一种自动双丝埋弧焊装置及其定位方法和焊缝自动跟踪方法转让专利

申请号 : CN201610021329.5

文献号 : CN105458475B

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相似专利:

发明人 : 夏双林张磊周英龚程

申请人 : 内蒙古君诚管道科技股份有限公司

摘要 :

一种内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置,包括初级定位结构(1)、轴距转角调整机构(2)、焊具调整机构(3)和焊枪(4),所述焊具调整机构(3)包括长方体形固定框架(3.1)、焊具升降机构(3.2)、焊具左右调整装置(3.3)和焊具转角调整装置(3.4),所述焊具升降机构(3.2)固定在所述长方体形固定框架(3.1)上;所述焊具左右调整装置(3.3)固定在所述轴距转角调整机构(2)上,在焊枪支架(2.1)上固定有轴向直线驱动(2.2),所述转角支架(2.3)固定在所述轴向直线驱动上;所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置易于定位,易于实现焊缝自动跟踪。

权利要求 :

1.一种内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置,包括初级定位结构(1)、轴距转角调整机构(2)、焊具调整机构(3)和焊枪(4),所述焊枪(4)固定在所述焊具调整机构(3)上,其特征在于,所述初级定位结构(1)包括定位架(1.1)、轨道(1.2)和压紧固定螺栓,所述定位架(1.1)中点位置设有对称轴;所述定位架以过对称轴的垂直于定位架的垂直平面(л)为对称平面轴对称地设有行走机构(1.3);所述定位架(1.1)通过轨道(1.2)可调整地固定在所述螺旋管成型机的设备龙门架的轨道槽中,并通过压紧固定螺栓固定;

所述焊具调整机构(3)包括固定框架(3.1)、焊具升降机构(3.2)、焊具左右调整装置(3.3)和焊具转角调整装置(3.4),所述固定框架(3.1)固定在所述定位架(1.1)上,所述焊具升降机构(3.2)固定在所述固定框架(3.1)上;所述焊具左右调整装置(3.3)固定在所述轴距转角调整机构(2)上,所述焊具左右调整装置(3.3)连接焊具转角调整装置(3.4),所述焊具转角调整装置(3.4)上固定有焊枪(4);所述焊枪为两个,且所述焊枪分别设有不同直径的焊丝,一个是交流电源,另一个是直流电源;

所述轴距转角调整机构(2)固定安装在所述焊具升降机构(3.2)上;所述轴距转角调整机构(2)包括焊枪支架(2.1)、轴向直线驱动(2.2)和转角支架(2.3),所述焊枪支架(2.1)固定在所述焊具升降机构上,在焊枪支架(2.1)上固定有轴向直线驱动(2.2),所述转角支架(2.3)固定在所述轴向直线驱动上;

焊具左右调整装置(3.3)以过对称轴的垂直于定位架的垂直平面(л)为对称平面轴对称地固定在所述转角支架(2.3)上,所述转角支架(2.3)能绕枢轴(2.4)转动一定角度并定位,所述枢轴(2.4)位于以过对称轴的垂直于定位架的垂直平面(л)上。

2.如权利要求1所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置,其特征在于,所述行走机构(1.3)为以过对称轴(16)的垂直于定位架的垂直平面(л)为对称平面,轴对称地在定位架(1.1)上设有滑轨(1.3.1),滑轨(1.3.1)上滑动配合有辊轮支座(1.3.2),所述辊轮支座(1.3.2)上设有行走辊轮(1.3.3)。

3.如权利要求2所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置,其特征在于,所述焊具升降机构(3.2)包括升降电机(3.2.1)、升降减速机(3.2.2)和升降丝杠(3.2.3),所述升降电机(3.2.1)的输出轴通过升降减速机(3.2.2)连接升降丝杠(3.2.3);所述升降丝杠(3.2.3)驱动升降螺母(3.2.4),所述升降螺母(3.2.4)固定连接所述焊枪支架(2.1)。

4.如权利要求2所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置,其特征在于,所述焊具左右调整装置(3.3)包括调节支架(3.3.1),所述调节支架(3.3.1)上设有调节丝杠(3.3.2),所述调节丝杠(3.3.2)上螺旋配合有焊枪滑座(3.3.4);所述焊枪滑座(3.3.4)设有调节螺母,调节丝杠(3.3.2)一端配合在调节螺母中,另一端固定在所述调节支架(3.3.1)上并设有调节手柄(3.3.3)或设有左右调节伺服电机。

5.如权利要求2所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置,其特征在于,所述轴向直线驱动(2.2)包括丝杠、螺母和直线驱动伺服电机,所述直线驱动伺服电机驱动所述丝杠旋转。

6.如权利要求4所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置,其特征在于,所述焊具转角调整装置(3.4)包括转角座(3.4.1)和转角伺服电机,所述转角座(3.4.1)枢接在所述焊枪滑座(3.3.4)上,所述焊枪(4)固定在转角座(3.4.1)上,转角伺服电机驱动所述转角座(3.4.1)绕枢接轴转动。

7.如权利要求4所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置,其特征在于,所述转角支架(2.3)包括轴承、转动盘、角度传感器、旋转伺服电机,所述调节支架(3.3.1)穿设固定在所述转动盘上,所述旋转伺服电机驱动转动盘及所述调节支架(3.3.1)能以一定角度绕枢轴(2.4)旋转。

8.一种如权利要求2-6任一所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置的定位方法,其特征在于,

包括初级定位步骤,当一新型号的螺旋钢管需要生产时,调整所述定位架(1.1)在所述螺旋管成型机的设备龙门架滑槽中的位置,使得枢轴(2.4)通过被焊螺旋钢管圆心从而使所述自动双丝埋弧焊装置在Y向定位,调整行走辊轮(1.3.3)在滑轨(1.3.1)上的位置,使得两个所述行走辊轮(1.3.3)与焊丝交点三点所在圆弧与所述被焊螺旋钢管同圆心;将定位架安装在设备龙门架上,使得焊枪的定位借助于龙门架X、Z向定位,通过螺旋管成型机的摆动使得枢轴(2.4)正好穿过被焊螺旋钢管的圆心,给所述自动双丝埋弧焊装置如何对中焊缝的定位调整做好了初级定位。

9.如权利要求8所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置的定位方法,其特征在于,

还包括二级定位步骤,在完成初级定位后,设定所述轴距转角调整机构(2)的转角(α)与所述被焊螺旋钢管的螺旋焊缝的顶点切线与钢管轴线之间的夹角一致;调整焊具升降机构、焊具左右调整装置和焊具转角调整装置,使得前焊丝(5.1)、后焊丝(5.2)前后分别对中焊缝并具有一定距离,调整激光定位点,使得前焊丝(5.1)、后焊丝(5.2)和激光定位点三点一直线上,并且激光定位点对中焊缝,完成二级定位。

10.一种如权利要求1-7任一所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置的焊缝自动跟踪方法,

在定位架(1.1)上垂直于定位架的垂直平面(л)设有跟踪滑轨(6.1),所述跟踪滑轨(6.1)与被焊螺旋钢管的轴线的X轴向平行;滑块(6.2)设置在所述跟踪滑轨(6.1)上,所述滑块(6.2)下方设有焊缝跟踪传感器,所述焊缝跟踪传感器垂直投射到被焊螺旋钢管的焊缝上的实际焊缝定位点O5(x5,y5);所述滑块由跟踪伺服电机驱动;

在前焊丝(5.1)旁侧设有焊丝定位器,所述焊丝定位器垂直投射到被焊螺旋钢管的焊丝定位点O4(x4,y4);

所述权利要求9的内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置的定位方法完成初级定位步骤和二级定位步骤后,随时监测焊丝定位点与被焊螺旋钢管的实际焊缝定位点之间的位置关系,以被焊螺旋钢管的轴线为X轴,以一定频率检测焊丝定位点O4(x4,y4)与实际焊缝定位点O5(x5,y5),计算焊丝定位点O4(x4,y4)与实际焊缝定位点O5(x5,y5)之间的X轴方向距离Δdx=x5-x4;

进行如下判断:

1)如果Δdx=0则继续监测;

2)如果Δdx>0,则启动直线驱动伺服电机沿X轴方向负向移动转动盘距离|Δdx|;

3)如果Δdx<0,则启动直线驱动伺服电机沿X轴方向正向移动转动盘距离|Δdx|。

说明书 :

一种自动双丝埋弧焊装置及其定位方法和焊缝自动跟踪方法

技术领域

[0001] 本发明属于螺旋管焊接技术领域,具体涉及一种双丝埋弧焊装置及其定位方法和焊缝自动跟踪方法。

背景技术

[0002] 螺旋焊管具有内、外两条螺旋形焊缝,起到增加钢管刚性作用,使钢管的强度提高。螺旋焊管焊缝所承受的应力要比同直径的直缝焊管焊缝减少10-25%。由于是螺旋成形,生产处的管子直度好,尺寸精确,偏差一般不超过0.12%。在螺旋焊管生产过程中,单丝埋弧焊机具有操作简单,性能可靠,价格适中,具有较高的焊接效率和较好的焊接质量,但是单丝焊线能量小、冷却速度快,尤其是北方寒冷的冬天,容易产生焊接缺陷,焊接速度慢,而提高焊接速度难以保证焊缝质量,耗时长生产效率低。随着双面埋弧螺旋焊管的产品规格壁厚不断增大,内、外焊缝的焊接也从原来的单丝逐步增为双丝或三丝。双丝埋弧焊机采用2个独立的焊接电源,2个电弧作用于同一个熔池,前后距离不超过40mm,第一个电弧形成熔深,将工件熔透;第二个电弧形成盖面,焊接一次完成。其特点是:(1)节能,相比单电弧焊,高速度的焊接有效降低了工件因二次加热所带来的工件和焊剂的能量损耗;(2)高速,双电弧在焊接时形成的熔池较长,金属在其固熔态时时间较长,相对于单电弧时的冷却速度和热循环过程较慢,焊缝的微量元素有较长时间进行扩散,低熔点的共熔物因过冷度的降低而减少了成分偏析。(3)在高速度的焊接作业中,单电弧由于能量密度集中于一点,导致电弧穿透力极强,熔化金属来不及摊开而使焊缝呈现锥形截面,这一点在双弧双丝焊接的条件下得到改善。
[0003] 在现有双丝埋弧焊机中,存在着几个关键问题:1)焊点与焊缝的定位;2)参数调整,焊丝倾角的调整;焊丝间距的调整;焊丝伸出长度的调整,保持焊剂堆积高度;3)动态跟踪焊缝。上述关键问题并未以“操作最便利、成本最低”为目的形成一合适的简单结构来解决。
[0004] 北京中电华强焊接工程有限公司的CN202180825U的双丝埋弧焊设备,伺服十字滑架21 通过底座固定安装,虽能上下和左右移动,但不能前后移动,且只能安装在现有的螺旋焊管机组的两侧,操作不便,与螺旋焊管机组不能有机融合。转角机构10、11相互靠近的具有固定角度的块体,使得转角与距离绑定调节,调整不便;焊剂输送嘴分开,有前焊枪焊剂辅助输送嘴5和焊剂主输送嘴13,增加了焊剂保持结构和焊接振动结构的难度。
[0005] 英国GB794275A公开了一种双丝焊装置,其焊点定位依靠套筒在杆29上滑动来调整定位,焊枪21、23枢接在杆24上,杆24通过半弧扣连接在横杆上,所述横杆连接在框架杆17上。其是对称的,可手动调节,但缺乏自动化调节的结构基础。
[0006] 设计一种螺旋管成型机上的双丝埋弧焊装置,既满足焊结工艺参数的调整的基本要求,也满足特定直径螺旋焊管的焊缝与焊点的定位,同时也易于实现焊缝的动态跟踪,结构简单定位方便,圆满解决上述至少两个关键问题,实在是设计师的难题。

发明内容

[0007] 针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种螺旋埋弧自动双丝焊装置及其定位方法和焊缝自动跟踪方法。
[0008] 本发明是这样实现的,一种内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置,包括初级定位结构、轴距转角调整机构、焊具调整机构和焊枪,所述焊枪固定在所述焊具调整机构(3)上,所述初级定位结构包括定位架、轨道和压紧固定螺栓,所述定位架中点位置设有对称轴;所述定位架以过对称轴的垂直于定位架的垂直平面(Л)为对称平面轴对称地设有行走机构;所述定位架通过轨道可调整地固定在所述螺旋管成型机的设备龙门架的轨道槽中,并通过压紧固定螺栓固定;
[0009] 所述焊具调整机构包括固定框架、焊具升降机构、焊具左右调整装置和焊具转角调整装置,所述固定框架固定在所述定位架上,所述焊具升降机构固定在所述固定框架上;所述焊具左右调整装置固定在所述轴距转角调整机构上,所述焊具左右调整装置连接焊具转角调整装置,所述焊具转角调整装置上固定有焊枪;所述焊枪为两个,且所述焊枪分别设有不同直径的焊丝,一个是交流电源,另一个是直流电源;
[0010] 所述轴距转角调整机构固定安装在所述焊具升降机构上;所述轴距转角调整机构包括焊枪支架、轴向直线驱动和转角支架,所述焊枪支架固定在所述焊具升降机构上,在焊枪支架上固定有轴向直线驱动,所述转角支架固定在所述轴向直线驱动上;
[0011] 焊具左右调整装置以过对称轴的垂直于定位架的垂直平面为对称平面轴对称地在所述转角支架上,所述转角支架能绕枢轴转动一定角度并定位,所述枢轴位于以过对称轴的垂直于定位架的垂直平面上。
[0012] 进一步地,所述行走机构为以过对称轴的垂直于定位架的垂直平面为对称平面,轴对称地在定位架上设有滑轨,滑轨上滑动配合有辊轮支座,所述辊轮支座上设有行走辊轮。
[0013] 进一步地,所述焊具升降机构包括升降电机、升降减速机和升降丝杠,所述升降电机的输出轴通过升降减速机连接升降丝杠;所述升降丝杠驱动升降螺母,所述升降螺母固定连接所述焊枪支架。
[0014] 进一步地,所述焊具左右调整装置包括调节支架,所述调节支架上设有调节丝杠,所述调节丝杠上螺旋配合有焊枪滑座;所述焊枪滑座设有调节螺母,调节丝杠一端配合在调节螺母中,另一端固定在所述调节支架上并设有调节手柄或设有左右调节伺服电机。
[0015] 进一步地,所述轴向直线驱动包括丝杠、螺母和直线驱动伺服电机,所述直线驱动伺服电机驱动所述丝杠旋转。
[0016] 进一步地,所述焊具转角调整装置包括转角座和转角伺服电机,所述转角座枢接在所述焊枪滑座上,所述焊枪固定在转角座上,转角伺服电机驱动所述转角座绕枢接轴转动。
[0017] 进一步地,所述转角支架包括枢轴、轴承、转动盘、角度传感器、旋转伺服电机,所述调节支架穿设在所述转动盘上,所述旋转伺服电机驱动转动盘及所述调节支架能以一定角度绕枢轴旋转。
[0018] 一种所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置的定位方法,[0019] 包括初级定位步骤,当一新型号的螺旋钢管需要生产时,调整所述定位架在所述螺旋管成型机的设备龙门架滑槽中的位置,使得枢轴通过被焊螺旋钢管圆心从而使所述自动双丝埋弧焊装置在Y向定位,调整行走辊轮在滑轨上的位置,使得所述两个行走辊轮与焊丝交点三点所在圆弧与所述被焊螺旋钢管同圆心;将定位架安装在设备龙门架上,使得焊枪的定位借助于龙门架X、Z向定位,通过螺旋管成型机的摆动使得枢轴正好穿过被焊螺旋钢管的圆心,给所述自动双丝埋弧焊装置如何对中焊缝的定位调整做好了初级定位。
[0020] 进一步地,还包括二级定位步骤,在完成初级定位后,设定所述轴距转角调整机构的转角与所述被焊螺旋钢管螺旋焊缝的顶点切线与钢管轴线之间的夹角一致;调整焊具升降机构、焊具左右调整装置和焊具转角调整装置,使得前焊丝、后焊丝前后分别对中焊缝并具有一定距离,调整焊丝定位点,使得前焊丝、后焊丝和焊丝定位点三点一直线上,并且焊丝定位点对中焊缝,完成二级定位。
[0021] 上述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置进行初级定位和二级定位,调整方便,易于动态焊缝自动跟踪系统的实现。
[0022] 一种内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置的焊缝自动跟踪方法,[0023] 在定位架上垂直于定位架的垂直平面设有跟踪滑轨,所述滑块轨与被焊螺旋钢管的轴线的 X轴向平行;滑块设置在所述滑轨上,所述滑块下方设有实际焊缝跟踪传感器,所述实际实际焊缝跟踪传感器垂直投射到被焊螺旋钢管的焊缝上的实际焊缝定位点O5(x5,y5);所述滑块由跟踪伺服电机驱动;
[0024] 在前焊丝旁侧设有焊丝定位器,所述焊丝定位器垂直投射到被焊螺旋钢管的焊丝定位点 O4(x4,y4);
[0025] 所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置的定位方法完成初级定位步骤和二级定位步骤后,随时监测焊丝定位点与被焊螺旋钢管的焊缝之间的位置关系,以被焊螺旋钢管的轴线为X轴,以一定频率检测焊丝定位点O4(x4,y4)与焊缝定位点O5(x5,y5),计算焊丝定位点O4(x4,y4)与实际焊缝定位点O5(x5,y5)之间的X轴方向距离Δdx=x5-x4 ;
[0026] 进行如下判断:
[0027] 1)如果Δdx=0则继续监测;
[0028] 2)如果Δdx>0,则启动直线驱动伺服电机沿X轴方向负向移动所述转动盘2.3.3距离|Δ dx|;
[0029] 所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置的焊缝自动跟踪方法,由于初级定位和二级定位的基础作用,使得跟踪焊缝只需用跟踪焊缝在轴向即X轴方向的误差,并实时调整直线驱动,使得前焊丝、后焊丝一起向前或向后移动一定距离即可实现焊缝的自动跟踪,使得焊缝自动跟踪变得简单容易了。
[0030] 本发明通过以下技术实质的相互促进作用实现了螺旋双丝焊存在着几个关键问题:1)焊点与焊缝的定位;2)参数调整,焊丝倾角的调整;焊丝间距的调整;焊丝伸出长度的调整,保持焊剂堆积高度;3)动态跟踪焊缝。
[0031] (1)初级定位结构,保证前焊丝5.1、后焊丝5.2之间的枢轴2.4位于焊缝圆弧的最顶点;
[0032] (2)所述轴距转角调整机构,完成二级定位,保证所述轴距转角调整机构2的转角α与所述被焊钢管螺旋焊缝的顶点切线与钢管轴线之间的夹角一致;
[0033] 在正确位置的基础上,焊具调整机构保证焊接工艺参数的调整到位,保证在正确焊缝位置形成合格焊缝;
[0034] (3)在正确位置的基础上,焊缝跟踪只剩X轴的跟踪,焊具随焊缝的自动调整也只需轴向直线驱动调整转角支架在X轴上的位置即可,简化了焊缝的自动跟踪。
[0035] 所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置易于定位,易于实现焊缝自动跟踪。
[0036] 所述螺旋埋弧自动双丝焊装置,延长了冷却时间,提高焊接速度时保证了焊缝质量,减少了焊接缺陷,改善了工作环境。为下一道工序创造有利条件,减少了补焊量节省了物力、财力、人力降低了制造成本。

附图说明

[0037] 图1为本发明螺旋埋弧自动双丝焊装置的主视图。
[0038] 图2为本发明螺旋埋弧自动双丝焊装置的俯视图。
[0039] 图3为本发明螺旋埋弧自动双丝焊装置的左视图。
[0040] 图4为本发明螺旋埋弧自动双丝焊装置的焊枪主视图。
[0041] 图5为本发明螺旋埋弧自动双丝焊装置的焊缝自动跟踪示意图。
[0042] 上述图中的附图标记:
[0043] 1、初级定位结构,2、轴距转角调整机构,3、焊具调整机构,4、焊枪,5焊丝,16对称轴
[0044] Л过对称轴的垂直于定位架的垂直平面,Л1前焊丝5.1和后焊丝5.2和枢轴2.4的共同平面
[0045] 1.1定位架,1.2轨道,1.3行走机构
[0046] 1.3.1滑轨,1.3.2辊轮支座,1.3.3行走辊轮
[0047] 2.1焊枪支架,2.2轴向直线驱动,2.3转角支架,2.4枢轴
[0048] 3.1固定框架,3.2焊具升降机构,3.3焊具左右调整装置,3.4焊具转角调整装置[0049] 3.2.1升降电机,3.2.2升降减速机,3.2.3升降丝杠,3.2.4升降螺母[0050] 3.3.1调节支架,3.3.2调节丝杠,3.3.3调节手柄,3.3.4焊枪滑座[0051] 3.4.1转角座
[0052] 4.2送丝轮,4.3导电体,4.4导电滑块,4.5送丝电机,4.7送丝轮固定架, 4.8压紧块
[0053] 5.1前焊丝,5.2后焊丝
[0054] 6.1跟踪滑轨,6.2滑块

具体实施方式

[0055] 以下结合附图对本发明的实施例作详细说明,但不用来限制本发明的范围。
[0056] 参考图1-3所示,一种内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置,包括初级定位结构 1、轴距转角调整机构2、焊具调整机构3和焊枪4,所述焊枪4固定在所述焊具调整机构3 上,所述初级定位结构1包括定位架1.1、轨道1.2和压紧固定螺栓,所述定位架1.1中点位置设有对称轴;所述定位架以过对称轴的垂直于定位架的垂直平面Л为对称平面轴对称地设有行走机构1.3;所述定位架1.1通过轨道1.2可调整地固定在所述螺旋管成型机的设备龙门架的轨道槽中,并通过压紧固定螺栓固定;
[0057] 所述焊具调整机构3包括固定框架3.1、焊具升降机构3.2、焊具左右调整装置3.3和焊具转角调整装置3.4,所述固定框架3.1固定在所述定位架1.1上,所述焊具升降机构3.2 固定在所述固定框架3.1上;所述焊具左右调整装置3.3固定在所述轴距转角调整机构
2上,所述焊具左右调整装置3.3连接焊具转角调整装置3.4,所述焊具转角调整装置3.4上固定有焊枪4;
[0058] 所述轴距转角调整机构2固定安装在所述焊具升降机构3.2上;所述轴距转角调整机构 2包括焊枪支架2.1、轴向直线驱动2.2和转角支架2.3,所述焊枪支架2.1固定在所述焊具升降机构上,在焊枪支架2.1上固定有轴向直线驱动2.2,所述转角支架2.3固定在所述轴向直线驱动上;
[0059] 所述行走机构1.3为以过对称轴16的垂直于定位架的垂直平面Л为对称平面,轴对称地在定位架1.1上设有滑轨1.3.1,滑轨1.3.1上滑动配合有辊轮支座1.3.2,所述辊轮支座 1.3.2上设有行走辊轮1.3.3。
[0060] 所述焊具升降机构3.2包括升降电机3.2.1、升降减速机3.2.2和升降丝杠3.2.3,所述升降电机3.2.1的输出轴通过升降减速机3.2.2连接升降丝杠3.2.3;所述升降丝杠3.2.3 驱动升降螺母3.2.4,所述升降螺母3.2.4固定连接所述焊枪支架2.1。
[0061] 所述焊具左右调整装置3.3包括调节支架3.3.1,所述调节支架3.3.1上设有调节丝杠 3.3.2,所述调节丝杠3.3.2上螺旋配合有焊枪滑座3.3.4;所述焊枪滑座3.3.4设有调节螺母,调节丝杠3.3.2一端配合在调节螺母中,另一端固定在所述调节支架3.3.1上并设有调节手柄3.3.3或设有左右调节伺服电机。
[0062] 所述轴向直线驱动2.2包括丝杠、螺母和直线驱动伺服电机,所述直线驱动伺服电机驱动所述丝杠旋转。
[0063] 所述焊具转角调整装置3.4包括转角座3.4.1和转角伺服电机,所述转角座3.4.1枢接在所述焊枪滑座3.3.4上,所述焊枪4固定在转角座3.4.1上,转角伺服电机驱动所述转角座 3.4.1绕枢接轴转动。
[0064] 所述转角支架2.3包括轴承、转动盘、角度传感器、旋转伺服电机,所述调节支架3.3.1 穿设固定在所述转动盘2.3.3上,所述旋转伺服电机驱动转动盘2.3.3及所述调节支架3.3.1 能以一定角度绕枢轴2.4旋转。
[0065] 焊具左右调整装置3.3以过对称轴的垂直于定位架的垂直平面Л为对称平面轴对称地在所述转角支架2.3上,所述转角支架2.3能绕枢轴2.4转动一定角度并定位,所述枢轴2.4 位于以过对称轴的垂直于定位架的垂直平面Л上。
[0066] 优选地,所述前焊丝5.1、后焊丝5.2与所述枢轴2.4在同一共同平面Л1内,该共同平面通过焊缝顶点的切线L。
[0067] 所述直线驱动为调节丝杠,所述调节丝杠上配合有焊枪滑座3.3.4,所述焊枪滑座3.3.4 上枢接有转角座3.4.1,所述焊枪4固定在转角座3.4.1上,转角伺服电机4.6驱动所述转角座3.4.1绕枢接轴转动;
[0068] 如图4所示,所述焊枪4包括送丝轮固定架4.7、导电体4.3、导电滑块4.4。送丝轮固定架4.7上旋转设有一对送丝轮4.2,送丝轮固定架4.7下方固定安装导电体4.3,所述导电体4.3连接导电滑块4.4。一送丝孔贯穿所述送丝轮4.2、导电体4.3和导电滑块4.4。送丝电机4.5驱动一送丝轮4.2旋转将两送丝轮4.2之间的焊丝5从送丝孔中送到焊接头外;所述调节滑块4.4外设有压紧块4.8,所述压紧块4.8通过压紧机构压紧所述调节滑块4.4;
[0069] 优选地,所述调节支架3.3.1也可替代为L形板;
[0070] 优选地,所述L形板的长边板与所述转动盘一体成型;
[0071] 优选地,所述定位架1.1与所述固定框架3.1一体成型;
[0072] 所述调节丝杠3.3.2端部设有调节手轮3.3.3或伺服电机;所述焊枪滑座设有调节螺母,调节丝杠3.3.2一端配合在调节螺母中,另一端固定在所述调节支架3.3.1上并设有调节手柄或设有左右调节伺服电机。
[0073] 所述焊枪4为两个,分别设置不同直径的焊丝,不同电源,比如一个是交流电源,一个是直流电源。优选的是,一个是焊丝直径为4.0mm直流电源,焊丝直径为3.2mm交流电源。
[0074] 所述定位架1.1优选为龙门板;所述龙门板可调整地固定在所述螺旋管成型机的设备龙门架上,所述可调整地固定优选为设备龙门架设有导槽,所述定位架设有导轨的导向配合;导槽优选燕尾槽;
[0075] 包括初级定位步骤,当一新型号的螺旋钢管需要生产时,调整所述定位架1.1在所述螺旋管成型机的设备龙门架滑槽中的位置,使得枢轴2.4通过被焊螺旋钢管圆心从而使所述自动双丝埋弧焊装置在Y向定位,调整行走辊轮1.3.3在滑轨1.3.1上的位置,使得所述两个行走辊轮1.3.3与焊丝交点三点所在圆弧与所述被焊螺旋钢管同圆心;将定位架1.1安装在设备龙门架上,使得焊枪的定位借助于龙门架X、Z向定位,通过螺旋管成型机的摆动使得枢轴 2.4正好穿过被焊螺旋钢管的圆心,给所述自动双丝埋弧焊装置如何对中焊缝的定位调整做好了初级定位。
[0076] 为了定位准确,所述枢轴2.4的下端轴线上设有能检测到枢轴2.4的轴线与被焊螺旋钢管的顶圆弧面交点O1(x1,y1)位置坐标的高灵敏度光位置传感器,所述行走辊轮1.3.3的转轴上装有能检测辊轮与被焊螺旋钢管接触点O2(x2,y2)、O3(x3,y3)的位置坐标的高灵敏度光位置传感器,可通过计算算出该三点的圆心O。所述“使得枢轴2.4正好穿过被焊螺旋钢管的圆心”,计算所述圆弧arc(O1,O2,O3)的圆心O(x,y),判断所述圆心O(x,y)是否在枢轴 2.4的轴线上;
[0077] 所述“使得枢轴2.4正好穿过被焊螺旋钢管的圆心”,优选地,所述枢轴2.4的下端轴线上设有能检测到枢轴2.4的轴线与被焊螺旋钢管的顶圆弧面交点即焊缝顶点O1(x1,y1)位置坐标的高灵敏度光位置传感器,所述行走辊轮1.3.3的转轴上装有能检测辊轮与被焊螺旋钢管接触点O2(x2,y2)、O3(x3,y3)的位置坐标的高灵敏度光位置传感器;计算所述圆弧arc(O1, O2,O3)的圆心O(x,y),判断所述圆心O(x,y)是否在枢轴2.4的轴线上;
[0078] 还包括二级定位步骤,在完成初级定位后,设定所述轴距转角调整机构2的转角α与所述被焊螺旋钢管螺旋焊缝的顶点切线与钢管轴线之间的夹角一致;调整焊具升降机构、焊具左右调整装置和焊具转角调整装置,使得前焊丝5.1、后焊丝5.2前后分别对中焊缝并具有一定距离,调整焊丝定位传感器的焊丝定位点,使得前焊丝5.1、后焊丝5.2和焊丝定位点三点一直线上,并且焊丝定位点对中焊缝,完成二级定位。
[0079] 将所述定位架可调整地固定安装在所述螺旋管成型机的龙门架上,Y方向调整导轨在导槽中的位置,同时调整行走辊轮1.3.3在滑轨1.3.1上的位置,保证对称轴16过被焊接螺旋钢管圆心,这样就方便了前焊丝5.1、后焊丝5.2和焊丝定位点三点一直线的定位,同时也方便了前焊丝5.1、后焊丝5.2对中焊缝。将定位架这么精确地安装在龙门架上,这样做的好处是使得焊枪的定位借助于龙门架X、Z向定位,通过螺旋管成型机的摆动使得焊枪对称轴 16正好穿过被焊螺旋钢管的圆心,给双丝焊装置如何对中焊缝的定位调整做了初级定位。这样,前焊丝5.1、后焊丝5.2对中焊缝的定位调整,前焊丝5.1、后焊丝5.2和焊丝定位点三点一直线的定位的调整也在初级定位的基础上变得更加容易了。这称之为二级定位,而且为实现二级定位的动态调整打下良好的初级定位的基础。
[0080] 当双丝焊装置工作时,接好电源打开电焊机,钢管由递送机沿X平面直线前进进入设备龙门架,也就进入定位架1.1,定位架1的行走辊轮1.3.3沿钢管轴线在钢管上行走,通过升降电机3.2.1调整导电滑块4.4与钢管的距离,1#和2#焊丝经送丝电机4.5的等速送丝送入导电体4.3中,然后伸出导电滑块4.4头部25-35mm,再用调节手柄3.3.4旋转调节丝杠 3.3.2,调节左右导电滑块4.4的1#焊丝、2#焊丝间距为8mm-20mm,1#焊丝、2#焊丝的焊丝夹角保持30°,焊丝升出导电滑块4.4到25-35mm为佳,1#焊丝和2#焊丝对准成型缝,保持1#和
2#焊丝与指示灯成一条线并垂直与成型缝,当定位调整的初级定位和二级定位完成后,指示灯提示后,接通焊剂启动电源,两根焊丝1#、2#在一个熔池熔化形成美观的焊道。上述双丝焊进行初级定位和二级定位,调整方便,易于动态焊缝自动跟踪系统的实现。动态焊缝自动跟踪方法只需跟踪焊缝实际点与前焊丝点旁的焊丝定位点之间的X轴向距离,如果距离不等于0,则表示焊缝偏离,只需直线驱动装置沿被焊螺旋管轴线方向前后移动转动盘即可实现。具体方法如下,
[0081] 经过大量实验研究,发现实际焊缝的偏移一般是由于钢带宽度的误差引起的,而钢带宽度的误差表现在卷成的钢管上时一般表现为焊缝在钢管轴线方向的偏移,因此只要安装实际焊缝识别激光定位器,根据钢管焊缝与非焊缝的区别来自动识别焊缝在钢管轴线方向的实际位置,则可实现焊缝的自动跟踪。
[0082] 如图2、5所示,一种内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置的焊缝自动跟踪方法,
[0083] 所述前焊丝5.1、后焊丝5.2与所述枢轴2.4在同一共同平面Л1内,该共同平面通过焊缝顶点的切线L;也就是说,所述轴距转角调整机构2的转角α与所述被焊钢管螺旋焊缝的顶点切线与钢管轴线之间的夹角一致;
[0084] 在定位架1.1上垂直于定位架的垂直平面(Л)设有跟踪滑轨6.1,所述滑块轨6.1与被焊螺旋钢管的轴线的X轴向平行;滑块6.2设置在所述滑轨6.1上,所述滑块6.2下方设有光电接触式焊缝跟踪传感器,所述光电接触式焊缝跟踪传感器垂直投射到被焊螺旋钢管的焊缝上的实际焊缝定位点O5(x5,y5);所述滑块由跟踪伺服电机驱动;
[0085] 在前焊丝5.1旁侧距离前焊丝5-10mm设有焊丝光电传感器,所述焊丝光电传感器垂直投射到被焊螺旋钢管的焊丝定位点O4(x4,y4);
[0086] 所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置的定位方法完成初级定位步骤和二级定位步骤后,随时监测焊丝定位点与被焊螺旋钢管的实际焊缝定位点之间的位置关系,以被焊螺旋钢管的轴线为X轴,以一定频率检测焊丝定位点O4(x4,y4)与焊缝定位点O5(x5,y5),计算焊丝定位点O4(x4,y4)与实际焊缝定位点O5(x5,y5)之间的X轴方向距离Δdx=x5-x4;进行如下判断:
[0087] 1)如果Δdx=0则继续监测;
[0088] 2)如果Δdx>0,则启动直线驱动伺服电机沿X轴方向负向移动转动盘距离|Δ.1dx|;
[0089] 3)如果Δdx<0,则启动直线驱动伺服电机沿X轴方向正向移动转动盘距离|Δdx|;
[0090] 所述螺旋埋弧自动双丝焊装置,延长了冷却时间,提高焊接速度时保证了焊缝质量,减少了焊接缺陷,改善了工作环境。为下一道工序创造有利条件,减少了补焊量节省了物力、财力、人力降低了制造成本。