CN102319969A

CN102319969A - 箱体焊接仿形器

Info

Publication number: CN102319969A
Application number: CN201110231351A
Authority: CN
Inventors: 刘宪福
Original assignee: SHANDONG SHUIBO WELDING CUTTING EQUIPMENT MANUFACTURING CO LTD
Current assignee: Shandong Shuibo Electromechanical Equipment Co.,Ltd.
Priority date: 2011-08-13
Filing date: 2011-08-13
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2031-08-13
Also published as: CN102319969B

Abstract

本发明公开了一种箱体焊接仿形器，包括外壳，外壳内开设腔体，腔体内安装内壳；外壳上安装内壳旋转装置；内壳内开设内腔，内腔内固定安装三个探头；内壳上安装万向节，万向节的摆动件上安装摆杆，万向节的摆动件或摆杆的下部安装偏心件；偏心件上与工件接触部分称为接触件，接触件的接触件中轴线相对摆杆的摆杆中轴线偏移一定距离H；摆杆中轴线和接触件中轴线所在的平面称为横平面，与横平面垂直的平面称为纵平面，横平面和纵平面的交线与摆杆中轴线平行，摆杆在万向节的摆动件导向下既能沿横平面摆动，又能沿纵平面摆动；内壳的侧壁上安装两个第一调整器。

Description

箱体焊接仿形器

技术领域

本发明涉及一种箱体焊接仿形器。

背景技术

现有各类焊接机在焊接箱体时，难以实现自动仿形焊接，其主要原因是：现有焊接机的机械仿形机构，即实现自动焊接的仿形机构，仅可引导焊枪沿一条焊缝焊接，而无法引导焊枪在焊接完一条焊缝后换向焊接相邻的另一条焊缝。另外，由于现有仿形部件与工件接触的仿形部件有一定厚度，该厚度大于焊丝的直径，因此，使得焊枪无法准确焊接两条焊缝交汇处附近的部分，即焊枪无法完整的焊接一条焊缝，焊接存在死角。因此，现有的箱体焊接需要人工操控焊枪，焊接精度低，焊接效率低，焊接时间长。

发明内容

本发明的目的，是提供了一种箱体焊接仿形器，它可引导焊枪自动沿箱体的四条边沿处的焊缝进行连续焊接，能确保焊枪在由一条焊缝转到另一条焊缝时，仍能准确定位，精确焊接。并且焊接无死角。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：箱体焊接仿形器，包括外壳，外壳内开设腔体，腔体内安装内壳，内壳能相对外壳转动；外壳上安装内壳旋转装置，内壳旋转装置的执行部件与内壳连接，为内壳提供旋转动力；内壳内开设内腔，内腔内固定安装第一探头、第二探头和第三探头，第一探头、第二探头和第三探头不共线；内壳上安装万向节，万向节位于第一探头的下方，万向节的摆动件上安装摆杆，万向节的摆动件或摆杆的下部安装偏心件，偏心件位于内壳下方；偏心件上与工件接触部分称为接触件，接触件的接触件中轴线相对摆杆的摆杆中轴线偏移一定距离H；摆杆中轴线和接触件中轴线所在的平面称为横平面，与横平面垂直的平面称为纵平面，横平面和纵平面的交线与摆杆中轴线平行，摆杆在万向节的摆动件导向下既能沿横平面摆动，又能沿纵平面摆动；摆杆沿横平面摆动能触发第一探头或第三探头，摆杆沿纵平面摆动能触发第二探头；内壳的侧壁上安装两个第一调整器，第一个第一调整器位于第一探头下方，第二个第一调整器位于第二探头下方。

为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案实现：接触件的半径与H相等。所述的内壳旋转装置由第一齿圈、第一齿轮和第一电机连接构成，外壳上安装第一电机，第一电机的输出轴与第一齿轮连接，内壳的外周安装第一齿圈，第一齿圈与第一齿轮啮合。所述万向节由摆动块和十字轴连接构成，十字轴由纵轴和横轴垂直固定连接构成，摆动块内开设摆动腔，摆动腔内安装十字轴，横轴的两端与摆动块活动接，纵轴的两端穿出摆动块外与内壳活动连接；摆动块即为所述万向节的摆动件，摆动块与摆杆固定连接。外壳或内壳的外周安装转动套，转动套能相对外壳或内壳转动；外壳上安装第二电机，第二电机的输出轴安装第二齿轮，转动套的外周安装第二齿圈，第二齿圈与第二齿轮啮合；转动套上安装连接件，连接件上安装焊枪。所述的连接杆由连接支杆、仿形杆、轴、第二调整器、摆杆和第五探头连接构成，连接支杆与转动套铰接，连接支杆内开设空腔，空腔内安装摆杆、第六探头和第五探头，摆杆通过轴与连接支杆铰接，轴的一端穿出连接支杆外固定安装仿形杆，仿形杆能通过轴相对连接支杆摆动，使摆杆触发第五探头或第六探头；第二调整器安装于连接支杆的侧壁上，为摆杆提供预紧力。所述第二调整器由钢珠、弹簧和螺母连接构成；连接支杆上开设安装孔，安装孔内安装螺母、弹簧和钢珠，钢珠与摆杆接触，螺母与连接支杆螺纹连接，弹簧位于钢珠和螺母之间。所述内壳内安装第四探头，第一探头、第二探头、第三探头和第四探头呈圆形均匀分布；摆杆沿纵平面摆动能触发第一探头或第四探头。所述内壳上安装第三个第一调整器，第三个第一调整器位于第四探头下方。所述接触件是滑轮。

本发明的积极效果在于：它可引导焊枪沿箱体底板与四个侧壁之间的四条焊缝进行连续焊接，可确保焊枪在焊完一条焊缝后转至相邻的另一条焊缝时，仍可与焊缝精确定位，从而，能实现自动焊接箱体，能提高焊接效率和精度。它还装有升降仿形机构，能准确调整焊枪的高度，从而，能在无须人工定位的情况下，完全自动地精确引导焊枪进行箱体焊接。本发明还具有结构简洁紧凑、制造成本低廉和使用方便的优点。

附图说明

　　图1是本发明所述箱体焊接仿形器的结构示意图；图2是图1的A-A剖视结构示意图；图3是所述仿形杆的结构示意图；图4是图3的B-B剖视结构示意图；图5是图2的I局部放大结构示意图；图6是图2的C向放大结构示意图；图7是所述仿形器焊接箱体的使用状态参考图。

附图标记：1外壳　2内壳　3第一齿圈　4第一齿轮　5第一转轴　6第一电机　7内腔　8环形探头支架　9第一探头　10第一调整器　11偏心件　12摆动块　13转动套　14第二齿圈　15第二齿轮　16第二转轴　17第二电机　18连接杆　19连接支杆　20摆杆　21焊枪　22仿形杆　23第二调整器　24第五探头　25轴　26摆杆　27摆动槽　28空腔　29腔体　30套管　31纵轴　32横轴　33摆动腔　34接触件　35第二探头　36第三探头　37钢珠　38弹簧　39螺母　40安装孔　41第六探头　42第四探头　43工件　L1摆杆中轴线　L2接触件中轴线。

具体实施方式

本发明所述的箱体焊接仿形器，包括外壳1，外壳1内开设腔体29，腔体29内安装内壳2，内壳2能相对外壳1转动。为减少内壳2与外壳1之间的旋转摩擦力，如图2所示，外壳1和内壳2之间安装轴承。外壳1上安装内壳旋转装置，内壳旋转装置的执行部件与内壳2连接，为内壳2提供相对外壳1旋转的动力。内壳2内开设内腔7，内腔7内固定安装第一探头9、第二探头35和第三探头36，第一探头9、第二探头35和第三探头36不共线。如图2所示，内壳2上安装万向节，万向节位于第一探头9、第二探头35和第三探头36的下方，万向节的摆动件上安装摆杆26。万向节的摆动件的下部可直接安装偏心件11，即偏心件11通过万向节的摆动件与摆杆26固定连接，也可以是摆杆26的下部固定安装偏心件11，目的是偏心件11可与摆杆26固定连接构成一根杠杆。偏心件11位于内壳2下方，以便于与工件接触实现仿形功能。如图2所示，偏心件11上与工件43接触部分称为接触件34，如图2所示，接触件34的接触件中轴线L2相对摆杆26的摆杆中轴线L1偏移一定距离H。摆杆中轴线L1和接触件中轴线L2所在的平面称为横平面，与横平面垂直的平面称为纵平面，横平面和纵平面的交线与摆杆中轴线L1平行，摆杆26在万向节的摆动件导向下既能沿横平面摆动，又能沿纵平面摆动；摆杆26沿横平面摆动能触发第一探头9或第三探头36，摆杆26沿纵平面摆动能触发第二探头35；内壳2的侧壁上安装两个第一调整器10，第一个第一调整器10位于第一探头9下方，第二个第一调整器10位于第二探头35下方。如图2所示，第一探头9下方的第一调整器10对摆杆26向左的推力，使摆杆26向左偏移有触发第三探头36的趋势，同时偏心件11和接触件34同步向右偏移；第二探头35下方的第一调整器10为摆杆26提供向后的预紧力，使摆杆26可在触碰工件侧壁后恢复竖直状态。

焊接前，将外壳1通过连接杆18与焊接机的焊接移动机构连接，并且，如图2所示，使焊枪21的焊丝前端与摆杆中轴线L1相交。另外，完成焊接前的其他准备工作。

焊接前的定位：

1、竖向定位：焊接移动机构带动焊枪21和所述箱体焊接仿形器下移至设定高度。

2、横向定位：由于摆杆26在第一探头9下方第一调整器10的作用下向左偏移触发第三探头36，因此，如图7所示，第三探头36通过控制装置控制焊接移动机构带动所述箱体焊接仿形器和焊枪21同步向右移动，靠近工件侧壁。当接触件34与工件侧壁接触后，所述箱体焊接仿形器和焊枪21继续向右移动，直至工件侧壁推动接触件34使摆杆26完全离开第三探头36时，第三探头36通过控制装置控制焊接移动机构停止右移，此时，焊枪21的焊丝正处于焊缝位置。

焊接过程：

所述箱体焊接仿形器和焊枪21沿箱体内侧的矩形焊缝按逆时针方向焊接，焊枪21沿每条焊缝移动的方向称为纵向，垂直工件侧壁的方向称为横向。当焊缝随工件侧壁形状变化而发生内凹或外凸的弯曲变化时，摆杆26会在工件侧壁的作用下触发第一探头9或第三探头36。工件侧壁内凹时，工件侧壁推动接触件34使摆杆26触发第一探头9，第一探头9控制焊接移动机构带动焊枪21向内移开工件侧壁，摆杆26在第一调整器10的作用下恢复竖直位置，使摆杆26与第一探头9分离，焊接移动机构停止横向移动。工件侧壁外凸时，接触件34推动摆杆26触发第三探头36，第三探头36控制焊接移动机构向外移动靠近工件侧壁，使摆杆26克服第一调整器10的推力恢复中间位置，摆杆26与第三探头36分离，焊接移动机构停止横向移动。第一探头9和第三探头36可确保焊枪21与工件侧壁间始终保持设定的距离。

焊接过程中，当接触件34移至一条焊缝的末端时，由于接触件34的半径远大于焊丝的半径，因此，相邻焊缝的侧壁与接触件34接触时，焊丝并未焊完整条焊缝，存在相当于接触件34半径长度的焊缝无法焊接，即焊接死角。此时，焊接移动机构仍带动所述仿形器和焊枪21纵向移动，相邻焊缝的侧壁会推动接触件34，使摆杆26触发第二探头35。第二探头35控制内壳旋转装置带动内壳2相对外壳1逆时针转动一定角度，使接触件34转至后方，即相当于将接触件34沿当前焊缝向后移动一定距离，此时，摆杆26与第二探头35分离，摆杆26恢复坚直位置，焊枪21可继续沿当前焊缝纵向移动，将整条焊缝焊完，消除焊接死角。焊完后，接触件34再次触碰相邻焊缝的侧壁，该侧壁推动接触件34使摆杆26再次与触发第二探头35，此时，第二探头35发出的信号，可使焊接移动机构改变焊接方向，使焊枪21沿该相邻的焊缝焊接，即开始焊接第二条焊缝。按上述仿形过程，焊完第二条焊缝后依次焊接第三和第四条焊缝，从而完成整个箱体的焊接工作。

如图2所示，接触件34的半径与H相等。在焊接同一条焊缝过程中，当接触件34带动摆杆26第一次触发第二探头35时，第二探头35控制内壳旋转装置带动内壳2相对外壳1转动90度，使接触件34恰好向后移动自身的一个半径，使焊枪21的焊丝能继续焊完整条焊缝。

如图2所示，所述的内壳旋转装置由第一齿圈3、第一齿轮4和第一电机6连接构成，外壳1上安装第一电机6，第一电机6的输出轴与第一齿轮4连接，内壳2的外周安装第一齿圈3，第一齿圈3与第一齿轮4啮合。所述内壳旋转装置的执行部件是第一齿轮4和第一齿圈3。第一电机6的输出轴可通过第一齿轮4和第一齿圈3带动内壳2相对外壳1转动。当第一电机6的输出轴与第一齿轮4间的距离较大时，可通过联轴器连接第一转轴5，由第一转轴5与第一齿轮4连接，第一电机6通过第一转轴5带动第一齿轮4转动。所述的内壳旋转装置也可以是现有的带动内壳2相对外壳1转动的其他动力机构，例如，将内壳2的上部伸出外壳1外，在外壳1的上部直接安装第一电机6，第一电机6的输出轴与内壳2连接，由第一电机6直接带动内壳2相对外壳1旋转。

如图2、图3和图4所示，所述万向节由摆动块12和十字轴连接构成，十字轴由纵轴31和横轴32垂直固定连接构成，摆动块12内开设摆动腔33，摆动腔33内安装十字轴，横轴32的两端与摆动块12活动接，摆动腔33的大小足够摆动块12绕横轴32相对纵轴31摆动。纵轴31的两端穿出摆动块12外与内壳2活动连接；摆动块12即为所述万向节的摆动件，摆动块12与摆杆26固定连接。摆动块12绕横轴32摆动，即为在纵平面内摆动，摆动块12绕纵轴31摆动，即为在横平面摆动。所述万向节也可以关节轴承、十字万向节，或其他现有的能使摆杆26实现前后左右四个方向摆动的机构。但，关节轴承的摆动存在不定向性，摆杆26的摆动方向有偏差，使整个所述仿形器的仿形灵敏度降低。十字万向节的摆动中心不唯一，也会降低整个所述仿形器的仿形灵敏度。

为方便精确焊接，在焊接方向改变的情况下及时调整焊枪21的位置，如图外壳1或内壳2的外周安装转动套13，转动套13能相对外壳1或内壳2转动。为减少转动套13与外壳1或内壳2之间的转动磨擦，转动套13和外壳1或内壳2之间可安装轴承。如图2所示，转动套13安装于内壳2外。外壳1上安装第二电机17，第二电机17的输出轴安装第二齿轮15，转动套13的外周安装第二齿圈14，第二齿圈14与第二齿轮15啮合。当第二齿轮15与第二电机17间的距离较大时，第二电机17可通过联轴器和第二转轴16与第二齿轮15连接。转动套13上安装连接件，连接件上安装焊枪21。当焊枪21焊完一条焊缝，在焊接移动机构的带动下改变焊接方向焊接相邻的另一条焊缝后，第二电机17可通过第二齿轮15和第二齿圈14带动转动套13相对外壳1或内壳2转动，从而调整焊枪21的位置，使焊枪21移至接触件34的后方，防止焊枪21与工件侧壁发生碰撞，影响焊接精度。

为提高焊枪21高度定位的精度，如图2所示，所述的连接杆由连接支杆19、仿形杆22、轴25、第二调整器23、摆杆20和第五探头24连接构成。连接支杆19与转动套13铰接，连接支杆19内开设空腔28，空腔28内安装摆杆20、第六探头41和第五探头24，摆杆20通过轴25与连接支杆19铰接，摆杆20可在第六探头41和第五探头24之间摆动。轴25的一端穿出连接支杆19外固定安装仿形杆22，仿形杆22能通过轴25相对连接支杆19摆动，使摆杆20触发第五探头24或第六探头41；第二调整器23安装于连接支杆19的侧壁上，为摆杆20提供预紧力。如图2所示，通常仿形杆22在第二调整器23的作用下，触发第五探头24，第五探头24控制焊接移动机构带动焊枪21和所述仿形器向下移动，当工件底板与仿形杆22接触，并推动仿形杆22向上转动，使仿形杆22通过轴25带动摆杆20移至第五探头24和第六探头41之间时，焊接移动机构停止下移。当工件的底板向上凸起，推动仿形杆22向上转动，使仿形杆22通过轴25带动摆杆20触发第六探头41时，第六探头41控制焊接移动机构带动所述仿形器和焊枪21向上移动。

如图5所示，所述第二调整器23由钢珠37、弹簧38和螺母39连接构成；连接支杆19上开设安装孔40，安装孔40内安装螺母39、弹簧38和钢珠37，钢珠37与摆杆20接触，螺母39与连接支杆19螺纹连接，弹簧38位于钢珠37和螺母39之间。所述第一调整器10的结构和安装方式可与第二调整器23相同，其作用都是提供预紧力。所述的第二调整器23和第一调整器10也可由其他能提供预紧力的机构替代。例如，一对极性相同的磁铁，一块安装于连接支杆19或内壳2上，另一块安装于摆杆20或摆杆26上。

为使所述仿形器能引导焊枪21实现顺时针仿形，如图6所示，所述内壳2内安装第四探头42，第一探头9、第二探头35、第三探头36和第四探头42呈圆形均匀分布；摆杆26沿纵平面摆动能触发第二探头35或第四探头42。第四探头42的工作原理与第二探头35相同。内壳2可安装环形探头支架8，以便于安装固定第一探头9、第二探头35、第三探头36和第四探头42。

本发明所述的第五探头24、第六探头41、第一探头9、第二探头35、第三探头36和第四探头42可以是现有的接近开关或行程开关。

为确保摆杆26在焊接过程中保持在第四探头42和第二探头35之间，所述内壳2上安装第三个第一调整器10，第三个第一调整器10位于第四探头42下方。第二探头35下方的第一调整器10和第四探头42下方的第一调整器10共同作用确保摆杆26位于第四探头42和第二探头35之间，不会触发第四探头42和第二探头35。

为减少接触件34与工件之间的磨擦，所述接触件34可是滑轮或滚珠。

本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims

1.箱体焊接仿形器，其特征在于：包括外壳（1），外壳（1）内开设腔体（29），腔体（29）内安装内壳（2），内壳（2）能相对外壳（1）转动；外壳（1）上安装内壳旋转装置，内壳旋转装置的执行部件与内壳（2）连接，为内壳（2）提供旋转动力；内壳（2）内开设内腔（7），内腔（7）内固定安装第一探头（9）、第二探头（35）和第三探头（36），第一探头（9）、第二探头（35）和第三探头（36）不共线；内壳（2）上安装万向节，万向节位于第一探头（9）的下方，万向节的摆动件上安装摆杆（26），万向节的摆动件或摆杆（26）的下部安装偏心件（11），偏心件（11）位于内壳（2）下方；偏心件（11）上与工件接触部分称为接触件（34），接触件（34）的接触件中轴线（L2）相对摆杆（26）的摆杆中轴线（L1）偏移一定距离H；摆杆中轴线（L1）和接触件中轴线（L2）所在的平面称为横平面，与横平面垂直的平面称为纵平面，横平面和纵平面的交线与摆杆中轴线（L1）平行，摆杆（26）在万向节的摆动件导向下既能沿横平面摆动，又能沿纵平面摆动；摆杆（26）沿横平面摆动能触发第一探头（9）或第三探头（36），摆杆（26）沿纵平面摆动能触发第二探头（35）；内壳（2）的侧壁上安装两个第一调整器（10），第一个第一调整器（10）位于第一探头（9）下方，第二个第一调整器（10）位于第二探头（35）下方。

2.根据权利要求1所述的箱体焊接仿形器，其特征在于：接触件（34）的半径与H相等。

3.根据权利要求1所述的箱体焊接仿形器，其特征在于：所述的内壳旋转装置由第一齿圈（3）、第一齿轮（4）和第一电机（6）连接构成，外壳（1）上安装第一电机（6），第一电机（6）的输出轴与第一齿轮（4）连接，内壳（2）的外周安装第一齿圈（3），第一齿圈（3）与第一齿轮（4）啮合。

4.根据权利要求1所述的箱体焊接仿形器，其特征在于：所述万向节由摆动块（12）和十字轴连接构成，十字轴由纵轴（31）和横轴（32）垂直固定连接构成，摆动块（12）内开设摆动腔（33），摆动腔（33）内安装十字轴，横轴（32）的两端与摆动块（12）活动接，纵轴（31）的两端穿出摆动块（12）外与内壳（2）活动连接；摆动块（12）即为所述万向节的摆动件，摆动块（12）与摆杆（26）固定连接。

5.根据权利要求1所述的箱体焊接仿形器，其特征在于：外壳（1）或内壳（2）的外周安装转动套（13），转动套（13）能相对外壳（1）或内壳（2）转动；外壳（1）上安装第二电机（17），第二电机（17）的输出轴安装第二齿轮（15），转动套（13）的外周安装第二齿圈（14），第二齿圈（14）与第二齿轮（15）啮合；转动套（13）上安装连接件，连接件上安装焊枪（21）。

6.根据权利要求6所述的箱体焊接仿形器，其特征在于：所述的连接杆由连接支杆（19）、仿形杆（22）、轴（25）、第二调整器（23）、摆杆（20）和第五探头（24）连接构成，连接支杆（19）与转动套（13）铰接，连接支杆（19）内开设空腔（28），空腔（28）内安装摆杆（20）、第六探头（41）和第五探头（24），摆杆（20）通过轴（25）与连接支杆（19）铰接，轴（25）的一端穿出连接支杆（19）外固定安装仿形杆（22），仿形杆（22）能通过轴（25）相对连接支杆（19）摆动，使摆杆（20）触发第五探头（24）或第六探头（41）；第二调整器（23）安装于连接支杆（19）的侧壁上，为摆杆（20）提供预紧力。

7.根据权利要求6所述的箱体焊接仿形器，其特征在于：所述第二调整器（23）由钢珠（37）、弹簧（38）和螺母（39）连接构成；连接支杆（19）上开设安装孔（40），安装孔（40）内安装螺母（39）、弹簧（38）和钢珠（37），钢珠（37）与摆杆（20）接触，螺母（39）与连接支杆（19）螺纹连接，弹簧（38）位于钢珠（37）和螺母（39）之间。

8.根据权利要求1所述的箱体焊接仿形器，其特征在于：所述内壳（2）内安装第四探头（42），第一探头（9）、第二探头（35）、第三探头（36）和第四探头（42）呈圆形均匀分布；摆杆（26）沿纵平面摆动能触发第一探头（9）或第四探头（42）。

9.根据权利要求8所述的箱体焊接仿形器，其特征在于：所述内壳（2）上安装第三个第一调整器（10），第三个第一调整器（10）位于第四探头（42）下方。

10.根据权利要求1所述的箱体焊接仿形器，其特征在于：所述接触件（34）是滑轮。