移动式机器人TIG焊接系统的制作方法

本发明涉及一种焊接系统，特别是涉及一种移动式机器人tig焊接系统。

背景技术：

高温高压蒸汽阀门的密封面处于阀体内腔深处(＞500mm(毫米))，密封面在生产制造和维修过程中大多采用了专机进行等离子粉末堆焊的方法，焊接材料选用了stellite6-pm(钴基)。等离子弧的温度达到18000～24000℃(度)，堆焊过程中造成w元素的大量烧损，产生裂纹的几率大幅度提高，直接影响产品的质量和设备的使用，且同时不能满足多层多道不同焊丝切换的工艺需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种移动式机器人tig焊接系统，其能够满足多层多道不同焊丝切换的工艺需求，确保自动焊接时引弧成功率百分之百，确保tig焊枪焊接时弧长严格一致，防止弧长变化引起的热输入变化及送丝变化。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种移动式机器人tig焊接系统，其包括焊枪枪头、焊枪枪管、拉丝器、导向轮、拉簧、支撑架、送丝管、水冷电缆、导向棒、较直器、送丝盘、送丝机、tig电源、送丝支架、移动万向轮、机器人底座、第一机器人轴、第二机器人轴、第三机器人轴、第四机器人轴、第五机器人轴、第六机器人轴、钨极、夹持件、高温摄像头，tig电源通过水冷电缆与导向棒相连，两个导向棒安装在送丝支架的顶端，送丝支架底端安装两个移动万向轮，较直器、送丝盘、送丝机都与送丝支架相连，送丝盘通过送丝管与较直器相连，送丝盘通过送丝管与送丝机相连，送丝机通过送丝管与导向轮相连，导向棒通过水冷电缆与导向轮相连，送丝管位于水冷电缆的下方，导向轮通过拉簧与支撑架相连，导向轮通过送丝管与拉丝器相连，导向轮通过水冷电缆与拉丝器相连，拉丝器与焊枪枪管相连，焊枪枪管与焊枪枪头相连，焊枪枪头与钨极相连，高温摄像头安装在焊枪枪管上，拉丝器与夹持件相连，夹持件与第六机器人轴相连，第六机器人轴与第五机器人轴相连，第五机器人轴与第四机器人轴相连，第四机器人轴与第三机器人轴相连，第三机器人轴与第二机器人轴相连，支撑架安装在第三机器人轴上，第二机器人轴与、第一机器人轴相连，第一机器人轴与机器人底座相连，机器人底座位于送丝支架右侧，送丝支架位于tig电源的右侧。

优选地，所述导向棒包括绝缘棒、微型轴承，两个微型轴承分别与绝缘棒的两端相连。

优选地，所述送丝支架采用一种具有绝缘功能的树脂或电木材料。

优选地，所述水冷电缆上裹敷了两层能够耐10kv高压的绝缘材料。

本发明的积极进步效果在于：本发明能够满足高温高压蒸汽阀门密封面的制造需求，亦可在已安装设备的检修现场直接对产生缺陷部位进行堆焊和修复；本发明能够在现场能够根据实际工艺需求，灵活切换送丝的种类与速度，满足在高温高压蒸汽阀门内密封面的全位置深坑堆焊以及复合增材制造；本发明现场不用更换丝盘，可以随时切换tig焊枪焊接过程填充金属的种类及数量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明导向棒的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明移动式机器人tig(非熔化极惰性气体钨极保护焊)焊接系统包括焊枪枪头1、焊枪枪管2、拉丝器3、导向轮4、拉簧5、支撑架6、送丝管7、水冷电缆8、导向棒9、较直器10、送丝盘11、送丝机12、tig电源13、送丝支架14、移动万向轮15、机器人底座16、第一机器人轴17、第二机器人轴18、第三机器人轴19、第四机器人轴20、第五机器人轴21、第六机器人轴22、钨极23、夹持件24、高温摄像头25，tig电源13通过水冷电缆8与导向棒9相连，两个导向棒9安装在送丝支架14的顶端，送丝支架14底端安装两个移动万向轮15，较直器10、送丝盘11、送丝机12都与送丝支架14相连，送丝盘11通过送丝管7与较直器10相连，送丝盘11通过送丝管7与送丝机12相连，送丝机12通过送丝管7与导向轮4相连，导向棒9通过水冷电缆8与导向轮4相连，送丝管7位于水冷电缆8的下方，导向轮4通过拉簧5与支撑架6相连，导向轮4通过送丝管7与拉丝器3相连，导向轮4通过水冷电缆8与拉丝器3相连，拉丝器3与焊枪枪管2相连，焊枪枪管2与焊枪枪头1相连，焊枪枪头1与钨极23相连，高温摄像头25安装在焊枪枪管2上，拉丝器3与夹持件24相连，夹持件24与第六机器人轴22相连，第六机器人轴22与第五机器人轴21相连，第五机器人轴21与第四机器人轴20相连，第四机器人轴20与第三机器人轴19相连，第三机器人轴19与第二机器人轴18相连，支撑架6安装在第三机器人轴19上，第二机器人轴18与、第一机器人轴17相连，第一机器人轴17与机器人底座16相连，机器人底座16位于送丝支架14右侧，送丝支架14位于tig电源13的右侧。

如图2所示，所述导向棒9包括绝缘棒26、微型轴承27，两个微型轴承27分别与绝缘棒26的两端相连，这样保证在焊接时水冷电缆的移动和长度变化。

所述送丝支架14采用一种具有绝缘功能的树脂或电木材料，这样能提高耐压性(能够耐压10kv(千伏))。

所述水冷电缆8上裹敷了两层能够耐10kv(千瓦)高压的绝缘材料，这样能提高绝缘性能。

所述送丝盘11上方设有一个送丝机的底板，该送丝机的底板与与水平线呈45度夹角，这样保证送出的焊丝有一定的仰角，保证送丝能够顺畅。

本发明的工作原理如下：本发明在工作时，首先采集稳定弧长下的焊接电压，同时将该电压作为高度跟踪时的参考计算电压，如果实际采集得到的电压偏离参考电压则调整焊枪枪管和焊枪枪头组成一个tig焊枪的z方向高度；本发明在实际应用中，采用了两台送丝机，分别装载镍基合金焊丝和钴基合金焊丝，两种焊丝经过导丝管分别沿钨极的两边送出，具体工作送丝机的种类、送丝速度由、机器人底座、第一机器人轴、第二机器人轴、第三机器人轴、第四机器人轴、第五机器人轴、第六机器人轴组成的一个机器人确定，在焊接指令前，实际使用先设定送丝机选择及相应的送丝速度；机器人带动tig焊枪完成施焊任务，同时机器人作为中央处理单元处理信号的启停与逻辑，其要求为六轴联动荷重不小于20kg(千克)，臂长不小于1.65m(米)，防护级别不低于ipr(ingressprotectionrating，防护安全级别)67，可任意角度安装，具有弧压跟踪功能，重复定位精度(rp)不大于0.04mm(毫米)，并且机器人具备弧压跟踪的功能，依据所监测的电弧电压，及时调整电弧高度，保证tig焊枪焊接时的成形和质量，能够满足多层多道不同焊丝切换的工艺需求，确保自动焊接时引弧成功率百分之百，确保tig焊枪焊接时弧长严格一致，防止弧长变化引起的热输入变化及送丝变化；tig电源可以有不同的控制模式，其具有控制两台送丝机的功能，同时tig电源具有与机器人实现数字通信的功能；较直器对于电流其通过一个霍尔电流传感器获得，具体实现方法为一个地线电缆穿过霍尔电流传感器得到；对于电压通过霍尔电压采集tig电源焊接时输出的电压，为了避免高频信号输出对采集信号的影响，对于霍尔电流传感器的正端其接地线，对于负端其接入手工焊焊枪输出端；送丝机含有两个独立的送丝机构，除了在一个送丝盘后有一个较直器外，在tig焊枪前端还添加了一个拉丝器，保证tig焊枪旋转时不阻丝，在焊接时推丝装置与拉丝器协同工作，拉丝器速度略大于推丝送丝速度(约5％)，机器人可以通过送丝机切换控制位选择需要工作的送丝机，同时控制该送丝机的启停；实际施焊过程中一个送丝机实现镍基焊丝填充，另外一台送丝机实现钴基焊丝的填充；送丝支架用于承载送丝机、送丝盘和较直器；水冷电缆和送丝管都被固定在机器人的导向轮上，导向轮功能在于引导送丝管、水冷电缆的方向，保证tig焊枪在机器人的夹持件上按照360度任意姿态动作时仍然能够送丝顺畅；tig电源的电流调节范围5～200a(安培)，最小可调区间不大于1a，一端接tig焊枪，这样用于加快钴基合金焊丝的熔敷效率，提高焊接速度；焊枪枪头用于焊接，焊枪枪管用于连接焊枪枪头，这样方便调节高度，拉簧起拉伸作用，支撑架、送丝支架起支撑作用，移动万向轮用于移动送丝支架，钨极起保护作用，夹持件起支撑作用，高温摄像头用于拍摄，防止电弧光的干扰，这样能满足多层多道不同焊丝切换的工艺需求，确保自动焊接时引弧成功率百分之百，确保tig焊枪焊接时弧长严格一致，防止弧长变化引起的热输入变化及送丝变化，同时能够满足高温高压蒸汽阀门密封面的制造需求，亦可在已安装设备的检修现场直接对产生缺陷部位进行堆焊和修复；本发明能够在现场能够根据实际工艺需求，灵活切换送丝的种类与速度，满足在高温高压蒸汽阀门内密封面的全位置深坑堆焊以及复合增材制造；本发明现场不用更换丝盘，可以随时切换tig焊枪焊接过程填充金属的种类及数量。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。