一种变压器用波纹管自动焊接设备及其焊接方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102485401A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102485401A(43)申请公布日2012.06.06(21)申请号201010572069.3B23K9/095(2006.01)(22)申请日2010.12.03(71)申请人中国科学院沈阳自动化研究所地址110016辽宁省沈阳市东陵区南塔街114号(72)发明人刘伟军李论王静于彦凤乔红超(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002代理人许宗富(51)Int.Cl.B23K9/02(2006.01)B23K9/127(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图22页(54)发明名称一种变压器用波纹管自动焊接设备及其焊接方法(57)摘要一种变压器用波纹管焊缝自动焊接设备及焊接方法，属于变压器用波纹管焊接技术领域。包括回转工作台、二维数控平台、激光轮廓测量仪、R轴、焊接机床及控制系统，所述回转工作台固定在机床工作台面上，R轴一端滑动安装在焊接机床的床身上，另一端两侧分别安装有激光轮廓测量仪和沿R轴滑动的二维数控平台，在二维数控平台上滑动连接有焊枪，所述激光轮廓测量仪的激光与焊枪轴线平行，所述回转工作台、二维数控平台及焊接机床床身分别通过电机连接控制系统的控制器，激光轮廓测量仪与控制系统的工控机连接。本发明的解决了大型薄壁波纹管的手工焊接难题，降低了焊接工人的劳动强度，提高了生产效率，同时保证了焊接质量的均匀性和稳定性。CN102485ACN102485401A权利要求书1/1页1.一种变压器用波纹管焊缝自动焊接设备，其特征在于：包括回转工作台、二维数控平台、激光轮廓测量仪、R轴、焊接机床及控制系统，所述回转工作台固定在机床工作台面上，R轴一端滑动安装在焊接机床的床身上，另一端两侧分别安装有激光轮廓测量仪和沿R轴滑动的二维数控平台，在二维数控平台上滑动连接有焊枪，所述激光轮廓测量仪的激光与焊枪轴线平行，所述回转工作台、二维数控平台及焊接机床床身分别通过电机连接控制系统的控制器，激光轮廓测量仪与控制系统的工控机连接。2.根据权利要求1所述的变压器用波纹管焊缝自动焊接设备，其特征在于：所述的二维数控平台包括第一滑块和与其垂直滑动连接的第二滑块，第一滑块与R轴滑动连接。3.根据权利要求1所述的变压器用波纹管焊缝自动焊接设备，其特征在于：所述的R轴与机床床身间、第一滑块与R轴间、第一滑块与第二滑块间、焊枪与第二滑块间的滑动连接均采用丝杠丝母结构，所述各丝杠均与其驱动电机连接。4.根据权利要求3所述的变压器用波纹管焊缝自动焊接设备，其特征在于：所述的第一滑块、第二滑块、机床床身的丝杠两端分别设有限位开关。5.根据权利要求1所述的变压器用波纹管焊缝自动焊接设备，其特征在于：所述控制器的控制方法，包括如下步骤：①焊缝图像预处理，设定初始测量区域；②提取焊接特征点；③根据最小二乘法直线拟合原理求解焊接坐标；④根据求解的焊接坐标控制各电机的运动。6.根据权利要求5所述的变压器用波纹管焊缝自动焊接设备，其特征在于：所述步骤②提取焊接特征点，包括如下步骤：①先将焊缝调整到预先设定的测量区域内，根据焊缝的特征，分别分出四种不同类型的焊缝，即一个拐点、两个拐点、三个拐点和多于三个拐点的情况，根据这四种不同情况分别求取焊缝位置坐标；②分析图像，由1394通讯协议获取整条轮廓数据；③已队列方式存储数据。7.采用如权利要求1所述的变压器用波纹管焊缝自动焊接设备的自动焊接的方法，其特征在于：包括如下步骤：①安装工件；②启动控制系统；③对枪：当焊枪与焊缝之间距离较大时，调整R轴和机床床身构成的H轴，当R轴和床身二者之间距离较小时，调整第一滑块和第二滑块，控制焊枪的位置，将焊枪对准焊缝的同时，保证第一滑块和第二滑块处于行程中间位置；④确认焊接角度、工件规格及焊接参数后，开始焊接加工；⑤移至下一条焊缝，进行焊接加工；⑥全部焊缝焊接完成后，退出焊枪，拆卸工件。2CN102485401A说明书1/4页一种变压器用波纹管自动焊接设备及其焊接方法技术领域[0001]本发明属于应用在变压器用波纹管焊接技术领域，涉及到一种变压器用波纹管焊接设备和方法。背景技术[0002]金属波纹管因其具有在压力、轴向力、横向力或弯矩作用下均能产生相应位移的特点，并具有耐压、真空密封、耐腐蚀、温度稳定和使用寿命长等诸多的优点，因此在变压器领域得到越来越广泛的应用。[0003]在生产实践中，变压器用波纹管是由多段波纹管与撑圈焊接形成，还经常与其他元器件(如法兰等)焊为一体，组成波纹管类组件。波纹管元件在轴向和径向的偏差都在20mm以上，焊接质量难以保证。传统的手工焊接工艺存在自动化程度低、工人劳动强度高、生产效率低、废品率高等缺点。因此，利用先进的