[发明专利]带圆锥台的马鞍形管接头表面自动堆焊设备及其焊接方法

权利要求书

1.一种带圆锥台的马鞍形管接头表面自动堆焊设备的焊接方法，所述自动堆焊设备主要包括一个完成工件升降、旋转和倾斜的工位调节装置、自动焊枪机械手(6)和电气控制装置，工位调节装置集成安装在一个底座(1)上，自动焊枪机械手(6)安装在一个小底座(1a)上，在工作时，所述电气控制装置按预先设置的操作指令控制工位调节装置和自动焊枪机械手动态配合，完成带圆锥台的马鞍形管接头相贯线焊缝的焊接；它还包括一个激光定位器(7)，所述工位调节装置包括一个工作台旋转机构、一个工作台升降机构和一个工作台倾斜机构，在所述底座(1)上设有一个主动侧立柱(2)和一个从动侧立柱(3)，在主动侧立柱(2)的上端部设有一个由第一轴承(2h)支承的第一支承轴(2g)，右侧的升降机构(5)采用悬挂式固定在第一支承轴(2g)的端部，在从动侧立柱(3)的上端部设有一个由第二轴承(3a)支承的第二支承轴(3b)，左侧的升降机构(5)也采用悬挂式固定在第二支承轴(3b)的端部，左、右侧的升降机构(5)通过各自的滑板(5d)与工作台底座(4e)连接；所述工作台旋转机构设置在工作台底座(4e)的一侧，可以旋转的工作台(4)位于工作台底座(4e)的上方；在所述主动侧立柱(2)的下部设有一个所述工作台倾斜机构的由支承轴承(2f)支承的主传动轴(2c)，位于主传动轴(2c)一端的第一小齿轮(2d)与右侧的升降机构(5)固定连接在一起的从动扇形齿(2e)相啮合；所述激光定位器(7)设置在右侧的升降机构(5)的上部并面向工作台(4)，激光定位器(7)的中心位置与第一支承轴(2g)的中心位置相一致；所述自动焊枪机械手(6)可以在位于底座(1)一侧的小底座(1a)上行走，焊枪(6d)的位置采用横向进退机构(6b)和纵向升降机构(6c)调节；在自动焊接开始时，首先用所述工位调节装置把工件(10)的上端面调整到略低于激光点，焊枪调整到起焊点，提升焊枪到到激光定位器(7)的光点位置执行原点复位，再把焊枪(6d)调节到与工件(10)的起焊点，调节焊丝与工件接触平面成15度夹角，然后起动电源开始焊接；所述工作台旋转机构采用第二伺服电机(4a)经第二行星减速机(4b)驱动第二小齿轮(4c)，第二小齿轮(4c)驱动固定安装在工作台(4)下面的齿圈(4d)使工作台(4)转动；所述工作台升降机构采用左、右侧的升降机构(5)同步工作，左、右侧的升降机构(5)的第三电机(5a)经第三行星减速机(5b)驱动丝杠(5c)，丝杠(5c)经丝母(5e)驱动滑板(5d)连同工作台底座(4e)一起作升降运动；所述工作台倾斜机构采用第一伺服电 机(2a)经第一行星减速机(2b)驱动主传动轴(2c)，与主传动轴(2c)固定连接的第一小齿轮(2d)经与右侧的升降机构(5)固定连接的从动扇形齿(2e)驱动左、右侧的升降机构(5)和工作台底座(4e)一起倾斜；其特征是：所述自动堆焊设备采用的焊接方法包括以下步骤：

(1)安装工件

将工作台(4)转到水平位置，将工件(10)吊到工作台(4)上，通过固定在工作台上的调整丝杠，调整工件(10)中心与工作台(4)中心重合，在工件下部四周，焊四块固定连接板，通过螺栓压板将工件(10)固定在工作台(4)上，通过工位调节装置，使上端面略低于第一支承轴(2g)的轴中心；

(2)输入常规参数

通过电气控制系统的触摸屏输入的马鞍形管接头工件(10)的基本参数和焊接工艺参数；

(3)调节焊丝与钨极的相对位置

由送丝机(8)将焊丝通过送丝导管(8a)送到焊丝导电嘴，使焊丝伸出与工件(10)接触，并通过回转变位机构将工件(10)的焊接面调整为水平位置，保持焊丝与工件(10)的焊接面形成约15°的夹角；将热丝电源与导电嘴、焊丝与工件(10)串联形成电流回路；通过焊丝与钨极位置调整机构调整焊丝与电弧相对位置，保证焊丝送到电弧熔池边缘，对准电弧中心方向，并与工件(10)保持接触；

(4)调整各轴初始位置复位

通过手动方式将各轴调到设定起始原点位置，提升焊枪，将钨极尖与激光点重合，执行原点复位，各轴初始坐标将按工件(10)设定参数和程序的初始位置赋值、计算；

(5)执行堆焊轨迹控制流程

选择焊接程序按下焊接按钮，由电气控制系统中的计算机根据预先设定的焊接程序依次完成工件(10)的低面、底角、圆锥台外斜面、圆锥台内立面、顶角和高面的自动堆焊。