用於自動引導焊接單元的一個或更多個焊炬的、具有用於焊炬的三個樞轉軸的機械系統的製作方法

2023-09-22 19:44:10 2

專利名稱：用於自動引導焊接單元的一個或更多個焊炬的、具有用於焊炬的三個樞轉軸的機械系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動機械導向系統，所述系統用於在待焊接到一起的兩個金屬零件的兩個斜角端表面之間限界出的凹槽中的焊接單元比如電弧焊接單元的一個或更多個焊炬，所述系統類型為包括主焊接車(bug)和第二焊接車，其中所述主焊接車沿著與所述凹槽基本平行的固定導向部移動，所述第二焊接車鉸接於且附接至所述主焊接車並且配備有焊炬保持裝置和導向裝置，所述導向裝置包括與界定出所述凹槽的金屬零件的表面接觸的輥部件以及進入所述凹槽內的示蹤器部件，所述裝置包括兩個示蹤器部件，這兩個示蹤器部件分別與所述凹槽的兩個側壁接觸並且分別朝向所述第二焊接車的沿所述主焊接車的運動方向的前部和後部設置。
背景技術：
通常，自動焊接機涉及與所使用的焊接工藝、兩個待焊接零件之間限界出的凹槽的幾何形狀特徵以及焊接條件(零件的性質、形狀和位置等等)相關的大量操作參數。在大多數工業應用中，焊接操作以若干次焊道的方式進行，並且獲得高品質焊接取決於形成第一次焊道時的精確性。因此，重要的是將在它們之間限界出凹槽的端表面儘可能平坦地機加工，並且獲得一種能夠遵循凹槽的幾何形狀的系統，使得焊接被非常精確地施加到凹槽的底部並且沿著凹槽的軸線。常見的實踐是在待焊接的兩個零件的端部處機加工出斜角。根據斜角的角度，所獲得的凹槽張開至更大或更小的程度；寬凹槽增大焊道的數目和焊接時間，而窄凹槽儘管不呈現這些缺點，但也具有關於導向系統的精確性的問題。由此，即使利用這種機加工，由兩個斜角限界出的凹槽沿著其整個長度也不能具有恆定的幾何形狀特徵。一旦兩個端表面已被置為彼此相對，零件的製造公差和斜角的機加工公差就將必然引致凹槽的寬度和深度的變化。如果待焊接的兩個零件是例如具有+/-0. Imm的斜角機加工公差的較長管，則這將導致深度為2mm至3mm的凹槽的寬度在 +/-0. 2mm內的公差，特別是因管的橢圓形狀而導致如此。如果焊接工藝是氣體保護電弧焊接，則由焊炬保持的焊接電極必須進入凹槽內並且設置為與凹槽的壁部和底部或所沉積的最後的焊層間隔開給定的距離。在這些條件下， 導向系統的精確性是特別重要的，尤其是當該焊接工藝使用在窄凹槽中時。因此，焊接的精確性，特別是第一焊道的精確性涉及到對焊接電極不但相對於凹槽的中平面而且相對於凹槽的底部的精確定位。導向系統越精確，則將觀察到這兩個位置分別對凹槽的寬度和深度的變化越敏感。為此目的，EP 0439975提出了一種導向系統，其能夠精確地保證焊炬在凹槽內部的定位並且能夠考慮到凹槽的寬度和深度的變化並且由此改進在特定應用中所需的焊接品質，特別是用於管形成管道部分的端對端焊接。

發明內容
由此，一種自動機械導向系統，所述系統用於在由待焊接到一起的兩個金屬零件的斜角端表面限界出的凹槽中的電弧焊接單元的一個或更多個焊炬，所述系統類型為包括主焊接車和第二焊接車，其中所述主焊接車沿著與凹槽平行的固定導向部移動，所述第二焊接車通過接合式連接組件與所述主焊接車相連並且配備有焊炬保持裝置和導向裝置，所述導向裝置包括與界定出所述凹槽的金屬零件的表面接觸的輥部件以及進入所述凹槽內的示蹤器部件。所述導向裝置包括第一示蹤器及輥組件，所述第一示蹤器及輥組件設置於所述第二焊接車的沿所述主焊接車的運動方向的前部，並且包括與所述凹槽的兩個側壁中的一個接觸的前部示蹤器部件以及在所述兩個金屬零件中的位於所述凹槽的一側上的一個的表面上滾動的前部輥部件。所述裝置還包括第二示蹤器及輥組件，所述第二示蹤器及輥組件設置於所述第二焊接車的後部，並且包括與所述凹槽的另一側壁接觸的後部示蹤器部件以及在位於所述凹槽的另一側上的另一金屬零件的表面上滾動的後部輥部件。所述焊炬隨後安裝在所述第二焊接車上，使得所述焊炬位於所述第一和第二示蹤器及輥組件之間。所述接合式連接組件包括第一樞轉軸和第二樞轉軸，其中所述第一樞轉軸垂直於所述主焊接車的運動方向並且設置在與所述凹槽的中平面平行的平面中，所述第二樞轉軸垂直於所述主焊接車的運動方向並且垂直於所述凹槽的中平面，所述第一和第二樞轉軸設置在所述第一和第二示蹤器及輥組件之間。橫向推動裝置也設置為作用在所述第二焊接車上以促使所述第二焊接車繞第一軸樞轉，使得每個示蹤器部件保持與所述凹槽的關聯壁接觸； 並且推動裝置將位於所述第二焊接車上的所述輥部件恆定地推靠在分別與它們相關聯的金屬零件上。通過這些不同的定位，焊炬布置在示蹤器部件之間，凹槽的寬度和深度變化的僅小部分轉移到焊接電極上，使得所述焊接電極相對於凹槽的中平面和底部的偏差被減到最小，這意味著對凹槽的幾何形狀特性的改進的遵循以及改進的焊接精確性。但是，已經注意的是，在操作期間，在使第二焊接車定位至接合平面期間，機器軸線有時不垂直於接合平面的軸線，或者機器軸線有時不與待焊接管的軸線共軸。第二焊接車由此在示蹤器及輥組件不起作用的情況下沿著接合平面移動，或者必須使整個焊接裝置重新定位。由此，本發明的目的是提出一種上述類型的系統，其中獲得精確的焊炬定位，而且其還補償當第二焊接車下降至接合平面時需要被克服的第二焊接車的不準確的定位，特別是使焊炬的軸線與接合平面的軸線對齊，即使當機器的軸線不垂直於接合平面(斜角切口)的軸線或者當機器軸線與管(不同的管徑)軸線不共軸時也如此。為此，本發明的目的是一種自動機械導向系統，所述系統用於在由待焊接到一起的兩個金屬零件的斜角端表面限界出的凹槽中的焊接單元的一個或更多個焊炬，所述系統類型為包括主焊接車和第二焊接車，其中所述主焊接車沿著與所述凹槽平行的固定導向部移動，所述第二焊接車通過接合式連接組件與所述主焊接車相連並且配備有焊炬保持裝置和導向裝置，所述導向裝置包括與界定出所述凹槽的金屬零件的表面接觸的輥部件以及進入所述凹槽內的示蹤器部件，所述裝置包括第一示蹤器及輥組件和第二示蹤器及輥組件， 其中所述第一示蹤器及輥組件設置於所述第二焊接車的沿所述主焊接車的運動方向的前部，並且包括與所述凹槽的兩個側壁中的一個接觸的前部示蹤器部件以及在所述兩個金屬零件中的位於所述凹槽的一側上的一個的表面上滾動的前部輥部件，所述第二示蹤器及輥組件設置於所述第二焊接車的後部，並且包括與另一側壁接觸的後部示蹤器部件以及在位於所述凹槽的另一側上的另一金屬零件的表面上滾動的後部輥部件；所述焊炬隨後安裝在所述第二焊接車上，使得所述焊炬位於所述第一和第二示蹤器及輥組件之間；所述接合式連接組件包括第一樞轉軸和第二樞轉軸，其中所述第一樞轉軸垂直於所述主焊接車的運動方向並且設置在與所述凹槽的中平面平行的平面中，所述第二樞轉軸垂直於所述主焊接車的運動方向並且垂直於所述凹槽的中平面，所述第一和第二樞轉軸設置在所述第一和第二示蹤器及輥組件之間；橫向推動裝置設置為作用在所述第二焊接車上以促使所述第二焊接車繞所述第一軸樞轉，使得每個所述示蹤器部件保持與所述凹槽的所述關聯壁接觸；並且推動裝置將位於所述第二焊接車上的所述輥部件恆定地推靠在分別與它們相關聯的金屬零件上，其特徵在於，所述連接組件還包括第三樞轉軸，所述第三樞轉軸垂直於所述主焊接車的運動方向並且設置在與所述凹槽的所述中平面平行的平面中，所述第三樞轉軸位於所述焊炬保持裝置的外部並且推動裝置設置為作用在所述第二焊接車上以促使所述第二焊接車繞所述第三軸樞轉，使得所述焊炬的軸線能夠與接合平面的軸線對準，並且所述第二焊接車隨後能夠回位到其初始位置。由此，有利地，當所述第二焊接車與所述斜角的軸線一致且相對於該軸線偏移時， 所述第三樞轉軸能夠用於將所述第二焊接車定位在所述斜角的軸線上，而所述推動裝置容許樞轉並且使所述第二焊接車能夠在每次焊接操作之後回位到其初始位置。應當理解的是，當軸相對於所述凹槽的中平面限定時，這是用於本發明的機械導向系統相對於接合平面的理想的基準參照情形，並且所述樞轉軸限定了用於非理想情形的補償。根據一優選實施例，接合式連接組件包括連接臂，所述連接臂在一端將所述第二焊接車保持在所述凹槽的上方，並且所述連接臂的相對端通過轂安裝在主焊接車上，所述臂安裝為在所述轂上繞所述第三樞轉軸樞轉，所述第三樞轉軸垂直於所述主焊接車的運動方向。由此，該第三樞轉軸位於所述焊炬的所述保持裝置的外部，而橫向推動裝置設置為作用在所述臂上以促使所述臂在其初始位置周圍繞所述第三軸樞轉。另外，通過所述轂，所述連接臂安裝為在所述主焊接車上繞第四軸樞轉，所述第四軸垂直於接合平面和所述主焊接車的運動方向，可以使所述連接臂在與所述凹槽的中平面基本平行的平面中、在所述連接臂下降以將所述第二焊接車帶至接合平面來執行焊接的位置及所述連接臂在所述焊接一旦完成就升高到的位置之間樞轉。由此，當所述第二焊接車使用所述連接臂下降至所述斜角的軸線時，即使在所述軸線相對於所述臂的軸線稍偏移使得所述示蹤器及輥裝置的軸線也相對於所述斜角的軸線稍偏移的情況下，所述臂繞所述第三樞轉軸的樞轉也容許這樣在所述凹槽中容置的所述示蹤器及輥裝置的軸線與所述斜角的軸線對準，並且由此也容許所述焊炬的軸線與所述斜角的軸線對準。一旦焊接完成，所述推動裝置就使所述連接臂能夠在所述連接臂升高時回位到其初始位置。所述斜角的平面可以在施工時不完全垂直於管道的軸線，例如，在待連接的兩個管狀部件的對準形成不垂直於待組裝的管狀部件的凹槽的情況下。由此，如果焊接裝置設置為垂直於管道並且所述凹槽不垂直於管道，則使用本發明的機械導向系統仍將可能遵循接合，其中位於所述轂處的所述第三樞轉軸使所述焊炬能夠在接合平面上對準。相似地，待組裝管的線性對準可能因幾何形狀的限制或設置在上部零件上的線性焊接而不能獲得。在該情況下，管未被對準並且焊接裝置可能不垂直於管或者甚至不與這些管共軸。但是，接合仍然能夠被遵循，其中所述第三樞轉軸通過使位於所述轂上的所述連接臂樞轉來允許對失準的補償，並且所述臂下降到接合平面上則恢復共軸。在優選實施例中，所述第二焊接車還具有用於至少一個焊炬的保持裝置，所述保持裝置相對於所述第二焊接車移動，使得所述至少一個焊炬在所述凹槽內的穿透深度能夠在每次焊接焊道之後被調節。非常有利地，根據本發明的用於在由兩個待焊接到一起的兩個金屬零件的斜角端表面限界出的凹槽中的焊接單元的一個或更多個焊炬的自動機械導向系統還允許提議使用彼此獨立地兩個焊炬的方案。根據一優選變型，所述保持裝置保持有兩個焊炬，所述兩個焊炬中的一個相對於所述保持裝置固定，而另一焊炬相對於所述保持裝置活動，使得所述焊炬的穿透深度能夠獨立於所述固定焊炬被調節。由此，本發明提出了使用通過保持裝置機械相連的至少兩個焊炬，所述焊炬例如位於單個焊嘴中並且由此在相同的氣體防護下，但是安裝為使得所述至少兩個焊炬能夠獨立地上下移動並且由此在設有用於電弧焊接的電極的情況下在電弧高度方面是獨立的。所述至少兩個焊炬的自動控制比如對高度或焊絲長度進料的管理是獨立的，並且控制準則由此是單獨的而增益是可變的。由此可以使焊接工藝與對單個焊嘴內的環境的不同的反應速度相組合。根據本發明的機械導向系統有利地容許使用設有兩個焊炬的這種焊頭，所述兩個焊炬均由可變的控制準則控制，所述控制準則能夠對於每個焊道構造。根據本發明的導向系統允許對焊炬的定心的完全控制並且使其能夠提出相對於已知斜角的邊緣的基準系統。當然，本發明還應用至如下焊炬所述焊炬彼此獨立地操作並且其還能夠在機械方面獨立，即由獨立的機械保持裝置保持。相似地，關於氣體防護，能夠設置成使用用於每個焊炬的分離的防護、或者通過單焊嘴和活動側凸緣的單個氣體防護、或者實施合適氣體防護的任意其他形式。當焊炬由同一保持裝置保持時，可以具有兩種類型的機構。在第一類型中，第一焊炬或初始焊炬是固定到保持裝置上的焊炬而第二焊炬是活動焊炬，其中所述第一焊炬允許接近運動和高度管理以調節焊絲高度進給用於MIG工藝、調節工件-電極距離用於TIG工藝、並且調節雷射高度用於雷射工藝，所述第二焊炬獨立於所述第一焊炬的運動的相對運動允許如前述的高度管理。在第二類型中，第二焊炬是固定焊炬而第一焊炬是活動焊炬，其中所述第二焊炬允許用於焊絲高度進給的接近運動和管理，所述第一焊炬的獨立運動提供對焊絲進給的管理。


現在將參照附圖更詳細地說明本發明，其中
圖1示出了根據本發明的導向系統的概圖；圖2示出了連接臂-第二焊接車組件的前視立體圖；圖3示出了圖2中的組件的側視立體圖，其中保持裝置與臂分離；圖4示出了用於將臂固定到主焊接車上的轂的側視立體圖；圖fe和圖恥分別示出了安裝在轂上的臂-第二焊接車組件的頂部的俯視圖；圖6示出了在樞轉軸Al處的接合組件的分解立體圖；圖7示出了在樞轉軸A2處的接合組件的分解立體圖；圖和圖8b分別示出了保持裝置的側視立體圖；以及圖9a至圖9h均圖解示出了根據本發明的保持裝置的變型實施例的保持裝置。
具體實施例方式如圖所示的用於焊接單元的焊炬的自動機械導向系統包括稱為主焊接車的焊接車1，焊接車1在與環形凹槽3平行的環形導向部2上移動，環形凹槽3由待焊接到一起的兩個金屬管4、5的兩個斜角端表面限定。稱為第二焊接車的焊接車7通過連接組件與主焊接車1相連，並且保持有用於兩個焊炬9的保持裝置8，焊炬9形成焊接單元。第二焊接車7裝配有機械導向裝置，該機械導向裝置包括示蹤器部件10a、10b和輥部件11a、lib。兩個示蹤器部件10a、IOb相對於彼此偏移並且分別設置為示蹤器部件IOa 位於第二焊接車7的沿主焊接車1的運動方向D的前部處而另一示蹤器部件IOb位於後部處。同樣的設置應用至兩個輥部件IlaUlb的定位。用於使第二焊接車7與主焊接車1相連的連接組件形成連接臂12，該連接臂12的一端安裝為使得連接臂12能夠在主焊接車1上樞轉，而該連接臂12的另一端保持第二焊接車7。連接臂12通過轂13安裝在主焊接車1上，從而允許所述臂12在所述焊接單元的下降位置與所述焊接單元的升高位置之間樞轉，所述下降位置位於管4、5之間的凹槽3上用於焊接操作，所述升高位置是當不再有焊接時的位置。該轂13由此能夠使用旋轉裝置比如缸14而在與凹槽3的中平面平行的平面中旋轉。該缸14例如是氣動的但是也能夠使用電動或液壓致動裝置。保持第二焊接車7的連接臂12由與控制單元16相連的臂部分15構成，在該控制單元16上安裝有保持第二焊接車7的支架17。控制單元16另外地構造為保持用於填充焊絲(填充金屬)送料機18的緊固件。由第二焊接車7保持的導向裝置接合在彼此垂直的兩個樞轉軸Al、A2上。軸Al 垂直於主焊接車1的運動方向D並且設置在與凹槽3的中平面平行的平面中，使得導向裝置能夠繞該軸Al樞轉以容許示蹤器部件10a、10b遵循凹槽3的壁部的幾何形狀。支架17的端部形成有座靠在箍筋(stirrup) 19的基部19a上的連接部。導向裝置的樞轉軸Al由樞轉的一端形成，該一端與箍筋19的基部19a成一體並且垂直於該基部 19a延伸。樞轉軸Al穿過容置於在支架17的端部中形成的孔中的軸承，使得其自由端通向支架17中的中央開口 17a內，樞轉軸Al的自由端帶有螺紋，以接收螺母21並且由此能夠使樞轉軸Al軸向固定。軸A2垂直於凹槽3的中平面，使得導向裝置能夠繞該軸A2樞轉以容許輥部件
8IlaUlb遵循界定出凹槽3的零件的表面的幾何形狀。導向裝置的與軸Al垂直的樞轉軸A2由箍筋19的兩個凸緣19b保持，並且保持導向裝置的第二焊接車7的板7a接合到樞轉軸A2上。由此，導向裝置一方面能夠直接繞軸 A2樞轉並且另一方面能夠通過箍筋19和軸Al在軸承內部樞轉。第二焊接車7恆定地經受推力，該推力分別傳遞到示蹤器部件10a、10b和輥部件 IlaUlb 上。由此，箍筋19在其基部處、在箍筋19的兩個凸緣之間保持控制杆臂20a，該控制杆臂20a垂直於軸Al突出並且在與軸Al所延伸平面垂直的平面中延伸。支架17的端部包括推動部件20b，該推動部件20b在同一平面中垂直於控制臂20a延伸。該推動部件20b 由此將推力施加到所述控制杆臂20a上，從而使箍筋19繞軸Al旋轉，而固定到支架17的端部上的止擋部22 (螺栓/墊圈)限制箍筋19的旋轉運動。當缸14使連接臂12下降至接合平面時，缸14將力施加到第二焊接車上，使得第二焊接車通過導向裝置上的輥部件IlaUlb而被恆定地推到零件4、5上。此外，導向系統沿著與主焊接車1的運動方向垂直且與凹槽3的中平面平行的第三樞轉軸A3接合，所述軸A3在焊炬保持裝置8的外部且也在第二焊接車7的外部設置為與保持主焊接車1上的連接臂12的轂13平齊。該轂13安裝為使得其能夠通過固定板13a 繞主焊接車1上的樞轉軸A4旋轉，並且在其周緣上具有徑向突起部或突片13b，在該突起部或突片13b的端部處安裝有缸14的杆的端部，缸14的致動使突起部13b的端部平移並且導致轂13相對於主焊接車1繞軸A4旋轉。該轂13還保持箍筋22，該箍筋22的凸緣2 分別具有孔隙22b，在該孔隙22b中容置臂12的一端，該臂12在其另一端保持第二焊接車7。箍筋22的基部22b也固定到轂 13上，使得箍筋22繞所述第三樞轉軸A3樞轉，推動裝置比如彈簧23設置為作用在箍筋22 的基部22b上以促使箍筋22繞所述第三軸A3樞轉。由此，保持配備有第二焊接車7的連接臂12的轂13 —方面能夠在第二焊接車7 相對於凹槽3的升高位置與位於凹槽3上的下降位置之間樞轉。但是更進一步地，臂12繞樞轉軸A3的樞轉運動，以及由此焊接車7及由此導向系統繞樞轉軸A3的樞轉運動使得能夠將所述臂12的軸線與凹槽3的軸線對準(參見圖5b)，甚至當所述臂12的軸線與凹槽3 的軸線稍偏移時也如此(參見圖5a)。通過使臂12繞軸A3樞轉，稍偏移的導向系統以合適的方式使其自身在凹槽3中再定位。一旦焊接完成，第二焊接車7就被升高並且推動裝置23使臂12回位到其初始位置。在所示的示例中，保持裝置8保持設置在兩個示蹤器及輥組件10a、1 Ia和10b、l Ib 之間的兩個焊炬Tl和T2。保持裝置8能夠從如圖中所示的第二焊接車7中移除並且其還相對於所述第二焊接車7移動，使得電極El和E2在凹槽3中的穿透深度能夠在每個焊接焊道之後被調節。為此目的，保持裝置8安裝為沿著由第二焊接車7的板7a保持的兩個滑動導軌滑動。為了精確地調節電極El和E2的穿透深度，還設有安裝在旋轉鼓上的不同高度的止擋部。固定到位於第二焊接車7上的板上的缸使缸的活塞杆與保持裝置成一體以使保持裝置沿著滑動導軌移動，從而使保持裝置8的銷與在鼓上選定的止擋部接觸。另外，能夠向保持裝置8賦予振蕩運動，其頻率和振幅能夠通過本身已知的機械或電子裝置調節。除了更大的精確性以外，還管理強度。焊絲長度給送限定了電弧的電阻(R)並且電弧電壓由發電機(U)保持恆定。通過移動靠近焊珠而對焊絲長度的動作使得能夠減小R， 而遠離焊珠移動使得能夠增大R，這構成了對強度(I)值的動作「Η0Μ」。保持裝置8保持機械相連但在高度上獨立的兩個焊炬，其中的一個焊炬Tl相對於保持裝置8固定，而另一焊炬T2相對於保持裝置8活動，使得所述焊炬T2的穿透深度能夠相對於固定焊炬Tl被調節。由此可以具有兩種類型的機構。在第一類型中，第一焊炬或初始焊炬是位於保持裝置8上的固定焊炬Tl，而第二焊炬是活動焊炬T2，其中所述第一焊炬使得對焊絲高度進給的接近運動和管理成為可能，而所述第二焊炬獨立於所述第一焊炬的運動的相對運動容許管理焊絲進給(參看圖&!)。在第二類型中，第二焊炬是固定焊炬Tl，其容許焊絲高度進給的接近運動和管理， 而第一焊炬是活動焊炬T2，其獨立的運動提供了對焊絲進給的管理(參見圖8b)。活動焊炬T2安裝為沿著布置在保持裝置8上的滑動導軌M滑動。本發明當然並非限於所給出的示例，而是還包括圖9a至圖9h中所示的所有變型。由此，圖9a和圖9b示出了保持有固定到保持裝置上的兩個焊炬Tl、T2的保持裝置，所述保持裝置可以相對於止擋部固定(圖％)或活動(圖9b)，這容許焊絲長度控制。圖9c和圖9d中的保持裝置保持有活動焊炬和固定焊炬，所述保持裝置固定至圖 9c中的止擋部，而能夠相對於塊體上下移動的另一焊炬容許在所述焊炬上的焊絲長度管理。在圖9e和圖9f中，保持裝置能夠上下移動並且保持有固定焊炬以及能夠相對於保持裝置上下移動的焊炬。由此提出了對兩個焊炬的焊絲長度管理。在圖9g和圖9h中，提出了保持有兩個焊炬的塊體，這兩個焊炬能夠在所述塊體上上下移動，其中圖9g中塊體固定到止擋部上而在圖9h中其安裝為使其能夠上下滑動。本發明當然並不限於所給出的示例。
權利要求
1.一種自動機械導向系統，所述系統用於在由待焊接到一起的兩個金屬零件的斜角端表面限界出的凹槽(3)中的焊接單元的一個或更多個焊炬，所述系統的類型為包括主焊接車(1)，所述主焊接車(1)沿著或多或少平行於所述凹槽(3)的固定導向部( 移動；第二焊接車(7)，所述第二焊接車(7)通過接合式連接組件(1 與所述主焊接車(1)相連並且配備有焊炬保持裝置和導向裝置，所述導向裝置包括與界定所述凹槽(3)的所述金屬零件的表面接觸的輥部件(IOaUOb)以及進入所述凹槽(3)內的示蹤器部件(IlaUlb)；所述導向裝置包括第一示蹤器及輥組件(IOaUla)和第二示蹤器及輥組件(IObUlb)，其中所述第一示蹤器及輥組件(IOaUla)設置於所述第二焊接車(7)的沿所述主焊接車(1) 的運動方向的前部，並且包括與所述凹槽(3)的兩個側壁中的一個接觸的前部示蹤器部件 (IOa)以及在所述兩個金屬零件中的位於所述凹槽的一側上的一個的表面上滾動的前部輥部件(11a)，所述第二示蹤器及輥組件(IObUlb)設置於所述第二焊接車(7)的後部，並且包括與所述凹槽(3)的另一側壁接觸的後部示蹤器部件(IOb)以及在位於所述凹槽(3)的另一側上的另一所述金屬零件的表面上滾動的後部輥部件(lib)；所述焊炬(Tl、T2)隨後安裝在所述第二焊接車(7)上，使得所述焊炬位於所述第一示蹤器及輥組件(IOaUla)和第二示蹤器及輥組件(IObUlb)之間；所述接合式連接組件(1 包括第一樞轉軸(Al)和第二樞轉軸(A》，其中所述第一樞轉軸(Al)垂直於所述主焊接車(1)的運動方向並且設置在與所述凹槽(3)的中平面平行的平面中，所述第二樞轉軸m垂直於所述主焊接車(1) 的運動方向並且垂直於所述凹槽(3)的中平面，所述第一樞轉軸(Al)和第二樞轉軸(A2) 設置在所述第一示蹤器及輥組件(IOaUla)和第二示蹤器及輥組件(10b、llb)之間；橫向推動裝置00、21)，所述橫向推動裝置(20、21)設置為作用在所述第二焊接車(7)上以促使所述第二焊接車(7)繞所述第一軸(Al)樞轉，使得每個示蹤器部件(IOaUOb)保持與所述凹槽C3)的關聯壁接觸；以及推動裝置，所述推動裝置將位於所述第二焊接車(7)上的所述輥部件(IlaUlb)恆定地推靠在分別與它們相關聯的所述金屬零件上，其特徵在於，所述連接組件(1 還包括第三樞轉軸(Α； )，所述第三樞轉軸(Α； )垂直於所述主焊接車(1)的運動方向並且設置在與所述凹槽C3)的所述中平面平行的平面中，所述第三樞轉軸(A3)位於所述焊炬(T1、T2)保持裝置的外部並且推動裝置設置為作用在所述第二焊接車(7)上以促使所述第二焊接車(7)繞所述第三軸(Α； )樞轉，使得所述焊炬(T1、D)的軸線能夠與接合平面的軸線對準，並且所述第二焊接車(7)隨後能夠回位到其初始位置。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述接合式連接組件(1 包括連接臂，所述連接臂在一端將所述第二焊接車(7)保持在所述凹槽(3)的上方，並且所述連接臂的另一端通過轂(1 安裝在所述主焊接車上，所述臂安裝為在所述轂上繞所述第三樞轉軸(Α； )樞轉，所述第三樞轉軸(Α； )垂直於所述主焊接車(1)的運動方向並且設置在與所述凹槽(3)的中平面平行的平面中。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述連接臂(12)通過所述轂(13)也安裝為在所述主焊接車(1)上繞第四軸(A4)樞轉，所述第四軸(A4)垂直於接合平面和所述主焊接車(1)的運動方向，可以使所述連接臂在與所述凹槽(3)的中平面基本平行的平面中、在所述連接臂下降以將所述第二焊接車 (7)帶至所述接合平面來執行焊接的位置以及所述連接臂在所述焊接一旦完成時就升高到的位置之間樞轉。
4.根據權利要求2或3中一項所述的系統，其特徵在於，所述連接臂(1 通過所述轂(1 固定到所述主焊接車(1)上，所述轂(1 保持箍筋 (22)，所述箍筋(22)的凸緣(22a)分別具有孔隙(22b)，在所述孔隙(22b)中容置有所述臂(1 的一端，所述臂(1 在其另一端保持所述第二焊接車(7)，所述箍筋0 的基部 (22b)固定到所述轂(1 上，使得所述箍筋0 繞所述第三樞轉軸(Α； )樞轉，例如彈簧的推動裝置設置在所述轂中，所述推動裝置作用在所述箍筋0 的所述基部(22b)上以促使所述箍筋0 繞所述第三軸(Α； )樞轉。
5.根據權利要求3或4中一項所述的系統，其特徵在於，所述轂(1 在其周緣上包括徑向突片(1 ),在所述突片(13b)的端部處安裝有缸 (14)的杆的端部，所述缸(14)的致動使所述突片(13b)的端部平移並且導致所述轂(13) 相對於所述主焊接車(1)繞第四樞轉軸(A4)旋轉。
6.根據權利要求2至5中一項所述的系統，其特徵在於，所述連接臂(12)由與控制單元(16)相連的臂部分(15)構成，在所述控制單元(16) 上安裝有保持所述第二焊接車(7)的支架(17)。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述控制單元(16)構造為保持有用於填充焊絲(填充金屬)送料器(18)的緊固件。
8.根據權利要求6或7中一項所述的系統，其特徵在於，所述支架(17)的自由端形成了座靠在箍筋(19)的基部(19a)上的連接部，所述導向裝置的所述樞轉軸Al形成為其樞轉的一端與所述箍筋(19)的所述基部(19a)成一體並且垂直於所述基部(19a)延伸，所述樞轉軸(Al)穿過軸承，所述軸承容置於在所述支架(17) 的端部中形成的孔中，使得所述樞轉軸(Al)的自由端通向所述支架(17)中的中央開口 (17a)內，所述樞轉軸(Al)的所述自由端帶有螺紋，以接收螺母並且由此使所述樞轉軸(Al)軸向固定。
9.根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述導向裝置的垂直於所述軸(Al)的所述樞轉軸m由所述箍筋(19)的所述兩個凸緣(19b)保持，並且所述第二焊接車(7)的保持所述導向裝置的板(7a)鉸接到所述軸 (A2)上。
10.根據權利要求1至9所述的系統，其特徵在於，所述第二焊接車(7)還具有用於至少一個焊炬(Tl)的保持裝置(8)，所述保持裝置 (8)相對於所述第二焊接車(7)移動，使得所述至少一個焊炬(Tl)在所述凹槽(3)內的穿透深度能夠在每個焊接焊道之後被調節。
11.根據權利要求10所述的系統，其特徵在於，所述保持裝置(8)保持有至少兩個焊炬，所述至少兩個焊炬通過所述保持裝置(8)機械相連，但是安裝為使得所述至少兩個焊炬能夠獨立地上下移動。
12.根據權利要求11所述的系統，其特徵在於，所述保持裝置(8)保持有兩個焊炬，所述焊炬中的一個(Tl)相對於所述保持裝置固定，而另一個焊炬(T2)相對於所述保持裝置(8)活動，比如安裝為沿著布置在所述保持裝置(8)上的滑動導軌04)滑動，使得所述焊炬的穿透深度能夠相對於所述固定焊炬被調節。
全文摘要
本發明涉及一種機械系統，所述系統用於在由待焊接到一起的兩個金屬零件的斜角端表面限界出的凹槽(3)中自動引導焊接單元的一個或更多個焊炬，所述系統的類型為包括主焊接車(1)和第二焊接車(7)，其中所述主焊接車(1)沿著與凹槽(3)相對平行的固定導向部(2)移動，所述第二焊接車(7)通過鉸接式聯接組件(12)與所述主焊接車(1)相連並且設有焊炬支承單元和導向裝置，所述導向裝置包括與界定出所述凹槽(3)的所述金屬零件的表面接觸的軸承構件、以及進入所述凹槽內的感測構件。本發明涉及鉸接式聯接組件(12)包括三個樞轉軸的事實。
文檔編號B23K37/02GK102481654SQ201080026089
公開日2012年5月30日 申請日期2010年4月28日 優先權日2009年4月29日
發明者D·德圖什, E·拉沃爾 申請人:塞裡馬克斯公司