一种三维自动焊接系统及其焊接控制方法

摘要

本发明公开了一种三维自动焊接系统，它主要包括由焊枪运行机构、控制柜（21）、焊机和送丝机，所述的焊枪运行机构包括摆动机构、升降驱动机构、直行机构和底座（1），摆动机构的运动方向、升降驱动机构的运动方向和直行机构的运动方向分别对应三维直角坐标轴的X轴方向、Z轴方向和Y轴方向。本发明公开了一种利用上述三维自动焊接系统进行焊接的控制方法，它可以处于自动控制模式和手动模式下工作。本发明提供了适用于中厚壁长直缝多层焊，实现了焊接自动化，而且制作成本低，使用方便，焊接质量稳定，效率较高。

主权项

一种三维自动焊接系统，其特征是它主要包括焊枪运行机构、控制柜（21）、焊机和送丝机，所述的焊枪运行机构包括摆动机构、升降驱动机构、直行机构和底座（1），摆动机构的运动方向、升降驱动机构的运动方向和直行机构的运动方向分别对应三维直角坐标轴的X轴方向、Z轴方向和Y轴方向，所述直行机构位于底座（1）的上部，在直行机构上设有直行驱动装置，直行驱动装置驱动直行机构沿着底座（1）上部设有的两横向滑轨Ⅰ（2）在Y轴方向作往复运动，在直行机构设有的支架（3）侧面设有升降驱动机构，在升降驱动机构的侧面设有摆动机构，升降驱动机构驱动摆动机构沿着直行机构侧面设有的竖直方向的滑轨Ⅱ（4）在Z轴方向作升降运动，摆动机构的侧面设有摆动驱动装置，摆动驱动装置驱动摆动机构在X轴方向作往复运动，在摆动机构上安装有焊枪夹持器（5），焊枪放置在焊枪夹持器（5）内随着摆动机构运动，所述的控制柜（21）内设有PLC控制器，PLC控制器的输入端与控制设备连接，PLC控制器的输出端分别与直行驱动装置的驱动器、升降驱动机构的驱动器、摆动驱动装置的驱动器、焊机的焊枪启动开关和送丝机的启动开关连接，PLC控制器用于控制直行驱动装置、升降驱动机构和摆动驱动装置的工作和复位以及焊机和送丝机的自动控制，焊机与焊枪连接，所述的两横向滑轨Ⅰ（2）对称设置在底座（1）上，直行机构设有的支架（3）底部位于两横向滑轨Ⅰ（2）上，所述的直行驱动装置包括直行电机（7）、直齿圆柱齿轮和齿条，直行电机（7）为步进电机，直行电机（7）的输出端依次通过直齿圆柱齿轮和齿条与支架（3）组成传动连接，直行驱动装置驱动支架（3）在横向滑轨Ⅰ（2）上作Y轴方向往复运动，所述的升降驱动机构包括升降电机（8）和竖直滚珠丝杠副Ⅰ（9），升降电机（8）为步进电机，所述的升降电机（8）位于直行机构的支架（3）顶部，竖直滚珠丝杠副Ⅰ（9）对应三维直角坐标轴的Z轴方向，升降电机（8）与竖直滚珠丝杠副Ⅰ（9）为传动配合，两竖直方向的滑轨Ⅱ（4）在竖直方向对称设置在支架（3）的侧面，所述的摆动机构上与支架（3）的侧面相对的位置对称设有两滑块Ⅱ（10），两滑块Ⅱ（10）与两滑轨Ⅱ（4）相配合，摆动机构通过滑轨Ⅱ（4）与滑块Ⅱ（10）的配合在支架（3）的侧面上下移动，竖直滚珠丝杠副Ⅰ（9）与摆动机构为传动配合连接，升降电机（8）驱动竖直滚珠丝杠副Ⅰ（9）转动，竖直滚珠丝杠副Ⅰ（9）带动摆动机构沿着滑轨Ⅱ（4）作Z轴方向的升降运动，所述的摆动机构包括滑轨支撑座（11）和夹持器固定板（12），两滑块Ⅱ（10）设置在滑轨支撑座（11）背面，滑轨支撑座（11）与竖直滚珠丝杠副Ⅰ（9）为传动配合连接，在滑轨支撑座（11）的上部和下部对称设有水平滑轨Ⅲ（13），夹持器固定板（12）的背面上部和下部分别对称的设有滑块Ⅲ（14），所述的摆动驱动装置包括水平滚珠丝杠副Ⅱ（15）和摆动电机（16），水平滚珠丝杠副Ⅱ（15）对应三维直角坐标轴的X轴方向，摆动电机（16）为步进电机，摆动电机（16）与水平滚珠丝杠副Ⅱ（15）为传动连接，水平滚珠丝杠副Ⅱ（15）与夹持器固定板（12）的背面为传动连接，摆动电机（16）通过水平滚珠丝杠副Ⅱ（15）驱动夹持器固定板（12）在滑轨支撑座（11）的水平滑轨Ⅲ（13）上作X轴方向的摆动。