[发明专利]自动焊接跟踪器

说明书

技术领域

本发明关于气体保护焊、埋弧焊、氩弧焊、等离子焊、带极电渣焊等焊接领域，适合各种焊接环境的焊接跟踪器。

背景技术

焊缝成形质量控制一直是焊接自动化研究的重点，自动跟踪在焊接工业中占有极其重要的地位，焊缝自动跟踪的精度和实时性对保证焊接质量有着不可估量的作用。而焊缝跟踪是焊缝质量控制的前提，焊缝跟踪的关键是焊缝偏差时如何检测的问题。人们提出了许多检测的方法，这些技术在实际应用中都存在着局限性。由于在自动焊接过程中，工件坡口形状是变化的，若自动焊接设备不能及时跟随工件坡口形状的变化而变化，则焊缝精度就会降低。为了有效克服工件坡口形状变化带来的问题，减少焊工的劳动强度和人为因素的影响，提高焊接效率和焊缝精度，多数现有技术中采用了如图3所示的机械弹簧式机械跟踪器。该跟踪器的探头在焊接接头运动时，由于易发生偏差，焊道位置不准，精度不高。焊接人员必须始终注视跟踪轮的位置，为了保证焊接全过程的焊缝跟踪，需要随时进行手工调整。在进行直焊缝尾部焊接时都必须临时增加一个焊道加长板，才能保证整条焊缝的跟踪。

而传统激光方式传感器，在焊接时易受的弧光干扰，特别是铝及铝合金的焊接，随时可能发生跟踪失控等情况，失控时，没有任何征兆，直到焊道完全偏离焊缝后，才能发现跟踪失控，造成整个工件的报废，酿成重大的质量事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种跟踪精度高，抗干扰能力强，并能适合于各种不同材料焊接，并具有焊枪自锁功能，光电一体跟踪的自动焊接跟踪器。

本发明实现上述目的的技术解决方案是，一种自动焊接跟踪器，具有一个带有导向针的导向杆和连接有万向跟踪转换头的跟踪器，其特征在于，在所述跟踪器的探筒筒体内设置有完全密封的光电跟踪传感器，该光电跟踪传感器是一个由固联在上述导向杆上的激光发射头和同轴密封在所述探筒后端筒体内的光电接收器组成，该光电接收器包括至少四个独立电连接在电缆接口座内侧端面上的阵列光电接收管组成，激光发射头的光束照射在上述阵列光电接收管的中心，并跟随探头的偏移发生位置变化而偏向上述光电接收器上，其中至少一个光电接收管，使之产生的电压信号，导通下位电机驱动电路，改变电动滑板上的电机转向，使焊头随时跟踪着焊道的位置，实现自动焊接的自动焊缝跟踪。

本发明相比现有技术具有如下有益效果：

本发明将光电一体式的跟踪头置于在一个完全密封的筒体内，完全不受外界电弧光的干扰，具有极高的抗干扰能力强。采用的光电式跟踪头，体积小，跟踪精度高。探头内由一个激光发射管和四个光电接收管组成的光电跟踪传感器，比传统的机械式跟踪的精度要高得多，焊缝的跟踪精度能保证在±0.1mm。

利用光电子转换原理，与机械机构的有机组合而成的光电跟踪传感器，通过探头与焊接工件直接接触，将机械位置变化转换成光的变化，再从光的变化转换成电信号的变化，通过电机的转动来实现自动跟踪。相比于现有技术的激光式跟踪有更强的适用性，能满足焊接的坡口形式多样性，尤其是气体保护焊、氩弧焊、电渣焊等强弧光的焊接。所能跟踪的焊缝类型较广，如U型坡口、V型坡口、I型坡口、X型坡口、J型坡口、K型坡口等，还可扩展到大型超高压容器的窄间隙焊接中。

跟踪方式多样性。四个独立电连接在电缆接口座内侧端面上的阵列光电接收管，依据四个接收管接受到不同光强的原理产生不同的电信号，从而，驱动电机以不同的转向调整执行机构的不同位置，自动跟踪并跟随焊道的偏移发生位置，灵活变化十字跟踪、上下跟踪、左角焊缝跟踪和右角焊缝跟踪，并能在直缝焊尾部焊接时，带有自锁焊枪高低位置的功能，消除尾部的焊接跟踪盲区。能够满足焊接坡口形式的多样性，比如U型坡口、V型坡口、I型坡口、X型坡口、J型坡口、K型坡口等各种不同坡口形式的需要。当焊接不同的坡口时，仅需更换不同的探头，即可适应各种不同的坡口，且跟踪器本体不变。即便跟踪出现偏差，操作人员也可以将其跟踪头矫正。当焊道发生跟踪失控时，探头会首先偏离焊道位置，此时，操作人员只需将探头手动驳回到原焊道位置，即可回复到焊道跟踪状态。在进行直缝焊时，焊接根部也不需添加焊道加长板，就能完成整个直缝焊的跟踪焊接。

附图说明

图1是本发明自动跟踪器的剖视构造示意图。

图2是图1中光电接收器的轴向示意图。

图3是现有技术弹簧式机械跟踪器的示意图。

图中：1探头，2导向针，3万向轴，4激光二极管，5光电接收器，6电缆接口座，7压簧，8导向杆，9探筒筒体，10激光管套，11左光电接收管，12上光电接收管，13下光电接收管，14右光电接收管，15万向跟踪转换头。

具体实施方式