊接路径、速度在工件上进行自动化焊接操作。进一步地，当需要更换所述焊条时，控制箱记录此时焊接点位置上焊条的坐标角度，控制焊条离开工件表面并移动至废焊条回收桶上方；控制箱控制电机G工作，电机G带动夹紧钳口夹紧废焊条；然后控制箱控制固定支架C回到焊接点坐标位置，并控制焊钳移动到指定高度，控制焊条夹具转动至与焊条进给口对应的方向；控制箱控制夹紧钳口松开，废焊条落入废焊条回收桶内；控制箱控制焊条箱顶部的电机F正转，电机F带动顶杆将焊条推入焊条夹具中夹紧，接着控制箱控制焊钳向下移动将焊条抽出焊条箱；电机F达到设定正转圈数后，控制箱控制电机F反转，带动顶杆运动至初始位置；同时，焊条箱内的弹簧通过推板推动焊条，保证顶杆下方与新的焊条顶部位置对齐。本专利技术具有如下有益效果：与现有技术相比，本专利技术所提供的自动化电弧焊接设备，利用控制箱实现总控，利用电机、丝杆、导轨的相互配合，实现焊条的角度调节以及三个方向上的位置调节；焊条箱中，利用电机、丝杆、顶杆配合实现焊条的进给，将焊条推至焊条夹具中夹紧，焊条箱内还设有弹簧来推动焊条移动，能够保证焊条的连续进给；整个焊接设备自动化程度高，能够有效提高焊接施工效率，且使用方便、安全。在使用本专利技术所提供的自动化电弧焊接设备时，操作者只要将各种参数编好以后输入到设备的控制器内即可实现自动电弧焊接过程，在此过程中，操作者能够随时控制焊接进程并进行焊渣清理以及工件质量检验等工作；操作者还能够根据操作需要对参数进行调用、调节及修正；整个电弧焊接过程无需人工操作，设备会自动更换新的焊条直至焊接结束，焊接完成操作者清理焊渣并检验工件质量，真正意义上做到了将操作者从手工焊接中解放出来。本专利技术中的电弧焊接设备对于焊条在工作区域内的前进方向、角度、进给速度、摆动路径等技术参数能够实现精准控制，满足工作区域内平焊、立焊、横焊、角焊等焊接要求；使用本专利技术所述的电弧焊接设备可以很大程度上降低操作者的工作强度，克服手工操作的质量缺陷，大幅提高焊接质量与焊接效率。附图说明图1为本专利技术所述未安装焊条箱的自动化电弧焊接设备俯视图；图2为本专利技术所述自动化电弧焊接设备正面结构剖面图；图3为本专利技术所述自动化电弧焊接设备左侧结构剖面图；图4为本专利技术所述第一传动单元俯视图；图5为本专利技术所述第二传动单元俯视图。图中：1-工作台；2-第一传动单元；21-底板A；22-固定支架A；23-丝杆A；24-导轨A；25-电机A；3-第二传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动化电弧焊接设备，其特征在于，包括工作台（1），工作台（1）上安装有第一传动单元（2），第一传动单元（2）上方安装有第二传动单元（3），第二传动单元（3）上方安装有固定支架C（4）；固定支架C（4）上部和下部之间安装有导轨C（41）和丝杆C（42），导轨C（41）和丝杆C（42）上安装有焊接单元，丝杆C（42）底部与安装在固定支架C（4）底部的电机C（43）连接；固定支架C（4）顶部安装有焊条箱（10），焊条箱（10）顶部安装有电机F（104）；工作台（1）一侧安装有焊条回收单元，焊条回收单元、第一传动单元（2）、第二传动单元（3）、焊接单元、电机C（43）、电机F（104）均与安装在工作台（1）另一侧的控制箱（11）信号连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动化电弧焊接设备，其特征在于，包括工作台（1），工作台（1）上安装有第一传动单元（2），第一传动单元（2）上方安装有第二传动单元（3），第二传动单元（3）上方安装有固定支架C（4）；固定支架C（4）上部和下部之间安装有导轨C（41）和丝杆C（42），导轨C（41）和丝杆C（42）上安装有焊接单元，丝杆C（42）底部与安装在固定支架C（4）底部的电机C（43）连接；固定支架C（4）顶部安装有焊条箱（10），焊条箱（10）顶部安装有电机F（104）；工作台（1）一侧安装有焊条回收单元，焊条回收单元、第一传动单元（2）、第二传动单元（3）、焊接单元、电机C（43）、电机F（104）均与安装在工作台（1）另一侧的控制箱（11）信号连接。


2.根据权利要求1所述的自动化电弧焊接设备，其特征在于，所述工作台（1）另一侧还安装有与控制箱（11）信号连接的弧光传感器（12）。


3.根据权利要求1所述的自动化电弧焊接设备，其特征在于，所述焊接单元包括安装在导轨C（41）和丝杆C（42）上的焊钳连臂（5），焊钳连臂（5）另一端内部设有两个啮合的45°齿轮，焊钳连臂（5）另一端的上表面安装有电机D（6），电机D（6）与一个45°齿轮连接，另一个45°齿轮与安装在焊钳连臂（5）上的焊钳（7）连接；焊钳（7）上安装有焊条夹具（8），焊条夹具（8）与电机E（9）连接，焊条夹具（8）用于夹持焊条（103）。


4.根据权利要求3所述的自动化电弧焊接设备，其特征在于，所述焊条箱（10）内设置有多根焊条（103），焊条箱（10）一侧内壁上安装有弹簧（101），弹簧（101）另一端与推板（102）连接，推板（102）另一侧与焊条（103）表面接触；远离弹簧（101）一侧的焊条箱（10）顶部安装有电机F（104），电机F（104）与丝杆D连接，丝杆D穿过焊条箱（10）顶部进入焊条箱（10）内，且丝杆D上安装有顶杆（105），顶杆（105）下方与焊条（103）顶部位置对齐；顶杆（105）下方焊条（103）对应的焊条箱（10）底部设有焊条进给口，焊条进给口与焊条夹具（9）位置对齐。


5.根据权利要求1所述的自动化电弧焊接设备，其特征在于，所述第一传动单元（2）包括底板A（21），底板A（21）上表面安装有两个固定支架A（22），固定支架A（22）之间安装有丝杆A（23）以及导轨A（24），丝杆A（23）一端还与电机A（25）连接，电机A（25）与控制箱（11）信号连接；所述第二传动单元（3）与第一传动单元（2）结构相同，且第二传动单元（3）的丝杆B（33）延长线与第一传动单元（2）的丝杆A（23）延长线相互垂直。


6.根据权利要求5所述的自动化电弧焊接设备，其特征在于，所述第二传动单元（3）的底板B（31）下表面设有与丝杆A（23）、导轨A（24）相匹配的通孔结构；第二传动单元（3）通过该通孔结构安装在第一传动单元（2）上方。


7.根据权利要求5所述的自动化电弧焊接设备，其特征在于，所述固定支架C（4）底部设有与第二传动单元（3）的丝杆B（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁佶，
申请(专利权)人：三江学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32