CN111716053A - 一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，属于风能发电机外壳焊接技术领域。一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，包括焊接头、三爪卡盘、基座及滑动连接在基座上的支架和安装座，第一转轴上连接有与蜗杆相啮合的蜗轮，第一转轴和第二转轴上设有相互配合的卡合机构，第二转轴上连接有第一齿轮，安装座顶部转动连接有转台，转台内设有第二齿轮；驱动盘上滑动连接有工作头，第一弹簧与工作头相抵，工作头内滑动连接有伸缩杆，伸缩杆上连接有球体，焊接头滑动连接在工作头内，伸缩杆与焊接头之间设置有调节板，工作头内滑动连接有调节机构；本发明利用工作头模拟焊接路径，通过调节板控制焊接距离，保证焊缝质量相同。
Description
技术领域
本发明涉及风能发电机外壳焊接技术领域，尤其涉及一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置。
背景技术
传统的焊接方式大多由人来操作完成，一些复杂环境下的焊接会由机器人来代替，但是机器人的成本较高，并不能大规模的推广使用，风能的发电机外壳头部是筒状的结构，外部需要焊接用于组装叶片的圆筒形定位套，由于其焊接形状为空间椭圆形，并且外壳体积较大，多数需要多组人员进行环绕焊接，焊接质量参差不齐，并且在焊接过程中需要实时根据焊接路径把握焊接深浅，焊接技术要求较高且焊接工作量较大，导致焊接后的受力不均匀，影响后期使用。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中焊接难度大，质量较差的缺陷，而提出的一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，包括焊接头、三爪卡盘、基座及滑动连接在基座上的支架和安装座，所述支架和安装座上均固定连接有第一滑块，所述基座上开设有第一滑槽，所述第一滑块滑动连接在第一滑槽内，所述基座上固定连接有第一电机，所述第一电机的输出端延伸至第一滑槽内固定连接有蜗杆，所述第一滑块上开设有与蜗杆相配合的蜗纹孔，所述安装座内转动连接有第一转轴和第二转轴，所述第一转轴的一端固定连接有与蜗杆相啮合的蜗轮，所述第一转轴的另一端与第二转轴转动连接，所述第一转轴和第二转轴上设有相互配合的卡合机构，所述第二转轴远离第一转轴的一端贯穿安装座延伸至顶部固定连接有第一齿轮，所述安装座顶部转动连接有转台，所述三爪卡盘设置在转台的顶部，所述转台内设有与第一齿轮相啮合的第二齿轮；所述支架顶部转动连接有驱动轴，所述支架上设有用于驱动驱动轴转动的驱动部，所述驱动轴上固定连接有驱动盘，所述驱动盘上开设有第二滑槽，所述第二滑槽内滑动连接有工作头，所述第二滑槽内固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧与工作头相抵，所述工作头内固定连接有套筒，所述套筒内滑动连接有伸缩杆，所述伸缩杆贯穿工作头的内壁延伸至外部滚动连接有球体，所述焊接头滑动连接在工作头内，所述伸缩杆与焊接头之间设置有调节板，所述工作头内滑动连接有调节机构。
优选的，所述调节机构包括第一丝杆和第二丝杆，所述第一丝杆通过螺纹套与第二丝杆螺纹配合，所述第一丝杆上固定连接有第三滑块，所述工作头内开设有第三滑槽，所述第三滑块滑动连接第三滑槽内，所述第二丝杆远离螺纹套的一端转动连接有滚轮。
优选的，所述工作头上固定连接有第二滑块，所述第二滑块滑动连接第二滑槽内，所述第一弹簧与第二滑块相抵。
优选的，所述工作头上固定连接有辅助滑块，所述驱动盘上开设有辅助滑槽，所述辅助滑块滑动连接辅助滑槽内。
优选的，所述第三滑槽内转动连接有调节丝杆，所述第三滑块上开设有与调节丝杆相配合的螺纹孔。
优选的，所述伸缩杆上套接有第二弹簧，所述第二弹簧的两端分别与套筒和调节板相抵。
优选的，所述调节板上开设有第一通孔和第二通孔，所述焊接头的外壁固定连接有第三转轴，所述第三转轴转动连接在第一通孔内，所述伸缩杆的外壁固定连接有第四转轴，所述第四转轴转动连接在第二通孔内。
优选的，所述安装座的顶部固定连接有限位滑环，所述转台上开设有环槽，所述限位滑环滑动连接在环槽内。
优选的，所述驱动部包括第二电机，所述第二电机固定连接在支架上，所述第二电机的输出端固定连接有第二带轮，所述驱动轴远离驱动盘的一端固定连接有第一带轮，所述第一带轮与第二带轮通过皮带转动连接。
优选的，所述卡合机构包括卡合箱，所述安装座内固定连接有支撑板，所述卡合箱固定连接在支撑板上，所述第一转轴延伸至卡合箱内固定连接有第一转环，所述第一转环上转动连接有齿轴，所述齿轴上固定连接有棘爪，所述齿轴上套接有扭簧，所述扭簧的两端分别与第一转环和棘爪固定连接，所述第二转轴延伸至卡合箱内固定连接第二转环，所述第二转环内开设有与棘爪相配合的棘齿。
与现有技术相比，本发明提供了一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，具备以下有益效果：
1、该基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，通过调节机构包括第一丝杆和第二丝杆，第一丝杆通过螺纹套与第二丝杆螺纹配合，第一丝杆上固定连接有第三滑块，工作头内开设有第三滑槽，第三滑块滑动连接第三滑槽内，第二丝杆远离螺纹套的一端转动连接有滚轮，配合第一弹簧的弹性力，滚轮可以沿着工件罩壳内壁运动，模拟反馈罩壳的轨迹，可调节的第一丝杆和第二丝杆可适用于不同深度的罩壳，保证焊接头与焊缝的距离。
2、该基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，通过工作头上固定连接有辅助滑块，驱动盘上开设有辅助滑槽，辅助滑块滑动连接辅助滑槽内，两组对称的辅助滑块可以有效保证工作头的平稳滑动，保证焊接头在焊缝时更平稳。
3、该基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，通过驱动部包括第二电机，第二电机固定连接在支架上，第二电机的输出端固定连接有第二带轮，驱动轴远离驱动盘的一端固定连接有第一带轮，第一带轮与第二带轮通过皮带转动连接，在此处，第二电机通过皮带带动驱动盘转动时，皮带可以优先选用传动比精确的齿轮带，从而保证焊接头的稳定运动。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置卡合机构的结构示意图；
图3为本发明提出的一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置驱动盘的结构示意图；
图4为本发明提出的一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置工作头的主视图；
图5为本发明提出的一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置工作头的左视图；
图6为本发明提出的一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置调节板的结构示意图。
图中：1、基座；101、第一电机；1011、蜗杆；102、第一滑槽；2、支架；201、驱动盘；2011、驱动轴；2012、第二滑槽；2013、第一弹簧；2014、辅助滑槽；202、第一滑块；203、第二电机；204、皮带；2041、第一带轮；2042、第二带轮；3、工作头；301、套筒；3011、第二滑块；3012、辅助滑块；302、伸缩杆；3021、球体；3022、第四转轴；303、第二弹簧；304、焊接头；3041、第三转轴；305、调节板；3051、第一通孔；3052、第二通孔；306、第三滑槽；3061、调节丝杆；307、第一丝杆；3071、第三滑块；3072、螺纹套；308、第二丝杆；3081、滚轮；4、三爪卡盘；5、安装座；501、限位滑环；502、支撑板；503、转台；5031、环槽；5032、第二齿轮；504、第一转轴；5041、蜗轮；5042、棘爪；5043、第一转环；5044、齿轴；5045、扭簧；505、第二转轴；5051、第一齿轮；5052、棘齿；5053、第二转环；506、卡合箱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
参照图1、图3和图4，一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，包括焊接头304、三爪卡盘4、基座1及滑动连接在基座1上的支架2和安装座5，支架2和安装座5上均固定连接有第一滑块202，基座1上开设有第一滑槽102，第一滑块202滑动连接在第一滑槽102内，基座1上固定连接有第一电机101，第一电机101的输出端延伸至第一滑槽102内固定连接有蜗杆1011，第一滑块202上开设有与蜗杆1011相配合的蜗纹孔，安装座5内转动连接有第一转轴504和第二转轴505，第一转轴504的一端固定连接有与蜗杆1011相啮合的蜗轮5041，第一转轴504的另一端与第二转轴505转动连接，第一转轴504和第二转轴505上设有相互配合的卡合机构，第二转轴505远离第一转轴504的一端贯穿安装座5延伸至顶部固定连接有第一齿轮5051，安装座5顶部转动连接有转台503，三爪卡盘4设置在转台503的顶部，转台503内设有与第一齿轮5051相啮合的第二齿轮5032；支架2顶部转动连接有驱动轴2011，支架2上设有用于驱动驱动轴2011转动的驱动部，驱动轴2011上固定连接有驱动盘201，驱动盘201上开设有第二滑槽2012，第二滑槽2012内滑动连接有工作头3，第二滑槽2012内固定连接有第一弹簧2013，第一弹簧2013与工作头3相抵，工作头3内固定连接有套筒301，套筒301内滑动连接有伸缩杆302，伸缩杆302贯穿工作头3的内壁延伸至外部滚动连接有球体3021，焊接头304滑动连接在工作头3内，伸缩杆302与焊接头304之间设置有调节板305，工作头3内滑动连接有调节机构。
使用三爪卡盘4将工件固定在转台503上，在此处，三爪卡盘4为现有技术，且不是本发明的主要点，其工作原理在此不做赘述，在需要换工位时，启动第一电机101带动蜗杆1011转动，使支架2和安装座5相互远离，在此处，蜗杆1011为两段反向布置的纹路，进而保证在蜗杆1011向一个方向旋转时，支架2和安装座5可以相互远离，在安装座5远离的过程中，蜗杆1011与蜗轮5041啮合并带动第一转轴504旋转，此时卡合机构卡接在一起，使第二转轴505和第一转轴504同步转动，第一齿轮5051则与第二齿轮5032啮合从而带动转台503转动，直至将工件罩壳头换至另一工位，随后第一电机101反向转动，使支架2和安装座5相互靠近，在靠近的过程中，手动控制工作头3的位置，使调节机构贴在工件内壁，保证调节机构对工作头3的路径反馈与所加工形状相同，焊接头304则受到两组对称布置的伸缩杆302的反馈，通过调节板305保证焊接头304的焊接距离始终一直，进而保证加工质量。
实施例2：
参照图3-5，与实施例1基本相同，更进一步的是，调节机构包括第一丝杆307和第二丝杆308，第一丝杆307通过螺纹套3072与第二丝杆308螺纹配合，第一丝杆307上固定连接有第三滑块3071，工作头3内开设有第三滑槽306，第三滑块3071滑动连接第三滑槽306内，第二丝杆308远离螺纹套3072的一端转动连接有滚轮3081，工作头3上固定连接有第二滑块3011，第二滑块3011滑动连接第二滑槽2012内，第一弹簧2013与第二滑块3011相抵，工作头3上固定连接有辅助滑块3012，驱动盘201上开设有辅助滑槽2014，辅助滑块3012滑动连接辅助滑槽2014内，第三滑槽306内转动连接有调节丝杆3061，第三滑块3071上开设有与调节丝杆3061相配合的螺纹孔，伸缩杆302上套接有第二弹簧303，第二弹簧303的两端分别与套筒301和调节板305相抵，调节板305上开设有第一通孔3051和第二通孔3052，焊接头304的外壁固定连接有第三转轴3041，第三转轴3041转动连接在第一通孔3051内，伸缩杆302的外壁固定连接有第四转轴3022，第四转轴3022转动连接在第二通孔3052内。
在加工时，根据所要焊接板壁的厚度转动调节丝杆3061，从而控制滚轮3081与焊接头304之间的距离，转动螺纹套3072，控制滚轮3081的延伸距离，保证滚轮3081可以始终与罩壳内壁贴合，防止脱离，在驱动盘201转动加工的过程中，第一弹簧2013抵住工作头3，进一步保证滚轮3081与罩壳内壁的贴合度，第二弹簧303则通过调节板305抵压伸缩杆302，使球体3021可以始终与呈空间椭圆的主罩壳外壁贴合，模拟焊缝的路径，进而通过调节板305将路径的高低起伏反馈给焊接头304，在此处，由于两组伸缩杆302在运动时高度不同，所以调节板305会为倾斜的形状，而第四转轴3022则实时结合起伏变化通过第三转轴3041将距离反馈给焊接头304，控制焊接头304的伸缩量，保证其端部距离与焊缝距离始终一致。
安装座5的顶部固定连接有限位滑环501，转台503上开设有环槽5031，限位滑环501滑动连接在环槽5031内。
实施例3：
参照图1，与实施例1基本相同，更进一步的是，驱动部包括第二电机203，第二电机203固定连接在支架2上，第二电机203的输出端固定连接有第二带轮2042，驱动轴2011远离驱动盘201的一端固定连接有第一带轮2041，第一带轮2041与第二带轮2042通过皮带204转动连接，在此处，第二电机203通过皮带204带动驱动盘201转动时，皮带204可以优先选用传动比精确的齿轮带，从而保证焊接头304的稳定运动。
实施例4：
参照图2，与实施例1基本相同，更进一步的是，卡合机构包括卡合箱506，安装座5内固定连接有支撑板502，卡合箱506固定连接在支撑板502上，第一转轴504延伸至卡合箱506内固定连接有第一转环5043，第一转环5043上转动连接有齿轴5044，齿轴5044上固定连接有棘爪5042，齿轴5044上套接有扭簧5045，扭簧5045的两端分别与第一转环5043和棘爪5042固定连接，第二转轴505延伸至卡合箱506内固定连接第二转环5053，第二转环5053内开设有与棘爪5042相配合的棘齿5052，在换工位过程中，安装座5远离支架2的过程中，棘爪5042在扭簧5045的作用下抵住棘齿5052带动第二转轴505转动，当安装座5靠近支架2时，棘齿5052的倾斜方向与棘爪5042相同，从而使棘爪5042无法抵住棘齿5052，达到脱离的目的，防止工件已换工位复位。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，包括焊接头(304)、三爪卡盘(4)、基座(1)及滑动连接在基座(1)上的支架(2)和安装座(5)，其特征在于，所述支架(2)和安装座(5)上均固定连接有第一滑块(202)，所述基座(1)上开设有第一滑槽(102)，所述第一滑块(202)滑动连接在第一滑槽(102)内，所述基座(1)上固定连接有第一电机(101)，所述第一电机(101)的输出端延伸至第一滑槽(102)内固定连接有蜗杆(1011)，所述第一滑块(202)上开设有与蜗杆(1011)相配合的蜗纹孔，所述安装座(5)内转动连接有第一转轴(504)和第二转轴(505)，所述第一转轴(504)的一端固定连接有与蜗杆(1011)相啮合的蜗轮(5041)，所述第一转轴(504)的另一端与第二转轴(505)转动连接，所述第一转轴(504)和第二转轴(505)上设有相互配合的卡合机构，所述第二转轴(505)远离第一转轴(504)的一端贯穿安装座(5)延伸至顶部固定连接有第一齿轮(5051)，所述安装座(5)顶部转动连接有转台(503)，所述三爪卡盘(4)设置在转台(503)的顶部，所述转台(503)内设有与第一齿轮(5051)相啮合的第二齿轮(5032)；
所述支架(2)顶部转动连接有驱动轴(2011)，所述支架(2)上设有用于驱动驱动轴(2011)转动的驱动部，所述驱动轴(2011)上固定连接有驱动盘(201)，所述驱动盘(201)上开设有第二滑槽(2012)，所述第二滑槽(2012)内滑动连接有工作头(3)，所述第二滑槽(2012)内固定连接有第一弹簧(2013)，所述第一弹簧(2013)与工作头(3)相抵，所述工作头(3)内固定连接有套筒(301)，所述套筒(301)内滑动连接有伸缩杆(302)，所述伸缩杆(302)贯穿工作头(3)的内壁延伸至外部滚动连接有球体(3021)，所述焊接头(304)滑动连接在工作头(3)内，所述伸缩杆(302)与焊接头(304)之间设置有调节板(305)，所述工作头(3)内滑动连接有调节机构。
2.根据权利要求1所述的一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，其特征在于，所述调节机构包括第一丝杆(307)和第二丝杆(308)，所述第一丝杆(307)通过螺纹套(3072)与第二丝杆(308)螺纹配合，所述第一丝杆(307)上固定连接有第三滑块(3071)，所述工作头(3)内开设有第三滑槽(306)，所述第三滑块(3071)滑动连接第三滑槽(306)内，所述第二丝杆(308)远离螺纹套(3072)的一端转动连接有滚轮(3081)。
3.根据权利要求2所述的一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，其特征在于，所述工作头(3)上固定连接有第二滑块(3011)，所述第二滑块(3011)滑动连接第二滑槽(2012)内，所述第一弹簧(2013)与第二滑块(3011)相抵。
4.根据权利要求3所述的一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，其特征在于，所述工作头(3)上固定连接有辅助滑块(3012)，所述驱动盘(201)上开设有辅助滑槽(2014)，所述辅助滑块(3012)滑动连接辅助滑槽(2014)内。
5.根据权利要求4所述的一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，其特征在于，所述第三滑槽(306)内转动连接有调节丝杆(3061)，所述第三滑块(3071)上开设有与调节丝杆(3061)相配合的螺纹孔。
6.根据权利要求5所述的一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，其特征在于，所述伸缩杆(302)上套接有第二弹簧(303)，所述第二弹簧(303)的两端分别与套筒(301)和调节板(305)相抵。
7.根据权利要求6所述的一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，其特征在于，所述调节板(305)上开设有第一通孔(3051)和第二通孔(3052)，所述焊接头(304)的外壁固定连接有第三转轴(3041)，所述第三转轴(3041)转动连接在第一通孔(3051)内，所述伸缩杆(302)的外壁固定连接有第四转轴(3022)，所述第四转轴(3022)转动连接在第二通孔(3052)内。
8.根据权利要求1所述的一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，其特征在于，所述安装座(5)的顶部固定连接有限位滑环(501)，所述转台(503)上开设有环槽(5031)，所述限位滑环(501)滑动连接在环槽(5031)内。
9.根据权利要求1所述的一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，其特征在于，所述驱动部包括第二电机(203)，所述第二电机(203)固定连接在支架(2)上，所述第二电机(203)的输出端固定连接有第二带轮(2042)，所述驱动轴(2011)远离驱动盘(201)的一端固定连接有第一带轮(2041)，所述第一带轮(2041)与第二带轮(2042)通过皮带(204)转动连接。
10.根据权利要求1所述的一种基于风能电机组保护外壳用焊缝焊接装置，其特征在于，所述卡合机构包括卡合箱(506)，所述安装座(5)内固定连接有支撑板(502)，所述卡合箱(506)固定连接在支撑板(502)上，所述第一转轴(504)延伸至卡合箱(506)内固定连接有第一转环(5043)，所述第一转环(5043)上转动连接有齿轴(5044)，所述齿轴(5044)上固定连接有棘爪(5042)，所述齿轴(5044)上套接有扭簧(5045)，所述扭簧(5045)的两端分别与第一转环(5043)和棘爪(5042)固定连接，所述第二转轴(505)延伸至卡合箱(506)内固定连接第二转环(5053)，所述第二转环(5053)内开设有与棘爪(5042)相配合的棘齿(5052)。
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