配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)，包含：平臺(tái)部件，其包含平臺(tái)基座、設(shè)置在平臺(tái)基座上的平臺(tái)板、設(shè)置在平臺(tái)板兩側(cè)的導(dǎo)軌支撐架，以及一對(duì)平臺(tái)壓板，其中一個(gè)平臺(tái)壓板位于導(dǎo)軌支撐架上，另一個(gè)平臺(tái)壓板位于平臺(tái)板上；加熱模塊，其設(shè)置在導(dǎo)軌支撐架上；冷卻模塊，其包含水冷模塊和風(fēng)冷模塊，所述的水冷模塊架設(shè)在導(dǎo)軌支架上，風(fēng)冷模塊設(shè)置在一對(duì)平臺(tái)壓板的上方；定位模塊，其設(shè)置在一對(duì)平臺(tái)壓板之間。本發(fā)明以針對(duì)高強(qiáng)度鋼在焊接試驗(yàn)中涉及的精確控溫、氣體保護(hù)、焊接定位等要求，使之與焊接機(jī)器人配合，完成工件的焊接全過(guò)程。
【專利說(shuō)明】配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工作平臺(tái)，特別涉及一種配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]在建筑、鐵路、航空、船舶、壓力容器及工程機(jī)械等領(lǐng)域的發(fā)展中，高強(qiáng)度鋼以其較高的強(qiáng)度、良好的塑韌性等性能逐漸應(yīng)用于產(chǎn)品的生產(chǎn)制造。
[0003]由于高強(qiáng)度鋼的焊接工藝不夠成熟，直接影響了其在工程中的應(yīng)用，因此有必要對(duì)其焊接工藝進(jìn)行深入研究，采用焊接機(jī)器人用于試驗(yàn)研究。傳統(tǒng)的高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究常改變焊接電流、電弧電壓、焊接速度等來(lái)尋找一組適用于焊接該鋼種的參數(shù)，由于缺乏考慮工件的加熱與冷卻及人為操作引起的誤差，因此這種工藝研究顯然不夠完善。
[0004]目前，針對(duì)焊接工藝研究的工作平臺(tái)，可以通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，配合焊接機(jī)器人操作，可以形成較好的焊接姿勢(shì)。然而根據(jù)實(shí)際使用后的效果來(lái)看在功能上主要存在以下缺點(diǎn):
1.無(wú)法精確定位焊接位置
傳統(tǒng)焊接工作平臺(tái)主要針對(duì)的是手工焊接技術(shù)，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，但隨著機(jī)器人焊接技術(shù)的應(yīng)用，焊前需要掌握準(zhǔn)確的焊接位置以便對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教編程，傳統(tǒng)工作平臺(tái)已無(wú)法滿足焊接定位要求。
[0005]2.工件的焊接、加熱、冷卻無(wú)法同一位置進(jìn)行
傳統(tǒng)焊接工藝中，工件的焊接、加熱、冷卻分別在不同位置進(jìn)行，雖然可以達(dá)到預(yù)期目的，但需對(duì)工件進(jìn)行拆卸及搬運(yùn)，導(dǎo)致效率降低，勞動(dòng)強(qiáng)度加大，并且在工件的搬運(yùn)過(guò)程中造成熱量損失，將直接影響焊接試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
[0006]3.工件的加熱、冷卻不可控
工件的加熱常采用火焰加熱，這種加熱方式雖然成本較低，但操作難度大，并且不易控制加熱溫度且無(wú)法保證工件受熱均勻，容易引起過(guò)熱。焊接工件的冷卻常采用空冷的方式，冷卻速度較低，并且不易改變。高強(qiáng)度鋼對(duì)施焊環(huán)境具有嚴(yán)格的要求，傳統(tǒng)的加熱、冷卻方式無(wú)法滿足先進(jìn)的焊接工藝要求。
[0007]4.焊接保護(hù)不充分
采用傳統(tǒng)的氣體保護(hù)焊技術(shù)焊接工件，焊槍會(huì)噴射保護(hù)氣體保護(hù)焊縫表面，但焊縫的底部裸露在空氣中，難以得到保護(hù)，降低焊接質(zhì)量。
[0008]所以，傳統(tǒng)的焊接平臺(tái)較難配合焊接機(jī)器人實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的焊接工藝研究。
[0009]假如能有一種焊接工作平臺(tái)，能夠配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼的焊接工藝研究，不僅能夠方便地實(shí)現(xiàn)工件的加熱、冷卻，減少勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，提高焊接效率，而且工件加熱、冷卻均勻，并在機(jī)器人的焊接過(guò)程提供氣體保護(hù)，有利于提高焊接質(zhì)量。那將有效地解決這
一實(shí)際難題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)，以針對(duì)高強(qiáng)度鋼在焊接試驗(yàn)中涉及的精確控溫、氣體保護(hù)、焊接定位等要求，使之與焊接機(jī)器人配合，完成工件的焊接全過(guò)程。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)，其特點(diǎn)是，包含:
平臺(tái)部件，其包含平臺(tái)基座、設(shè)置在平臺(tái)基座上的平臺(tái)板、設(shè)置在平臺(tái)板兩側(cè)的導(dǎo)軌支撐架，以及一對(duì)平臺(tái)壓板，其中一個(gè)所述的平臺(tái)壓板位于導(dǎo)軌支撐架上，另一個(gè)平臺(tái)壓板位于平臺(tái)板上；
加熱模塊，其設(shè)置在導(dǎo)軌支撐架上；
冷卻模塊，其包含水冷模塊和風(fēng)冷模塊，所述的水冷模塊架設(shè)在導(dǎo)軌支架上，所述的風(fēng)冷模塊設(shè)置在一對(duì)平臺(tái)壓板的上方；
定位模塊，其設(shè)置在一對(duì)平臺(tái)壓板之間。
[0012]所述的加熱模塊包含:
爐架，其安裝在導(dǎo)軌支撐架上；
紅外線加熱管，其安裝在爐架中并與外部的溫控箱相連。
[0013]所述的水冷模塊包含:
導(dǎo)軌，其安裝在導(dǎo)軌支撐架上；
水箱，其通過(guò)底部的滑塊活動(dòng)設(shè)置在導(dǎo)軌上，且與水冷式冷卻機(jī)相連，并通入循環(huán)冷卻
水；
水箱蓋，其蓋合在水箱頂部，并與水箱形成一密封腔體。
[0014]所述的風(fēng)冷模塊包含:
風(fēng)扇架，其安裝在導(dǎo)軌支撐架上方；
風(fēng)扇，其固定在風(fēng)扇架中部。
[0015]所述的定位模塊包含:
一對(duì)夾具板，其分別與一對(duì)平臺(tái)壓板相連；
一對(duì)推拉式夾具，其分別設(shè)置平臺(tái)壓板上；
若干個(gè)水平式夾具，其分別設(shè)置在平臺(tái)壓板和夾具板上；
激光定位夾具，其設(shè)置在其中一個(gè)水平式夾具上。
[0016]所述的激光定位夾具包含:依次相連的第一連桿、第二連桿、萬(wàn)向節(jié)機(jī)構(gòu)和激光發(fā)射器；所述的第一連桿與水平式夾具相連。
[0017]所述的平臺(tái)板采用紫銅材料制成。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明專利集輔助焊接、加熱、冷卻等功能于一體，運(yùn)用導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)，使得工件的焊接、加熱和冷卻過(guò)程能夠在同一個(gè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，緩解勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)效率；
采用遠(yuǎn)紅外輻射加熱，可準(zhǔn)確可靠地控制焊接工件的加熱過(guò)程，使得工件受熱均勻；
將冷卻水循環(huán)裝置運(yùn)用至焊接平臺(tái)，冷卻速度可控，控制精度高，冷卻均勻；
采用導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)配合封閉水箱，水箱可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。在工件需要冷卻時(shí)，水箱滑入工作平臺(tái)，避免多余水分與工件接觸； 水箱內(nèi)部采用彎管噴水設(shè)計(jì)，增大冷卻面積，提高冷卻速率；
采用冷卻水箱和風(fēng)扇，從不同方向及不同傳熱方式有效控制工件的冷卻，確保達(dá)到工藝要求；
本平臺(tái)表面設(shè)有強(qiáng)制成型槽，并可通入保護(hù)氣體，使得焊縫表面完全受到氣體的保護(hù)，保證焊接接頭的質(zhì)量和性能；
通過(guò)激光定位夾具，可以為焊接機(jī)器人在操作過(guò)程中的焊接位置提供輔助定位；
依托平臺(tái)壓板和夾具板上的直線槽口，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種工件在任意位置安裝定位夾具； 夾具夾持工件方便、高效，變換夾具型號(hào)時(shí)，平臺(tái)可重復(fù)使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明一種配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)整體機(jī)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明一種配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)的平臺(tái)部件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為加熱模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為水冷模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為風(fēng)冷模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為定位模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為激光定位夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖，通過(guò)詳細(xì)說(shuō)明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[0021]如圖1所示，一種配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)包含:平臺(tái)部件，其包含平臺(tái)基座11、設(shè)置在平臺(tái)基座11上的平臺(tái)板12、設(shè)置在平臺(tái)板12兩側(cè)的導(dǎo)軌支撐架13，以及一對(duì)平臺(tái)壓板14，其中一個(gè)所述的平臺(tái)壓板14位于導(dǎo)軌支撐架13上，另一個(gè)平臺(tái)壓板14位于平臺(tái)板12上，平臺(tái)壓板14兩端開有定位鉆孔，目的是聯(lián)接導(dǎo)軌支撐架13，在中部位置處開有3條直線槽口，用于安裝夾具(參見圖2);加熱模塊，其設(shè)置在導(dǎo)軌支撐架13上；冷卻模塊，其包含水冷模塊和風(fēng)冷模塊，所述的水冷模塊架設(shè)在導(dǎo)軌支架13上，所述的風(fēng)冷模塊設(shè)置在一對(duì)平臺(tái)壓板14的上方；定位模塊，其設(shè)置在一對(duì)平臺(tái)壓板14之間。
[0022]平臺(tái)板12采用T2紫銅板，經(jīng)機(jī)加工、酸洗及鈍化等工藝制備。平臺(tái)板12中部開有強(qiáng)制成型槽，槽上方裝有截面為圓弧形的紫銅薄片，薄片上開有多個(gè)線性排布的通氣孔，在焊接過(guò)程中將保護(hù)氣通入強(qiáng)制成型槽，經(jīng)通氣孔豎直向上排出，其目的是利用保護(hù)氣產(chǎn)生的表面張力將焊縫成形，同時(shí)也隔絕空氣與焊縫接觸，保證焊縫質(zhì)量。
[0023]如圖3所示，加熱模塊包含:爐架21，其安裝在導(dǎo)軌支撐架13上；紅外線加熱管22，其安裝在爐架21中并與外部的溫控箱23相連，紅外線加熱管22工作時(shí)通過(guò)向上輻射傳熱的方式對(duì)平臺(tái)板12進(jìn)行加熱，其目的是精確、均勻地加熱工件。
[0024]如圖4所示，水冷模塊包含:導(dǎo)軌31，其安裝在導(dǎo)軌支撐架13上；水箱32，其通過(guò)底部的滑塊35活動(dòng)設(shè)置在導(dǎo)軌31上，且與水冷式冷卻機(jī)33相連，并通入循環(huán)冷卻水；水箱蓋34，其蓋合在水箱32頂部，并與水箱32形成一密封腔體，水箱32內(nèi)部采用彎管噴水設(shè)計(jì)，其目的是將冷卻水直接噴射到水箱蓋，提高冷卻速度及冷卻的均勻性，冷卻時(shí)可將水箱推入平臺(tái)板12下方，水箱蓋與平臺(tái)板12下表面直接接觸，實(shí)現(xiàn)冷卻。
[0025]如圖5所示，風(fēng)冷模塊包含:風(fēng)扇架41，其由方形鋁管焊接而成，并安裝在導(dǎo)軌支撐架13上方；風(fēng)扇42，其固定在風(fēng)扇架41中部，。
[0026]如圖6所示，定位模塊包含:一對(duì)夾具板51，其分別與一對(duì)平臺(tái)壓板14相連，夾具板14采用45鋼；一對(duì)推拉式夾具52，其分別設(shè)置平臺(tái)壓板14上；若干個(gè)水平式夾具53，其分別設(shè)置在平臺(tái)壓板14和夾具板51上；激光定位夾具54，其設(shè)置在其中一個(gè)水平式夾具53上，上述的推拉式夾具52和水平式夾具53為現(xiàn)有技術(shù)的雙搖桿機(jī)構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)是由連桿，機(jī)架及兩連架桿組成。根據(jù)機(jī)械力學(xué)中的死點(diǎn)夾緊原理，當(dāng)連桿與連架的兩鉸接點(diǎn)和其中一連架桿的鉸接點(diǎn)同在一直線時(shí)，機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置，這時(shí)被夾緊的工件，無(wú)論有多大的反力，也無(wú)法使壓頭松開。
[0027]如圖7所示，激光定位夾具54包含:依次相連的第一連桿541、第二連桿542、萬(wàn)向節(jié)機(jī)構(gòu)543和激光發(fā)射器544 ;所述的第一連桿541與水平式夾具53相連。所述的平臺(tái)板14采用紫銅材料制成。同時(shí)在激光發(fā)射器544上安裝激光電池組545。通過(guò)第一連桿541與水平式夾具53，第二連桿542與第一連桿541之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，可實(shí)現(xiàn)激光發(fā)射器544的前后上下的調(diào)整，通過(guò)萬(wàn)向節(jié)機(jī)構(gòu)543可實(shí)現(xiàn)激光發(fā)射器544的角度調(diào)整，實(shí)現(xiàn)快速、精準(zhǔn)地定位。
[0028]綜上所述，本發(fā)明一種配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)，針對(duì)高強(qiáng)度鋼在焊接試驗(yàn)中涉及的精確控溫、氣體保護(hù)、焊接定位等要求，使之與焊接機(jī)器人配合，完成工件的焊接全過(guò)程。
[0029]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
【權(quán)利要求】
1.一種配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)，其特征在于，包含: 平臺(tái)部件，其包含平臺(tái)基座(11)、設(shè)置在平臺(tái)基座(11)上的平臺(tái)板(12)、設(shè)置在平臺(tái)板(12)兩側(cè)的導(dǎo)軌支撐架(13)，以及一對(duì)平臺(tái)壓板(14)，其中一個(gè)所述的平臺(tái)壓板(14)位于導(dǎo)軌支撐架(13)上，另一個(gè)平臺(tái)壓板(14)位于平臺(tái)板(12)上； 加熱模塊，其設(shè)置在導(dǎo)軌支撐架(13)上； 冷卻模塊，其包含水冷模塊和 風(fēng)冷模塊，所述的水冷模塊架設(shè)在導(dǎo)軌支架(13)上，所述的風(fēng)冷模塊設(shè)置在一對(duì)平臺(tái)壓板(14)的上方； 定位模塊，其設(shè)置在一對(duì)平臺(tái)壓板(14)之間。
2.如權(quán)利要求1所述的配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)，其特征在于，所述的加熱模塊包含: 爐架(21)，其安裝在導(dǎo)軌支撐架(13)上； 紅外線加熱管(22)，其安裝在爐架(21)中并與外部的溫控箱(23)相連。
3.如權(quán)利要求1所述的配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)，其特征在于，所述的水冷模塊包含: 導(dǎo)軌(31)，其安裝在導(dǎo)軌支撐架(13)上； 水箱(32)，其通過(guò)底部的滑塊活動(dòng)設(shè)置在導(dǎo)軌(31)上，且與水冷式冷卻機(jī)(33)相連，并通入循環(huán)冷卻水； 水箱蓋(34)，其蓋合在水箱(32)頂部，并與水箱(32)形成一密封腔體。
4.如權(quán)利要求1所述的配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)，所述的風(fēng)冷模塊包含: 風(fēng)扇架(41)，其安裝在導(dǎo)軌支撐架(13)上方； 風(fēng)扇(42)，其固定在風(fēng)扇架(41)中部。
5.如權(quán)利要求1所述的配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)，其特征在于，所述的定位模塊包含: 一對(duì)夾具板(51)，其分別與一對(duì)平臺(tái)壓板(14)相連； 一對(duì)推拉式夾具(52)，其分別設(shè)置平臺(tái)壓板(14)上； 若干個(gè)水平式夾具(53)，其分別設(shè)置在平臺(tái)壓板(14)和夾具板(51)上； 激光定位夾具(54)，其設(shè)置在其中一個(gè)水平式夾具(53)上。
6.如權(quán)利要求5所述的配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)，其特征在于，所述的激光定位夾具(54)包含:依次相連的第一連桿(541)、第二連桿(542)、萬(wàn)向節(jié)機(jī)構(gòu)(543)和激光發(fā)射器(544);所述的第一連桿(541)與水平式夾具(53)相連。
7.如權(quán)利要求1所述的配合焊接機(jī)器人用于高強(qiáng)度鋼焊接工藝研究的工作平臺(tái)，其特征在于，所述的平臺(tái)板(14 )采用紫銅材料制成。
【文檔編號(hào)】B23K37/04GK104014955SQ201410303822
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】黃婉娟, 俞翔棟, 董達(dá)善, 劉遂豐, 張曉華, 劉暢 申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)