[发明专利]一种三维自动氩弧焊装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接装置，尤其是涉及一种三维自动氩弧焊装置。

背景技术

将具有多个平面与弧面的钣金零件焊接成组件，是现有工业技术中的常见操作。现有技术是将焊接组件安装于夹具中，夹具在伺服电机驱动的十字托板带动下完成单一平面的自动焊接，因焊枪在工作时不能在Z轴方向移动，因此对于多个不同平面及弧面的焊接只能用手工的方式进行焊接，不仅工效低，且手工焊接时其焊疤的均匀性及焊接牢度均难以保证技术要求，特别是难以保证焊疤不露出钣金表面，且批量产品的加工一致性不能得到有效的保证。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种加工效率高、质量一致性好、适用范围广的三维自动氩弧焊装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种三维自动氩弧焊装置，包括

底板，

十字移动托板：固定在底板上；

工件夹具：固定在十字移动托板上，受十字移动托板驱动而在平面上任意轨迹移动，用于夹持焊接工件；

立柱导轨：固定在底板一端；

滚珠丝杆：平行于立柱导轨设置；

焊枪移动拖板：滑动连接在立柱导轨上；

焊枪支架：中部通过滚珠螺母与滚珠丝杆连接，形成丝杆螺母副，后端连接在焊枪移动拖板上；

焊枪：通过焊枪压板固定在焊枪支架前端，对焊接工件进行焊接；

焊枪伺服电机：与滚珠丝杆连接，驱动滚珠丝杆转动，使得焊枪支架带动焊枪上下直线移动。

所述的十字移动托板为受前后向伺服电机与左右向伺服电机驱动的十字托板，且所述的前后向伺服电机、左右向伺服电机及焊枪伺服电机分别与控制器连接，前后向伺服电机与左右向伺服电机按控制器内的控制程序带动十字托板进行平面任意轨迹的移动，焊枪伺服电机按控制器内的控制程序带动焊枪在竖直方向上上下移动。

所述的立柱导轨通过立柱导轨座固定在底板上，所述的立柱导轨共设有两根，竖直平行设置，每根立柱导轨上均套设两个直线轴承，所述的焊枪移动拖板与所述的直线轴承连接，通过直线轴承实现焊枪移动拖板与立柱导轨的滑动连接。

所述的滚珠丝杆的上下两端分别设有丝杆上轴承座与丝杆下轴承座，所述的丝杆上轴承座同时与立柱导轨的顶端连接，所述的丝杆下轴承座固定在焊枪伺服电机座上，所述的焊枪伺服电机座与立柱导轨座固定连接，所述的焊枪伺服电机固定在焊枪伺服电机座上，并通过联轴器与滚珠丝杆的底端连接。

所述的滚珠丝杆的上下两端分别通过轴承与丝杆上轴承座或丝杆下轴承座连接。所述的丝杆上轴承座或丝杆下轴承座为限制焊枪支架上下移动范围的上止点与下止点。

所述的工件夹具为可更换件，与十字移动托板之间为可拆卸式连接。

所述的工件夹具上设有用于压紧焊接工件的锁紧压板。

所述的焊枪支架水平设置，所述的焊枪的嘴部竖直向下设置。

本发明的装置工作时，工件夹具在十字移动托板的带动下置于工作区域外，焊枪在焊枪伺服电机的驱动下置于顶部，将待焊接工件与焊接工件安装于工件夹具中，压下锁紧压板以压紧工件，开启控制程序驱动前后向伺服电机、左右向伺服电机及焊枪伺服电机，使工件夹具行至第一焊接点，焊枪行至设定焊接弧长的高度，开始第一面焊点的焊接，焊枪依照程序设定对第一焊点进行绕焊缝一周的自动焊接，第一焊点焊接完成后，焊枪离开工作面，工件夹具移至第二焊接点，焊枪下降至焊接高度，开始第二焊接点绕焊缝一周的自动焊接，以此类推完成该面后续各点的自动焊接，焊枪移至第二面的焊接高度，开始该面的各点焊接，以此类推完成各面的自动焊接，以上所述的面可以是平面、弧面或球面。全部焊接完成后，焊枪行至上止点，工件夹具行至工作区外，松开锁紧压板，取出焊接组件。

因十字移动托板可按程序编制进行平面任意轨迹的移动，焊枪按程序编制沿竖直方向上下移动，结合十字移动托板的程序移动，形成焊点的三维轨迹移动，因此当焊接点出现弧面时，焊枪可按程序设定对弧面甚至球面进行自动焊接，本发明对弧面切线与焊枪轴线的夹角大于45°的弧面或球面都能进行自动焊接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

(1)一次装夹可自动完成所有焊接过程，加工效率提高两到五倍。

(2)焊接过程全部可以由可编程控制程序完成，对起弧点与收弧点、焊疤面积与高度、焊接强度等都能得到有效地控制，批量加工时，产品质量的一致性得到保证。

(3)所有焊疤及起弧点与收弧点均在钣金表面内，完全达到产品的设计要求。