CN113695813B - 用于零件表面缺陷修复的焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于零件表面缺陷修复的焊接装置，包括固定装置、焊接头和驱动装置；所述固定装置包括横向设置的固定筒，所述固定筒的两端为开端，所述固定筒的顶部设置有通槽，所述固定筒的两端均设置有定位导向机构，所述定位导向机构包括多个导向板，所述导向板为弧形板，所述弧形板的外侧弧面通过弹性件与固定筒内壁连接，所述弧形板的内侧弧面设置有滚珠，相邻两个导向板之间通过弹性条连接，多个导向板的内侧弧面形成用于夹持轴类零件的圆形通道；所述焊接头设置在通槽上方；所述驱动装置用于驱动轴类零件转动。本发明所述装置适用于路径规则的焊接，能够实现自动焊接且具有成本相对较低的优点。

Description

用于零件表面缺陷修复的焊接装置

技术领域

本发明涉及零件回用再造技术领域，具体涉及用于零件表面缺陷修复的焊接装置。

背景技术

目前降低成本，避免资源浪费，对现有的零件进行回用再造是目前的主流趋势。回用再造技术包括：1）进行机械加工，使零部件恢复正常的尺寸和机械配合特性。2）利用堆焊、化学镀和喷涂电镀等方法对缺陷部位进行增补修复，或采用胀大、缩小等压力加工方法使零部件恢复其应有的几何尺寸和表面状态。3）对零部件进行翻新再制造，翻新包括喷涂工艺技术。

对于一些轴类零件，在使用过程中容易导致疲劳开裂，由于使用环境的相对固定，使得疲劳开裂的位置较为统一，主要表现为外壁沿着周向开裂，回用再造的工艺主要包括以下步骤：先进沿着裂纹进行凿槽处理，使得轴类零件外壁形成规则的环形槽，然后再采用焊接技术对环形槽进行焊接，最后进行抛光打磨，必要时进行喷涂处理。

现有的焊接主要包括采用焊接机进行制动焊接或人工焊接，采用焊接机焊接时，主要是采用焊枪根据事先设计的路径进行焊接，而待焊接零件路径不同，对焊接机要求较高，成本相对也高，更加适用于路径复杂的焊接，对于路径规则的焊接，造成浪费，且焊接产生的废料不能收集。人工焊接调整焊接位置相对自由，但是焊接时产生的火花对人眼伤害较大，且焊接产生的废料不能收集。

发明内容

本发明的目的在于提供用于零件表面缺陷修复的焊接装置，该装置适用于路径规则的焊接，能够实现自动焊接且具有成本相对较低的优点。

本发明通过下述技术方案实现：

用于零件表面缺陷修复的焊接装置，包括固定装置、焊接头和驱动装置；

所述固定装置包括横向设置的固定筒，所述固定筒的两端为开端，所述固定筒的顶部设置有通槽，所述固定筒的两端均设置有定位导向机构，所述定位导向机构包括多个导向板，所述导向板为弧形板，所述弧形板的外侧弧面通过弹性件与固定筒内壁连接，所述弧形板的内侧弧面设置有滚珠，相邻两个导向板之间通过弹性条连接，多个导向板的内侧弧面形成用于夹持轴类零件的圆形通道；

所述焊接头设置在通槽上方；所述驱动装置用于驱动轴类零件转动。

本发明所述焊接头为现有技术，为现有焊接机的一部分，用于实现对零部件的焊接，所述驱动装置可以采用任一现有能够驱动轴类零件转动的结构，所述通槽为焊接头的移动通道，所述焊接头可通过通槽对轴类零件进行焊接，所述定位导向机构的具体结构设计既能实现对轴类零件的定位，又不影响其转动，所述弹性件可以是弹簧，所述弹性条可以采用任何具有弹性材料制成，所述弧形板的外侧弧面具体是指靠近固定筒内壁的一侧，弧形板的内侧弧面具体是指远离固定筒内壁的一侧，所述外侧弧面的弧长大于内侧弧面的弧长，多个弧形板和相邻两个导向板之间弹性条整体构成一个环形结构，所述环形结构的内侧圆形通道与用于定位夹持轴类零件。

本发明的工作原理如下：

将经过预处理（对待 焊接的环形缝进行凿槽处理，使轴类零件的外壁在周向上形成环形槽）的轴类零件同轴固定在固定筒内侧，使轴类零件的两端分别穿过固定筒的两端，调整轴类零件的位置确保轴类零件的待焊接位置置于通槽下方，然后将轴类零件的一端固定在驱动装置上，调整焊接头的位置，使之能够用于焊接轴类零件的待焊接位置，设定好焊接机的焊接参数和驱动装置的焊接参数，同时开启焊接机和驱动装置对轴类零件进行焊接，在焊接过程中，焊接头的位置不变，由驱动装置驱动轴类零件转动，通过轴类零件转动实现对其进行周向焊接。

本发明由于工作原理的特殊性，即需要对轴类零件进行定位，确保其与固定筒的相对位置关系在焊接过程中保持不变，由能实现轴类零件在焊接过程中保持转动，因此，本发明的定位导向机构的具体结构尤为关键。

本发明的定位导向机构包括多个弧形板，相邻两个导向板之间通过弹性条连接，且弧形板外侧弧面通过弹性件与固定筒内壁连接，既能实现弧形板的周向位移和径向位移，即能够实现圆形通道的内径能够在一定范围内变化，便于插入轴类零件并对其进行夹紧，通过在弧形板的内侧弧面设置有滚珠，所述滚珠在内侧弧面的相对位置可以变化，即在内侧弧面设置有可以实现滚珠滑动的槽，所述滚珠能够在内侧弧面转动，通过滚珠的滑动和转动实现对轴类零件转动导向，确保定位导向机构在夹持轴类零件的同时不影响其转动，所述滚珠的设置是基于轴类零件的结构特征和其需要实现的功能进行的设计。

综上，本发明通过基于轴类零件的结构特征和其需要实现的功能合理设计了定位导向机构，确保定位导向机构在夹持轴类零件的同时不影响其转动，进而实现本发明所述装置适用于路径规则的焊接，能够实现自动焊接且具有成本相对较低的优点。

进一步地，固定筒的内壁设置有两个限位挡板，两个限位挡板以固定筒的中心轴为中心呈对称设置，所述限位挡板与固定筒之间形成冷却腔，每个冷却腔上均设置有进水口和出水口。

所述冷却腔可以循环通入冷却水，用于实现焊接过程中的冷却，避免焊接温度过高。

本发明的两个冷却腔置于焊接位置的两侧，即适应了本发明所述固定筒的具体结构，又具有很好的冷却效果。

进一步地，限位挡板包括与固定筒侧壁呈平行设置的弧形挡板，所述弧形挡板设置在固定筒内侧，所述弧形挡板的弧长两端通过两个侧板与固定筒侧壁连接，所述弧形挡板的轴向两端通过两个弧形立板与固定筒侧壁连接，所述固定筒侧壁、弧形挡板、弧形立板和侧板之间形成冷却腔。

进一步地，两个冷却腔分别设置在焊接头两侧。

进一步地，冷却腔在固定筒轴向上的长度大于等于通槽宽度的3倍。

进一步地，固定筒的底部在通槽下方设置有导料腔，所述导料腔的底部可拆卸式设置有收集仓。

优选地，所述收集仓与导料腔之间采用螺纹连接。

所述导料腔用于将焊接后的废料顺利导入收集仓，所述收集仓用于收集焊接后的废料，避免焊接废料导致的环境污染。

进一步地，导料腔的内径自上而下呈逐渐减小的趋势，且所述导料腔的最大内径大于通槽的宽度。

上述设置在导料腔利于实现将焊接废料完全且顺利导入收集仓。

进一步地，固定筒内壁设置有照明机构和视觉跟踪模块，所述固定筒的外壁设置有显示屏，所述视觉跟踪模块和显示屏均与控制器电连接。

所述照明机构可以是灯具，所述视觉跟踪模块可以采用相机或摄像头，本发明通过设置视觉跟踪模块和显示屏，能够通过显示屏实时观察焊接过程，所述控制器可以是PLC或工控机，所述视觉跟踪模块所采集的视频信号传递给控制器，并通过显示屏实时显示。

进一步地，固定筒的底部设置有支脚，所述支脚的底部设置有滚轮。

所述支脚和滚轮的设置，便于移动焊接装置。

进一步地，驱动装置包括驱动结构和固定机构，所述固定机构与驱动结构的动力输出轴连接，所述固定机构用于固定轴类零件的端部。

所述驱动结构可以是电机，所述固定机构可以采用卡箍结构，通过设置固定机构对轴类零件的端部进行固定，与定位导向机构相配合，同时实现对轴类零件的夹持定位，所述固定机构的设置利于缓解定位导向机构的定位夹持压力，且能够提高对轴类零件的定位夹持效果。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明首次提出了采用轴类零件转动而焊接头位置不变的方式对轴类零件的环形焊缝进行焊接的装置，为对轴类零件的环形焊缝焊接提供了新的思路。

2、本发明所述装置适用于路径规则的焊接，能够实现自动焊接且具有成本相对较低的优点。

3、本发明通过合计设计定位导向机构的具体结构，实现了定位导向机构在夹持轴类零件的同时不影响其转动。

4、本发明通过设计冷却腔，用于实现焊接过程中的冷却，避免焊接温度过高，同时通过合理设计冷却腔的位置，即适应了本发明所述固定筒的具体结构，又具有很好的冷却效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明焊接装置的整体结构示意图；

图2为固定筒的结构示意图；

图3为固定的径向剖视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-固定筒，2-焊接头，3-驱动结构，4-固定机构，5-收集仓，6-限位挡板，7-冷却腔，8-导向板，9-显示屏，10-轴类零件，11-通槽，12-导料腔，13-支脚，14-滚轮，61-弧形挡板，62-侧板，63-弧形立板，71-进水口，72-出水口，81-滚珠，82-弹性条。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1-图3所示，用于零件表面缺陷修复的焊接装置，包括固定装置、焊接头2和驱动装置；

所述固定装置包括横向设置的固定筒1，所述固定筒1的两端为开端，所述固定筒1的顶部设置有通槽11，所述固定筒1的两端均设置有定位导向机构，所述定位导向机构包括多个导向板8，所述导向板8为弧形板，所述弧形板的外侧弧面通过弹性件与固定筒1内壁连接，所述弹性件采用弹簧，所述弧形板的内侧弧面设置有滚珠81，相邻两个导向板8之间通过弹性条82连接，所述弹性条采用耐高温的硅胶条，多个导向板8的内侧弧面形成用于夹持轴类零件10的圆形通道；

所述焊接头2设置在通槽11上方；所述驱动装置用于驱动轴类零件10转动。

在本实施例中，所述驱动装置包括驱动结构3和固定机构4，所述固定机构4与驱动结构3的动力输出轴连接，所述固定机构4用于固定轴类零件10的端部，所述驱动结构3为电机，所述固定机构4采用卡箍结构。

实施例2：

如图1-图3所示，本实施例基于实施例1，所述固定筒1的内壁设置有两个限位挡板6，两个限位挡板6以固定筒1的中心轴为中心呈对称设置，所述限位挡板6与固定筒1之间形成冷却腔7，每个冷却腔7上均设置有进水口71和出水口72。

在本实施例中，所述限位挡板6包括与固定筒1侧壁呈平行设置的弧形挡板61，所述弧形挡板61设置在固定筒1内侧，所述弧形挡板61的弧长两端通过两个侧板62与固定筒1侧壁连接，所述弧形挡板61的轴向两端通过两个弧形立板63与固定筒1侧壁连接，所述固定筒1侧壁、弧形挡板61、弧形立板63和侧板62之间形成冷却腔7。

在本实施例中，两个冷却腔7分别设置在焊接头2两侧。

在本实施例中，所述冷却腔7在固定筒1轴向上的长度大于等于通槽11宽度的3倍。

实施例3：

如图1-图3所示，本实施例基于实施例1，所述固定筒1的底部在通槽11下方设置有导料腔12，所述导料腔12的底部可拆卸式设置有收集仓5。

在本实施例中，所述导料腔12的内径自上而下呈逐渐减小的趋势，且所述导料腔12的最大内径大于通槽11的宽度。

在本实施例中，所述收集仓5与导料腔12采用螺纹连接。

实施例4：

如图1-图3所示，本实施例基于实施例1，所述固定筒1内壁设置有照明机构和视觉跟踪模块，所述固定筒1的外壁设置有显示屏9，所述视觉跟踪模块和显示屏9均与控制器电连接，所述有照明机构采用LED灯具，所述视觉跟踪模块采用相机。

实施例5：

如图1-图3所示，本实施例基于实施例1-实施例4任一项，所述固定筒1的底部设置有支脚13，所述支脚13的底部设置有滚轮14。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.用于零件表面缺陷修复的焊接装置，其特征在于，包括固定装置、焊接头（2）和驱动装置；

所述固定装置包括横向设置的固定筒（1），所述固定筒（1）的两端为开端，所述固定筒（1）的顶部设置有通槽（11），所述固定筒（1）的两端均设置有定位导向机构，所述定位导向机构包括多个导向板（8），所述导向板（8）为弧形板，所述弧形板的外侧弧面通过弹性件与固定筒（1）内壁连接，所述弧形板的内侧弧面设置有滚珠（81），相邻两个导向板（8）之间通过弹性条（82）连接，多个导向板（8）的内侧弧面形成用于夹持轴类零件（10）的圆形通道；

所述焊接头（2）设置在通槽（11）上方；所述驱动装置用于驱动轴类零件（10）转动；

所述固定筒（1）的内壁设置有两个限位挡板（6），两个限位挡板（6）以固定筒（1）的中心轴为中心呈对称设置，所述限位挡板（6）与固定筒（1）之间形成冷却腔（7），每个冷却腔（7）上均设置有进水口（71）和出水口（72）；

所述限位挡板（6）包括与固定筒（1）侧壁呈平行设置的弧形挡板（61），所述弧形挡板（61）设置在固定筒（1）内侧，所述弧形挡板（61）的弧长两端通过两个侧板（62）与固定筒（1）侧壁连接，所述弧形挡板（61）的轴向两端通过两个弧形立板（63）与固定筒（1）侧壁连接，所述固定筒（1）侧壁、弧形挡板（61）、弧形立板（63）和侧板（62）之间形成冷却腔（7）；

两个冷却腔（7）分别设置在焊接头（2）两侧；所述冷却腔（7）在固定筒（1）轴向上的长度大于等于通槽（11）宽度的3倍；所述固定筒（1）的底部在通槽（11）下方设置有导料腔（12），所述导料腔（12）的底部可拆卸式设置有收集仓（5）；所述导料腔（12）的内径自上而下呈逐渐减小的趋势，且所述导料腔（12）的最大内径大于通槽（11）的宽度；所述固定筒（1）内壁设置有照明机构和视觉跟踪模块，所述固定筒（1）的外壁设置有显示屏（9），所述视觉跟踪模块和显示屏（9）均与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的用于零件表面缺陷修复的焊接装置，其特征在于，所述固定筒（1）的底部设置有支脚（13），所述支脚（13）的底部设置有滚轮（14）。

3.根据权利要求1或2所述的用于零件表面缺陷修复的焊接装置，其特征在于，所述驱动装置包括驱动结构（3）和固定机构（4），所述固定机构（4）与驱动结构（3）的动力输出轴连接，所述固定机构（4）用于固定轴类零件（10）的端部。

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