CN111872527A - 一种自动螺柱焊枪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动螺柱焊枪，包括：焊枪组件、瓷环夹持组件、第一升降组件和第二升降组件，所述第一升降组件包括第一电机、丝杠和滑座，所述第一电机的输出轴直接或间接连接于丝杠，所述滑座螺纹连接于所述丝杠上，所述焊枪组件连接于滑座上，所述瓷环夹持组件活动连接于所述焊枪组件上，所述第二升降组件连接于焊枪组件和瓷环夹持组件，用于驱动瓷环夹持组件相对于焊枪组件移动，所述焊枪组件处于瓷环夹持组件的移动路径上并可使瓷环夹持组件张开。本发明公开的一种自动螺柱焊枪，焊枪组件的行程大，有利于复杂表面的螺柱焊接；避免了瓷环夹持组件与瓷环产生碰撞，有效地保护了瓷环夹持组件，延长了瓷环夹持组件的使用寿命。

Description

一种自动螺柱焊枪

技术领域

本发明涉及一种自动螺柱焊枪。

背景技术

螺栓焊枪是将螺柱（焊钉/栓钉）一端焊于板件（或管件）表面的设备，电弧螺柱焊是以螺柱（焊钉/栓钉）本身为电极，以焊接电弧为热源，以瓷环为保护构件，通过焊接电弧在螺柱与焊件（板件或管件）之间稳定地燃烧，在焊件的焊接区被加热形成熔池、螺柱端部形成熔化层后，螺柱在焊枪施压下插入熔池，使液态金属挤入瓷环的成形槽中，从而形成接头的高速植焊方法。螺栓焊枪广泛用于高层钢骨结构建筑、工业厂房建筑、公路、铁路、桥梁、塔架、汽车、能源、交通设施建筑、机场、车站、电站、管道支架、起重机械及其它钢结构建造中。

本申请发明人在研发过程中发现，现有的螺柱焊枪，仍有较多的需要解决的技术问题，诸如螺柱焊枪的焊枪芯轴的行程有限，难以适应于复杂工件表面的螺柱焊接；瓷环夹具不能在夹取瓷环前张开，瓷环夹具易损坏；螺柱焊枪结构复杂，占用空间大等，存在改进空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动螺柱焊枪，可至少解决背景技术中的一项或多项技术问题，有利于推广应用。

一种自动螺柱焊枪，包括：焊枪组件、瓷环夹持组件、第一升降组件和第二升降组件，所述第一升降组件包括第一电机、丝杠和滑座，所述第一电机的输出轴直接或间接连接于丝杠，所述滑座螺纹连接于所述丝杠上，所述焊枪组件连接于滑座上，所述瓷环夹持组件活动连接于所述焊枪组件上，所述第二升降组件连接于焊枪组件和瓷环夹持组件，用于驱动瓷环夹持组件相对于焊枪组件移动，所述焊枪组件处于瓷环夹持组件的移动路径上并可使瓷环夹持组件张开。

通过采用上述技术方案，因焊枪组件连接于滑座上，而滑座连接于丝杠，利用第一电机驱动丝杠转动，从而带动滑座移动，滑座带动焊枪组件移动，使得焊枪组件的行程增大，有利于复杂表面的螺柱焊接；第二升降组件的设置，使得瓷环夹持组件可相对于焊枪组件主动移动，瓷环夹持组件在移动过程中，因碰及焊枪组件，会在夹持瓷环前处于主动张开的状态，避免了瓷环夹持组件与瓷环产生碰撞，有效地保护了瓷环夹持组件，延长了瓷环夹持组件的使用寿命。

作为本发明的进一步改进，所述瓷环夹持组件包括导向杆、第一支架和夹持套件，所述第二升降组件包括第二电机和传动组件，所述第一支架连接于所述导向杆的下部，所述夹持套件连接于第一支架，所述焊枪组件包括第一连接架、第二支架和枪体组件，所述第一连接架直接或间接连接于滑座，所述第二支架连接于第一连接架，所述枪体组件连接于第二支架，所述第二支架活动设置于所述导向杆上，所述第二电机安装于所述第二支架上，第二电机的输出轴连接传动组件，所述传动组件连接于导向杆。通过采用上述技术方案，第二电机可通过传动组件带动瓷环夹持组件相对于焊接组件移动，从而使瓷环夹持组件张开。第一支架有利于连接导向杆与夹持套件，第二支架有利于连接枪体组件与滑座，第二支架可相对于导向杆滑动设置，导向杆起到导向作用，使瓷环夹持组件移动平稳。

作为本发明的进一步改进，所述传动组件包括齿轮和齿条，所述齿轮连接于第二电机的输出轴，所述齿条安装于所述导向杆上，齿条的长度方向平行于导向杆的长度方向，所述齿轮啮合于所述齿条。通过采用上述技术方案，传动组件采用齿条与齿轮的方案，有利于瓷环夹持组件的精确、平稳的移动。

作为本发明的进一步改进，所述枪体组件包括枪头、第一传感器、金属连接件、枪筒、金属连接架、第二传感器、第三传感器、第一感应件、第一绝缘管、第一连接座、第一弹簧、第二连接座、轴套、第二弹簧、芯轴、第四传感器、第五传感器和第二绝缘管，枪头的内部设置所述第一传感器，枪头的上端连接金属连接件，第一传感器连接于金属连接件，金属连接件的上端连接芯轴，金属连接架连接于金属连接件，芯轴的下部外围由内至外依次套设第一绝缘管、第二绝缘管和枪筒，第二弹簧一端连接于第一绝缘管，第二弹簧的另一端直接或间接连接于轴套，芯轴的上部外围由内至外依次套设轴承、轴套、第二绝缘管和枪筒，枪筒内的上部位置连接第一连接座，芯轴上连接第二连接座，第一弹簧一端直接或间接连接于第一连接座，第一弹簧的另一端直接或间接连接于第二连接座，第二连接座处于第二绝缘管的上方，第一感应件连接于第二连接座上，枪筒的侧壁上开设有供第一感应件伸出的第一通孔，枪筒的筒壁上安装第二传感器、第三传感器、第四传感器和第五传感器，第三传感器和第五传感器处在第一通孔的旁边用以感测第一感应件，第三传感器的位置高于第五传感器的位置，第四传感器处于枪筒上的靠近齿条的一侧，用以感测齿条上的第二感应件，第二传感器处于枪筒上的远离齿条的一侧，用以感测导向杆上的第三感应件。通过采用上述技术方案，枪体组件的具体结构设置，有利于焊钉的取用与焊接；各传感器的设置，可提升焊枪的自动化程度；第一弹簧及第二弹簧的设置，可起到双重缓冲作用，提高取钉及焊钉过程的稳定性。

作为本发明的进一步改进，枪筒上设置有螺钉，螺钉贯穿于第二绝缘管并连接于轴套，所述螺钉与枪筒之间设置有绝缘筒。通过采用上述技术方案，螺钉的设置，可使轴套与枪筒相对固定。

作为本发明的进一步改进，所述芯轴的外壁设置有销轴，所述轴承的侧壁上开设有供销轴上下移动的第二通孔，所述轴套的侧壁上开设有供销轴上下移动的第三通孔。通过采用上述技术方案，销轴与第二通孔、第三通孔的配合设置，可使芯轴相对于枪筒只可上下移动而不可相对转动。

作为本发明的进一步改进，所述夹持套件包括夹持块、连接块、第一弹簧和转接筒，转接筒连接于第一支架上，所述夹持块、连接块和第一弹簧均为两个，两个连接块呈对称地铰接于转接筒上，枪体的枪头的上部穿设于转接筒内；所述连接块包括自上而下连接的第一连接段、第二连接段和第三连接段，所述第一连接段铰接于转接筒上，第三连接段的外侧连接夹持块，第一连接段上连接有第四连接段，第一弹簧的一端连接一个连接块的第四连接段，第一弹簧的另一端连接另一个连接块的第四连接段，两连接块上的第二连接段的下端向靠近枪头所在的一侧呈倾斜状设置。通过采用上述技术方案，夹持套件的具体结构，有利于在碰及枪头后的主动张开，也有利于瓷环的夹取。

作为本发明的进一步改进，所述第一连接架上连接有保护罩，所述枪体组件处在保护罩所围成的空间内，所述保护罩包括内层罩体和外层罩体，内层罩体和外层罩体均为导电材质，内层罩体和外层罩体之间设置有若干绝缘球，各绝缘球内设置有导电顶针；导电顶针一端连接于内层罩体，导电顶针另一端与外层罩体之间留有间隙，或者，导电顶针一端连接于外层罩体，导电顶针另一端与内层罩体之间留有间隙。通过采用上述技术方案，保护罩一方面可对枪体组件形成保护，另一方面，在保护罩发生碰撞变形后，内层罩体与外层罩体通过导电顶针相连通后，可启动停机保护，对整个焊枪起到保护，也对外部使用者起到提示和保护作用。

作为本发明的进一步改进，所述导向杆为两个，各导向杆上均套设有第四弹簧，各第四弹簧的上端直接或间接连接第二支架，各第四弹簧的下端直接或间接连接第一支架，两导向杆之间通过连接支架连接，连接支架上安装第三感应件以及限位件。通过采用上述技术方案，第四弹簧的设置，有利于瓷环夹持组件相对于枪体组件的复位移动，便于使焊钉与瓷环拉开距离。

作为本发明的进一步改进，所述丝杠安装于丝杠壳体内，第一电机的输出轴通过带轮以及同步带连接于丝杠，第一电机和丝杠壳体处在同步带的同一侧，丝杠壳体的侧面安装有用于机械手连接的连接板。通过采用上述技术方案，使得焊枪的结构匀称紧凑，同时也可保证丝杠的运行平稳可靠，也有利于连接机器人的机械手。

相对于现有技术，本发明所具备的有益效果至少有：力量大，采用第一升降组件可驱动焊枪组件进行升降，可驱动焊钉的重量范围广，可驱动几克至高达10kg及以上重量的焊件；行程长，第一升降组件采用丝杠与滑座的方案，滑座上下活动的距离可为几百毫米及以上，可在钢结构桁架板，波纹板和其他凹凸不平，平面相差几百毫米到1米的工件施焊，可使得焊枪组件的行程增大，有利于复杂表面的螺柱焊接；使得瓷环夹持组件可相对于焊枪组件主动移动，瓷环夹持组件会在夹持瓷环前处于主动张开的状态，避免了瓷环夹持组件与瓷环产生碰撞，有效地保护了瓷环夹持组件，延长了瓷环夹持组件的使用寿命。保护罩可对整个焊枪起到自动保护作用，安全性能提高；整体结构紧凑、合理、巧妙；有利于推广应用。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明中所涉及的螺柱焊接设备的结构示意图；

图2为本发明一个实施例所提供的螺柱焊接设备取钉前的局部结构示意图；

图3为图2中隐藏保护罩后的结构示意图；

图4为图3中A部结构放大示意图；

图5为图3中B部结构放大示意图；

图6为本发明一个实施例所提供的螺柱焊接设备取钉时的局部结构示意图；

图7为图6中自动螺柱焊枪取钉时的结构示意图；

图8为图7中C部结构放大示意图；

图9为图7中D部结构放大示意图；

图10为本发明一个实施例所提供的自动螺柱焊枪取钉后焊接焊钉前的结构示意图；

图11为图10中E部结构放大示意图；

图12为本发明一个实施例所提供的自动螺柱焊枪的爆炸结构示意图；

图13为本发明一个实施例所提供的自动螺柱焊枪的另一角度的爆炸结构示意图；

图14为本发明一个实施例所提供的自动螺柱焊枪的另一爆炸结构示意图；

图15为本发明一个实施例所提供的自动螺柱焊枪的另一爆炸结构示意图；

图16为本发明一个实施例所提供的自动螺柱焊枪的枪体组件的结构示意图；

图17为本发明一个实施例所提供的自动螺柱焊枪的枪体组件的爆炸结构示意图；

图18为本发明一个实施例所提供的自动螺柱焊枪的枪体组件的剖面结构示意图；

图19为本发明一个实施例所提供的自动螺柱焊枪的保护罩的结构示意图；

图20为图19中保护罩的爆炸结构示意图；

图21为图20中F部的结构放大图；

图22为图20中F部的爆炸结构放大图。

图中：枪头1、第一传感器2、金属连接件3、枪筒4、金属连接架5、第二传感器6、第三传感器7、第一感应件8、第一绝缘管9、保护罩10、第一连接座11、第一弹簧12、第二连接座13、轴套14、第二弹簧15、芯轴16、第四传感器17、第五传感器18、第二绝缘管19、夹持套件20、第一支架21、第二支架22、连接支架23、齿条24、导向杆25、第二电机26、上限位开关27、保护盖28、第一电机29、连接板30、丝杠壳体31、丝杠盖体32、滑座33、下限位开关34、第一连接架35、第四弹簧36、第一通孔41、螺钉42、绝缘筒43、台阶部44、第四通孔45、自动螺柱焊枪100、内层罩体101、外层罩体102、绝缘球103、第一安装孔104、第二安装孔105、导电顶针106、导向件131、第二垫片132、绝缘座133、第三通孔140、轴承141、第二通孔142、第一垫片151、销轴161、第五通孔191、凸缘端192、焊钉200、瓷环201、夹持块202、连接块203、第三弹簧204、转接筒205、第三感应件231、限位件232、第二感应件241、机器人300、焊机400、控制柜500、焊件600、工作台700、摆件台800、第一连接段2031、第二连接段2032、第三连接段2033、第四连接段2034。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下扣合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语 “纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

参阅图1至图6，自动螺柱焊接设备，包括自动螺柱焊枪100、机器人300、焊机400和控制柜500，自动螺柱焊枪100安装于机器人300的机械手，机械手为多自由度的机械手，控制柜500电连接焊机400和自动螺柱焊枪100，机器人300电连接机器人的电控箱和控制柜500。自动螺柱焊枪100取用摆件台800上的焊钉200及瓷环201，并通过机械手将焊钉送到工作台700的焊件600的位置上方，通过自动螺柱焊枪100将焊钉200焊接于焊件600上（焊接过程详见后文）。

参阅图1至图22，本实施例所提供的自动螺柱焊枪100，包括：焊枪组件、瓷环夹持组件、第一升降组件和第二升降组件，第一升降组件包括第一电机29、丝杠和滑座33，第一电机29的输出轴直接或间接连接于丝杠，本实施例中，参阅图14和图15，第一电机29的输出轴通过带轮以及同步带连接于丝杠，带轮及同步带上可盖设保护盖28，丝杠安装于丝杠壳体31内（图中未示出丝杠），丝杠壳体31为一侧开口的长方体壳，开口侧连接丝杠盖体32，丝杠壳体31与丝杠盖体32之间留有供滑座伸出的缝隙，第一电机29和丝杠壳体31处在同步带的同一侧，丝杠壳体31的侧面安装有用于机械手连接的连接板30，焊枪组件连接于滑座33上，具体地，滑座33的一侧螺纹连接于丝杠上，滑座33的另一侧从丝杠壳体31与丝杠盖体32之间的缝隙伸出，以直接连接或间接通过连接板连接于焊枪组件的第一连接架35，瓷环夹持组件活动连接于焊枪组件上，第二升降组件连接于焊枪组件和瓷环夹持组件，用于驱动瓷环夹持组件相对于焊枪组件移动，焊枪组件处于瓷环夹持组件的移动路径上并可使瓷环夹持组件张开。

参阅图12、图14和图15，丝杠壳体31上设置多个限位开关，如上限位开关27、下限位开关34，在上限位开关27和下限位开关之间，还可设置原点位置开关等等。滑座33或第一连接架35上可安装用于触发各限位开关的感应件，上限位开关27用以滑座33相对于丝杠移动的上限位置，下限位开关34用以限定滑座33相对于丝杠移动的下限位置，原点位置开关用以限定滑座相对于丝杠的初始位置。

参阅图7至图15，焊枪组件包括第一连接架35、第二支架22和枪体组件，第一连接架35直接或间接连接于滑座33，第二支架22通过紧固件连接于第一连接架35，枪体组件连接于第二支架22，第二支架22活动设置于瓷环夹持组件中的导向杆25上。第二支架22为两个。

参阅图12至图15，第一连接架35的外缘轮廓大致呈矩形，呈矩形框体结构，矩形框内具有横向的肋条，矩形框的竖向的两侧梁连接有连接条，第一连接架35可通过紧固件、连接板安装于滑座33上。第二支架22包括大环体和两个小环体，大环体和两个小环体分别大致处于三角形的三个顶点位置，大环体与小环体之间通过肋板连接，两个小环体之间通过另一肋板连接，两小环体之间的肋板通过紧固件连接于第一连接架35上，大环体的环状结构内固定穿设枪体组件的枪筒4，小环体的环状结构内活动穿设导向杆25，当然，小环体内可设置有利于导向杆25活动的轴承或轴套等。

参阅图14至图18，枪体组件包括枪头1、第一传感器2、金属连接件3、枪筒4、金属连接架5、第二传感器6、第三传感器7、第一感应件8、第一绝缘管9、第一连接座11、第一弹簧12、第二连接座13、轴套14、第二弹簧15、芯轴16、第四传感器17、第五传感器18和第二绝缘管19，枪头1的内部设置第一传感器2，枪头1的上端连接金属连接件3，第一传感器2连接于金属连接件3，金属连接件3的上端连接芯轴16，金属连接架5连接于金属连接件3，芯轴16的下部外围由内至外依次套设第一绝缘管9、第二绝缘管19和枪筒4，第二弹簧15套在芯轴16外壁且处于第一绝缘管9内，第一绝缘管9内可设置向内凸出的凸缘，第二弹簧15一端连接于第一绝缘管9内的凸缘，第二弹簧15的另一端直接或间接通过第一垫片151连接于轴套14，第一绝缘管9通过紧固件与芯轴16相对固定的连接，芯轴16的上部外围由内至外依次套设轴承141、轴套14、第二绝缘管19和枪筒4，枪筒4内的上部位置连接第一连接座11，芯轴16上连接第二连接座13，第一弹簧12一端直接或间接连接于第一连接座11，第一弹簧12的另一端直接或间接连接于第二连接座13，第二连接座13上可连接导向件131，导向件131贯穿于第一连接座11并可相对于第一连接座11活动，导向件131可与芯轴16一体成型或分体设置，第一弹簧12可套设在导向件131外壁，第二连接座13处于第二绝缘管19的上方，第一感应件8连接于第二连接座13上，枪筒4的侧壁上开设有供第一感应件8伸出的第一通孔41，第一通孔41为长圆形，枪筒4的筒壁上安装第二传感器6、第三传感器7、第四传感器17和第五传感器18，第三传感器7和第五传感器18处在第一通孔41的旁边用以感测第一感应件8，第三传感器7的位置高于第五传感器18的位置，第四传感器17处于枪筒4上的靠近齿条24的一侧，用以感测齿条24上的第二感应件241，第二传感器6处于枪筒4上的远离齿条24的一侧，用以感测导向杆25上的第三感应件231。

参阅图11至图15，枪头1呈阶梯的管状结构，下部尺寸大于上部尺寸，枪头的侧壁开设有若干缝隙，有利于枪头在夹取焊钉时发生一定程度的变形，便于枪头内壁对焊钉进行可靠夹取。第一传感器2可用于感测枪头1内是否有焊钉。金属连接件3可为铜螺母、黄铜材质的轴状连接件等导电构件，用以连接芯轴16及枪头1。

参阅图14至图18，枪筒4呈阶梯型筒状结构，上段为大尺寸段，下段为小尺寸段，枪筒内壁，在大尺寸段与小尺寸段的连接处具有台阶部44，台阶部44供第二绝缘管19上端的凸缘端192搭接，枪筒4上下端均为敞口状，枪筒的小尺寸段的相对的侧壁上均开设有第四通孔45，以供螺钉42和绝缘筒43嵌入，螺钉42穿过第二绝缘管19上的第五通孔191并连接于轴套14，螺钉42与枪筒4之间设置有绝缘筒43。金属连接架5呈L型，金属连接架5的横向部连接于金属连接件3的铜螺母与连接件之间，竖向部的上端可外接导线。

参阅图14至图18，第二传感器6可用以感测导向杆25上的第三感应件231，若第三感应件处于第二传感器6可感测到的位置时，则表示瓷环201触及焊件表面，第三传感器7可用以感测第一感应件8，若第一感应件8处于第三传感器7可感测到的位置时，则表示枪体组件中的芯轴16移动到使第一弹簧12产生作用力的位置。第一弹簧12所能产生的弹力大于第二弹簧15所能产生的弹力。参阅图8，第四传感器17用以感测第二感应件241，若第二感应件241处于第四传感器17可感测到的位置时，则表示瓷环夹持组件相对于枪体组件向上移动到夹持焊钉前的位置，即表示瓷环夹持组件中夹持套件20的夹持块202移动到被枪体组件中枪头1顶开的位置。第五传感器18可用以感测第一感应件8，若第一感应件8处于第五传感器18可感测到的位置时，即芯轴16向上运动带动第一感应件8移动至使第五传感器18产生反应的位置，即表示芯轴16刚好被顶起的位置，表示枪体组件中的枪头1内的焊钉处于刚触及焊件表面的位置。各感应件可为金属件。

参阅图17和图18，第一连接座11呈圆环形片状，第一连接座11与枪筒4相对固定的连接，第一连接座11的中部开设有供导向件131的上端穿出的通孔，第二连接座13呈筒状结构，其底部设置有向内延伸的凸缘，第二连接座13内安装有绝缘座133，绝缘座133呈阶梯形筒状结构，绝缘座133的下部为小尺寸段，上部为大尺寸段，连接处呈台阶状，台阶状的连接处搭在第二连接座13内的凸缘处，小尺寸段伸出于第二连接座13，绝缘座133套在芯轴16的上端外围，即绝缘座133处在第二连接座13和芯轴16之间。绝缘座133内还设置有第二垫片132，第二垫片132为绝缘材质，第二垫片132处在芯轴16的顶面，位于芯轴16与导向件131之间。导向件131为阶梯轴状，具有大尺寸部和小尺寸部，大尺寸部位于第二连接座13内，可通过紧固件将导向件131与第二连接座13紧固连接，第一弹簧12套在导向件上，一端作用于第一连接座11，另一端作用于导向件131的大尺寸部或作用于第二连接座13上。

如图17和图18，芯轴16的外壁设置有销轴161，芯轴16的上端具有凸缘，芯轴16上端的凸缘搭接在绝缘座133内侧的台阶状连接处，轴承141的侧壁上开设有供销轴161上下移动的第二通孔142，轴套14的侧壁上开设有供销轴161上下移动的第三通孔140，第二通孔142和第三通孔140均为长条形通孔，只可供销轴161上下移动，而不能使芯轴与轴承发生相对转动，即保证了芯轴16仅可相对于枪筒4上下移动而不能相对于枪筒4发生相对转动。轴承141可为轴套，平面轴承等。

如图17，第二绝缘管19的上端为凸缘端192，第二绝缘管上开设有供绝缘筒43插入的第五通孔191。

参阅图5和图7，自动瓷环夹持装置包括瓷环夹持组件和第二升降组件，瓷环夹持组件活动连接于自动螺柱焊枪的焊枪组件上，第二升降组件连接于焊枪组件和瓷环夹持组件，用于驱动瓷环夹持组件相对于焊枪组件移动，焊枪组件处于瓷环夹持组件的移动路径上并可使瓷环夹持组件张开。

参阅图5、图7、图12和图13，瓷环夹持组件包括导向杆25、第一支架21和夹持套件20，第二升降组件包括第二电机26和传动组件，第一支架21连接于导向杆25的下部，夹持套件20连接于第一支架21，第二电机26安装于焊枪组件的上部位置的第二支架22上，第二电机26的输出轴连接传动组件，传动组件连接于导向杆25。导向杆25为两个，且两个导向杆25呈平行设置。两导向杆25之间通过连接支架23连接，连接支架23上安装第三感应件231以及限位件232，连接支架23相对于导向杆25可上下调节位置，限位件232处于焊枪组件的移动路径上并可阻挡住焊枪组件的移动。限位件232可为紧固件，一方面可调节连接支架23相对于导向杆25的位置，另一方面可用于抵靠下部位置的第二支架22，从而限制导向杆25相对于枪体组件向下移动的极限距离。第一支架21包括大环体和两个小环体，大环体和两个小环体分别大致处于三角形的三个顶点位置，大环体与小环体之间通过肋板连接，大环体的环状结构内活动穿设枪体组件的枪头1，小环体的环状结构内固定穿设导向杆25。

参阅图7、图8，传动组件包括齿轮和齿条24，齿轮连接于第二电机26的输出轴，齿条24安装于导向杆25上，齿条24的长度方向平行于导向杆25的长度方向，齿轮啮合于齿条24。

参阅图5、图7和图9，夹持套件20包括夹持块202、连接块203、第三弹簧204和转接筒205，转接筒205连接于第一支架21上，夹持块202、连接块203和第三弹簧204均为两个，两个连接块203呈对称地铰接于转接筒205上，枪体的枪头1的上部穿设于转接筒205内；连接块203包括自上而下连接的第一连接段2031、第二连接段2032和第三连接段2033，第一连接段2031铰接于转接筒205上，第三连接段2033的外侧连接夹持块202，第一连接段2031上连接有第四连接段2034，第三弹簧204的一端连接一个连接块的第四连接段2034，第三弹簧204的另一端连接另一个连接块的第四连接段2034，两连接块上的第二连接段2032的下端向靠近枪头1所在的一侧呈倾斜状设置。

导向杆25上套设有第四弹簧36，第四弹簧36的上端直接或间接连接第二支架22，第四弹簧36的下端直接或间接连接第一支架21。

参阅图14、图15、图19至图22，一种防碰撞保护装置，应用于自动螺柱焊枪中，对自动螺柱焊枪起到防碰撞保护作用，包括保护罩10，保护罩10包括内层罩体101和外层罩体102，内层罩体101和外层罩体102均为导电材质，内层罩体101和外层罩体102之间留有间隙，内层罩体101通过导线连接至保护电路，外层罩体102通过导线连接至保护电路，外层罩体102在被碰撞时可产生变形并与内层罩体直接或间接地导通，以导通保护电路。保护罩10可采用金属材质。

保护罩10一方面可对自动螺柱焊枪中的枪体组件形成结构上的保护，另一方面，在保护罩发生碰撞变形后，内层罩体101与外层罩体102相连通后，可启动停机保护，对整个焊枪起到保护，也对外部使用者起到提示和保护作用。当然，保护电路不局限于急停保护电路，也可以是报警保护电路等。

参阅图21、图22，内层罩体101和外层罩体102之间设置有若干导电顶针106；导电顶针106可均布于内层罩体101或外层罩体的表面，导电顶针106一端连接于内层罩体101，导电顶针106另一端与外层罩体102之间留有间隙，或者，导电顶针106一端连接于外层罩体102，导电顶针106另一端与内层罩体101之间留有间隙。导电顶针106的与相应罩体留有间隙的一端呈锥台状，当然，导电顶针的端部还可以是其他形状。

参阅图20、图21和图22，各导电顶针106的外围包覆有可变形的绝缘球103，绝缘球103上开设有容纳导电顶针106的通孔，导电顶针的一端凸出于绝缘球103的表面以连接内层罩体或外层罩体，导电顶针的另一端未凸出于绝缘球103的表面，外层罩体102在被碰撞时产生变形以挤压绝缘球103，导电顶针的另一端伸出于绝缘球的表面以将内层罩体101和外层罩体102导通。绝缘球103在受力后可变形，在撤去外力后可恢复至初始形状。

如图19和图20，内层罩体101和外层罩体102的横截面均呈U型。内层罩体101和外层罩体102的上下两端均为敞口状。

内层罩体101和外层罩体102之间通过绝缘材质的紧固件相连接（图中未示出）。绝缘材质的紧固件设置于内层罩体及外层罩体的边缘位置。具体地，如图20，内层罩体101的两侧边缘，可开设第一安装孔104，外层罩体102的两侧边缘，可开设与第一安装孔位置相对应的第二安装孔105，第一安装孔104和相应的第二安装孔105之间可通过非金属材质的紧固件连接，并通过此紧固件连接于自动螺柱焊枪的第一连接架35的两侧梁的连接条上。

内层罩体101的厚度厚于外层罩体102的厚度。外层罩体较薄更易发生变形，有利于与内层罩体实现导通，有利于保护功能的实现。

外层罩体102的远离内层罩体的外侧面涂覆有一层防护材料。防护材料可为油漆等，可为绝缘材质的防护材料，可起到保护和美观作用。

使用时，摆件台800上放置了焊钉200，各焊钉200上均套设了瓷环201，瓷环201处于靠近焊钉200的头部位置，自动螺柱焊枪大致分为以下几个步骤：

（1）如图1至图5，利用自动螺柱焊枪100装取焊钉前，第二电机26驱动齿轮转动，带动齿条24向上移动，带动导向杆25向上移动，从而带动第一支架21、夹持套件20向上移动，夹持套件20在向上移动的过程中，连接块203的倾斜的第二连接段2032在碰到枪头1时，因第一连接段2031与转接筒205为铰接关系，枪头1把第二连接段2032顶开，故连接块203绕铰接点向外摆动，两连接块203呈张开状态，两夹持块202呈张开状态，当齿条24上的第二感应件241移动到第四传感器17可感测到的位置时，第二电机26停止动作，两夹持块202处于张开的状态，两夹持块202的底面高于枪头1的底面，以便进行后续的装取焊钉；

（2）取焊钉时，第一电机29驱动丝杠转动，带动滑座33向下移动，带动枪体组件向靠近摆件台800上的焊钉200的位置处移动，枪头1套在焊钉200上，当枪头1内的第一传感器2感测到焊钉200时，第二电机26失去制动，在第四弹簧36的作用下，使第一支架21向下移动，使夹持块202向下移动（如图5），第一电机29反向转动，带动滑座33向上移动，带动枪体组件向上移动，即枪头1会带动所夹取的焊钉200向上移动，第一支架21向下移动，夹持块202夹住瓷环201向下移动，焊钉200的头部与瓷环201拉开距离（如图6、图7和图9），当第四弹簧焊钉200被向上拉升至一定位置时，限位件232抵靠于下部的第二支架22上，导向杆不能再向下移动，焊钉200与瓷环201的相对距离不再扩大，此时，瓷环201的底面低于或齐平于焊钉200的底面（如图10和图11），滑座33在第一电机29及丝杠的驱动下回到初始位置，即原点位置开关所在处，完成装取焊钉及瓷环的步骤；

（3）焊接焊钉时，各部件标号可参阅图1、图2、图6、图10、图11、图12、图13和图16等，机器人300通过机械手带动自动螺柱焊枪100移动到焊件600的上方，第一电机29驱动丝杠转动，带动滑座33向下移动，带动焊枪组件上的焊钉200及瓷环201向靠近焊件600的方向移动，当瓷环201碰及焊件600的表面时，第二传感器6感测到第三感应件231，芯轴16在丝杠的带动下继续移动，当焊钉200碰及焊件600的表面时，第五传感器18感测到第一感应件8，仅当第一传感器2、第二传感器6、第五传感器18均有感测到相应的部件时，第一电机29才开始反向转动，带动滑座33向上移动，以带动芯轴16向上移动，进而带动焊钉200向上移动，以使焊钉200的底面与焊件600的表面形成一定的距离，便于引弧燃烧，经过预定时间后，焊件上形成熔池，焊钉也会形成熔化区，第一电机29正向转动，带动滑座33向下移动，以带动芯轴16向下移动，进而带动焊钉200向下移动，使焊钉200植入熔池中，即将焊钉焊于焊件上，焊接过程中，瓷环可耐高温，可使电弧聚焦于工件表面，稳定电弧，减小热量损失；

（4）焊接完成后，第一电机29反向转动，带动滑座33向上移动，以带动芯轴16向上移动，枪头1脱离于焊钉200，夹持块202脱离于瓷环和焊钉，滑座33移动至初始位置。

重复步骤（1）至（4），以重复完成焊钉的取钉、焊接过程。摆件台800可根据需要设置大小，以摆放更多或更合适数量的焊钉。当然也可采用自动排钉装置等自动焊枪的送料机构（如专利CN109014517A所公开的一种适用于自动焊枪的送料机构）将焊钉散料自动排列送钉，焊枪取钉时在固定位置，提高效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种自动螺柱焊枪，其特征在于，包括：焊枪组件、瓷环夹持组件、第一升降组件和第二升降组件，所述第一升降组件包括第一电机（29）、丝杠和滑座（33），所述第一电机（29）的输出轴直接或间接连接于丝杠，所述滑座（33）螺纹连接于所述丝杠上，所述焊枪组件连接于滑座（33）上，所述瓷环夹持组件活动连接于所述焊枪组件上，所述第二升降组件连接于焊枪组件和瓷环夹持组件，用于驱动瓷环夹持组件相对于焊枪组件移动，所述焊枪组件处于瓷环夹持组件的移动路径上并可使瓷环夹持组件张开。

2.根据权利要求1所述的自动螺柱焊枪，其特征在于，所述瓷环夹持组件包括导向杆（25）、第一支架（21）和夹持套件（20），所述第二升降组件包括第二电机（26）和传动组件，所述第一支架（21）连接于所述导向杆（25）的下部，所述夹持套件（20）连接于第一支架（21），所述焊枪组件包括第一连接架（35）、第二支架（22）和枪体组件，所述第一连接架（35）直接或间接连接于滑座（33），所述第二支架（22）连接于第一连接架（35），所述枪体组件连接于第二支架（22），所述第二支架（22）活动设置于所述导向杆（25）上，所述第二电机（26）安装于所述第二支架（22）上，第二电机（26）的输出轴连接传动组件，所述传动组件连接于导向杆（25）。

3.根据权利要求2所述的自动螺柱焊枪，其特征在于，所述传动组件包括齿轮和齿条（24），所述齿轮连接于第二电机（26）的输出轴，所述齿条（24）安装于所述导向杆（25）上，齿条（24）的长度方向平行于导向杆（25）的长度方向，所述齿轮啮合于所述齿条（24）。

4.根据权利要求3所述的自动螺柱焊枪，其特征在于，所述枪体组件包括枪头（1）、第一传感器（2）、金属连接件（3）、枪筒（4）、金属连接架（5）、第二传感器（6）、第三传感器（7）、第一感应件（8）、第一绝缘管（9）、第一连接座（11）、第一弹簧（12）、第二连接座（13）、轴套（14）、第二弹簧（15）、芯轴（16）、第四传感器（17）、第五传感器（18）和第二绝缘管（19），枪头（1）的内部设置所述第一传感器（2），枪头（1）的上端连接金属连接件（3），第一传感器（2）连接于金属连接件（3），金属连接件（3）的上端连接芯轴（16），金属连接架（5）连接于金属连接件（3），芯轴（16）的下部外围由内至外依次套设第一绝缘管（9）、第二绝缘管（19）和枪筒（4），第二弹簧（15）一端连接于第一绝缘管（9），第二弹簧（15）的另一端直接或间接连接于轴套（14），芯轴（16）的上部外围由内至外依次套设轴承（141）、轴套（14）、第二绝缘管（19）和枪筒（4），枪筒（4）内的上部位置连接第一连接座（11），芯轴（16）上连接第二连接座（13），第一弹簧（12）一端直接或间接连接于第一连接座（11），第一弹簧的另一端直接或间接连接于第二连接座（13），第二连接座（13）处于第二绝缘管（19）的上方，第一感应件（8）连接于第二连接座（13）上，枪筒（4）的侧壁上开设有供第一感应件（8）伸出的第一通孔（41），枪筒（4）的筒壁上安装第二传感器（6）、第三传感器（7）、第四传感器（17）和第五传感器（18），第三传感器（7）和第五传感器（18）处在第一通孔（41）的旁边用以感测第一感应件（8），第三传感器（7）的位置高于第五传感器（18）的位置，第四传感器（17）处于枪筒（4）上的靠近齿条（24）的一侧，用以感测齿条（24）上的第二感应件（241），第二传感器（6）处于枪筒（4）上的远离齿条（24）的一侧，用以感测导向杆（25）上的第三感应件。

5.根据权利要求4所述的自动螺柱焊枪，其特征在于，枪筒（4）上设置有螺钉（42），螺钉（42）贯穿于第二绝缘管（19）并连接于轴套（14），所述螺钉（42）与枪筒（4）之间设置有绝缘筒。

6.根据权利要求4所述的自动螺柱焊枪，其特征在于，所述芯轴（16）的外壁设置有销轴（161），所述轴承（141）的侧壁上开设有供销轴（161）上下移动的第二通孔（142），轴套（14）的侧壁上开设有供销轴上下移动的第三通孔（140）。

7.根据权利要求4所述的自动螺柱焊枪，其特征在于，所述夹持套件（20）包括夹持块（202）、连接块（203）、第三弹簧（204）和转接筒（205），转接筒（205）连接于第一支架（21）上，所述夹持块（202）、连接块（203）和第三弹簧（204）均为两个，两个连接块（203）呈对称地铰接于转接筒（205）上，枪体的枪头（1）的上部穿设于转接筒（205）内；所述连接块（203）包括自上而下连接的第一连接段（2031）、第二连接段（2032）和第三连接段（2033），所述第一连接段（2031）铰接于转接筒（205）上，第三连接段（2033）的外侧连接夹持块（202），第一连接段（2031）上连接有第四连接段（2034），第三弹簧（204）的一端连接一个连接块的第四连接段（2034），第三弹簧（204）的另一端连接另一个连接块的第四连接段（2034），两连接块上的第二连接段（2032）的下端向靠近枪头（1）所在的一侧呈倾斜状设置。

8.根据权利要求2-7任一项所述的自动螺柱焊枪，其特征在于，所述第一连接架（35）上连接有保护罩（10），所述枪体组件处在保护罩（10）所围成的空间内，所述保护罩（10）包括内层罩体（101）和外层罩体（102），内层罩体（101）和外层罩体（102）均为导电材质，内层罩体（101）和外层罩体（102）之间设置有若干绝缘球（103），各绝缘球（103）内设置有导电顶针（106）；导电顶针（106）一端连接于内层罩体（101），导电顶针（106）另一端与外层罩体（102）之间留有间隙，或者，导电顶针（106）一端连接于外层罩体（102），导电顶针（106）另一端与内层罩体（101）之间留有间隙。

9.根据权利要求2-7任一项所述的自动螺柱焊枪，其特征在于，所述导向杆（25）为两个，各导向杆（25）上均套设有第四弹簧（36），各第四弹簧（36）的上端直接或间接连接第二支架（22），各第四弹簧（36）的下端直接或间接连接第一支架（21），两导向杆（25）之间通过连接支架（23）连接，连接支架（23）上安装第三感应件（231）以及限位件（232）。

10.根据权利要求1-7任一项所述的自动螺柱焊枪，其特征在于，所述丝杠安装于丝杠壳体（31）内，第一电机（29）的输出轴通过带轮以及同步带连接于丝杠，第一电机（29）和丝杠壳体（31）处在同步带的同一侧，丝杠壳体（31）的侧面安装有用于机械手连接的连接板（30）。

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