一种厚壁工件高效焊接系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种厚壁工件高效焊接系统，包括底座、设置在底座上的机架和外部轴旋转变位机、设置在机架上的焊接系统、智能控制系统，外部轴旋转变位机位于焊接系统的下方，机架上设置有X轴运动机构和Z轴运动机构，焊接系统包括窄体焊枪、矫丝机构、弯丝机构和送丝驱动机构，智能控制系统控制X轴运动机构、Z轴运动机构带动窄体焊枪移动，同时控制外部轴旋转变位机带动焊接件旋转，送丝驱动机构为窄体焊枪输送焊丝，在焊丝进入窄体焊枪之前经矫丝机构矫直并经过弯丝机构将焊丝弯曲成连续的S形，在焊丝的不断消耗下，焊丝的焊接端呈现出左右摆动的效果，由于窄体焊枪可以伸入到较窄的空间进行焊接，所以可减小焊接坡口，减少材料浪费。

An efficient welding system for thick wall workpieces

【技术实现步骤摘要】
一种厚壁工件高效焊接系统
本技术涉及厚壁工件焊接
，尤其是涉及一种厚壁工件高效焊接系统。
技术介绍
目前，在厚壁工件焊接领域，通常采用在厚壁工件的连接处加工50°-60°焊接坡口的方式进行逐层多道焊接，以便于焊枪进入焊缝以及保证焊缝质量。尤其在对一些母材及焊材较贵(如不锈钢、铝合金、铜合金等)且对焊缝质量要求较高的工件焊接场合，采用传统大角度坡口进行逐层多道焊接，不仅需要去除较多的母材而增加焊前辅助时间、增加加工费用、浪费稀缺原材料，还需要利用大量的焊材填充焊缝，往往焊材比母材更昂贵，导致焊接成本增加，焊接过程中还需要消耗更多的电能，产生更多有害焊接烟尘，不利用操作者健康，而且会造成环境污染问题。在重型机械、电力机械、化工厚壁管道、大型液压油缸等众多领域都需要进行厚壁工件的焊接连接，且对焊缝质量要求较高。目前，众多生产企业大都采用焊接填充效率较高的埋弧焊设备进行焊接，虽能较好的解决焊接效率问题，但母材的加工舍弃、焊材的填充消耗、电能消耗的成本增加、焊接残余物(焊渣和烟尘)的排放等均没有得到较好的解决。在我国目前的厚壁工件焊接中，采用手工半自动焊接仍是比较普遍的现状，随着劳动力成本的上升，部分企业为提高生产效率、降低生产成本陆续采用了自动焊接设备进行生产，但这类设备大都属于简单自动化的范畴，即自动焊接过程中需要依赖操作者技能进行人工干预调节，也存在产品合格率有待提高的问题。近年，在市场变化需要、政府和社会引导的条件下，采用智能焊接设备逐渐成为了社会和企业的共识，工业机器人又成为了其中的代表性符号，但采用标准机器人焊接仅实现了焊接质量可控、人工技能依赖小、缩短辅助时间、提升焊接效率的目的，而工件一致性要求高带来的成本增加，多规格小批量场合需要操作者对机器人的操作和编程技能要求较高，焊材消耗、电能消耗、污染物排放等关键问题没有很好解决，在厚壁工件焊接场合上述缺陷将成为工业机器人在短时间内难以解决的问题。如何解决现有技术中厚壁工件焊接前需要加工大角度坡口导致母材浪费进而需要大量焊材进行填补焊接而带来的焊材消耗大、母材浪费多、电能消耗大以及污染物排放多的问题成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种厚壁工件高效焊接系统，以解决现有技术中厚壁工件焊接前需要加工大角度坡口导致母材浪费进而需要大量焊材进行填补焊接而带来的焊材消耗大、母材浪费多、电能消耗大以及污染物排放多的问题。本技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。为实现上述目的，本技术提供了以下技术方案：本技术提供的一种厚壁工件高效焊接系统，包括底座、设置在所述底座上的机架、设置在所述机架上的焊接系统、用于固定待焊接工件的外部轴旋转变位机和用于控制所述机架、所述焊接系统和所述外部轴旋转变位机工作的智能控制系统，其中：所述机架包括立柱和横梁，所述横梁上沿所述横梁长度方向设置有X轴运动机构，所述X轴运动机构上设置有沿与地面垂直的方向运动的Z轴运动机构；所述焊接系统包括与所述Z轴运动机构固定连接的窄体焊枪，所述窄体焊枪的顶部设置有送丝机构，所述送丝机构包括用于矫直焊丝的矫丝机构、弯丝机构和送丝驱动机构，弯丝机构使焊丝在与横梁的前端面平行的平面内弯曲；外部轴旋转变位机，设置在所述机架安装所述窄体焊枪一侧。优选地，所述X轴运动机构设置在所述横梁的前侧，包括沿所述横梁长度方向设置的第一滑轨、与所述第一滑轨平行设置的第一丝杠和第一滑动件，所述第一丝杠的两端均与所述横梁转动连接，所述第一丝杠的其中一端设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机与所述智能控制系统通信连接，所述第一滑动件与所述第一滑轨滑动连接且与所述第一丝杠转动连接。优选地，所述Z轴运动机构包括支撑架、第二伺服电机、第二丝杠和第二滑动件，所述支撑架与所述第一滑动件固定连接，所述支撑架前端面上设置有第二滑轨，所述第二滑轨沿与地面垂直的方向延伸，所述第二丝杠与所述第二滑轨平行设置且两端与所述支撑架旋转连接，所述第二伺服电机与所述第二丝杠的一端固定连接，所述第二滑动件与所述第二滑轨滑动连接且与所述第二丝杠旋转连接，所述窄体焊枪与所述第二滑动件固定连接，所述第二伺服电机与所述智能控制系统通信连接。优选地，所述外部轴旋转变位机包括旋转驱动装置和辅助支撑装置，所述旋转驱动装置包括支架，所述支架的一侧设置有旋转夹具，所述支架的另一侧设置有用于驱动旋转夹具旋转的驱动装置，所述辅助支撑装置设置在所述支架设置旋转夹具的一侧。优选地，所述矫丝机构包括纵向分布的沿所述横梁长度方向矫直焊丝的X向焊丝矫直机构和沿与所述横梁垂直且与地面平行的方向矫直焊丝的Y向焊丝矫直机构，焊丝与地面垂直的穿过所述X向焊丝矫直机构和所述Y向焊丝矫直机构。优选地，所述第二滑动件远离滑动端的一侧设置有与所述横梁前端面平行的固定板，所述弯丝机构包括设置在所述固定板左右两侧的支撑板和设置在所述支撑板之间的滑动杆，所述滑动杆上设置有滑板，所述滑动杆的其中一端设置有驱动所述滑板左右往复移动的驱动装置，所述滑板的前侧面底部设置有两个弯丝滚轮，两个所述弯丝滚轮的相对位置均沿自身周向设置有凹槽，两个所述凹槽用于限制焊丝沿与所述横梁前端面垂直的方向移动，所述焊丝与所述X向焊丝矫直机构的接触点、与Y向焊丝矫直机构的接触点、与所述凹槽的接触点位于与所述横梁前端面平行的平面上。优选地，所述送丝驱动机构设置在所述弯丝滚轮的下方，包括固定驱动装置和压紧装置，所述固定驱动装置包括固定设置在所述固定板后端面的驱动电机、设置在所述固定板前侧且与所述驱动电机的驱动轴连接的主动齿轮、设置在所述主动齿轮前端面且与所述主动齿轮同步旋转的驱动轮，所述压紧装置包括连接压板、从动齿轮、压紧轮和压紧机构，所述连接压板一端与所述固定板旋转连接，所述从动齿轮设置在所述连接压板的前侧且与所述主动齿轮啮合，所述压紧轮设置在所述从动齿轮的前端面，所述压紧机构一端与所述固定板固定连接，另一端顶在所述连接压板远离所述主动齿轮一侧，所述压紧轮与所述驱动轮的相对位置沿自身轴向设置有夹紧槽，所述夹紧槽夹紧焊丝带动焊丝向下运动。优选地，压紧机构包括设置在所述固定板远离所述主动齿轮一侧的安装块，所述安装块的中心设置有朝向所述主动齿轮方向的螺纹孔，所述螺纹孔内设置有压紧螺栓，所述压紧螺栓的一端穿过所述螺纹孔后顶在所述连接压板上。优选地，所述X向焊丝矫直机构和所述Y向焊丝矫直机构均包括三个矫正滑轮，所述矫正滑轮的外周面均设置有V形槽，三个所述矫正滑轮的中心面共面，其中两个所述矫正滑轮沿竖直方向设置，另一个所述矫正滑轮设置在两个所述矫正滑轮一侧且位于两个所述矫正滑轮之间，所述X向焊丝矫直机构的三个所述矫正滑轮位于与所述横梁的前端面平行的面上，所述Y向焊丝矫直机构的三个所述矫正滑轮位于与所述横梁的长度方向垂直的面上。优选地，窄体焊枪包括用于焊丝穿过的导电杆和设置在所述导电杆底端的导电嘴，焊丝通过导电嘴伸入焊缝进行焊接，所述窄体焊枪还包括设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厚壁工件高效焊接系统，其特征在于，包括底座、设置在所述底座上的机架(1)、设置在所述机架(1)上的焊接系统、用于固定待焊接工件的外部轴旋转变位机(4)和用于控制所述机架(1)、所述焊接系统和所述外部轴旋转变位机(4)工作的智能控制系统，其中：/n所述机架(1)包括立柱和横梁，所述横梁上沿所述横梁长度方向设置有X轴运动机构(5)，所述X轴运动机构(5)上设置有沿与地面垂直的方向运动的Z轴运动机构(6)；/n所述焊接系统包括与所述Z轴运动机构(6)固定连接的窄体焊枪(3)，所述窄体焊枪(3)的顶部设置有送丝机构(2)，所述送丝机构(2)包括用于矫直焊丝的矫丝机构(7)、弯丝机构(8)和送丝驱动机构(9)，弯丝机构(8)使焊丝在与横梁的前端面平行的平面内弯曲；/n外部轴旋转变位机(4)，设置在所述机架(1)安装所述窄体焊枪(3)一侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种厚壁工件高效焊接系统，其特征在于，包括底座、设置在所述底座上的机架(1)、设置在所述机架(1)上的焊接系统、用于固定待焊接工件的外部轴旋转变位机(4)和用于控制所述机架(1)、所述焊接系统和所述外部轴旋转变位机(4)工作的智能控制系统，其中：
所述机架(1)包括立柱和横梁，所述横梁上沿所述横梁长度方向设置有X轴运动机构(5)，所述X轴运动机构(5)上设置有沿与地面垂直的方向运动的Z轴运动机构(6)；
所述焊接系统包括与所述Z轴运动机构(6)固定连接的窄体焊枪(3)，所述窄体焊枪(3)的顶部设置有送丝机构(2)，所述送丝机构(2)包括用于矫直焊丝的矫丝机构(7)、弯丝机构(8)和送丝驱动机构(9)，弯丝机构(8)使焊丝在与横梁的前端面平行的平面内弯曲；
外部轴旋转变位机(4)，设置在所述机架(1)安装所述窄体焊枪(3)一侧。


2.根据权利要求1所述的一种厚壁工件高效焊接系统，其特征在于，所述X轴运动机构(5)设置在所述横梁的前侧，包括沿所述横梁长度方向设置的第一滑轨、与所述第一滑轨平行设置的第一丝杠和第一滑动件，所述第一丝杠的两端均与所述横梁转动连接，所述第一丝杠的其中一端设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机与所述智能控制系统通信连接，所述第一滑动件与所述第一滑轨滑动连接且与所述第一丝杠转动连接。


3.根据权利要求2所述的一种厚壁工件高效焊接系统，其特征在于，所述Z轴运动机构(6)包括支撑架、第二伺服电机、第二丝杠和第二滑动件，所述支撑架与所述第一滑动件固定连接，所述支撑架前端面上设置有第二滑轨，所述第二滑轨沿与地面垂直的方向延伸，所述第二丝杠与所述第二滑轨平行设置且两端与所述支撑架旋转连接，所述第二伺服电机与所述第二丝杠的一端固定连接，所述第二滑动件与所述第二滑轨滑动连接且与所述第二丝杠旋转连接，所述窄体焊枪(3)与所述第二滑动件固定连接，所述第二伺服电机与所述智能控制系统通信连接。


4.根据权利要求3所述的一种厚壁工件高效焊接系统，其特征在于，所述外部轴旋转变位机包括旋转驱动装置(15)和辅助支撑装置(16)，所述旋转驱动装置(15)包括与底座固定连接的支架，所述支架的一侧设置有旋转夹具，所述支架的另一侧设置有用于驱动旋转夹具旋转的驱动装置，所述辅助支撑装置(16)设置在所述支架设置旋转夹具的一侧。


5.根据权利要求4所述的一种厚壁工件高效焊接系统，其特征在于，所述矫丝机构(7)包括纵向分布的沿所述横梁长度方向矫直焊丝的X向焊丝矫直机构(10)和沿与所述横梁垂直且与地面平行的方向矫直焊丝的Y向焊丝矫直机构(11)，焊丝与地面垂直的穿过所述X向焊丝矫直机构(10)和所述Y向焊丝矫直机构(11)。


6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄成云，周其华，刘国庆，
申请(专利权)人：成都中迪焊割设备有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51