一种三轴数控高频焊接装置及其焊接控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三轴数控高频焊接装置及其焊接控制方法，包括三维运动机构、高频焊接装置、送丝装置以及控制单元；高频焊接装置安装在三维运动机构上，包括高频焊接控制器、高频焊接感应线圈；送丝装置安装在三维运动机构上，包括第一送丝器、第二送丝器、第一送丝管、第二送丝管；第一送丝器、第二送丝器分别置于高频焊接控制器两边；第一送丝管介于第一送丝器与高频焊接感应圈之间；第二送丝管介于第二送丝器与高频焊接感应圈之间；高频焊接装置通电后，即可控制所述高频焊接感应圈工作，瞬间融化锡丝，完成焊接点位的焊接；控制单元一方面控制所述三维运动机构运动，另一方面控制高频焊接装置进行点位焊接。本发明专利技术实现多工位自动高频焊接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种三轴数控高频焊接装置及其焊接控制方法，具体涉及一种用于多工位、高频焊接的数控系统，属于机械加工设备领域。
技术介绍
焊接技术作为制造业的传统工艺与技术，在近几年的工业应用中的发展非常迅速。在工业化自动领域，很多企业对先进焊接设备的需求非常紧迫。传统的焊接一般采用手工焊，生产效率低，焊接质量不稳定，容易出现因人工因素造成产品的不合格，生产成本较高，产品经检测后返工率高，而且工人的劳动强度也较大，不能满足现代化大生产的需要。公布号为CN201410292261的专利技术专利《焊接机》，提出了一种多焊头式焊接机。该机身上水平设置有丝杆，丝杆可以做垂直升降运动，丝杆上安装有多个可以滑动的焊枪，机身下部设有可固定工件的工作台，首先调整焊枪对准工件每个焊接点位，校对完成后即可进行工件的焊接加工。这种方式的局限性在于：灵活性差，对人工校对水平要求高，对于焊接点距较小的工件则无法进行加工，此外，需要多个焊枪实现多工位焊接，机器成本较高。公布号为CN201110380942的专利技术专利《自动焊接机》，提出了一种三维自动焊接装置。首先通过焊接平台垂直移动装置和水平移动装置实现二维焊接定位，再通过烙铁头运动装置实现烙铁头的焊接定位。这种方式的局限性在于：烙铁头运动装置过于复杂，烙铁头运动必须由气缸运动装置与步进电机联合运动才可实现烙铁头的焊接定位；焊接加工范围有限，仅适用于较粗糙的焊接加工，不适用于焊接精确程度要求较高的焊接加工。因此，如何提供一种自动化程度高、结构简单、工作可靠、焊接效果美观的自动焊接系统，是本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种三轴数控高频焊接装置，包括三维运动机构、高频焊接装置、送丝装置以及控制单元；所述高频焊接装置安装在所述三维运动机构上面，包括高频焊接控制器、高频焊接感应圈；所述送丝装置安装在所述三维运动机构上面，包括第一送丝器、第二送丝器、第一送丝管、第二送丝管；所述第一送丝器、所述第二送丝器分别置于所述高频焊接控制器的两边；所述第一送丝管介于第一送丝器与高频焊接感应圈之间，将锡丝导向高频焊接感应圈的一侧；所述第二送丝管介于第二送丝器与高频焊接感应圈之间，将锡丝导向高频焊接感应圈的另一侧；所述高频焊接装置接通电源后，即可控制所述高频焊接感应圈工作，融化锡丝，完成焊接点位的焊接；所述控制单元一方面控制所述三维运动机构作三维空间运动，进而带动所述高频焊接装置和所述送丝装置作三维空间运动；所述控制单元另一方面控制高频焊接装置进行点位焊接。进一步，所述三维运动机构包括X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构；所述X轴运动机构、所述Y轴运动机构、所述Z轴运动机构的构造相同，均包括：底座、导轨、步进电机、滚珠丝杠、滚珠丝杠螺母底座、零位接近开关、限位接近开关；所述导轨设置在所述底座上面；所述滚珠丝杠设置在两根导轨中间；所述步进电机位于滚珠丝杠的一端，所述滚珠丝杠螺母底座与所述滚珠丝杠连接，所述步进电机转动带动所述滚珠丝杠转动，进而带动所述滚珠丝杠螺母底座沿着所述导轨做相对直线运动；所述零位接近开关设置在导轨中间靠近步进电机的一端，决定底座运动的起始位置；所述限位接近开关设置在导轨中间的另一端，决定底座运动的最大行程；所述X轴运动机构的滚珠丝杠螺母底座与所述Z轴运动机构的底座的一端固定，所述X轴运动机构的滚珠丝杠螺母底座能够带动所述Z轴运动机构一起沿X轴方向运动；所述Z轴运动机构的滚珠丝杠螺母底座与所述Y轴运动机构的滚珠丝杠螺母底座固定连接，所述Z轴运动机构的滚珠丝杠螺母底座能够带动所述Y轴运动机构一起沿Z轴方向运动；所述X轴运动机构、所述Y轴运动机构、所述Z轴运动机构两两之间相互垂直。进一步，所述导轨由对称设置在底座上的两根滑轨实现。进一步，所述高频焊接装置安装在所述Y轴运动机构的前端，所述高频焊接控制器位于上方，高频焊接感应线圈位于下方；所述第一送丝器、所述第二送丝器均安装于Y轴运动机构的前端。进一步，所述控制单元包括单片机、工业串口屏及三轴霍尔操纵杆；所述单片机与所述步进电机相连，用于驱动所步进电机旋转；所述单片机与所述高频焊接控制器相连，用于控制高频点位焊接；所述工业串口屏作为人机接口界面，实时呈现装置的运行状态与参数，同时接收将用户指令并发送给单片机；所述三轴霍尔操纵杆通过单片机控制多个焊接
工位的位置设定。进一步，所述单片机通过电机驱动器与所述步进电机相连；所述单片机与所述高频焊接控制器之间还设有继电器。进一步，所述步进电机与所述单片机之间还设有接近传感器，所述接近传感器在每个轴的末端和始端分别有一个，当相应的轴运动到始端或者末端时，接近传感器发送指令给单片机，然后单片机发送指令使步进电机停止运转。进一步，所述工业串口屏设置在控制柜的顶面；所述单片机设置所述控制柜的内部；所述三轴霍尔操纵杆的手柄穿出所述控制柜。根据上述装置，本专利技术还提出了一种三轴数控高频焊接控制方法，包括如下步骤：步骤一：在一批同规格待焊接工件中选择其中一个待焊工件放在焊接平台上固定，然后执行下一步；步骤二：给装置上电，判断三个步进电机是否在电气零点，具体是通过三个零位接近开关指示灯进行识别，若某轴上的步进电机不在电气零点，该轴对应的限位接近开关指示灯处于熄灭状态；如果三个零位接近开关指示灯亮，执行下一步；反之按下工业串口屏“回零”按钮，使三个电机回到电气零点再执行下一步；步骤三：如果该待焊工件焊接工艺在之前的工作中已存储，则按下工业串口屏“自动焊接”按钮进入自动焊接模式，执行步骤十六；反之，需要对这个焊接工件进行手动设置，按下“手动设置”按钮进入手动设置模式，执行下一步；步骤四：进入“手动设置”页面，首先对参数进行设置，参数包括焊接点个数m、送丝器送丝长度、送丝器送丝速度、送丝器回丝长度、高频焊保温时间、高频焊预热时间，参数设置完成后，执行下一步；步骤五：判断该待焊工件的多个焊接点是否等距，若是，按下“复制递推”按钮，进入复制递推焊接模式，执行下一步；若不是，按下“逐点设置”按钮，进入逐点焊接模式，执行步骤十二；步骤六：按下工业串口屏“复制递推焊接点1设置”按钮，通过三轴霍尔操纵杆操纵X轴、Y轴、Z轴上的三个步进电机使高频焊接感应圈到达焊接工位点1；其中焊接工位点的标号按照放置在焊接工作台固定后从左往右的顺序排列，在焊接过程中焊接工作也是按照从左往右的焊接顺序进行焊接；按下工业串口屏“复制递推焊接点1完成”按钮，工业串口屏自动跳转至焊接过渡点1操作页面，执行下一步；步骤七：按下工业串口屏“复制递推焊接过渡点1设置”按钮，通过三轴霍尔操纵杆
操纵X轴、Y轴、Z轴的三个步进电机使高频焊接感应圈离开焊接工位点1，选择一个合适的位置作为焊接工位点1与焊接工位点2的过渡点，按下工业串口屏“复制递推焊接过渡点1完成”按钮，工业串口屏自动跳转至焊接工位点2操作页面，执行下一步；步骤八:按下工业串口屏“复制递推焊接点2设置”按钮，通过三轴霍尔操纵杆操纵X轴、Y轴、Z轴的三个步进电机使高频焊接感应圈到达焊接工位点2，按下工业串口屏“复制递推焊接点2完成”按钮，工业串口屏自动跳转至焊接过渡点2操作页面，执行下一步；步骤九：按下工业串口屏“复制递推焊接过渡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三轴数控高频焊接装置，其特征在于，包括三维运动机构、高频焊接装置、送丝装置以及控制单元；所述高频焊接装置安装在所述三维运动机构上面，包括高频焊接控制器(25)、高频焊接感应圈(26)；所述送丝装置安装在所述三维运动机构上面，包括第一送丝器(27)、第二送丝器(28)、第一送丝管(29)、第二送丝管(30)；所述第一送丝器(27)、所述第二送丝器(28)分别置于所述高频焊接控制器(25)的两边；所述第一送丝管(29)介于第一送丝器(27)与高频焊接感应圈(26)之间，将锡丝导向高频焊接感应圈(26)的一侧；所述第二送丝管(30)介于第二送丝器(28)与高频焊接感应圈(26)之间，将锡丝导向高频焊接感应圈(26)的另一侧；所述高频焊接装置接通电源后，即可控制所述高频焊接感应圈(26)工作，融化锡丝，完成焊接点位的焊接；所述控制单元一方面控制所述三维运动机构作三维空间运动，进而带动所述高频焊接装置和所述送丝装置作三维空间运动；所述控制单元另一方面控制高频焊接装置进行点位焊接。

【技术特征摘要】
1.一种三轴数控高频焊接装置，其特征在于，包括三维运动机构、高频焊接装置、送丝装置以及控制单元；所述高频焊接装置安装在所述三维运动机构上面，包括高频焊接控制器(25)、高频焊接感应圈(26)；所述送丝装置安装在所述三维运动机构上面，包括第一送丝器(27)、第二送丝器(28)、第一送丝管(29)、第二送丝管(30)；所述第一送丝器(27)、所述第二送丝器(28)分别置于所述高频焊接控制器(25)的两边；所述第一送丝管(29)介于第一送丝器(27)与高频焊接感应圈(26)之间，将锡丝导向高频焊接感应圈(26)的一侧；所述第二送丝管(30)介于第二送丝器(28)与高频焊接感应圈(26)之间，将锡丝导向高频焊接感应圈(26)的另一侧；所述高频焊接装置接通电源后，即可控制所述高频焊接感应圈(26)工作，融化锡丝，完成焊接点位的焊接；所述控制单元一方面控制所述三维运动机构作三维空间运动，进而带动所述高频焊接装置和所述送丝装置作三维空间运动；所述控制单元另一方面控制高频焊接装置进行点位焊接。2.根据权利要求1所述的一种三轴数控高频焊接装置，其特征在于，所述三维运动机构包括X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构；所述X轴运动机构、所述Y轴运动机构、所述Z轴运动机构的构造相同，均包括：底座、导轨、步进电机、滚珠丝杠、滚珠丝杠螺母底座、零位接近开关、限位接近开关；所述导轨设置在所述底座上面；所述滚珠丝杠设置在两根导轨中间；所述步进电机位于滚珠丝杠的一端，所述滚珠丝杠螺母底座与所述滚珠丝杠连接，所述步进电机转动带动所述滚珠丝杠转动，进而带动所述滚珠丝杠螺母底座沿着所述导轨做相对直线运动；所述零位接近开关设置在导轨中间靠近步进电机的一端，决定底座运动的起始位置；所述限位接近开关设置在导轨中间的另一端，决定底座运动的最大行程；所述X轴运动机构的滚珠丝杠螺母底座与所述Z轴运动机构的底座的一端固定，所述X轴运动机构的滚珠丝杠螺母底座能够带动所述Z轴运动机构一起沿X轴方向运动；所述Z轴运动机构的滚珠丝杠螺母底座与所述Y轴运动机构的滚珠丝杠螺母底座固定连接，所述Z轴运动机构的滚珠丝杠螺母底座能够带动所述Y轴运动机构一起沿Z轴方向运动；所述X轴运动机构、所述Y轴运动机构、所述Z轴运动机构两两之间相互垂直。3.根据权利要求2所述的一种三轴数控高频焊接装置，其特征在于，所述导轨由对称设置在底座上的两根滑轨实现。4.根据权利要求2所述的一种三轴数控高频焊接装置，其特征在于，所述高频焊接装置安装在所述Y轴运动机构的前端，所述高频焊接控制器(25)位于上方，高频焊接感应线圈(26)位于下方；所述第一送丝器(27)、所述第二送丝器(28)均安装于Y轴运动机构的前端。5.根据权利要求2所述的一种三轴数控高频焊接装置，其特征在于，所述控制单元包括STM32单片机(31)、工业串口屏(24)及三轴霍尔操纵杆(23)；所述单片机与所述步进电机相连，用于驱动所步进电机旋转；所述单片机与所述高频焊接控制器(25)相连，用于控制高频点位焊接；所述工业串口屏(24)作为人机接口界面，实时呈现装置的运行状态与参数，同时接收将用户指令并发送给单片机；所述三轴霍尔操纵杆(23)通过单片机控制多个焊接工位的位置设定。6.根据权利要求5所述的一种三轴数控高频焊接装置，其特征在于，所述单片机通过电机驱动器与所述步进电机相连；所述单片机与所述高频焊接控制器之间还设有继电器。7.根据权利要求5所述的一种三轴数控高频焊接装置，其特征在于，所述步进电机与所述单片机之间还设有接近传感器，所述接近传感器在每个轴的末端和始端分别有一个，当相应的轴运动到始端或者末端时，接近传感器发送指令给单片机，然后单片机发送指令使步进电机停止运转。8.根据权利要求5所述的一种三轴数控高频焊接装置，其特征在于，所述工业串口屏设置在控制柜(22)的顶面；所述单片机设置所述控制柜(22)的内部；所述三轴霍尔操纵杆(23)的手柄穿出所述控制柜(22)。9.一种三轴数控高频焊接控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：在一批同规格待焊接工件中选择其中一个待焊工件放在焊接平台上固定，然后执行下一步；步骤二：给装置上电，判断三个步进电机是否在电气零点，具体是通过三个零位接近开关指示灯进行识别，若某轴上的步进电机不在电气零点，该轴对应的限位接近开关指示灯处于熄灭状态；如果三个零位接近开关指示灯亮，执行下一步；反之按下工业串口屏“回零”按钮，使三个电机回到电气零点再执行下一步；步骤三：如果该待焊工件焊接工艺在之前的工作中已存储，则按下工业串口屏“自动焊接”按钮进入自动焊接模式，执行步骤十六；反之，需要对这个...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘天红，舒杰，孙金林，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32