本发明涉及焊接
技术领域：
，特别涉及一种管管相交相贯线焊接方法。
背景技术：
：目前，管管相交焊接广泛应用于卫浴、模具、厨房设备、家具、汽车配件、五金、航空、船舶、工艺品等众多行业，手工焊接已逐渐退出生产线，自动化焊接机器人、自动化焊接专机以及智能化焊接技术成为焊接技术发展的主要趋势。但是，现在市场上基本使用三维五轴联动的加工方式，对硬件、控制系统要求高，软件算法复杂，计算量大，导致生产效率低，成本较高。技术实现要素：本发明的主要目的是提出一种管管相交相贯线焊接方法，旨在降低生产成本。为实现上述目的，本发明提出的管管相交相贯线焊接方法，采用的装置包括第一管、第二管和焊枪，所述管管相交相贯线焊接方法包括以下步骤：所述第一管插设于所述第二管的管壁；所述第一管、所述第二管与所述焊枪联动，当所述第一管和所述第二管绕所述第一管的轴线转动时，所述焊枪在所述第一管的轴线方向上移动，以将所述第一管焊接于所述第二管。在一实施例中，所述第一管和和所述第二管为圆管。在一实施例中，所述第一管的管径小于或等于所述第二管的管径。在一实施例中，所述第一管的轴线与所述第二管的轴线相交的夹角为90度。在一实施例中，定义所述第一管和所述第二管转动的角度为θ，所述焊枪移动的距离为y，其中，在一实施例中，焊接轨迹为双曲线。在一实施例中，所述装置还包括平移组件和旋转组件，所述平移机构与所述焊枪连接，以驱动所述焊枪移动；所述旋转组件连接所述第一管和所述第二管，以使所述第一管和所述第二管转动。在一实施例中，所述装置还包括控制系统，所述控制系统分别连接所述平移组件和所述旋转组件，以使所述焊枪随着所述第一管和所述第二管转动而发生移动。在一实施例中，所述焊枪长度方向上的延长线与所述第二管的轴线呈夹角设置。在一实施例中，所述焊枪的能量源为电弧焊焊接电源、激光焊热源或搅拌摩擦焊运动驱动器。本发明技术方案焊枪与第一管、第二管联动，焊枪对准第一管与第二管的接缝处，通过第一管和第二管绕第一管的轴线转动，焊枪沿着第一管的轴线方向移动，从而将第一管焊接在第二管上。如此，从原来的三维五轴减少到三维二轴，节省了硬件成本，减少了对软件的要求，进而降低了生产成本。同时，焊枪只需要要第一管的轴线方向移动，加工设计简单，可以提高光路的密封性。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本发明管管相交相贯线焊接方法一实施例的流程示意图；图2为本发明装置一实施例的结构示意图；图3为图2中装置的一角度结构示意图；图4为图2中装置的另一角度结构示意图；图5为图2中装置的又一角度结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称100第一管200第二管本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。在本发明实施例中，请参照图1至图2，该管管相交相贯线焊接方法采用的装置包括第一管100、第二管200和焊枪，管管相交相贯线焊接方法包括以下步骤：s100：所述第一管100插设于所述第二管200的管壁；s200：所述第一管100、所述第二管200与所述焊枪联动，当所述第一管100和所述第二管200绕所述第一管100的轴线转动时，所述焊枪在所述第一管100的轴线方向上移动，以将所述第一管100焊接于所述第二管200。请参照图2，实现该方法步骤的装置可以是加工设备，该装置包括有第一管100、第二管200和焊枪，第一管100和第二管200可以是金属管(如钢管、铁管、铜管，或者混合多种材料的管)，通过焊枪对第一管100和第二管200进行焊接，实现第一管100与第二管200的固定连接。请参照图1至图2，步骤s100中，通过将该第一管100插设在第二管200的管壁上，对第一管100和进行初步定位，以便于后续的焊接工作。第一管100插设在第二管200的管壁上时，可以是第一管100与第二管200的管壁之间存在缝隙，第一管100可以自由地抽出或伸入第二管200；也可以是第一管100与第二管200的管壁抵接，加工人员需要用力才能将第一管100插入到第二管200的管壁内。需要说明的是，该第一管100可以穿过第二管200的管壁，与第二管200连通，也可以是第一管100不穿过第二管200的管壁，也即第一管100与第二管200不连通。在步骤s100前，还可以包括步骤s300：于所述第二管200的管壁上开设开口，所述开口用于供第一管100插入。根据第一管100的管径大小、形状、排布方式以及对应需要插入的位置，在第二管200的管壁上开设开口。该第一管100可以是圆管，也可以是方管；第一管100的管径可以根据需要进行选择，第一管100可以与第二管200垂直相交，也可以不是垂直相交；第一管100可以焊接在第二管200的上端，也可以焊接在第二管200的下端或中部位置。由第一管100的管径大小、形状、排布方式以及对应需要插入的位置，可以在第二管200的管壁需要焊接第一管100的位置，预先描绘开口的形状和大小，例如在第二管200的管壁上刻画开口的轨迹的形状和大小，以便后续跟进该轨迹进行切割加工，或者采用相关试剂腐蚀开口的轨迹，从而形成开口。也可以不在第二管200的管壁上描绘开口的轨迹，将具有开口轨迹的模具盖在第二管200的管壁上，直接对第二管200的管壁进行切割。请参照图1至图2，步骤s100中，第一管100、第二管200与焊枪联动，也就是说，第一管100和第二管200发生移动的同时，焊枪也会发生移动，从而对第一管100与第二管200之间的缝隙进行焊接。请参照图2，具体地，第一管100和第二管200一起均绕着第一管100的轴线发生转动，可以是驱动组件仅转动第二管200，使得第一管100随第二管200的转动而转动；也可以是驱动组件连接第一管100和第二管200，同时驱动第一管100和第二管200转动。请参照图2至图5，可以两个管轴线的交点为原点建立坐标系，将第一管100的轴线定义为y轴，第二管200的轴线定义为z轴，y轴与z轴相交处、沿第二管200的直径方向定义为x轴，其中x轴、y轴和z轴相互垂直。当第一管100和第二管200均绕着第一管100的轴线发生转动，也即第一管100和第二管200均绕着y轴进行转动时，焊接点投影在y轴上，也就是说，第一管100和第二管200绕y轴转动时，焊接点的y值不同。为了实现第一管100与第二管200的焊接，可以将焊枪对准某一待焊接点，通过焊枪在y轴方向移动，连接或间断地生成多个焊接点，对第一管100和第二管200进行焊接。本发明技术方案焊枪与第一管100、第二管200联动，焊枪对准第一管100与第二管200的接缝处，通过第一管100和第二管200绕第一管100的轴线转动，焊枪沿着第一管100的轴线方向移动，从而将第一管100焊接在第二管200上。如此，从原来的三维五轴减少到三维二轴，节省了硬件成本，减少了对软件的要求，进而降低了生产成本。同时，焊枪只需要要第一管100的轴线方向移动，加工设计简单，可以提高光路的密封性。该第一管100和第二管200的形状有多种，可以是第一管100是方管，第二管200是圆管；也可以是第一管100为圆管，第二管200为方管；或者第一管100和第二管200都是方管。可以理解的是，这里的方管指的是其与轴线垂直相交的截面为多边形，如三角形、四边形、五边形等等，可以是正多边形，也可以不是正多边形。该焊枪与第一管100、第二管200可以是联动的，也可以不是联动的，具体可以根据实际第一管100和第二管200的形状，也即焊接轨迹进行设置；也可以根据第一管100和第二管200的焊接要求，焊接轨迹是连接的线，还是仅多个焊接点，也就是说，形成的焊接点可以是连续的，也可以是陆续的。请参照图2至图3，在一实施例中，所述第一管100和所述第二管200为圆管。通过第一管100和第二管200均采用圆管，第一管100和第二管200绕y轴转动时，该焊枪可以随之在y轴上移动，以在第一管100和第二管200的相交处连续或陆续形成焊接点，从而把第一管100焊接在第二管200上。该第一管100的管径可以大于第二管200的管径，也可以小于第二管200的管径。请参照图2，在一实施例中，所述第一管100的管径小于或等于所述第二管200的管径。该焊枪可以与第一管100位于第二管200的同一侧，焊枪位于第一管100与第二管200之间的位置，以便在第一管100和第二管200进行转动时，焊枪与第二管200之间不会发生干涉。在一实施例中，所述焊枪长度方向上的延长线与所述第二管200的轴线呈夹角设置。通过将焊枪与第二管200倾斜设置，第二管200在绕y轴转动时，第二管200不会与焊枪发生碰撞，保证焊枪进行正常的焊接工作。根据实际的加工需求，该第一管100可以倾斜插入第二管200，也可以是垂直于第二管200的轴线插入。请参照图2，在一实施例中，所述第一管100的轴线与所述第二管200的轴线相交的夹角为90度。请参照图2至图3，定义第一管100的管径为r，该第一管100的外圆柱面的方程为：x2 z2＝r2方程1将第一管100和第二管200的转动角度定义为θ，可以得到以下方程：x＝rcosθ方程2请参照图2和图4，同样地，定义第二管200的管径为r，该第二管200的外圆柱面的方程为：x2 y2＝r2方程3将方程2加入方程3中，得到：从上述方程可以出，当第一管100和第二管200的转动θ(0≤θ≤2π)，焊枪沿y轴方向移动的距离为：如此，焊枪的焊接点位置为y值，通过第一管100和第二管200绕y轴转动角度θ，即可方程4计算得出焊接点y的位置，从而降低了对硬件和控制系统的要求，将软件的算法化繁为简，进一步降低了生产成本。该焊枪只需要要在y轴的方向移动，减少了影响精度的因素，提高了加工精度和加工效率，焊接效果符合要求且焊缝美观。由方程1和方程3相减，可以得到以下方程：y2-z2＝r2-r2方程5然后方程5的等号两边同时除以r2-r2，得到：由此可知，该方程6为双曲线方程式，且实轴a与虚轴b相等，得到：综上可以得出，该焊枪的焊接轨迹为双曲线，当焊枪生成的焊点连续成线，形成的焊缝也为双曲线。在一实施例中，所述装置还包括平移组件和旋转组件，所述平移机构与所述焊枪连接，以驱动所述焊枪移动；所述旋转组件连接所述第一管100和所述第二管200，以使所述第一管100和所述第二管200转动。通过平移机构连接焊枪，以驱动焊枪在y轴的方向移动。可以理解的是，该平移机构可以包括沿y轴方向延伸的导槽和导轨，焊枪安装在导轨上，通过导轨在导槽上移动，移动焊枪。需要说明的是，该平移机构上还可以安装有翻转机构，翻转机构上安装焊枪，该平移机构可以带动翻转机构和焊枪进行平移，该翻转机构可以驱动焊枪旋转，从而实现在第二管200上焊接多个第一管100。可以人工手动控制平移组件和旋转机构，也可以通过系统进行控制，在一实施例中，所述装置还包括控制系统，所述控制系统分别连接所述平移组件和所述旋转组件，以使所述焊枪随着所述第一管100和所述第二管200转动而发生移动。通过控制系统控制平移组件和旋转组件的运行，从而控制焊枪、第一管100和第二管200的移动，不但提高了设备的自动化程度，还提高了加工的精度和加工效率。在一实施例中，所述焊枪的能量源为电弧焊焊接电源、激光焊热源或搅拌摩擦焊运动驱动器，以使焊枪可以应用在电弧焊、激光焊、搅拌摩擦焊等多种焊接场合，增加该管管相交相贯线焊接方法的使用场景，利于方法的推广和使用。在一实施例中，该装置还可以包括图像获取机构，该图像获取机构用于采集第一管100与第二管200接缝处的位置信息，并传递给控制系统，控制系统把该位置信息与方程4中算出的焊枪移动距离y值进行比对，可以对焊枪的移动位置进行校正，进一步提高了焊接的精确度。也可以是通过两者的对比，反向把控焊枪的移动位置，当焊枪按照y值移动时，但并没有在焊缝上，可以及时发出警报进行提醒。以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种管管相交相贯线焊接方法，其特征在于，采用的装置包括第一管、第二管和焊枪，所述管管相交相贯线焊接方法包括以下步骤：
所述第一管插设于所述第二管的管壁；
所述第一管、所述第二管与所述焊枪联动，当所述第一管和所述第二管绕所述第一管的轴线转动时，所述焊枪在所述第一管的轴线方向上移动，以将所述第一管焊接于所述第二管。
2.如权利要求1所述的管管相交相贯线焊接方法，其特征在于，所述第一管和所述第二管为圆管。
3.如权利要求2所述的管管相交相贯线焊接方法，其特征在于，所述第一管的管径小于或等于所述第二管的管径。
4.如权利要求3所述的管管相交相贯线焊接方法，其特征在于，所述第一管的轴线与所述第二管的轴线相交的夹角为90度。
5.如权利要求4所述的管管相交相贯线焊接方法，其特征在于，定义所述第一管和所述第二管转动的角度为θ，所述焊枪移动的距离为y，其中，
6.如权利要求5所述的管管相交相贯线焊接方法，其特征在于，焊接轨迹为双曲线。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的管管相交相贯线焊接方法，其特征在于，所述装置还包括平移组件和旋转组件，所述平移机构与所述焊枪连接，以驱动所述焊枪移动；所述旋转组件连接所述第一管和所述第二管，以使所述第一管和所述第二管转动。
8.如权利要求7所述的管管相交相贯线焊接方法，其特征在于，所述装置还包括控制系统，所述控制系统分别连接所述平移组件和所述旋转组件，以使所述焊枪随着所述第一管和所述第二管转动而发生移动。
9.如权利要求1至6中任意一项所述的管管相交相贯线焊接方法，其特征在于，所述焊枪长度方向上的延长线与所述第二管的轴线呈夹角设置。
10.如权利要求1至6中任意一项所述的管管相交相贯线焊接方法，其特征在于，所述焊枪的能量源为电弧焊焊接电源、激光焊热源或搅拌摩擦焊运动驱动器。
技术总结本发明公开一种管管相交相贯线焊接方法，该管管相交相贯线焊接方法包括以下步骤：所述第一管插设于所述第二管的管壁；所述第一管、所述第二管与所述焊枪联动，当所述第一管和所述第二管绕所述第一管的轴线转动时，所述焊枪在所述第一管的轴线方向上移动，以将所述第一管焊接于所述第二管。本发明技术方案降低了生产成本。
技术研发人员：谢曼霞;王庆丰;陈强;林克斌;朱昱畡;周学慧;张凯
受保护的技术使用者：深圳泰德激光科技有限公司
技术研发日：2021.05.17
技术公布日：2021.08.03
