[发明专利]一种自动焊接装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接装置，特别涉及自动焊接装置。

背景技术

几乎所有的金属在热加工过程中，会产生热变形。热变形的形式与被加工材料、加工方法、温度场分布等等因素相关。

金属焊接作为热加工中的一种，也存在着普遍又明显的热变形。此种热变形常常会影响焊接效果，导致焊接后尺寸的变化，严重时会导致超差，甚至是材料的断裂。

目前，通常采用自动焊接装置对金属进行焊接。而为了减小或避免热变形对焊接的影响，大多采用强制机械约束和辅助冷却的方法，该方法虽然对于热膨胀系数较小、自身强度较高的金属，以及焊接范围较小的工件来讲有明显效果，但工件在强制约束变形的同时，会产生较大的热应力，要求工件本身有足够强度，可抵御这种约束应力，而对于热膨胀系数较大、焊缝范围大、自身强度却较低的金属来说，上述方法抵抗热变形的效果非常有限，有时会因约束热应力过大导致工件损坏，比如铜、铝及其合金，由于它们的热膨胀系数较大，热态和冷态尺寸相差很大，强度又偏低，产生的约束热应力完全可以使母材屈服甚至断裂。

发明内容

为了有效解决和适应较大热膨胀系数金属之焊接热变形问题，本发明实施例提供了一种自动焊接装置，它包括模仿金属热变形的随动装置，使得所述自动焊接装能够适用于金属焊接中的热变形量与适应在该变形存在的情况下的正常焊接。所述技术方案如下：

一种自动焊接装置，所述装置包括机架、位移传感器、行走机构、夹持机构、位置传感器、自适应工装、焊接机构和数控系统，其中，

所述机架上安装着所述行走机构、所述自适应工装、所述位置传感器、所述数控系统以及被焊接的主零件和附零件，所述主零件的一端固定在所述机架上，所述主零件的另一端沿在焊接热变形方向设置并且处于自由状态；

所述位移传感器安装在主零件的自由端，并与所述主零件的自由端相接触，所述位移传感器用于检测所述主零件的变形量；

所述行走机构安装在所述机架上，所述行走机构用于按照焊接走向运动；

所述夹持机构安装在所述行走机构上，所述夹持机构用于夹持或松开被焊零件；

所述位置传感器安装在所述夹持机构上，所述位置传感器用于检测被焊零件的姿态与位置；

所述自适应工装安装在所述机架上，所述自适应工装包括弹性体和变形伺服机构，其中，所述弹性体延所述主零件方向设置，并且所述弹性体的弹性变形曲线与所述主零件的实际热变形特性曲线相一致，所述附零件的一端与所述弹性体相连，所述附零件的另一端与所述主零件相连，通过所述变形伺服机构的运动带动所述弹性体和所述附零件，实现与所述主零件焊接过程中的同步移动；

所述焊接机构安装在所述行走机构上，所述焊接机构用于焊接被焊零件；

所述数控系统与所述位移传感器、行走机构、夹持机构、位置传感器、自适应工装及焊接机构相连，并控制它们的动作。

具体地，作为优选，所述弹性体为弹簧，所述弹簧的的一端固定在主零件的固定端，所述弹簧的另一端与所述变形伺服机构相连。

具体地，作为优选，所述弹性体为弹簧组，所述弹簧组是由多段不同弹性系数的弹簧串联而成的。

具体地，所述弹性体包括多组，多组弹性体平行布置。

进一步地，所述位置传感器为激光对射传感器或者光线传感器，所述激光对射传感器包括激光发射器和激光接收器，所述位置传感器与所述行走机构和所述夹持机构一起组成了一个定位装置，通过所述定位位置实现被焊零件的精确定位。

本发明实施例还提供了另一种自动焊接装置，所述装置包括机架、位移传感器、行走机构、自适应工装、焊接机构和数控系统，其中，

所述机架上安装着所述行走机构、自适应工装、位置传感器、数控系统以及被焊接的主零件和附零件，所述主零件的一端固定在所述机架上，所述主零件的另一端沿在焊接热变形方向设置并且处于自由状态；

所述位移传感器安装在主零件的自由端，并与所述主零件的自由端相接触，所述位移传感器用于检测所述主零件的变形量；

所述行走机构安装在所述机架上，所述行走机构用于按照焊接走向运动；