CN107953007B - 圆弧焊接设备 - Google Patents

Abstract

圆弧焊接设备包括用于夹持待焊工件的固定夹具、以及安装在安装支架上的锡焊旋转装置和送锡丝装置，所述锡焊旋转装置包括第一电机、以及与第一电机驱动连接的第一气缸和电烙铁，所述第一气缸与电烙铁驱动连接，所述第一电机安装在固定夹具的正上方，且其输出轴的轴线与待焊工件的轴线在同一直线上，所述送锡丝装置安装在第一电机的一侧，其引出的锡丝倾斜地指向待焊工件，所述电烙铁倾斜安装在第一电机上，使得电烙铁的加热端头倾斜地指向待焊工件，加热端头的侧壁上设有面向送锡丝装置的加热斜面，所述加热斜面相对于电烙铁的轴向向下倾斜设置。本发明提供一种布局合理紧凑、动作连贯有序的圆弧焊接设备。

Description

圆弧焊接设备

技术领域

本发明涉及自动加工技术领域，具体涉及一种圆弧焊接设备。

背景技术

现有的锡焊以点焊和直线拖焊为主，遇到油杯与磁轭元器件、或更大更长圆弧焊缝连接的浮球，只能采用点焊的方式，一个点一个点地焊接，通过多次多道地点焊连接形成产品所需的焊缝，这种点焊的方式焊接300到400件时，由于采用的电烙铁形成氧化层或凹坑，使上锡量减少或无法上锡，将导致焊接失败，需要修理烙铁头或需频繁更换新烙铁，导致焊接效率低，同样维修或更换烙铁头需要降温和重新升温，耽误生产时间，人工和设备劳动强度大，焊接质量的可靠和一致性无法保证；由于焊接工艺问题，焊接表面会造成高高低低，不够平滑，影响美观，严重者会造成虚焊，影响焊接产品的合格率。而且，圆弧拖焊过程中，或出现送锡困难的情况，或出现电烙铁与待焊工件定位不准确的问题，导致焊接质量难以保证。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种布局合理紧凑、动作连贯有序的圆弧焊接设备。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种圆弧焊接设备，包括用于夹持待焊工件的固定夹具1、以及安装在安装支架4上的锡焊旋转装置2和送锡丝装置3，所述锡焊旋转装置2包括第一电机21、以及与第一电机21驱动连接的第一气缸23和电烙铁24，所述第一气缸23与电烙铁24驱动连接，所述第一电机21安装在固定夹具1的正上方，且其输出轴的轴线与待焊工件的轴线在同一直线上，所述送锡丝装置3安装在第一电机21的一侧，其引出的锡丝倾斜地指向待焊工件，所述电烙铁24倾斜安装在第一电机21上，使得电烙铁24的加热端头240倾斜地指向待焊工件，加热端头240的侧壁上设有面向送锡丝装置3的加热斜面241，所述加热斜面241相对于电烙铁24的轴向向下倾斜设置。

优选地，所述送锡丝装置3包括安装板31、第二电机32和齿轮33，所述安装板31呈竖直固定在安装支架4上，所述第二电机32安装在安装板31上与齿轮33驱动连接，第二电机32能够带动齿轮33旋转，在安装板31上绕着齿轮33设有至少两个限位机构30，其中两个限位机构30分别用于引进锡丝和引出锡丝；每个限位机构30包括第二气缸300和限位块301，所述限位块301上枢转安装有多个压轮302，压轮302的轴线与齿轮33的轴线平行，且所述多个压轮302绕齿轮33呈圆弧形排列设置，所述第二气缸300安装在安装板31上与限位块301驱动连接，第二气缸300能够带动限位块301向靠近齿轮33的方向移动，使得限位块301上的多个压轮302与齿轮33相间隔，以形成用于限位锡丝的圆弧间隙。

优选地，所述第二电机32的转轴上套装有两个限位轮34，所述两个限位轮34与齿轮33同轴线设置，分别固定在齿轮33的顶、底面上，且限位轮34的半径大于齿轮33的半径。

优选地，每个限位机构30还包括滑动配合的第二直线轴承303和第二直线导轨304，所述第二直线导轨304固定安装在安装板31上，第二直线导轨304的走向与第二气缸300的驱动方向相同，所述第二直线轴承303固定在限位块301上。

优选地，所述第二直线导轨304和第二气缸300相互平行间隔，所述第二直线轴承303和限位块301依次层叠在第二直线导轨304上，且第二直线轴承303上设有与第二直线导轨304滑动配合的滑槽；所述限位块301的一侧延伸形成位于第二气缸300的正前方的延伸板305，第二气缸300的输出轴固定安装在延伸板305上。

优选地，所述安装板31上设有两个导向立板35，且导向立板35上设有供锡丝穿过的引导孔，其中一个导向立板35对应设置在安装支架4上的送锡轮43与用于引进锡丝的限位机构30之间，另一个导向立板35对应设置在用于引出锡丝的限位机构30与待焊工件之间。

优选地，所述加热端头240的端部设有圆弧形的导流缺口242。

优选地，所述第一电机21通过转动架222与第一气缸23和电烙铁24驱动连接，所述第一电机21与转动架222的一端驱动连接，能够带动转动架22旋转，所述第一气缸23和电烙铁24安装在转动架222的另一端上；所述转动架22包括依次连接的驱动块221、连接板222和固定板223，所述驱动块221轴向设有与第一电机21的输出轴配合的安装孔2210，所述固定板223垂直于第一移动气缸23的输出轴，所述第一移动气缸23固定在固定板223上，其输出轴穿过固定板223与电烙铁24驱动连接。

优选地，所述电烙铁24平行间隔设置在第一移动气缸23的侧方，所述第一移动气缸23通过支撑件25与电烙铁24驱动连接，所述支撑件25的一端与第一移动气缸23驱动连接，另一端与电烙铁24连接，所述支撑件25包括用于固定电烙铁24的固定套筒252，所述电烙铁24插装在固定套筒252内。

优选地，还包括转盘5和移料装置6，所述转盘5上绕着转盘5的轴线安装有多个所述固定夹具1，所述移料装置6设置在转盘5的一侧，且所述送锡丝装置3和移料装置6分别与其中两个相邻的固定夹具1相对应设置。

本发明的圆弧焊接设备，通过电烙铁和由送锡丝装置引出的锡丝均倾斜指向待焊工件，且各自受到驱动力的作用下汇合在待焊工件的焊缝处，再借助电烙铁用于熔融锡丝的加热端头的结构设计，可巧妙地为旋转的电烙铁提供锡丝，结构简单，整体布局合理紧凑，相互不干涉影响，动作连贯有序，实现自动圆弧焊接，圆弧焊接过程中，电烙铁与待焊工件之间定位稳定，保障充足的送锡量，减少电烙铁的磨损，有效避免频繁更换电烙铁，保障焊接质量的一致性和可靠性，提高焊接速度和质量。

附图说明

图1是本发明的圆弧焊接设备的局部结构示意图；

图2是本发明的锡焊旋转装置的结构示意图；

图3是本发明的转动架的结构示意图；

图4是本发明的送锡丝装置的结构示意图；

图5是本发明的送锡丝装置省去限位块的结构示意图；

图6是本发明的限位块与压轮和第二气缸的结构示意图；

图7是本发明的电烙铁的结构示意图；

图8是本发明的断路器的电磁系统的结构示意图；

图9是本发明的断路器的圆弧焊接设备的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1至9给出的实施例，进一步说明本发明的圆弧焊接设备的具体实施方式。本发明的圆弧焊接设备不限于以下实施例的描述。

如图1和图2所示，本发明的圆弧焊接设备，包括用于夹持待焊工件的固定夹具1、以及安装在安装支架4上的锡焊旋转装置2和送锡丝装置3，所述锡焊旋转装置2包括第一电机21、以及与第一电机21驱动连接的第一气缸23和电烙铁24，所述第一气缸23与电烙铁24驱动连接，所述第一电机21安装在固定夹具1的正上方，且其输出轴的轴线与待焊工件的轴线在同一直线上，所述送锡丝装置3安装在第一电机21的一侧，其引出的锡丝倾斜地指向待焊工件，所述电烙铁24倾斜安装在第一电机21上，使得电烙铁24的加热端头240倾斜地指向待焊工件，加热端头240的侧壁上设有面向送锡丝装置3的加热斜面241，所述加热斜面241相对于电烙铁24的轴向向下倾斜设置。工作时，送锡丝装置3将锡丝导出以倾斜的角度送至待焊工件的焊缝处，第一气缸23带动电烙铁24直线移动至加热端头240与焊缝处的锡丝相抵，使得一部分锡丝熔融以开始对待焊工件焊接，在第一电机21的带动下，电烙铁24绕待焊工件的轴线旋转，其加热斜面241与剩余的锡丝相接触，使得剩余的锡丝熔融以完成对待焊工件的圆弧焊接。通过电烙铁和由送锡丝装置引出的锡丝均倾斜指向待焊工件，且各自受到驱动力的作用下汇合在待焊工件的焊缝处，再借助电烙铁用于熔融锡丝的加热端头的结构设计，可巧妙地为旋转的电烙铁提供锡丝，结构简单，整体布局合理紧凑，相互不干涉影响，动作连贯有序，实现自动圆弧焊接，圆弧焊接过程中，电烙铁与待焊工件之间定位稳定，保障充足的送锡量，减少电烙铁的磨损，有效避免频繁更换电烙铁，保障焊接质量的一致性和可靠性，提高焊接速度和质量。

如图1和图9所示，本发明的圆弧焊接设备，还包括转盘5和移料装置6，所述转盘5上绕着转盘5的轴线安装有多个所述固定夹具1，所述移料装置6设置在转盘5的一侧，且所述送锡丝装置3和移料装置6分别与其中两个相邻的固定夹具1相对应设置。连贯有序地实现自动化送锡丝、待焊工件的圆弧焊接和焊接成品的下料，降低劳动强度，提高生产效率。此外，安装支架4包括两个支承立柱41以及用于安装锡焊旋转装置2和送锡丝装置3的连接竖板42，所述两个支撑立柱41呈竖直相间隔设置，所述连接竖板42连接在两个支撑立柱41之间架在固定夹具1的上方。整个设备的安装结构简单，且牢靠稳定。

如图4-6所示，本发明的送锡丝装置3，包括安装板31、第二电机32和齿轮33，所述安装板31呈竖直固定在安装支架4上，所述第二电机32安装在安装板31上与齿轮33驱动连接，第二电机32能够带动齿轮33旋转，在安装板31上绕着齿轮33设有至少两个限位机构30，其中两个限位机构30分别用于引进锡丝和引出锡丝；每个限位机构30包括第二气缸300和限位块301，所述限位块301上枢转安装有多个压轮302，压轮302的轴线与齿轮33的轴线平行，且所述多个压轮302绕齿轮33呈圆弧形排列设置，所述第二气缸300安装在安装板31上与限位块301驱动连接，第二气缸300能够带动限位块301向靠近齿轮33的方向移动，使得限位块301上的多个压轮302与齿轮33相间隔，以形成用于限位锡丝的圆弧间隙。送锡丝过程中，锡丝被引入齿轮与其中一个限位机构30之间，该限位机构30的第二气缸300带动限位块31和压轮302前移，使得锡丝被夹持在压轮302和齿轮33之间，实现校平锡丝和破锡，破锡后的锡丝与齿轮33啮合连接，第二电机32带动齿轮33转动，破锡后的锡丝随之被送往另一个限位机构30，由该限位机构30与齿轮33的配合将锡丝送出。回锡丝过程与送锡丝过程的动作相同，路径相反。通过齿轮与绕着齿轮的两个限位机构之间的配合，可一次性完成送锡、回锡、破锡和校平锡丝这四道工序，多道工序同步进行的方式代替原有四道独立工序组成的生产流水线，结构简单，功能集成化，送锡的量大且速度快，生产效率高，适用范围广，适用于为焊缝大的产品送锡，减小占用的生产空间。

进一步地，所述第二电机32的转轴上套装有两个限位轮34，所述两个限位轮34与齿轮33同轴线设置，分别固定在齿轮33的顶、底面上，且限位轮34的半径大于齿轮33的半径。上下的两个限位轮与齿轮之间形成用于限位锡丝的环形凹槽，起到对锡丝移送过程中的限位作用，提高锡丝送达指定位置的准确性和一致性。此外，每个限位机构30还包括滑动配合的第二直线轴承303和第二直线导轨304，所述第二直线导轨304固定安装在安装板31上，第二直线导轨304的走向与第二气缸300的驱动方向相同，所述第二直线轴承303固定在限位块301上。第二直线轴承和第二直线导轨的滑动配合，为限位块提供固定的轨道，有效引导限位块向齿轮移动，提高准确性和可靠性。具体地，所述第二直线导轨304和第二气缸300相互平行间隔，所述第二直线轴承303和限位块301依次层叠在第二直线导轨304上，且第二直线轴承303上设有与第二直线导轨304滑动配合的滑槽；所述限位块301的一侧延伸形成位于第二气缸300的正前方的延伸板305，第二气缸300的输出轴固定安装在延伸板305上。布局紧凑合理，直线轴承和直线导轨起到对限位块支撑的作用，减小气缸的耗能，节能环保，节省生产成本。另外，所述安装板31上设有两个导向立板35，且导向立板35上设有供锡丝穿过的引导孔，其中一个导向立板35对应设置在安装支架4上的送锡轮43与用于引进锡丝的限位机构30之间，使得从送锡轮43引出的锡丝通过该导向立板35的引导孔被引导进入该限位机构30的压轮302与齿轮33之间，另一个导向立板35对应设置在用于引出锡丝的限位机构30与待焊工件之间，使得从该限位机构30引出的锡丝通过该导向立板35的引导孔被引导进入待焊工件的焊缝处。导向立板的设置，起到定位和导向的作用，保障引进或引出锡丝的准确性和一致性。

如图2和图3所示，本发明的锡焊旋转装置的结构，所述第一电机21通过转动架222与第一气缸23和电烙铁24驱动连接，所述第一电机21与转动架222的一端驱动连接，能够带动转动架22旋转，所述第一气缸23和电烙铁24安装在转动架222的另一端上；所述转动架22包括依次连接的驱动块221、连接板222和固定板223，所述驱动块221轴向设有与第一电机21的输出轴配合的安装孔2210，所述固定板223垂直于第一移动气缸23的输出轴，所述第一移动气缸23固定在固定板223上，其输出轴穿过固定板223与电烙铁24驱动连接。转动架的结构简单轻便，方便装配，便于旋转，减少耗能。此外，所述电烙铁24平行间隔设置在第一移动气缸23的侧方，所述第一移动气缸23通过支撑件25与电烙铁24驱动连接，所述支撑件25的一端与第一移动气缸23驱动连接，另一端与电烙铁24连接，所述支撑件25包括用于固定电烙铁24的固定套筒252，所述电烙铁24插装在固定套筒252内。方便电烙铁的拆装，便于更换或维修电烙铁，提高便捷性。具体地，所述连接板222包括相连接的第一连接板2221和第二连接板2222，其中所述第一连接板2221与驱动块221连接，且平行于第一电机21的输出轴，所述第二连接板2222与固定板223垂直连接，且相对于第一电机21的输出轴倾斜设置。另外，所述支撑件25与转动架22之间设有滑动配合的第一直线导轨26和第一直线轴承27，所述第一直线导轨26设置在转动架22上，且其走向与第一移动气缸23的驱动方向相同，所述第一直线轴承27固定在支撑件25的支撑板251上。第一直线导轨和第一直线轴承的设置，为电烙铁提供直线移动的固定轨道，起到定位导向的作用，提高定位的精确性，提高焊接质量。

如图7和图8所示，所述加热端头240的端部设有圆弧形的导流缺口242。导流缺口242的中心线与电烙铁24的杆状本体的中心线重合。所述加热端头240的侧壁上设有与加热斜面241层叠的喂焊料让位面244，所述喂焊料让位面244相对于电烙铁24的轴向向下倾斜设置，且加热斜面241的一端与导流缺口242相邻接，喂焊料让位面244凸出于加热斜面241的另一端，与加热斜面241相错层。通过烙铁头的导流缺口、加热斜面和喂焊料让位面的相互配合，对焊料起到避让、熔融和导流的作用，实现快速、连贯地完成焊接，结构简单，降低生产成本，焊接速度快，有效引导焊料，保障焊料不与待焊工件互相干涉，避免同时进料和电烙铁对准焊缝的困难，操作简单方便，提高焊接质量，可用于手工焊接或智能恒温控制的烙铁自动焊接。进一步地，所述加热斜面241和喂焊料让位面244之间围绕加热斜面241的边缘设有限位凸起245，使得加热斜面241与喂焊料让位面244相隔离，与导流缺口242相连通。限位凸起与加热斜面形成朝导流缺口侧开通的凹槽式结构，对熔融的焊料起到限位和导流的作用，引导熔融的焊料从加热斜面流向导流缺口进入待焊工件的焊缝，避免造成浪费和影响焊接的质量。在一个具体的应用实施例中，所述待焊工件为断路器的电磁系统A，所述电磁系统A包括油杯A1、磁轭A2和线圈A3，所述油杯A1为呈竖直设置的圆柱体，其上套装有线圈A3，所述磁轭A2包括L形连接的第一片A21和第二片A22，磁轭A2的第一片A21呈竖直设置，磁轭A2的第二片A22呈水平压在线圈A3上，与油杯A1相间隔以形成圆弧形的焊缝；所述导流缺口242的两侧壁夹持在油杯A1的两侧，导流缺口242的圆弧顶壁与油杯A1相间隔，以形成与所述圆弧形的焊缝对应的圆弧形间隙。焊接时导流缺口242的圆弧面与油杯A1保持适当距离，以达到导流和一次焊接成型焊缝的效果。可采用锡丝作为焊料，当使用本发明的电烙铁对断路器的油杯A1与磁轭A2进行焊接的时候，电烙铁的导流缺口242与油杯A1相抵，其圆弧顶壁与油杯A1和磁轭A2之间的焊缝相对应；人工或送锡装置将锡丝送达加热斜面241；导流缺口242通过加热的锡丝将油杯A1和磁轭A2迅速加热，达到焊接所需温度。装在电烙铁24中的测温仪243监测加热斜面241的温度，并将监测到的温度反馈给控制系统以进行智能调节焊接温度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种圆弧焊接设备，其特征在于：包括用于夹持待焊工件的固定夹具(1)、以及安装在安装支架(4)上的锡焊旋转装置(2)和送锡丝装置(3)，所述锡焊旋转装置(2)包括第一电机(21)、以及与第一电机(21)驱动连接的第一气缸(23)和电烙铁(24)，所述第一气缸(23)与电烙铁(24)驱动连接，所述第一电机(21)安装在固定夹具(1)的正上方，且其输出轴的轴线与待焊工件的轴线在同一直线上，所述送锡丝装置(3)安装在第一电机(21)的一侧，其引出的锡丝倾斜地指向待焊工件，所述电烙铁(24)倾斜安装在第一电机(21)上，使得电烙铁(24)的加热端头(240)倾斜地指向待焊工件，加热端头(240)的侧壁上设有面向送锡丝装置(3)的加热斜面(241)，所述加热斜面(241)相对于电烙铁(24)的轴向向下倾斜设置；所述送锡丝装置(3)包括安装板(31)、第二电机(32)和齿轮(33)，所述安装板(31)呈竖直固定在安装支架(4)上，所述第二电机(32)安装在安装板(31)上与齿轮(33)驱动连接，第二电机(32)能够带动齿轮(33)旋转，在安装板(31)上绕着齿轮(33)设有至少两个限位机构(30)，其中两个限位机构(30)分别用于引进锡丝和引出锡丝；每个限位机构(30)包括第二气缸(300)和限位块(301)，所述限位块(301)上枢转安装有多个压轮(302)，压轮(302)的轴线与齿轮(33)的轴线平行，且所述多个压轮(302)绕齿轮(33)呈圆弧形排列设置，所述第二气缸(300)安装在安装板(31)上与限位块(301)驱动连接，第二气缸(300)能够带动限位块(301)向靠近齿轮(33)的方向移动，使得限位块(301)上的多个压轮(302)与齿轮(33)相间隔，以形成用于限位锡丝的圆弧间隙。

2.根据权利要求1所述的圆弧焊接设备，其特征在于：所述第二电机(32)的转轴上套装有两个限位轮(34)，所述两个限位轮(34)与齿轮(33)同轴线设置，分别固定在齿轮(33)的顶、底面上，且限位轮(34)的半径大于齿轮(33)的半径。

3.根据权利要求1所述的圆弧焊接设备，其特征在于：每个限位机构(30)还包括滑动配合的第二直线轴承(303)和第二直线导轨(304)，所述第二直线导轨(304)固定安装在安装板(31)上，第二直线导轨(304)的走向与第二气缸(300)的驱动方向相同，所述第二直线轴承(303)固定在限位块(301)上。

4.根据权利要求3所述的圆弧焊接设备，其特征在于：所述第二直线导轨(304)和第二气缸(300)相互平行间隔，所述第二直线轴承(303)和限位块(301)依次层叠在第二直线导轨(304)上，且第二直线轴承(303)上设有与第二直线导轨(304)滑动配合的滑槽；所述限位块(301)的一侧延伸形成位于第二气缸(300)的正前方的延伸板(305)，第二气缸(300)的输出轴固定安装在延伸板(305)上。

5.根据权利要求1所述的圆弧焊接设备，其特征在于：所述安装板(31)上设有两个导向立板(35)，且导向立板(35)上设有供锡丝穿过的引导孔，其中一个导向立板(35)对应设置在安装支架(4)上的送锡轮(43)与用于引进锡丝的限位机构(30)之间，另一个导向立板(35)对应设置在用于引出锡丝的限位机构(30)与待焊工件之间。

6.根据权利要求1所述的圆弧焊接设备，其特征在于：所述加热端头(240)的端部设有圆弧形的导流缺口(242)。

7.根据权利要求1所述的圆弧焊接设备，其特征在于：所述第一电机(21)通过转动架(222)与第一气缸(23)和电烙铁(24)驱动连接，所述第一电机(21)与转动架(222)的一端驱动连接，能够带动转动架(22)旋转，所述第一气缸(23)和电烙铁(24)安装在转动架(222)的另一端上；所述转动架(22)包括依次连接的驱动块(221)、连接板(222)和固定板(223)，所述驱动块(221)轴向设有与第一电机(21)的输出轴配合的安装孔(2210)，所述固定板(223)垂直于第一移动气缸(23)的输出轴，所述第一移动气缸(23)固定在固定板(223)上，其输出轴穿过固定板(223)与电烙铁(24)驱动连接。

8.根据权利要求1所述的圆弧焊接设备，其特征在于：所述电烙铁(24)平行间隔设置在第一移动气缸(23)的侧方，所述第一移动气缸(23)通过支撑件(25)与电烙铁(24)驱动连接，所述支撑件(25)的一端与第一移动气缸(23)驱动连接，另一端与电烙铁(24)连接，所述支撑件(25)包括用于固定电烙铁(24)的固定套筒(252)，所述电烙铁(24)插装在固定套筒(252)内。

9.根据权利要求1所述的圆弧焊接设备，其特征在于：还包括转盘(5)和移料装置(6)，所述转盘(5)上绕着转盘(5)的轴线安装有多个所述固定夹具(1)，所述移料装置(6)设置在转盘(5)的一侧，且所述送锡丝装置(3)和移料装置(6)分别与其中两个相邻的固定夹具(1)相对应设置。

10.根据权利要求6所述的圆弧焊接设备，其特征在于：所述加热端头(240)的侧壁上设有与加热斜面(241)层叠的喂焊料让位面(244)，所述喂焊料让位面(244)相对于电烙铁(24)的轴向向下倾斜设置，且加热斜面(241)的一端与导流缺口(242)相邻接，喂焊料让位面(244)凸出于加热斜面(241)的另一端，与加热斜面(241)相错层。

11.根据权利要求10所述的圆弧焊接设备，其特征在于：所述加热斜面(241)和喂焊料让位面(244)之间围绕加热斜面(241)的边缘设有限位凸起(245)，使得加热斜面(241)与喂焊料让位面(244)相隔离，与导流缺口(242)相连通。

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