[发明专利]一种弧长调节器

说明书

技术领域

本发明涉及TIG焊接过程中焊接电弧高度的调节装置，特别是一种弧长调节器。

背景技术

用纯钨或活化钨(钍钨、铈钨、锆钨、镧钨)作为不熔化电极的惰性气体保护电弧焊，利用钨极和工件之间的电弧使金属熔化而形成焊缝的。焊接过程中钨极不熔化，只起电极的作用。同时由焊炬的喷嘴送进氩气或氦气作保护。还可根据需要另外添加金属，这种焊接在国际上通称为TIG焊。TIG焊接法的主要优点是可以焊接的材料范围广，包括厚度在0.6mm及其以上的工件，材质包括合金钢、铝、镁、铜及其合金、灰口铸铁、普通钢、各种青铜、镍、银、钛和铅.主要的应用领域是焊接薄的和中等厚度的工件，在较厚的截面上作为焊根焊道使用。然而TIG焊接法对环境风力要求苛刻，当环境风力大于4m/s时，将影响气体的保护效果，焊接效率低，适合一些精细产品构件的焊接。

在许多自动化焊接生产过程中，有许多被焊工件的平面高度成曲线型变化，例如两个圆管要做90度垂直连接，这道焊缝的平面高度成不断变化的状态，属于典型的马鞍型焊缝，这种焊缝在锅炉制造行业及石油化工行业中经常遇到。针对管件连接这一类的焊接工件，要求焊枪相对于工件的高度(电弧长度)保持恒定，才能保证焊接过程的稳定，因此要求焊枪的高度在焊接过程中要跟随工件曲面做不断的调节。目前的解决方法有采用机械仿型跟踪的方案，但此方案有很大的局限性，如果针对一种工件设计一套专用设备还可以使用，但工厂中的变曲面工件各种形状的都有，如果都采用机械仿型跟踪的方式是很难实现的，目前也未见到适用于多种工件的机械仿型设备工程应用。还有一种焊枪相对于工件高度自动调节装置，TIG焊弧长自动调节器。目前工厂中使用的弧长自动调节器，其机械调节机构的驱动电机都是采用直流伺服电机，这种驱动电机的缺点是机械惯性较大，当控制发出启动或停止信号时，电机的启动或停止都要延迟0.3-0.4秒(实测值)，由于伺服电机的惯性延迟，使得弧长控制精度较低，在许多要求较高的产品焊接时，导致焊枪相对于工件的高度变化较大，无法满足产品焊接的质量要求。

发明内容

本发明的目的在于提出一种弧长调节器，解决了TIG焊接时对弧长控制精度较低，无法满足产品焊接质量的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种弧长调节器，包括驱动装置、传动机构、夹持机构和控制器，所述驱动装置采用步进电机，所述步进电机的输出端与夹持机构之间通过传动机构传动连接，所述传动机构采用丝杠螺母传动，所述步进电机的输出轴与调节机构的转动丝杠是同轴连接，所述步进电机与控制器控制连接。

作为一个优选方案，所述步进电机的输出轴与丝杠之间通过联轴节连接。

作为进一步的优选方案，所述传动机构的丝杠上套装有丝杠螺母，所述丝杠螺母上端还有两根与丝杠平行的导向光杠，所述导向光杠上各安装有两个直线滑动轴承，所述直线轴承的轴承套处连接有滑板，所述滑板上安装有焊枪夹持机构。

作为更进一步的优选方案，所述步进电机输出轴的相对端同轴安装有一个用于焊接前手动调节焊枪高度的初始定位及在焊接过程中手动调节焊枪高度的手动调节轮。

作为更近一步的优选方案，所述步进电机与控制器控制连接，所述控制器采用单片机，所述控制器上设置有控制面板和显示面板。

作为更进一步的优选方案，所述丝杠螺距为2mm。

本发明的有益效果为：采用步进电机驱动，通过步进电机同轴连接螺旋丝杠，螺旋丝杠的旋转螺距将带动光杠上与直线轴承相连的滑板运动，而固定在滑板上的焊枪夹持机构将跟随步进电机的转动而调节焊枪的高度，从而达到调节电弧长度的目的；采用步进电机驱动的电弧长度调节器其控制精度远高于目前使用的伺服电机弧长调节器，可有效解决焊接过程中的电弧长度稳定，即可保证焊接过程和焊接质量稳定；通过在步进电机同轴上安装手动调节轮，可方便焊工使用，即可在焊接前手动调节焊枪高度，亦可在焊接过程中手动调节焊枪高度；此弧长调节器也可通过控制器上控制面板手动点动焊枪高度的上下调节，亦可在焊接过程中根据给定弧长数据闭环自适应调节电弧长度，与其他弧长调节器相比为操作者提供了多种操作选择，该弧长调节器具有电弧长度控制精度高和手动调节方便的优点。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是控制器的控制系统原理图。

图中：