CN103862212B - 一种用于密排小管径金属管焊接的手持自动化焊接机头 - Google Patents

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Abstract

一种用于密排小管径金属管焊接的手持自动化焊接机头，包括壳体，壳体内部设置伺服电机、传动部和焊接部，伺服电机通过传动部带动焊接部运转；本发明通过电机和传动部的配合在有限的空间内带动开口齿轮转动，实现对U型管的360度焊接，有效的利用了齿轮传动的精髓，结合轴传动，在完成焊接作业的同时，最大化的节省了操作空间。通过电机带动从动齿轮，此处从动齿轮用来改变传动方向，打破焊接方向的单一限制，传动轴确保开口齿轮转动到开口处焊接的不间断，实现360度焊接，而且保证了各种运动的顺利实现。

Description

一种用于密排小管径金属管焊接的手持自动化焊接机头
技术领域
本发明属于一种自动化焊接装置，尤其是一种用于密排小管径金属管焊接的手持自动化焊接机头。
背景技术
密排小管径金属管主要指管径在之间、管与管距离在25-60mm之间的各种钢、铜、铝及其合金组成的需要焊接的金属管。目前，密排小管径金属管的焊接主要采用手工CO2气体保护焊的方法焊接，效率低、焊接质量难以保证。TIG、MAG或激光等自动化焊接装置通常具有较大的体积及标准化的焊接机头，难以满足管径小、焊接操作空间窄的密排小管径金属管的自动化焊接要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的TIG、MAG或激光等自动化焊接装置通常具有较大的体积及标准化的焊接机头，难以满足管径小、焊接操作空间窄的密排小管径金属管的自动化焊接要求的问题。提供一种用于密排小管径金属管焊接的自动化焊接机头。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于密排小管径金属管焊接的手持自动化焊接机头，包括壳体，壳体内部设置伺服电机、传动部和焊接部，伺服电机通过传动部带动焊接部运转；
所述传动部包括锥齿轮，锥齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮与传动杆端部的齿轮啮合，传动杆另一端通过齿轮啮合焊接部的开口齿轮；
所述伺服电机头部安装传动部的锥齿轮；
所述开口齿轮端面设有冷却装置；
所述壳体上设有控制伺服电机的功能按钮。
所述开口齿轮的一个端面上设有分段式进气槽，开口齿轮的另一个端面为光滑端面，开口齿轮的内表面上安装有焊炬，焊炬周围设置有出气孔，开口齿轮内部设置有连通进气槽与出气孔的通道，所述的进气槽上设有供气管。
所述的冷却装置为隧道形结构，冷却装置的上部拱形结构上开设有U形缺口，冷却装置内部设有循环水通道，与循环水通道连通的进水管和出水管设在冷却装置的同一端面上。
所述的传动杆为两根，均布在从动齿轮的两侧。
所述开口齿轮为外齿轮，形状为“C”字状，开口的角度为大于45°小于180°。
所述开口齿轮开口的角度为75°。
所述的分段式进气槽为不连通的两段。
所述的进气槽与出气孔之间的通道孔径小于出气孔的孔径。
所述的焊接部外的壳体上设置有支撑管材的支撑架。
本发明具有如下优点：1.灵活性：本发明通过电机和传动部的配合在有限的空间内带动开口齿轮转动，实现对U型管的360度焊接，有效的利用了齿轮传动的精髓，结合轴传动，在完成焊接作业的同时，最大化的节省了操作空间。通过电机带动从动齿轮，此处从动齿轮用来改变传动方向，打破焊接方向的单一限制，传动轴确保开口齿轮转动到开口处焊接的不间断，实现360度焊接，而且保证了各种运动的顺利实现。
2.经济性：在开口齿轮端面开多段进气槽，各段之间相互结合，保证齿轮360度旋转时的不间断供气，同时焊炬位置只有一个气口，实现对焊炬的集中保护，由于保护气体成本较高，这种集中保护的方式，在保护焊炬的同时，节约了保护气体，降低了生产成本。
3.焊接质量稳定：传动机部各部件之间传动稳定，从而带动焊炬运动稳定，保证了焊缝成形质量，开口齿轮上的进气槽采用多段集中供气保护，从而保证了焊缝成形质量，水冷装置及时带有工作过程中开口齿轮上的热量，减小了热变形量，从而能保证了焊接轨迹的稳定，保证了焊缝成形质量。
4.小巧紧凑：本发明优点在于巧妙的结构设计，传动部紧凑型机械设计减小了整个自动化焊接装置体积，焊接部将进气槽直接开设到开口齿轮上使整个自动化设备装置体积小，焊接部的水冷装置呈盘状与开口齿轮面接触，节省了空间，焊炬安装在开口齿轮内部，使结构更紧凑。
附图说明
图1为本发明的俯视图；
图2为本发明的左视图；
图3为本发明的壳体内的结构示意图；
图4为本发明的传动部的结构示意图；
图5为本发明的开口齿轮与水冷装置安装的结构示意图；
图6为本发明的水冷装置结构示意图；
图7为本发明的开口齿轮结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，一种用于密排小管径金属管焊接的手持自动化焊接机头，包括壳体1，壳体呈倒置“L”形，壳体的竖直的长边为手持部，壳体上水平的短边头部为焊接部，壳体的短边上连接手持部与焊接部的传动部，壳体1内部设置伺服电机2、传动部和焊接部，伺服电机通过传动部带动焊接部运转；如图4所示，传动部包括锥齿轮4，锥齿轮4带动从动齿轮5转动，从动齿轮5与传动杆6端部的齿轮啮合，传动杆6另一端通过齿轮啮合焊接部的开口齿轮7；伺服电机2头部安装传动部的锥齿轮4；传动杆6为两根，均布在从动齿轮5的两侧。开口齿轮7端面设有冷却装置12；壳体1上设有控制伺服电机2的功能按钮3。
如图5所示，开口齿轮7为外齿轮，形状为“C”字状，开口的角度为大于45°小于180°；作为优选，开口齿轮7开口的角度为75°。
如图7所示，开口齿轮7的一个端面上设有分段式进气槽9，开口齿轮7的另一个端面为光滑端面，开口齿轮7的内表面上安装有焊炬8，焊炬8周围设置有出气孔10，开口齿轮1内部设置有连通进气槽9与出气孔10的通道，所述的进气槽9上设有供气管11。分段式进气槽9为不连通的两段。进气槽9与出气孔10之间的通道孔径小于出气孔的孔径。
如图6所示，冷却装置12为隧道形结构，冷却装置12的上部拱形结构上开设有U形缺口，冷却装置12内部设有循环水通道，与循环水通道连通的进水管13和出水管14设在冷却装置12的同一端面上。冷却装置12的另一个端面与开口齿轮7的另一个端面呈面接触，盘状本体上设置有开口齿轮形状相同的缺口，装配时开口齿轮的缺口与水冷装置的缺口对齐，水冷装置12内部通有循环冷却水，冷却水从水冷装置12的进水口13进入，出水口14流出，焊接部壳体上设置有支撑管材的半圆状支撑架，焊接机头上设置有可拆卸的三角支撑架。
将需要焊接的密排小管径金属管放置在半圆状支撑架进行上，在焊接平面形呈环状夹持，按下启动按钮，电机2工作，带动开口齿轮7转动，开始焊接，同时焊接机头上的出气孔10沿着圆周分弧段向焊缝喷射保护气体，供气管11的头部完全覆盖住一段进气槽9，在开口齿轮转动的时候供气管11的头部慢慢脱离现在覆盖的进气槽9，向下一个进气槽9过度，保证每时每刻都有进气槽9向焊炬8提供保护气，又确保当某段进气槽9过渡到壳体缺口位置时，供气管11不会向该进气槽9供气，浪费保护气，进气槽9与出气孔10之间的通道孔径小于出气孔10的孔径，保证保护气不会从其他进气槽9的通道逆流逃逸，只能从出气孔10喷出，开口齿轮7上的焊炬8在保护气的保护下沿着圆周做旋转运动并进行焊接，水冷装置12与开口齿轮7面接触，水冷装置12内部的循环冷却水一直流动，带走开口齿轮7上因焊接而产生的热量，开口齿轮7运动一周完成环缝自动焊接。当焊接机头上加上有可拆卸的三角支撑架时，可将用于密排小管径金属管焊接的手持自动化焊接机头变成用于密排小管径金属管焊接的固定式自动化焊接机头。

Claims (8)

1.一种用于密排小管径金属管焊接的手持自动化焊接机头，包括壳体（1），其特征在于：壳体（1）内部设置伺服电机（2）、传动部和焊接部，伺服电机通过传动部带动焊接部运转；
所述传动部包括锥齿轮（4），锥齿轮（4）带动从动齿轮（5）转动，从动齿轮（5）与传动杆（6）端部的齿轮啮合，传动杆（6）另一端通过齿轮啮合焊接部的开口齿轮（7）；
所述伺服电机（2）头部安装传动部的锥齿轮（4）；
所述开口齿轮（7）端面设有冷却装置（12）；
所述壳体（1）上设有控制伺服电机（2）的功能按钮（3）；
所述开口齿轮（7）的一个端面上设有分段式进气槽（9），开口齿轮（7）的另一个端面为光滑端面，开口齿轮（7）的内表面上安装有焊炬（8），焊炬（8）周围设置有出气孔（10），开口齿轮（7）内部设置有连通进气槽（9）与出气孔（10）的通道，所述的进气槽（9）上设有供气管（11）。
2.根据权利要求1所述的用于密排小管径金属管焊接的手持自动化焊接机头，其特征在于：所述的冷却装置（12）为隧道形结构，冷却装置（12）的上部拱形结构上开设有U形缺口，冷却装置（12）内部设有循环水通道，与循环水通道连通的进水管（13）和出水管（14）设在冷却装置（12）的同一端面上。
3.根据权利要求1所述的用于密排小管径金属管焊接的手持自动化焊接机头，其特征在于：所述的传动杆（6）为两根，分布在从动齿轮（5）的两侧。
4.根据权利要求1所述的用于密排小管径金属管焊接的手持自动化焊接机头，其特征在于：所述开口齿轮（7）为外齿轮，形状为“C”字状，开口的角度为大于45°小于180°。
5.根据权利要求4所述的用于密排小管径金属管焊接的手持自动化焊接机头，其特征在于：所述开口齿轮（7）开口的角度为75°。
6.根据权利要求1所述的用于密排小管径金属管焊接的手持自动化焊接机头，其特征在于：所述的分段式进气槽（9）为不连通的两段。
7.根据权利要求1所述的用于密排小管径金属管焊接的手持自动化焊接机头，其特征在于：所述的进气槽（9）与出气孔（10）之间的通道孔径小于出气孔的孔径。
8.根据权利要求1所述的用于密排小管径金属管焊接的手持自动化焊接机头，其特征在于：所述的焊接部外的壳体（1）上设置有支撑管材的支撑架。
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