CN104801894B - 用于母线管焊接的焊枪位置调节装置 - Google Patents

用于母线管焊接的焊枪位置调节装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于母线管焊接的焊枪位置调节装置，包括由垂直滑座（291）和一水平滑座（292）连接形成的十字滑动座（29），以绕X轴线转动方向转动连接垂直滑座（291）和水平滑座（292）的转盘机构（23）、与十字滑动座（29）连接并压触焊接工件的传感机构（20）和根据传感机构传动对焊枪位置进行调整的自动调节结构（21），其中十字滑动座（29）还以绕Z轴线转动方向转动连接于传感机构（20）中的传动支架（201）上。本发明装置能对焊枪多方位进行调整，使调整快速，并且根据工件表面粗糙及不圆引起的焊接面位置的变化而自动调节，从而大大提高焊接机的焊接质量和工作效率。

Description

用于母线管焊接的焊枪位置调节装置
技术领域
本发明涉及电力工程的施工设备，尤其涉及用于母线管焊接的轴向移动装置。
背景技术
在输电线的铺设过程中需要对若干根母线管进行一一的对接焊接，焊接前需要调整焊枪的位置，使得焊枪引出的焊丝对着焊缝位置，并且焊接中这一位置保持不变才能保证较高的焊接质量。但现有的焊接机上焊枪位置的调整是通过一个十字滑座带动焊枪做水平和垂直的移动来实现的，调整的空间范围受到限制，有时需要辅以焊机位置的调整，十分费事。
同时在而实际操作中，母线管一般外表比较粗糙且圆度误差较大，使得焊枪引出的焊丝与母线管焊接表面的距离会不断的变化，因而影响焊接质量。而粗糙度和形状公差引起焊接表面位置的变化相对是微量的并且随机和频繁的发生，如要通过人为的调整则十分费时费事费力，将大大影响焊接工作的效率，从而影响施工进度。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种工作效率高的用于母线管焊接的焊枪位置调节装置，该装置能根据母线管表面因粗糙和不圆而引起焊接面位置的变化而进行自动调节，同时焊枪位置的调整十分方便。
为实现上述目的，本发明设计的设置于焊机上的用于母线管焊接的焊枪位置调节装置，包括十字滑动座(29)，所述十字滑动座(29)包括连接焊枪并带动焊枪垂直移动的垂直滑座(291)和连接垂直滑座(291)并带动垂直滑座(291)水平移动的水平滑座(292)，还包括传感机构(20)和自动调节结构(21)；所述传感机构(20)包括传动支架(201)和连接在所述传动支架(201)上用于触接焊接工件的传感单元；所述自动调节结构(21)包括与传动支架(201)连接的滑块支架(212)、与所述滑块支架(212)滑动连接的滑块(211)和向下压制滑块(211)的弹簧(213)；所述十字滑动座(29)中的水平滑座(292)还以绕Z轴线方向转动连接于传动支架(201)上，垂直滑座(291)以绕X轴线转动方向转动连接于水平滑座。
为了通过水平滑座使十字滑座能做Z轴线的转动，一个使水平滑座(292)转动的优选方式是，水平滑座(292)通过一固定支架(22)连接在传动支架(201)上，并包括水平支架(2923)、第二丝杠(2921)、第二螺母(2922)、第二电机(2924)和第三电机(2925)，所述第二螺母(2922)旋接于所述第二丝杠(2921)上，所述第二丝杠(2921)水平且转动支承在所述水平支架(2923)内并与第二电机(2924)的转轴连接，水平支架(2923)沿第二丝杠(2921)方向的两端以绕Z轴线转动方向转动连接在所述固定支架(22)上并与第三电机(2925)的转轴连接。
水平滑座(292)中的第二丝杠(2921)在第二电机(2924)带动下转动，同时第三电机(2925)带动下自转，为了简化传动和支承结构，所述水平支架(2923)沿第二丝杠(2921)轴向设置方向的两端分别连接第一轴套(293)和第二轴套(294)，所述第一、第二轴套分别设有用于在水平支架对应端定位连接的轴肩，并且在内腔孔和外圆周上分别设有对应的第一、第二轴承孔和第一、第二轴颈，所述第二丝杠(2921)的两端分别通过连接的轴承支承在第一、第二轴承孔中，所述的水平支座两端分别通过第一、第二轴套上的第一、第二轴颈连接对应轴承而支承在固定支架(22)的对应轴承孔中，所述第二轴套(294)内腔设有用于与第三电机键连接的键槽孔。
为了增加十字滑座的可调整的方向，所述垂直滑座(291)通过转盘机构(23)以绕X轴线转动方向转动连接水平滑座(292)，并包括垂直支架(2913)、第一丝杠(2911)、第一螺母(2912)和第一电机(2914)，所述第一螺母(2912)旋接于所述第一丝杠(2911)上，第一丝杠(2911)垂直且转动支承在所述垂直支架(2913)内，并与第一电机(2914)的转轴连接。
一个优选的转盘机构(23)包括转动座(231)、转动盘(232)和定位螺钉(233)，所述转动盘(232)轴向一端设有径向凸起边，所述转动座(231)上设有与所述凸起边相适配的槽孔并与第二螺母连接，转动盘(232)以所述轴向一端部可转动地置于转动座(231)的所述槽孔中，转动盘(232)的轴向另一端部伸出所述槽孔外与垂直支架连接，所述槽孔沿壁厚方向设有螺孔，所述定位螺钉(233)旋接于该螺孔中，并且端部紧抵转动盘(232)。
进一步的，所述转动盘(232)伸出所述槽孔外的轴向另一端部的周向一位置处设有的包含至少一转动平面的环形槽。
为了方便安装和对转动座(231)转动驱动，一个优选的转盘机构(23)还包括两半圆传动片，该两半圆传动片上分别设有对称的凹形面，所述凹形面与所对应的环形槽相适配，两半圆传动片以凹形面与环形槽相适配的形式对称插接在所述环形槽中并与垂直支架连接。
一个便于安装的优选的传感单元包括一倒V形支架(202)、转动连接所述倒V形支架并压触于焊接工件上的一对滚轮(203)和连接倒V形支架于传动支架(201)上的连接杆(204)。
一个优选的传动支架(201)是由钢板冲压形成的呈90°折弯的钢构件。
进一步的，滑块支架包括支架框和导向杆(214)，两导所述向杆(214)平行且垂直地固定于所述支架框内。
进一步的，滑块(211)置于支架框内，弹簧(213)置于滑块(211)顶部与支架框之间，形成对滑块(211)的下压势态，滑块(211)上设有与导向杆(214)相适配的导向孔，导向杆(211)穿接弹簧(213)和滑块(211)上的导向孔，使滑块(211)滑动连接于滑块支架(212)。
本发明利用传感机构来感触母线管表面由于粗糙度和不圆度引起的位置变化，并通过自动调节结构中滑块与弹簧的配合，将这种位置变化自动且同步地传递到焊枪，使焊枪中焊丝与母线管焊接表面的距离基本保持不变，从而有效保证了焊接质量，并大大提高工作效率。同时本发明的十字滑座除做平移运动外还可做绕两个垂直轴线的转动，使十字滑座可带动焊枪做多维的调整，这有助于加快焊枪的调整速度，同时还可简化用于对焊枪角度调整的对应转动装置的结构。
附图说明
图1是本发明的焊枪位置调节装置的三维结构示意图。
图2是图1所示焊枪位置调节装置的B向视图。
图3是十字滑座的结构示意图。
图4是图3所示十字滑座的左视图。
图5是水平滑座一端支承状况及第一轴套的结构示意图，其中：a图是第二丝杠一端、第一轴套和第二电机支承连接示意图；b图是第一轴套的结构示意图。
图6是水平滑座另一端支承状况及第二轴套的结构示意图，其中：a图是第二丝杠另一端、第二轴套和第三电机支承连接示意图；b图是第二轴套的结构示意图；c图是b图所示第二轴套的C-C剖视图。
图7是一种转盘机构的结构示意图。
图8是图7所示转盘机构中转动盘的结构示意图。
图9是图8所示转动盘的A-A剖视图。
图10是转盘机构中转动座的结构示意图。
图11是半圆传动片的结构示意图。
图12是弹簧定位示意图。
图13是传动支架201受力上下浮动使焊枪与母线管位置保持不变的示意图。
具体实施方式
如图1-4，本发明所设计的焊枪焊接位置调节装置用于对母线管进行对接焊接。该装置具有一个带动焊枪8运动的十字滑动座29，该十字滑动座29主要由垂直滑座291和水平滑座292组成，其中垂直滑座291转动连接在水平滑座292上，而整个十字滑动座29由水平滑座292可转动的连接在传感机构20中的传动支架201上，传感机构20通过其传动支架201与自动调节机构21连接，通过自动调节机构21使焊枪8能根据传感机构20传递的焊接表面位置变化量而产生相应变化。
具体的垂直滑座291包括第一丝杆2911、第一螺母2912、垂直支架2913和第一电机2914，第一丝杆2911垂直放置，其两端通过轴承296转动连接在垂直支架2913内，第一电机2914的转轴通过一联轴器297与第一丝杆2911连接，第一螺母2912旋接在该第一丝杆上，焊枪8连接在第一螺母2912上。在第一电机2914带动第一丝杆2911转动时，第一螺母2912将带动焊枪8做上下位置的调整。
对应的，水平滑座292包括第二丝杆2921、第二螺母2922、水平支架2923、第二电机2924和第三电机2925。第二电机2924的转轴通过一联轴器295与第二丝杆2921连接，第二螺母2922旋接在第二丝杆2921上，该第二丝杆2921水平放置在水平支架2923内，对应于第二丝杆轴向方向的水平支架2923的两端分别连接第一轴套293和第二轴套294，使第二丝杆2921的两端转动连接于第一、第二轴套。同时，水平支架2923两端分别通过第一轴套293、第二轴套294转动连接于固定支架22。这样，第二丝杆2921依靠第一、第二轴套支承在水平支架2923内，并且水平支架2923自身依靠第一、第二轴套相对固定支架22转动，这大大简化了支承结构，减小支承尺寸，同时还简化对第二丝杆和水平支架的传动。
如图5，设置在水平支架2923一端的第一轴套293设有用于在水平支架对应端定位连接的轴肩2931，利用该轴肩上一侧端面在水平支架对应端面上定位并与之连接。该轴套的内腔设有第一轴承孔2932，第二丝杆2921的对应端通过轴承296支承在该第一轴承孔2932中。同时，该轴套外圆周面上设有应于与轴承配合的第一轴颈2933，水平支架2923对应端通过第一轴套上的第一轴颈2933来配合对应轴承，使该端支承在固定支架22上，可做绕Z轴线的转动。
如图6，设置在水平支架2923另一端的第二轴套294同样设有用于在水平支架对应端定位连接的轴肩2931，并且在其内腔设有第二轴承孔2942，外圆周面设有第二轴颈2943，同上理，第二轴套294利用轴肩2931在水平支架2923的所对应的另一端面上定位并与之连接，同时利用第二轴承孔2942使第二丝杠对应端通过轴承296支承在第二轴套294上，再通过第二轴颈2943配合对应轴承296，使水平支架2923对应端绕Z轴线转动方向转动支承在固定支架22上。水平支架2923绕Z轴线的转动是由第三电机2925驱动，因此第二轴套294的内腔还设有与第三电机2925的转轴键连接的键槽孔，从而使第二轴套294与第三电机转轴连接。
这样，在第二电机2924带动下，第二丝杆2921转动，第二螺母2922带动垂直滑座291做水平移动，而第三电机2925的转动将使十字滑座29做绕Z轴线的转动。
为了方便焊枪8快速调整，增加其变化调整方向，使垂直滑座291相对水平滑座292可绕X轴线方向转动，为实现两者间的相对转动，垂直滑座291通过一转盘机构23与水平滑座292连接。
如图7-11，连接两滑座的转盘机构23包括转动座231、转动盘232和定位螺钉233，转动盘232轴向一端部设有径向凸起边2321，转动座231上设有与转动盘凸起的边2321相适配的槽孔2311，转动盘232具有凸起边2321的轴向一端部可转动地置于转动座231的槽孔2311中，利用凸起边的一圆环形端面，使转动盘232在转动座231中进行轴向定位。转动盘232的轴向另一端部伸出所述槽孔外与垂直支架2913连接。为了对转动盘232的转动位置进行定位，在转动座231的槽孔2311沿壁厚方向设螺孔2313，在该螺孔2313中旋接定位螺钉233，使定位螺钉233端部紧抵转动盘232而使之不能转动。
本实施例转动盘232伸出槽孔2311外的轴向一端与垂直支架2913连接的方式采用了两个半圆传动片234，对应的，在转动盘232伸出槽孔外的轴端的一周向位置上设置包含两转动平面2324的环形槽2323。两半圆传动片234上分别设有对称的凹形面2341，该凹形面是与环形槽2323以对称中心划分出的两对称半环形槽相适配的面，两半圆传动片234以凹形面2341与半环形槽相适配的形式对称插接在所述环形槽2323中，半圆传动片234上设有两连接孔2342，由该两连接孔与垂直支架2913连接，从而带动垂直支架2913转动。而相对转动盘232转动的转盘机构23的另一转动端转动座231则与水平滑座292中的螺母2922连接，螺母2922将带动垂直支架2913做水平移动。
据此，焊枪8在十字滑动座29的带动下做上下左右的移动和绕X轴向转动，以为适应焊接位置做相应的调整。一旦焊枪8调整好相对焊缝的位置后，焊枪8的位置基本保持不变，母线管在对应驱动机构的带动下转动，焊枪8对着圆环形焊缝进行焊接。
母线管可能由于表面粗糙或圆管的不圆，其焊缝位置与焊枪8中的焊丝位置产生变化，本发明设置了对工件微小位置变化能够感触的传感机构20。结合图2，该传感机构20包括传动支架201和传感单元。传动支架201是由钢板冲压形成的呈90°折弯的钢构件。上述连接焊枪8的十字滑动座29连接在该传动支架201的一折弯臂上。传感单元主要由一倒V形支架202、一对滚轮203和连接杆204组成，该传感单元由成V字形的连接杆204连接在传动支架201的另一折弯臂上，倒V形支架202连接在连接杆204的下端，一对滚轮203连接在倒V形支架的下端。
为了使滚轮与工件(母线管)表面有良好地接触，并随工件表面的变化而做相应的位置调整，本发明设置了自动调节结构21，该自动调节结构21包括滑块211、滑块支架和弹簧213。滑块支架主要由支架框和导向杆214组成，支架框为矩形盒体形状，两导向杆214平行且垂直地固定于支架框内。滑块211置于支架框内，弹簧213置于滑块211顶部与支架框之间，形成对滑块(211)的下压势态。滑块211上设有与两导向杆214间距相当的导向孔，且孔径与导向杆的直径与相适配，滑块支架中的导向杆214穿接弹簧213和滑块211上的导向孔，使滑块211滑动连接在导向杆214上。
如图12，在滑块211的导向孔2111上端设置沉孔2112，形成一圆环形的台阶面，弹簧213的下端置于该沉孔2112中并在该台阶面上定位，使弹簧213定位更稳定。
如图13，连接十字滑动座29和传感单元的传动支架201连接在滑块211上，一对滚轮203抵触在母线管9上，使传动支架201受到向上的作用力F1，同时滑块211在弹簧213的作用下对传动支架201施以向下的作用力F2，这样在作用力F1和F2作用下传动支架201随滑块211向下和向上浮动，保持滚轮始终压触在母线管9上，当母线管9因凹凸不平的表面或不圆而产生位置变化时，滚轮位置同步跟随变化，连接在传动支架201上的焊枪8随之同步变化，保证了焊枪8中的焊丝与焊缝间距不变，从而保证焊接质量。
据此，焊枪由十字滑座29带动做Y、Z方向平移运动和绕X轴线的转动，并由传感机构20和自动调节结构21的配合，使焊枪能随工件表面凹凸不平或不圆所引起的焊接位置变化而同步地上下浮动，同时，焊枪通过一个固定支架22使焊枪能做Y轴线的转动，这样，焊枪一方面位置可以做空间位置的调节，满足不同焊接位置的需求，一方面在在工件表面因粗糙或不圆而引起焊接面(焊缝)位置变化时，终保持焊枪与焊缝间距不变，从而保证焊接质量。
本发明不限于所述的实施例，对已举的上述第一个实施例中的一些机构可以进行变换，例如将连接垂直支座291和水平支座292的转盘机构23中设置为如图7所示的结构，其中的转动盘232直接与垂直支座291连接，而无需通过半圆传动片与垂直支座291连接其他结构不变，形成本发明的第二实施例。
本发明的结构还存在多种可变换的情形，不再一一列举。

Claims (9)

1.用于母线管焊接的焊枪位置调节装置，包括十字滑动座（29），所述十字滑动座（29）包括连接焊枪并带动焊枪垂直移动的垂直滑座（291）和连接垂直滑座（291）并带动垂直滑座（291）水平移动的水平滑座（292），其特征在于：还包括传感机构（20）和自动调节结构（21）；所述传感机构（20）包括传动支架（201）和连接在所述传动支架（201）上用于触接焊接工件的传感单元；所述自动调节结构（21）包括滑块支架（212）、滑动连接于滑块支架（212）且与传动支架（201）连接的滑块（211）和向下压制滑块（211）的弹簧（213）；所述十字滑动座（29）中的水平滑座（292）还以绕Z轴线方向转动连接于传动支架（201）上，垂直滑座（291）以绕X轴线转动方向转动连接于水平滑座；
所述水平滑座（292）通过一固定支架（22）连接在传动支架（201）上，并包括水平支架（2923）、第二丝杠（2921）、第二螺母（2922）、第二电机（2924）和第三电机（2925），所述第二螺母（2922）旋接于所述第二丝杠（2921）上，所述第二丝杠（2921）水平且转动支承在所述水平支架（2923）内并与第二电机（2924）的转轴连接，水平支架（2923）沿第二丝杠（2921）方向的两端以绕Z轴线转动方向转动连接在所述固定支架（22）上并与第三电机（2925）的转轴连接；
所述水平支架（2923）沿第二丝杠（2921）轴向设置方向的两端分别连接第一轴套（293）和第二轴套（294），所述第一、第二轴套分别设有用于在水平支架（2923）对应端定位连接的轴肩，并且在内腔孔和外圆周上分别设有对应的第一、第二轴承孔和第一、第二轴颈，所述第二丝杠（2921）的两端分别通过连接的轴承支承在第一、第二轴承孔中，所述的水平支座两端分别通过第一、第二轴套上的第一、第二轴颈连接对应轴承而支承在固定支架（22）的对应轴承孔中；
所述滑块支架包括支架框和导向杆（214），两所述导向杆（214）平行且垂直地固定于所述支架框（212）内。
2.根据权利要求1所述的用于母线管焊接的焊枪位置调节装置，其特征在于：所述第二轴套（294）内腔还设有用于与第三电机键连接的键槽孔。
3.根据权利要求1所述的用于母线管焊接的焊枪位置调节装置，其特征在于：所述垂直滑座（291）通过转盘机构（23）以绕X轴线转动方向转动连接水平滑座（292），并包括垂直支架（2913）、第一丝杠（2911）、第一螺母（2912）和第一电机（2914），所述第一螺母（2912）旋接于所述第一丝杠（2911）上，第一丝杠（2911）垂直且转动支承在所述垂直支架（2913）内，并与第一电机（2914）的转轴连接。
4.根据权利要求3所述的用于母线管焊接的焊枪位置调节装置，其特征在于：所述转盘机构（23）包括转动座（231）、转动盘（232）和定位螺钉（233），所述转动盘（232）轴向一端设有径向凸起边，所述转动座（231）上设有与所述凸起边相适配的槽孔并与第二螺母连接，转动盘（232）以所述轴向一端部可转动地置于转动座（231）的所述槽孔中，转动盘（232）的轴向另一端部伸出所述槽孔外与垂直支架连接，所述槽孔沿壁厚方向设有螺孔，所述定位螺钉（233）旋接于该螺孔中，并且端部紧抵转动盘（232）。
5.根据权利要求4所述的用于母线管焊接的焊枪位置调节装置，其特征在于：所述转动盘（232）伸出所述槽孔外的轴向另一端部的周向一位置处设有的包含至少一转动平面的环形槽。
6.根据权利要求5所述的用于母线管焊接的焊枪位置调节装置，其特征在于：所述转盘机构（23）还包括两半圆传动片，该两半圆传动片上分别设有对称的凹形面，所述凹形面与所对应的环形槽相适配，两半圆传动片以凹形面与环形槽相适配的形式对称插接在所述环形槽中并与垂直支架连接。
7.根据权利要求1所述的用于母线管焊接的焊枪位置调节装置，其特征在于：所述传感单元包括一倒V形支架（202）、转动连接所述倒V形支架并压触于焊接工件上的一对滚轮（203）和连接倒V形支架于传动支架（201）上的连接杆（204）。
8.根据权利要求7所述的用于母线管焊接的焊枪位置调节装置，其特征在于：所述传动支架（201）是由钢板冲压形成的呈90°折弯的钢构件。
9.根据权利要求1所述的用于母线管焊接的焊枪位置调节装置，其特征在于：所述滑块（211）置于支架框内，弹簧（213）置于滑块（211）顶部与支架框之间，形成对滑块（211）的下压势态，滑块（211）上设有与导向杆（214）相适配的导向孔，导向杆（214）穿接弹簧（213）和滑块（211）上的导向孔，使滑块（211）滑动连接于滑块支架。
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