CN112108810A - 金属软管组件焊接机及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本金属软管组件焊接机包括机架，在机架顶部通过角度微调机构连接有悬臂式调节板，悬臂式调节板的悬空端延长至机架靠近人的一侧外，在悬臂式调节板的悬空端连接有用于将软管上端夹持的旋转夹持机构，在悬臂式调节板远离旋转夹持机构的一端连接有与悬臂式调节板垂直的立柱，在立柱上设有位于旋转夹持机构正上方并且将加强环串住的悬臂式串环机构，悬臂式串环机构向下移动靠近旋转夹持机构使得软管与加强环抵靠一起并且轴心线重合，在立柱上连接有当旋转夹持机构带动软管和加强环同步匀速转动时用于将软管与加强环焊接在一起的焊枪组件。

Description

金属软管组件焊接机及焊接方法

技术领域

本发明属于机械技术领域，用于半导体设备，尤其涉及一种金属软管组件焊接机及焊接方法。

背景技术

金属软管组件其结构包括金属波纹管，套在金属波纹管外侧的护网套，以及将金属波纹管和护网套端部焊接在一起的金属环。因为软管其需要进行竖直焊接，而不同直径的软管其都采用竖直焊接会导致焊缝宽度无法满足设定的要求，导致报废率较高。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种可以解决上述技术问题的金属软管组件焊接机及焊接方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

本金属软管组件焊接机包括机架，在机架顶部通过角度微调机构连接有悬臂式调节板，悬臂式调节板的悬空端延长至机架靠近人的一侧外，在悬臂式调节板的悬空端连接有用于将软管上端夹持的旋转夹持机构，在悬臂式调节板远离旋转夹持机构的一端连接有与悬臂式调节板垂直的立柱，在立柱上设有位于旋转夹持机构正上方并且将加强环串住的悬臂式串环机构，悬臂式串环机构向下移动靠近旋转夹持机构使得软管与加强环抵靠一起并且轴心线重合，在立柱上连接有当旋转夹持机构带动软管和加强环同步匀速转动时用于将软管与加强环焊接在一起的焊枪组件。

在上述的金属软管组件焊接机中，所述的角度微调机构角度调节范围为0-35°。

在上述的金属软管组件焊接机中，所述的角度微调机构包括连接在悬臂式调节板宽度方向一侧的缓冲器，在悬臂式调节板宽度方向的相对另一侧通过铰接件与机架连接，在机架顶部靠近铰接件的一侧设有与立柱顶部铰接连接的角度驱动器。

在上述的金属软管组件焊接机中，所述的立柱靠近人体的一面设有与悬臂式调节板垂直的固定立板，在固定立板靠近人体的一表面两侧分别设有第一竖直导轨，所述的悬臂式串环机构和第一竖直导轨滑动连接，所述的焊枪组件和第一竖直导轨滑动连接。

在上述的金属软管组件焊接机中，所述的旋转夹持机构包括转动设置在悬臂式调节板悬空端上表面的旋转筒，旋转筒的轴心线和悬臂式调节板垂直，旋转筒通过传动结构与悬臂式调节板下表面的旋转电机连接；在悬臂式调节板的悬空端设有与旋转筒贯通的避让通孔。

在上述的金属软管组件焊接机中，所述的悬臂式串环机构包括与所述第一竖直导轨滑动连接的第一升降滑板，第一升降滑板和固定立板平行，在第一升降滑板上连接有悬臂外壳，在悬臂外壳的悬空端穿设有升降串环轴，升降串环轴的下端延长至悬臂外壳的下表面下方，在悬臂外壳的悬空端顶部连接有与升降串环轴顶部连接的升降驱动器；在第一升降滑板和固定立板之间设有用于调节第一升降滑板在固定立板上位置的位置调节结构，在升降串环轴的下端设有能够伸入软管上端内部的调心轴。

在上述的金属软管组件焊接机中，所述的焊枪组件包括与所述第一竖直导轨滑动连接的第二升降滑板，第二升降滑板和固定立板平行，在立柱上设有驱动所述第二升降滑板沿着第一竖直导轨长度方向升降的升降驱动装置，第二升降滑板通过平移驱动装置连接有呈水平分布的焊枪，平移驱动装置驱动焊枪将软管和加强环焊接在一起。

在上述的金属软管组件焊接机中，所述的平移驱动装置上连接有弧压跟踪模组，弧压跟踪模组上连接有焊枪固定座，焊枪固定在焊枪固定座上，在焊枪固定座上还连接有焊丝送料嘴。

在上述的金属软管组件焊接机中，所述的焊枪固定座上设有水平调节孔，焊丝送料嘴上套设有动调节座，动调节座通过锁止调节钉与水平调节齿条一端连接，水平调节孔中穿设有C形套并且C形套内部设有与水平调节齿条匹配的方形槽，水平调节齿条贯穿方形槽，在C形套上侧穿设有下端抵靠在水平调节齿条上表面的锁止调节螺栓。

软管组件焊焊接方法，采用所述的金属软管组件焊接机，本方法包括如下步骤：

S1、角度调节，角度微调机构调节悬臂式调节板的角度，旋转夹持机构、悬臂式串环机构和焊枪组件随着悬臂式调节板角度的变化同步变化；

S2、装夹，将软管装夹在旋转夹持机构上，将加强环装夹在悬臂式串环机构上；

S3、焊接，悬臂式串环机构向下靠近旋转夹持机构，迫使加强环的焊接面与软管上端的焊接面抵靠在一起，并且软管的上端轴心线和加强环的轴心线重合，焊枪组件运行至设定位置并且焊枪组件将软管和加强环焊接在一起，即，完成焊接。

与现有的技术相比，本金属软管组件焊接机及焊接方法的优点在于：

利用悬臂式调节板不同的角度实现不同角度对软管和加强环进行焊接，以适用于不同直径的软管组件焊接。

在立柱上同时安装悬臂式串环机构和焊枪组件其可以提高角度变化时的角度一致性，而设置在悬臂式调节板上的旋转夹持机构以及立柱，则可以确保各个机构角度变化的一致性，以提高后续的焊接质量，以及满足不同管径和不同宽度焊缝的要求。

附图说明

图1是本发明提供的金属软管组件焊接机立体结构示意图。

图2是本发明提供的金属软管组件焊接机主视结构示意图。

图3是本发明提供的金属软管组件焊接机俯视结构示意图。

图4是图1中的A处放大结构示意图。

图5是本发明提供的治具结构示意图。

图6是本发明提供的焊接流程框图。

具体实施方式

以下是发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-3所示，本金属软管组件焊接机包括机架1，在机架1的顶部设有U形防护罩10。

在机架1顶部通过角度微调机构2连接有悬臂式调节板3，优选地，该角度微调机构2角度调节范围为0-35°。

具体地，所述的角度微调机构2包括连接在悬臂式调节板3宽度方向一侧的缓冲器20，在悬臂式调节板3宽度方向的相对另一侧通过铰接件21与机架1连接。缓冲器20为1-3个并且并排竖直分布，而铰接件21为合页其数量为1-3个并且并排分布，合页的一半固定在机架顶部，合页的另一半固定在悬臂式调节板3侧边上。

缓冲器20为现有技术。

利用不同的角度实现不同角度对软管和加强环进行焊接，以适用于不同直径的软管组件焊接。

悬臂式调节板3的悬空端延长至机架1靠近人的一侧外，在悬臂式调节板3的悬空端连接有用于将软管上端夹持的旋转夹持机构4，旋转夹持机构4可以驱动被夹持的软管发生周向转动，以利于后续的焊接作业。

其次，在悬臂式调节板3远离旋转夹持机构4的一端连接有与悬臂式调节板3垂直的立柱5，在机架1顶部靠近铰接件21的一侧设有与立柱5顶部铰接连接的角度驱动器22。角度驱动器22为气缸，气缸的伸缩杆与立柱5通过铰座连接。

在气缸的推动下，此时的悬臂式调节板3则会发生角度变化，这个变化则会带动焊接角度的变化。

具体地，在立柱5上设有位于旋转夹持机构4正上方并且将加强环串住的悬臂式串环机构6，悬臂式串环机构6向下移动靠近旋转夹持机构4使得软管与加强环抵靠一起并且轴心线重合，在立柱5上连接有当旋转夹持机构4带动软管和加强环同步匀速转动时用于将软管与加强环焊接在一起的焊枪组件7。

在立柱上同时安装悬臂式串环机构6和焊枪组件7其可以提高角度变化时的角度一致性，而设置在悬臂式调节板3上的旋转夹持机构4以及立柱5，则可以确保各个机构角度变化的一致性，以提高后续的焊接质量，以及满足不同管径和不同宽度焊缝的要求。

优选地，在立柱5靠近人体的一面设有与悬臂式调节板3垂直的固定立板50，固定立板50和立柱5通过螺栓连接在一起，以及固定立板50和立柱5相互平行，在固定立板50靠近人体的一表面两侧分别设有第一竖直导轨51，两根第一竖直导轨51相互平行，所述的悬臂式串环机构6和第一竖直导轨51滑动连接，所述的焊枪组件7和第一竖直导轨51滑动连接。滑动连接其可以实现位置的调节。

具体地，旋转夹持机构4包括转动设置在悬臂式调节板3悬空端上表面的旋转筒40，旋转筒40通过轴承与悬臂式调节板3转动连接，旋转筒40的轴心线和悬臂式调节板3垂直，旋转筒40通过传动结构与悬臂式调节板3下表面的旋转电机41连接；

传动结构为齿轮传动结构或者带传动结构，其属于现有技术。

在悬臂式调节板3的悬空端设有与旋转筒40贯通的避让通孔，避让通孔供软管下端伸入，以确保软管焊接时弯曲绕设等等现象。

具体地，本实施例的悬臂式串环机构6包括与所述第一竖直导轨51滑动连接的第一升降滑板60，第一升降滑板60和固定立板50平行，在第一升降滑板60上连接有悬臂外壳61，在悬臂外壳61的悬空端穿设有升降串环轴62，升降串环轴62的下端延长至悬臂外壳61的下表面下方，在悬臂外壳61的悬空端顶部连接有与升降串环轴62顶部连接的升降驱动器64，升降驱动器64为气缸或者油缸；在第一升降滑板60和固定立板50之间设有用于调节第一升降滑板60在固定立板50上位置的位置调节结构，在升降串环轴62的下端设有能够伸入软管上端内部的调心轴63。

位置调节结构的结构相当于车床刀架的锁止方式。进一步地，该位置调节结构包括若干设置在固定立板50上并且形成一排的定位孔500，在悬臂外壳61上穿设有水平伸缩销并且水平伸缩销的一端能够伸入至任意一个定位孔500中，水平伸缩销上套设有弹簧件，弹簧件一端作用在悬臂外壳61内壁，弹簧件另一端作用在水平伸缩销内端环上，在悬臂外壳61顶侧连接有驱动所述水平伸缩销伸入任意一个定位孔500的控制手柄501。控制手柄与悬臂外壳61转动连接，例如，采用螺纹连接，在控制手柄的下端通过偏心轮与水平伸缩销连接，偏心轮的偏心可以实现水平伸缩销伸缩移动，以迫使水平伸缩销伸入定位孔或者脱离定位孔。

具体地，焊枪组件7包括与所述第一竖直导轨51滑动连接的第二升降滑板70，第二升降滑板70和固定立板50平行，在立柱5上设有驱动所述第二升降滑板70沿着第一竖直导轨51长度方向升降的升降驱动装置71，第二升降滑板70通过平移驱动装置72连接有呈水平分布的焊枪73，平移驱动装置72驱动焊枪73将软管和加强环焊接在一起。平移驱动装置72为横向平移驱动装置。

升降驱动装置71包括固定在立柱5顶部一侧的升降气缸，升降气缸与第二升降滑板70上侧面连接。或者升降驱动装置71包括升降驱动电机，升降驱动电机通过传动丝杆与第二升降滑板70上的螺套螺纹连接。

平移驱动装置72包括固定在第二升降滑板70上的固定架，还有，在第二升降滑板70和固定架之间连接有纵向平移驱动装置77，纵向平移驱动装置驱动固定架在水平方向前后移动。纵向平移驱动装置77为丝杆和螺套，以及滑块体和导轨体的结构。

在固定架上设有若干呈上下间隔设置的导向杆，以及与导向杆滑动连接的平移滑动块，在固定架上穿设有与固定架转动连接的驱动丝杆，驱动丝杆和平移滑动块内部的螺纹孔螺纹连接，平移驱动装置72上连接有弧压跟踪模组74，弧压跟踪模组74上连接有焊枪固定座75，焊枪73固定在焊枪固定座75上，在焊枪固定座75上还连接有焊丝送料嘴76。

平移滑动块通过横向圆柱与弧压跟踪模组74连接。

弧压跟踪模组74为现有商购品，其用于跟踪监测焊接弧压。

进一步地，如图4所示，在焊枪固定座75上设有水平调节孔750，焊丝送料嘴76上套设有动调节座760，动调节座760通过锁止调节钉761与水平调节齿条762一端连接，锁止调节钉761的松紧则可以调节焊丝送料嘴76的角度，水平调节孔750中穿设有C形套751并且C形套751内部设有与水平调节齿条762匹配的方形槽，水平调节齿条762贯穿方形槽，焊枪固定座75上穿设有下端抵靠在C形套751上侧的锁定螺栓753，在C形套751上侧穿设有下端抵靠在水平调节齿条762上表面的锁止调节螺栓752。

锁止调节螺栓752松开后则可以调节水平调节齿条762的水平位置，然后再锁紧锁止调节螺栓752则可以确保焊丝送料嘴76的水平位置。

如图1-6所示，软管组件焊焊接方法，采用所述的金属软管组件焊接机，本方法包括如下步骤：

S1、角度调节，角度微调机构2调节悬臂式调节板3的角度，旋转夹持机构4、悬臂式串环机构6和焊枪组件7随着悬臂式调节板3角度的变化同步变化；

S2、装夹，将软管装夹在旋转夹持机构4上，将加强环装夹在悬臂式串环机构6上；

软管通过治具装夹在旋转夹持机构4上。

该治具治具包括两个半圆铝座a1，两个半圆铝座a1的对贴平面相互贴合在一起从而在两个半圆铝座a1内部形成软管约束圆孔a10，两个半圆铝座a1的外壁具有外半圆圆柱面，以便于置入夹头中从而便于将两个半圆铝座a1抱在一起。

软管约束圆孔a10可以起到对金属软管体形成约束，以提高对金属软管体的约束长度。

在每个半圆铝座a1的一端内壁分别设有半圆台阶a11并且两个半圆台阶a11合围形成一个圆形扩孔，在每个半圆台阶a11上分别连接有半圆坞铜座a2，两个半圆坞铜座a2的对贴平面一相互贴合在一起从而在两个半圆坞铜座a2内部形成软管固定圆孔a20，软管固定圆孔a20的孔径小于软管约束圆孔a10的孔径。

在每个半圆坞铜座a2远离半圆铝座a1的一端内壁分别设有半圆坞铜内凸环a21并且两个半圆坞铜内凸环a21对接形成环形部，在每个半圆坞铜座a2设有半圆坞铜内凸环a21的一端外壁设有半圆圆锥面a22，半圆圆锥面a22起到避让作用。金属软管体的焊接端面伸出至半圆坞铜内凸环a21并且依靠金属软管体上的外螺旋抵靠在半圆坞铜内凸环a21的内表面上，实现金属软管体的轴向固定，此时，另外的端部环移动至设定焊接位置，而金属软管体随着半圆坞铜座a2一起靠近端部环，并且金属软管体的焊接端面与端部环的焊接端面吻合在一起，然后再将金属软管体和端部环同时旋转并进行一圈焊接。

焊接完成后，端部环取消夹紧，此时的半圆坞铜座a2复位并且取消夹头夹紧，取下两个半圆坞铜座a2从而掰开两个半圆坞铜座a2并取下焊接后的金属软管。

由于半圆坞铜座a2其处于焊接点位置，其不仅能够延长治具的使用寿命，而且还可以降低维修次数和降低治具使用成本。

半圆铝座a1上的对贴平面与固定在该半圆铝座a1上的半圆坞铜座a2其对贴平面一齐平。可以确保对贴后对金属软管体的抱合稳定性，避免错位导致不齐平而增加夹持固定难度。

其次，半圆铝座a1和半圆坞铜座a2通过可拆卸连接机构连接在一起。具体地，本实施例的可拆卸连接机构包括设置在半圆铝座a1靠近半圆台阶a11端的半圆加强部a12，半圆加强部a12的内壁与半圆台阶a11的半圆弧面齐平，在半圆加强部a12上穿设有若干连接螺栓a13，半圆坞铜座a2的一端安装在半圆台阶a11上并且半圆加强部a12套在半圆坞铜座a2的外壁，在半圆坞铜座a2的外壁设有与所述的连接螺栓a13一一对应的螺纹孔，并且所述的连接螺栓和螺纹孔螺纹连接。

另外，每个半圆铝座a1设有半圆台阶a11的一端外壁设有半圆外凸环a14。

半圆外凸环a14便于半圆铝座a1装入夹头后的定位。

S3、焊接，悬臂式串环机构6向下靠近旋转夹持机构4，迫使加强环的焊接面与软管上端的焊接面抵靠在一起，并且软管的上端轴心线和加强环的轴心线重合，焊枪组件7运行至设定位置并且焊枪组件7将软管和加强环焊接在一起，即，完成焊接。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.金属软管组件焊接机，包括机架(1)，其特征在于，在机架(1)顶部通过角度微调机构(2)连接有悬臂式调节板(3)，悬臂式调节板(3)的悬空端延长至机架(1)靠近人的一侧外，在悬臂式调节板(3)的悬空端连接有用于将软管上端夹持的旋转夹持机构(4)，在悬臂式调节板(3)远离旋转夹持机构(4)的一端连接有与悬臂式调节板(3)垂直的立柱(5)，在立柱(5)上设有位于旋转夹持机构(4)正上方并且将加强环串住的悬臂式串环机构(6)，悬臂式串环机构(6)向下移动靠近旋转夹持机构(4)使得软管与加强环抵靠一起并且轴心线重合，在立柱(5)上连接有当旋转夹持机构(4)带动软管和加强环同步匀速转动时用于将软管与加强环焊接在一起的焊枪组件(7)。

2.根据权利要求1所述的金属软管组件焊接机，其特征在于，所述的角度微调机构(2)角度调节范围为0-35°。

3.根据权利要求1或2所述的金属软管组件焊接机，其特征在于，所述的角度微调机构(2)包括连接在悬臂式调节板(3)宽度方向一侧的缓冲器(20)，在悬臂式调节板(3)宽度方向的相对另一侧通过铰接件(21)与机架(1)连接，在机架(1)顶部靠近铰接件(21)的一侧设有与立柱(5)顶部铰接连接的角度驱动器(22)。

4.根据权利要求1所述的金属软管组件焊接机，其特征在于，所述的立柱(5)靠近人体的一面设有与悬臂式调节板(3)垂直的固定立板(50)，在固定立板(50)靠近人体的一表面两侧分别设有第一竖直导轨(51)，所述的悬臂式串环机构(6)和第一竖直导轨(51)滑动连接，所述的焊枪组件(7)和第一竖直导轨(51)滑动连接。

5.根据权利要求4所述的金属软管组件焊接机，其特征在于，所述的旋转夹持机构(4)包括转动设置在悬臂式调节板(3)悬空端上表面的旋转筒(40)，旋转筒(40)的轴心线和悬臂式调节板(3)垂直，旋转筒(40)通过传动结构与悬臂式调节板(3)下表面的旋转电机(41)连接；在悬臂式调节板(3)的悬空端设有与旋转筒(40)贯通的避让通孔。

6.根据权利要求4所述的金属软管组件焊接机，其特征在于，所述的悬臂式串环机构(6)包括与所述第一竖直导轨(51)滑动连接的第一升降滑板(60)，第一升降滑板(60)和固定立板(50)平行，在第一升降滑板(60)上连接有悬臂外壳(61)，在悬臂外壳(61)的悬空端穿设有升降串环轴(62)，升降串环轴(62)的下端延长至悬臂外壳(61)的下表面下方，在悬臂外壳(61)的悬空端顶部连接有与升降串环轴(62)顶部连接的升降驱动器(64)；在第一升降滑板(60)和固定立板(50)之间设有用于调节第一升降滑板(60)在固定立板(50)上位置的位置调节结构，在升降串环轴(62)的下端设有能够伸入软管上端内部的调心轴(63)。

7.根据权利要求4所述的金属软管组件焊接机，其特征在于，所述的焊枪组件(7)包括与所述第一竖直导轨(51)滑动连接的第二升降滑板(70)，第二升降滑板(70)和固定立板(50)平行，在立柱(5)上设有驱动所述第二升降滑板(70)沿着第一竖直导轨(51)长度方向升降的升降驱动装置(71)，第二升降滑板(70)通过平移驱动装置(72)连接有呈水平分布的焊枪(73)，平移驱动装置(72)驱动焊枪(73)将软管和加强环焊接在一起。

8.根据权利要求7所述的金属软管组件焊接机，其特征在于，所述的平移驱动装置(72)上连接有弧压跟踪模组(74)，弧压跟踪模组(74)上连接有焊枪固定座(75)，焊枪(73)固定在焊枪固定座(75)上，在焊枪固定座(75)上还连接有焊丝送料嘴(76)。

9.根据权利要求8所述的金属软管组件焊接机，其特征在于，所述的焊枪固定座(75)上设有水平调节孔(750)，焊丝送料嘴(76)上套设有动调节座(760)，动调节座(760)通过锁止调节钉(761)与水平调节齿条(762)一端连接，水平调节孔(750)中穿设有C形套(751)并且C形套(751)内部设有与水平调节齿条(762)匹配的方形槽，水平调节齿条(762)贯穿方形槽，在C形套(751)上侧穿设有下端抵靠在水平调节齿条(762)上表面的锁止调节螺栓(752)。

10.软管组件焊焊接方法，采用权利要求1-9任意一项所述的金属软管组件焊接机，其特征在于，本方法包括如下步骤：

S1、角度调节，角度微调机构(2)调节悬臂式调节板(3)的角度，旋转夹持机构(4)、悬臂式串环机构(6)和焊枪组件(7)随着悬臂式调节板(3)角度的变化同步变化；

S2、装夹，将软管装夹在旋转夹持机构(4)上，将加强环装夹在悬臂式串环机构(6)上；

S3、焊接，悬臂式串环机构(6)向下靠近旋转夹持机构(4)，迫使加强环的焊接面与软管上端的焊接面抵靠在一起，并且软管的上端轴心线和加强环的轴心线重合，焊枪组件(7)运行至设定位置并且焊枪组件(7)将软管和加强环焊接在一起，即，完成焊接。

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