CN110576286B - 视觉探视式内部焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接设备技术领域，具体公开了视觉探视式内部焊接设备，包括内焊接系统，所述内焊接系统包括焊枪，还包括驱动件和焊接座，所述驱动件驱动焊接座水平移动，所述焊枪转动连接在焊接座上，所述焊接座上还设有与焊枪同步转动的探视机构，所述探视机构位于焊枪下方。采用本专利中的技术方案能够通过探视机构帮助操作人员观察焊缝情况，而将探视机构设置在焊枪下方，则可以在焊缝形成的同时，对焊缝进行观测。

Description

视觉探视式内部焊接设备

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，特别涉及视觉探视式内部焊接设备。

背景技术

汽车钢圈又称为轮毂，是轮胎的内廓，即用于支撑轮胎的圆筒形的、中心装在轴上的金属部件，目前汽车钢圈的制备工艺通常为，将钢板裁边后进行卷绕，在钢板的对接处进行焊接得圆筒形的轮辋体，后再将与轮辋体内外径相同的槽圈焊接在轮辋体的端部，从而形成一个完整的钢圈结构，而在焊接槽圈与轮辋体时，目前通常是焊工手持焊枪进行焊接，或者焊接机器人先对钢圈的外部进行焊接后，再调整机器人对钢圈的内部进行焊接，由于在对钢圈内部进行焊接时，焊枪是完全位于钢圈内部的，而焊接时产生大量的弧光，使得操作人员无法对焊缝的形貌等进行实时的观察，以调整焊枪的角度。

发明内容

本发明提供了视觉探视式内部焊接设备，以解决现有技术中在对钢圈内部进行焊接时，无法实时观察焊缝的形貌的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

视觉探视式内部焊接设备，包括内焊接系统，所述内焊接系统包括焊枪，还包括驱动件和焊接座，所述驱动件驱动焊接座水平移动，所述焊枪转动连接在焊接座上，所述焊接座上还设有与焊枪同步转动的探视机构，所述探视机构位于焊枪下方。

本技术方案的技术原理和效果在于：

1、采用本方案中的设备进行焊接时，通过转动焊枪使其与水平面形成10°～15°的夹角，且焊枪的枪口朝下设置，另外在焊接时，夹具带动钢圈产生顺时针方向的转动，这样设置使得焊缝在焊枪下方形成，需要注意的是，如果焊缝在焊枪的上方形成，那么焊缝在形成之后由于没有支撑，则可能因重力产生裂纹甚至脱落。

2、本方案中还设有探视机构，由于在钢圈内部焊接时，操作人员无法实时观察到焊缝的形貌等特征，不能及时对焊枪进行调整，因此探视机构能够帮助操作人员观察焊缝情况，而将探视机构设置在焊枪下方，则可以在焊缝形成的同时，对焊缝进行观测。

进一步，所述驱动件为气缸，所述气缸的活塞杆端部与焊接座固定。

有益效果：采用气缸作为驱动件，方便操作，且气缸传动较为稳定，而焊接座的设置便于焊枪与气缸之间的安装调节。

进一步，所述焊接座上转动连接有转杆，转杆两端贯穿焊接座，转杆远离气缸一端固定有夹持件，所述夹持件包括抱箍Ⅰ和抱箍Ⅱ，抱箍Ⅰ与抱箍Ⅱ形成容纳焊枪Ⅱ的通道，抱箍Ⅰ与抱箍Ⅱ可开闭设置。

有益效果：通过抱箍Ⅰ和抱箍Ⅱ固定焊枪，通过转动转杆以调节焊枪的角度。

进一步，所述抱箍Ⅰ与抱箍Ⅱ一侧铰接，另一侧通过螺栓连接。

有益效果：这样设置方便抱箍Ⅰ与抱箍Ⅱ的开闭，同时抱箍Ⅰ与抱箍Ⅱ之间因铰接而不会发生零件四处遗落的问题。

进一步，所述抱箍Ⅰ与抱箍Ⅱ的内壁上均粘接有防滑胶垫。

有益效果：防滑胶垫能够增大夹持件与焊枪之间的摩擦力，由于焊枪在使用时是倾斜设置的(与水平面具有一定夹角)，因此焊枪受其重力作用具有向下滑落的趋势，因此增大摩擦可以避免焊枪产生滑动。

进一步，所述转杆远离焊接座一端固定有旋钮。

有益效果：旋钮的设置便于操作人员转动转杆。

进一步，所述焊接座为中空设置。

有益效果：将焊接座设置为中空，能够减轻气缸的活塞杆端部所要承受的重力，从而提高活塞杆来回移动的稳定性。

进一步，所述探视机构包括摄像头和摄像主机，摄像头与摄像主机通过电线连接，所述摄像主机设置在焊接座内部。

有益效果：通过摄像头将对焊缝的监控画面通过摄像主机的信号传递系统，传递到外设的显示屏上，使得操作人员能够实时观察到钢圈内部焊缝的形貌等特征，另外将摄像主机设置在焊接座内部，可以降低摄像主机受焊接时产生高温的影响。

进一步，所述焊接座内设有限制转杆回转的限位机构。

有益效果：由于在焊接时，为了使焊缝质量较高，钢圈需要沿顺时针方向转动(即焊缝在焊枪下方形成)，由于焊枪送出的金属焊丝一直与钢圈接触，因此钢圈会给予焊枪的枪口切线向下的作用力，该作用力会驱使焊枪相对与转杆产生顺时针方向的转动，因此为了保证焊枪的枪口不会发生相对转动，则需要对转杆设置限制其回转的装置。

进一步，所述限位机构包括钢丝轮、限位框和隔热板，所述焊接座一侧为敞口设置，且敞口的方向与焊枪的枪口方向相同，所述隔热板铰接在敞口处，限位框固定在焊接座内，且限位框远离隔热板的铰接处，限位框朝向隔热板一侧为敞口设置，所述限位框内设有气囊，钢丝轮固定在转杆上，钢丝轮与隔热板之间固定有钢丝绳。

有益效果：当逆时针转动转杆时，钢丝轮转动，通过钢丝绳拉动隔热板转动，隔热板顶部出现缝隙，由于焊接时会产生大量的热量，同时位于钢圈内部的热量排出较慢，因此热气流会沿着隔热板顶部的缝隙进入到焊接座内部，气囊受热产生膨胀，对隔热板产生远离转杆一侧的推动力，从而抵消转杆所受焊枪带来的回转的力，使得焊枪Ⅱ的枪口始终保持初始的位置。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1的右视图；

图3为图1中A-A向的剖视图；

图4为图1中B部分的放大示意图；

图5为本发明实施例2中焊接座的剖视图；

图6为图5中C-C向的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：轮辋体11、槽圈12、外焊接系统13、气缸100、焊枪101、焊接座102、转杆103、旋钮104、抱箍Ⅰ105、抱箍Ⅱ106、摄像头200、摄像主机201、活动门202、横杆203、防弧光玻璃204、防护罩205、主动带轮206、从动带轮207、钢丝轮300、限位框301、隔热板302、气囊303。

实施例1基本如附图1和图2所示：

视觉探视式内部焊接设备，包括机架，机架上固定有外焊接系统13和内焊接系统，其中外焊接系统13与内焊接系统均包括驱动件、焊枪101和送丝机构，其中内部焊接系统中驱动件为水平固定在机架上的气缸100，送丝机构包括固定在机架上的绕丝轮，焊丝缠绕在绕丝轮上，本实施例中焊枪101采用二氧化碳气体保护焊枪，型号为YT-50CS，该种型号的焊枪内部有送丝轮，焊丝在焊枪101工作时能自动送丝。

在气缸100的活塞杆端部固定有焊接座102，焊枪101转动设置在焊接座102上，结合图3所示，在焊接座102上转动连接有转杆103，转杆103两端均贯穿焊接座102，在转杆103靠近气缸100一端固定有旋钮104，转杆103远离气缸100一端固定有夹持件，结合图4所示，夹持件包括抱箍Ⅰ105和抱箍Ⅱ106，抱箍Ⅰ105和抱箍Ⅱ106形成容纳焊枪101的圆柱孔状的通道，其中圆柱孔的中轴线与转杆103中轴线垂直，抱箍Ⅰ105固定在气缸100的活塞杆上，而抱箍Ⅱ106与抱箍Ⅰ105底部铰接，顶部通过螺栓连接，在抱箍Ⅰ105和抱箍Ⅱ106的内壁上均粘接有防滑胶垫，焊枪101安装在夹持件上后，通过转动旋钮104使得转杆103产生转动，从而使得焊枪101转动。

在焊接座102上还设有与焊枪101同步转动的探视机构，其中探视机构包括摄像头200与摄像主机201，摄像头200与摄像主机201通过电线连接，摄像主机201连接有电源，本实施例中焊接座102为中空设置，在焊接座102上开设有供电线通过的通孔，其中摄像主机201安装在焊接座102内，在焊接座102左端开设有可启闭的活动门202，在焊接座102上还转动连接有横杆203，其中横杆203位于转杆103的下方，横杆203一端固定有位于焊接座102外部的安装座，安装座用于固定摄像头200，其中摄像头200的中轴线位于焊枪101中轴线的正下方，在安装座上固定有位于摄像头200前方的防弧光玻璃204，在安装座上固定有位于摄像头200外部的防护罩205。

在横杆203与转杆103之间设有带传动机构，其中带传动机构包括同轴固定在转杆103上的主动带轮206和同轴固定在横杆203上的从动带轮207，主动带轮206与从动带轮207之间连接有皮带，主动带轮206与从动带轮207的传动比为1:1，从而实现焊枪101与摄像头200的角度同步调节。

本实施例的焊接设备用于对汽车钢圈进行焊接时，其中汽车钢圈如图1所示包括轮辋体11和槽圈12，在焊接前需要通过操作人员手持焊枪101将槽圈12与轮辋体11进行预先点焊(不低于3个点焊位置)，使槽圈12初步固定在轮辋体11上，后将轮辋体11通过自定心卡盘进行固定，其中自定心卡盘通过减速电机驱动，将轮辋体11固定在自定心卡盘上之后，调节内焊接系统和外焊接系统13对槽圈12与轮辋体11的同一连接处进行同步焊接，结合图2所示，外焊接系统13中的焊枪和内焊接系统中的焊枪101的枪口相对，即在焊接时能够同时在同一处形成焊缝，另外通过转动旋钮104使得内焊接系统中的焊枪101的枪口朝下，且焊枪101与水平面形成10°～15°的夹角，本实施例中夹角为12°，而通过旋钮104调节焊枪101的角度时，通过焊接座102内的带传动机构，使得横杆203同步转动，摄像头200的角度与焊枪101同步调节，这样摄像头200能够实时拍摄焊缝的外貌等情况，另外在焊接时，自定心卡盘带动钢圈产生顺时针方向的转动(即焊缝在焊枪101下方形成)。

实施例2基本如附图5和图6所示：

与实施例1的区别在于：在焊接座102内设有限制转杆103回转的限位机构，其中限位机构包括钢丝轮300、限位框301和隔热板302，其中焊接座102靠近外焊接系统13一端为敞口设置，隔热板302铰接在敞口处，限位框301固定在焊接座102内，且靠近隔热板302的顶部(即远离隔热板302铰接一端)，限位框301的横截面呈L型，限位框301与隔热板302之间具有供隔热板302转动的间隙，限位框301朝向隔热板302一侧为敞口设置，在限位框301内粘接有气囊303，本实施中的气囊303在常温下处于未膨胀的状态，而受热之后气囊303会产生膨胀挤压隔热板302，另外钢丝轮300固定在转杆103上，钢丝轮300与隔热板302之间固定有钢丝绳，钢丝绳位于钢丝轮300的下部，且初始时(即未调节焊枪101的角度时)钢丝绳为松弛状态。

当逆时针转动转杆103时，钢丝轮300转动，通过钢丝绳拉动隔热板302转动，隔热板302顶部与焊接座102之间出现缝隙，由于焊接时会产生大量的热量，同时位于钢圈内部的热量排出较慢，因此热气流会沿着隔热板302顶部的缝隙进入到焊接座102内部，气囊303受热产生膨胀，对隔热产生向右的推动力。

需要注意的是，由于本实施例在焊接时，钢圈是沿顺时针方向转动，由于焊枪101送出的金属焊丝一直与钢圈接触，因此钢圈会给予焊枪101的枪口切线向上的作用力，该作用力会驱使焊枪101相对与转杆103产生顺时针方向的转动，即钢丝绳会受到向左的拉力，因此气囊303膨胀对隔热板302的推动力能够抵消这样的拉力，使得焊枪101与水平方向的夹角保持相对不变的状态，从而提高焊缝的质量。

同时气囊303在膨胀时将隔热板302与限位框301之间的间隙堵住，能够避免大量的热量进入到焊接座102的内部，使得焊接座102内部局部高温，对安装的摄像主机201产生不良影响。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.视觉探测式内部焊接设备，包括内焊接系统，所述内焊接系统包括焊枪，其特征在于：还包括驱动件和焊接座，所述驱动件驱动焊接座水平移动，所述焊枪转动连接在焊接座上，所述焊接座上还设有与焊枪同步转动的探视机构，所述探视机构位于焊枪下方；

所述驱动件为气缸，所述气缸的活塞杆端部与焊接座固定；

所述焊接座上转动连接有转杆，转杆两端贯穿焊接座，转杆远离气缸一端固定有夹持件，所述夹持件包括抱箍Ⅰ和抱箍Ⅱ，抱箍Ⅰ与抱箍Ⅱ形成容纳焊枪Ⅱ的通道，抱箍Ⅰ与抱箍Ⅱ可开闭设置；

所述焊接座为中空设置；所述探视机构包括摄像头和摄像主机，摄像头与摄像主机通过电线连接，所述摄像主机设置在焊接座内部；所述焊接座内设有限制转杆回转的限位机构；所述限位机构包括钢丝轮、限位框和隔热板，所述焊接座一侧为敞口设置，且敞口的方向与焊枪的枪口方向相同，所述隔热板铰接在敞口处，限位框固定在焊接座内，且限位框远离隔热板的铰接处，限位框朝向隔热板一侧为敞口设置，所述限位框内设有气囊，钢丝轮固定在转杆上，钢丝轮与隔热板之间固定有钢丝绳。

2.根据权利要求1所述的视觉探测式内部焊接设备，其特征在于：所述抱箍Ⅰ与抱箍Ⅱ一侧铰接，另一侧通过螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的视觉探测式内部焊接设备，其特征在于：所述抱箍Ⅰ与抱箍Ⅱ的内壁上均粘接有防滑胶垫。

4.根据权利要求2所述的视觉探测式内部焊接设备，其特征在于：所述转杆远离焊接座一端固定有旋钮。

Images