CN113732455B - 一种焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焊接装置，其包括：顶升机构和焊接机构，顶升机构包括顶杆组件、安装结构和顶升驱动装置，安装结构连接于顶杆组件和顶升驱动装置之间，顶升驱动装置用于驱动安装结构上升，至顶杆组件与第一焊接工件抵接，以向第一工件提供顶升力；焊接机构设于安装结构上，用于将第一工件和第二工件焊接相连。焊接前，通过顶升机构对塞杆提供顶升力，该顶升力由塞杆传递至球状塞头，以维持并增大球状塞头和底座的接触变形，以使球状塞头和底座维持永久的压紧配合，从而使卸料机构维持在封闭状态，再通过焊接机构对塞杆(第一工件)和弹簧套(第二工件)进行焊接固连，即可实现石墨生产堆卸料机构的有效封堵。

Description

一种焊接装置

技术领域

本发明具体涉及一种焊接装置。

背景技术

核生产堆堆芯封堵一般需要对堆本体所有贯穿件和孔洞进行封堵，实现堆芯与外部环境的隔离，并在长期的埋藏期中维持这种状态，以此确保安全封存期间放射性物质不对公众及环境造成不可接受的危害。

如图1所示的反应堆下部的卸料机构，其卸料口处通过压缩状态的弹簧套d推动塞杆c顶升球状塞头b，从而实现球状塞头b与底座100的压紧密封配合，以实现卸料口的关闭。

由于卸料机构辐射大，且反应堆下部卸料机构数量众多，卸料机构封堵无法采用人工焊完成，此外，由于球状塞头b与底座100配合处空间狭小，焊接工作难以展开，从而难以实现反应堆卸料机构的封堵。

理论上通过将塞杆c和弹簧套d焊接形成一体，即可维持塞杆c对球状塞头b的永久顶升，从而维持球状塞头b和底座100的永久压紧配合，以实现对卸料机构的间接封堵。

然而在实际操作过程中发现，有些卸料结构安全封存年限较长，存在弹簧套d失效，塞头b和底座100部件变形、腐蚀缺陷、杂质粘附等现象，从而导致球状塞头b和底座100密封失效的情况，仅通过焊接塞杆c和弹簧套d无法实现石墨生产堆卸料机构的有效封堵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种能够实现石墨生产堆卸料机构有效封堵的焊接装置。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种焊接装置，其包括：顶升机构和焊接机构，

所述顶升机构包括顶杆组件、安装结构和顶升驱动装置，

所述安装结构连接于顶杆组件和顶升驱动装置之间，所述顶升驱动装置用于驱动安装结构上升，至顶杆组件与第一焊接工件抵接，以向第一工件提供顶升力；

所述焊接机构设于安装结构上，用于将第一工件和第二工件焊接相连。

可选地，所述安装结构包括安装板和回转机构，

所述安装板连接于顶杆组件和顶升驱动装置之间，

所述回转机构包括回转台和回转驱动机构，所述回转台套设于顶杆组件上，所述回转驱动机构设于安装板上且与回转台相连，用于驱动回转台绕顶杆组件回转，所述焊接机构设于回转台上。

可选地，所述安装板与所述顶升驱动装置滑动相连，且能够相对顶升驱动装置沿水平面任一方向滑动，

所述顶杆组件的顶面中心位置开设有定位槽，所述定位槽为上大下小的锥台结构，用于在顶杆组件上升过程中供工件的下端伸入，

所述顶杆组件能够在所述顶升驱动装置的驱动力作用下，或所述顶升驱动装置的驱动力与第一工件的水平推力共同作用下，运动至其与第一工件同轴，且所述锥台结构的某个横截面的外缘与第一工件下端面的外缘配合抵接。

可选地，所述顶升驱动装置包括支撑座和顶升驱动机构，所述支撑座支撑于顶升驱动机构上，

所述支撑座内设有自适应腔，

所述安装板设于所述自适应腔中，所述安装板的外侧壁与自适应腔的侧腔壁之间设有回复结构，回复结构用于在第一工件对顶杆机构产生水平推力推动安装板滑移的过程中，对安装板产生与水平推力相反的回复力，当顶杆组件与第一工件断开连接时，所述回复力驱动所述安装板滑移以回复至初始状态，

所述顶杆组件和回转台均伸出所述自适应腔外。

可选地，所述安装板为方形结构，所述回复结构包括四组压缩弹簧，四组压缩弹簧与安装板的四个侧面一一对应，所述自适应腔的侧腔壁具有与安装板各侧面对应且平行的导向段，每组压缩弹簧连接于安装板对应的侧面和导向段之间，且所述压缩弹簧的中心轴线垂直于安装板对应的侧面；

所述安装板处于初始状态时，所述安装板相对的两个侧面上的两组压缩弹簧对安装板的压缩力大小相同，方向相反。

可选地，所述顶杆组件包括杆体和视觉相机，所述定位槽开设于所述杆体的顶面，所述定位槽的顶面开设有中心孔，所述视觉相机位于所述中心孔中。

可选地，所述杆体包括导电环、绝缘环、定位杆、转接环和底座，所述导电环、绝缘环、定位杆、转接环和底座从上至下依次套接，所述底座设于安装板上，所述中心孔向下延伸至定位杆的顶面，所述转接环和底座之间设有压力传感器。

可选地，所述焊接机构包括焊枪、送丝机构和调整机构；

所述焊枪包括焊枪本体、送丝嘴和摄像头，所述送丝嘴和摄像头设于焊枪本体上，所述摄像头的镜头朝向两个工件的待焊接区域，且所述摄像头的视角至少覆盖焊枪本体的枪口、送丝嘴的出口和工件的待焊接区域；

所述调整机构设于回转台上且与焊枪本体相连，用于驱动焊枪相对回转台移动，以调整焊枪相对两个工件待焊接区域的位置；

所述送丝机构设于回转台上且通过焊丝与焊枪的送丝嘴相连，用于牵引焊丝通过送丝嘴。

可选地，所述调整机构包括二维线性驱动机构，所述二维线性驱动机构连接于回转台和焊枪之间，用于驱动焊枪相对回转台水平直线移动，以及驱动焊枪相对回转台上下移动。

可选地，所述调整机构还包括旋转驱动机构，所述旋转驱动机构连接于二维线性驱动机构和焊枪之间，用于驱动焊枪相对二维线性驱动机构在某一竖直平面内转动。

本发明中，通过将顶升机构和焊接机构组合，焊接前，通过顶升驱动装置驱动顶杆组件上升至与石墨生产堆卸料机构的塞杆(第一工件)抵接，以向塞杆提供顶升力，该顶升力由塞杆传递至球状塞头，以推动球状塞头向底座压紧，以维持并增大球状塞头和底座的接触变形，使球状塞头和底座维持永久的压紧配合，从而使卸料机构维持在封闭状态，再通过焊接机构对塞杆(第一工件)和弹簧套(第二工件)进行焊接固连，即可实现石墨生产堆卸料机构的有效封堵，解决了弹簧套失效，塞头和底座部件变形、腐蚀缺陷、杂质粘附等现象，导致的球状塞头和底座密封失效，仅通过焊接塞杆和弹簧套无法实现石墨生产堆卸料机构有效封堵的问题。

本发明同样适用于两个处于不同高度的工件的焊接，即顶升机构向相对位置较低的工件提供顶升力以使其与相对位置较高的工件对接，以便于焊接机构将两个工件焊接相连。

附图说明

图1为石墨生产堆卸料机构的局部剖视结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的焊接装置的立体结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的焊接装置的立体结构示意图(顶升机构和焊接机构待组装)；

图4为顶升机构的立体结构示意图；

图5为顶升机构的主视结构示意图；

图6为顶升机构去掉盖板后的立体结构示意图；

图7为顶升机构去掉盖板后另一视角的立体结构示意图；

图8为图5的A-A剖面图；

图9为顶升机构去掉盖板后的局部立体剖视结构示意图；

图10为顶杆组件的剖面结构示意图；

图11为顶升机构的局部纵剖面图；

图12为顶杆组件移动至与塞杆下端部抵接的过程示意图；

图13为焊接机构的立体结构示意图；

图14为焊接机构另一视角的立体结构示意图；

图15为焊枪的结构示意图；

图16为焊枪另一视角的结构示意图；

图17为第一调节机构的侧视结构示意图；

图18为二维线性驱动机构的立体结构示意图；

图19为焊枪与旋转驱动机构的装配结构示意图。

图中：1、顶杆组件；11、视觉相机；12、杆体；121、定位槽；122、导电环；123、绝缘环；124、定位杆；125、转接环；

126、底座；127、压力传感器；4、安装结构；41、安装板；42、回转机构；421、回转台；422、回转驱动机构；2、支撑座；21、

自适应腔；22、缓冲弹簧；23、底板；24、导向板；25、盖板；

26、封板；3、驱动装置；31、滑台；32、驱动组件；321、涡轮蜗杆减速机；322、齿轮传动机构；323、螺母；324、推杆；325、驱动电机；5、焊枪；51、焊枪本体；511、喷嘴；512、夹持电机；

513、钨极；52、送丝嘴；53、摄像头；54、托架；55、第一调节机构；551、固定块；552、第一滑块；553、第二滑块；554、第一旋杆；555、第二旋杆；56、第二调节机构；561、调节板；562、紧固件；563、弧形槽；57、安装架；58、气缸；59、安装座；6、送丝机构；61、储丝盒；62、送丝传动机构；621、轮箱；622、校丝轮；623、驱动轮；624、压丝轮；63、送丝驱动电机；7、调整机构；71、二维线性驱动机构；711、第一外壳；712、支撑座；

713、第二外壳；714、连接座；72、角摆器；73、角摆器电机；8、基板；9、限位件。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、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。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种焊接装置，其包括：顶升机构和焊接机构，

所述顶升机构包括顶杆组件、安装结构和顶升驱动装置，

所述安装结构连接于顶杆组件和顶升驱动装置之间，所述顶升驱动装置用于驱动安装结构上升，至顶杆组件与第一焊接工件抵接，以向第一工件提供顶升力；

所述焊接机构设于安装结构上，用于将第一工件和第二工件焊接相连。

实施例1：

如图2和图3所示，本实施例提供一种焊接装置，主要用于石墨生产堆卸料机构的塞杆和弹簧套的密封焊接，其包括：顶升机构和焊接机构。

如图4-图11所示，顶升机构包括顶杆组件1、安装结构4和顶升驱动装置。

安装结构4连接于顶杆组件1和顶升驱动装置之间，顶升驱动装置用于驱动安装结构4上升，至顶杆组件1与第一焊接工件抵接，以向第一工件提供顶升力；

焊接机构设于安装结构4上，用于将第一工件和第二工件焊接相连。

由此，通过将顶升机构和焊接机构组合，焊接前，通过顶升驱动装置驱动顶杆组件1上升至与如图1所示的石墨生产堆卸料机构的塞杆c(第一工件)抵接，以向塞杆c提供顶升力，该顶升力由塞杆c传递至球状塞头b，以推动球状塞头b向底座a压紧，以维持并增大球状塞头b和底座c的接触变形，以使球状塞头b和底座a维持永久的压紧配合，从而使卸料机构维持在封闭状态，再通过焊接机构对塞杆c(第一工件)和弹簧套d(第二工件)进行焊接固连，即可实现石墨生产堆卸料机构的有效封堵，解决了弹簧套d失效，球状塞头b和底座a部件变形、腐蚀缺陷、杂质粘附等现象，导致的球状塞头b和底座c密封失效，仅通过焊接塞杆b和弹簧套d无法实现石墨生产堆卸料机构有效封堵的问题。

本实施例中，安装结构4包括安装板41和回转机构42。

安装板41连接于顶杆组件1和顶升驱动装置之间；

回转机构42包括回转台421和回转驱动机构422，回转台421套设于顶杆组件1上，回转驱动机构422设于安装板41上且与回转台421相连，用于驱动回转台421绕顶杆组件1回转。

参阅图2，焊接机构通过基板8与回转台421螺栓连接，从而将焊接机构固定于回转台421上，顶杆组件1穿过基板8。

本实施例中，安装板41与顶升驱动装置滑动相连，且能够相对顶升驱动装置沿水平面任一方向滑动。

顶杆组件1的顶面中心位置开设有定位槽121，定位槽121为上大下小的锥台结构，用于在顶杆组件1上升过程中供工件的下端伸入，

顶杆组件1能够在顶升驱动装置的驱动力作用下，或顶升驱动装置的驱动力与第一工件的水平推力共同作用下，运动至其与第一工件同轴，且锥台结构的某个横截面的外缘与第一工件下端面的外缘配合抵接。

本实施例中，塞杆c下端部为上大下小的圆台结构，定位槽121的槽壁与塞杆c下端部的外壁匹配。

参见图12，由于定位槽121为圆台槽且其侧槽壁与塞杆c下端部的外壁匹配，从而在顶杆组件1与塞杆c同轴时，顶杆组件1能够上升至塞杆c下端部与定位槽121直接配合卡接。

当顶杆组件1与塞杆c不同轴时，塞杆c下端面的外缘最靠近圆台槽侧槽壁的一点A(简称近点)与定位槽121侧槽壁最先接触，该点位于塞杆c中心轴线C和定位槽121中心轴线D所在的平面，该平面内工件下端面外缘的另一点B相较于塞杆c下端面外缘的其他点而言，距离定位槽121侧槽壁最远(简称远点)；此时，顶杆组件1向塞杆c提供沿接触点法向方向的顶升力E，而塞杆c对顶杆机构施加反作用力F，在远点B与定位槽121侧槽壁接触之前，该反作用力的水平分力G位于上述平面内且垂直于线C和线D，其会驱动顶杆组件1相对支撑座2水平滑动，以使远点B越来越靠近定位槽121的槽壁，同时，在驱动装置的顶升作用下，顶杆组件1越来越上移，当顶杆组件1运动至远点B与定位槽121的侧槽壁抵接时，塞杆c下端面外缘的所有点均与定位槽121侧槽壁(也即其底面圆外缘)实现了抵接，因此顶杆组件1不再上升，而远点B处塞杆c对顶杆组件1的反作用力H的水平分力I与近点A处反作用力的水平分力G抵消，因此顶杆组件1也不再水平移动；此时塞杆c中心轴线C和定位槽121中心轴线D重合，且塞杆c下端部与定位槽121形成配合卡接，从而实现了顶杆组件1与塞杆c的自适应对中，以便于顶升机构对塞杆c施加竖直向上的顶升力，避免顶升过程中出现滑脱现象。

本实施例中，顶升驱动装置包括支撑座2和顶升驱动机构3，支撑座2支撑于顶升驱动机构3上。

支撑座2内设有自适应腔21，安装板41设于自适应腔21中，顶杆组件1和回转台421均伸出自适应腔21外。

安装板41的外侧壁与自适应腔21的侧腔壁之间设有回复结构，回复结构用于在第一工件对顶杆组件1产生水平推力推动安装板41滑移的过程中，对安装板41产生与水平推力相反的回复力，当顶杆组件1与第一工件断开连接时，回复力驱动安装板41滑移以回复至初始状态。

当塞杆c与定位槽11出现偏心时，塞杆c与定位槽11接触至顶紧过程中，塞杆c对顶杆组件1的水平推力推动安装板41在自适应腔21内滑动，使顶杆组件1与工件进行小范围的对心调整，且同时安装板41偏移使得回复机构对安装板41产生与水平推力相反的回复力。当顶杆组件1与塞杆c同轴后，通过定位槽11与塞杆c下端部的配合卡接，将顶杆组件1稳定在支撑座2的自适应腔21中。

当顶杆组件12与工件断开连接时，回复机构的回复力驱动安装板41回复至初始状态。

本实施例中，安装板41为方形结构，回复结构包括四组压缩弹簧22，四组压缩弹簧22与安装板41的四个侧面一一对应，自适应腔21的侧腔壁具有与安装板41各侧面对应且平行的导向段，每组压缩弹簧22连接于安装板41对应的侧面和导向段之间，且压缩弹簧22的中心轴线垂直于安装板41对应的侧面；

安装板41处于初始状态时，安装板41相对的两个侧面上的两组压缩弹簧22对安装板41的压缩力大小相同，方向相反。

由于安装板41的某一侧面与其对应的导向段平行设置，因此安装板41滑移过程中二者之间的间距在导向段的延展方向保持一致，从而使得二者之间的压缩弹簧22的中心轴线始终垂直于安装板41相应的侧面。由此，安装板41沿水平面任一方向的滑动均可分解为沿安装板41顶面两垂直边方向的移动。相应地，回复结构对安装板41的回复力也可分解为沿安装板41顶面两垂直边方向的两个分力。每个分力为安装板41沿该分力方向的两个侧面上的两组压缩弹簧22对安装板41的压缩力之差。

当顶杆组件1与塞杆c脱离接触后，安装板41相对的两个侧面上的两组压缩弹簧22对安装板41的压缩力相互抵消，从而安装板41能够回复至初始状态。

本实施例中，参阅图8，安装板41为正方形结构，四组压缩弹簧22呈周向均布在安装板41竖向中心线的周围。具体地，每组压缩弹簧22包括两个压缩弹簧22，两个压缩弹簧22分设于安装板41相应侧面沿相应导向段延展方向的两端。导向段上与压缩弹簧22对应的位置开设有容置孔，压缩弹簧22的一端与该容置孔孔底壁抵接，另一端与安装板41相应的侧面抵接。

本实施例中，支撑座2包括底板23、导向板24、盖板25和封板26，底板23、导向板24、盖板25和封板26从下至上依次相连，导向板24上开设有导向通孔，底板23的顶壁、导向通孔的孔壁以及盖板25的底壁围合形成自适应腔21。

支撑座2的盖板25和封板26上开设有供回转台421的上端伸出且水平滑动的避让孔。

具体地，回转台421包括内圈和外圈，内圈和外圈转动相连，内圈套设于顶杆组件1的下端，回转驱动机构422为回转减速机，其与回转台421的外圈相连，用于驱动其绕回转台421的中心轴线回转，回转台421的外圈的上端伸出自适应腔21外。

本实施例中，顶杆组件1包括杆体12和视觉相机11，定位槽121开设于杆体12的顶面，定位槽121的顶面开设有中心孔，视觉相机11位于中心孔中。

视觉相机11通过图像识别定位技术，对塞杆c位置进行精准定位。再通过安装板41与自适应腔21的滑动配合自动调整以实现顶杆组件1和塞杆c的对中，补偿视觉识别的误差。

本实施例中，参见图10，杆体12包括导电环122、绝缘环123、定位杆124、转接环125和底座126，导电环122、绝缘环123、定位杆124、转接环125和底座126从上至下依次套接，底座126设于安装板41上，中心孔向下延伸至定位杆124的顶面，转接环125和底座126之间设有压力传感器127。

压力传感器用于检测顶推压力，保证顶杆组件1与塞杆c下端紧密接触，并保证顶升压力在设定范围内。

其中，导电环122与焊机的地线滑动接触，构成焊接回路。导电环122通过绝缘环123链接到定位杆124上，连接方式为螺纹连接，绝缘环123在内侧外侧均开螺纹，定位杆124和压力传感器127通过螺钉与转接环125固定，底座126自下向上通过沉头螺钉与压力传感器127固定，使转接环125与底座126形成滑动配合，便于顶升力的反馈。

视觉定位相机位于芯轴中心，通过图像识别定位技术，对工件位置进行精准定位。

本实施例中，顶升驱动机构3包括滑台31和驱动组件32，支撑座2与滑台31滑动相连且能够相对滑台31上下滑移，驱动组件32的下部设于滑台31上，其上部与支撑座2抵接，用于驱动支撑座2及其上的顶杆机构1相对滑台31上下移动。

具体地，参阅图11，驱动组件32包括驱动电机325、涡轮蜗杆减速机321、齿轮传动机构322、螺母323和推杆324。

驱动电机325、涡轮蜗杆减速机321和齿轮传动机构322依次传动相连，齿轮传动机构322的输出齿轮和螺母323套接，螺母323和推杆324螺纹连接，推杆324的顶端与支撑座2抵接。

驱动电机325通过涡轮蜗杆减速机321带动齿轮传动机构322工作，齿轮传动机构322的输出齿轮转动带动螺母323转动，从而实现推杆324向上的顶升运动。

具体地，滑台31中开设有齿轮传动机构322安装于齿轮仓中，齿轮仓固定在滑台31下端，驱动电机325、涡轮蜗杆减速机321设于齿轮仓下方。滑台31上开设有容置螺母323的通孔，推杆324穿过滑台31后与支撑座2抵接。支撑座2底部设有导杆，导杆的下端贯穿滑台31，以引导支撑座2上下滑移。螺母323上安装有深沟球轴承和推力轴承，螺母323在顶升过程中一直处于转动的状态，由于顶升力较大，一般的深沟球轴承并不适用于承载轴向载荷，本结构中，推力轴承负责承担顶升力，深沟球轴承只用于螺母323的导向。此外，主动齿轮轴的顶部安装有支撑轴承，支撑轴承的外圈与滑台底部固连，以实现对主动齿轮的支撑。

本实施例中，参见图13和图14，焊接机构包括基板8、焊枪5、送丝机构6和调整机构7。

基板8通过螺栓与顶升机构的回转台421的外圈固连，顶升机构的顶杆组件1穿过基板8。送丝机构6和调整机构7均设于基板8上，焊枪5设于调整机构7上。从而回转驱动机构422驱动回转台421回转时，带动焊接机构绕顶杆组件1回转，以实现对轴孔配合的塞杆c和弹簧套d的密封焊接。

参见图15和图16，焊枪5包括焊枪本体51、送丝嘴52和摄像头53。送丝嘴52和摄像头53设于焊枪本体51上。

焊枪本体51为筒状结构，其一端设有喷嘴511，另一端设有夹持电机512，焊枪本体51内设有夹持机构和钨极513，钨极513一端被夹持机构夹紧，另一端从喷嘴511中伸出。夹持电机512与夹持机构通过锥齿轮传动相连，控制夹持机构夹持或松开钨极，便于自动更换钨极的操作。

送丝嘴52的轴向相对喷嘴511的轴向呈倾斜设置，且送丝嘴52的出口向喷嘴511的出口靠近。

摄像头53的镜头朝向工件的待焊接区域，且摄像头53的视角至少覆盖喷嘴511的出口、送丝嘴52的出口和工件的待焊接区域。

调整机构7设于回转台421上且与焊枪本体51相连，用于驱动焊枪5相对回转台421移动，以调整焊枪5相对塞杆c和弹簧套d待焊接区域的位置；

送丝机构6设于回转台421上且通过焊丝与焊枪5的送丝嘴52相连，用于牵引焊丝通过送丝嘴52。

由此，通过将摄像头53安装在焊枪5上，以实时拍摄喷嘴511的出口、送丝嘴52的出口和工件的待焊接区域的画面，摄像头53可通过无线电连接至远程控制系统，以便其对焊枪5的位置进行远程控制调整，从而避免操作人员暴露在核焊接环境中。

焊枪本体51可通过管线与焊机远程相连，再将控制系统分别与焊机、调整机构7和送丝机构6电连接，从而控制系统可根据摄像头53传递的实时摄像信号判断焊枪5的喷嘴511和送丝嘴52是否正对两个工件的待焊接区域，若是，控制焊机和送丝机构6启动；若否，则控制调整机构7动作，以调整焊枪5相对基板8的位置，使焊枪5的喷嘴511和送丝嘴52正对工件的待焊接区域。

本实施例中，焊枪5还包括托架54，送丝嘴52和摄像头53均设于托架54上。

其中，送丝嘴52穿过托架54。托架54上设有水冷仓，摄像头53位于水冷仓中，其设有镜头的一端与水冷仓的开口端对应，托架54与水冷仓开口对应的一端铰接有一安装架57，安装架57上设有滤光片，安装架57旋转至其与托架54的水冷仓开口端面贴合时，滤光片位于摄像头53镜头的前端，以便于焊接过程中摄像头53进行焊接的熔池观察，保护镜头不受烟雾等的污染。

托架54上还安装有一气缸58，该气缸58与安装架57相连，用于驱动安装架57绕其铰接轴旋转。

本实施例中，焊枪5还包括第一调节机构55，第一调节机构55连接于托架54和焊枪本体51之间，用于调整托架54相对焊枪本体51沿喷嘴511轴向方向的距离，以及调整托架54相对焊枪本体51沿喷嘴511径向方向的距离。

本实施例中，如图17所示，第一调节机构55包括固定块551、第一滑块552和第二滑块553，固定块551设于焊枪本体51上，第一滑块552滑设于固定块551上，且能够相对固定块551沿喷嘴511径向方向滑移，第二滑块553滑设于第一滑块552上，且能够相对第一滑块552沿喷嘴511轴向方向滑移，托架54与第二滑块553相连。

具体地，第一调节机构55还包括第一旋杆554和第二旋杆555。

第一滑块552与固定块551相对的端面上开设有沿喷嘴511径向方向的第一通槽，固定块551与第一滑块552相对的端面上设有与第一通槽对应的第一滑动部，第一旋杆554的轴向沿喷嘴511径向方向布置，其穿过第一滑动部和第一滑块552，并与第一滑块552螺纹连接，第一旋杆554旋转时，使得第一滑块552沿喷嘴511径向方向移动，从而带动托架54及其上的送丝嘴52沿喷嘴511径向方向移动，以微调送丝嘴52出口与喷嘴511出口的相对位置。

第二滑块553与第一滑块552相对的端面上开设有沿喷嘴511轴向方向的第二通槽，第一滑块552与第二滑块553相对的端面上设有与第二通槽对应的第二滑动部，第二旋杆555的轴向沿喷嘴511轴向方向布置，其穿过第二滑动部和第二滑块553，并与第二滑块553螺纹连接，第二旋杆555旋转时，使得第二滑块553沿喷嘴511轴向方向移动，从而带动托架54及其上的送丝嘴52沿喷嘴511轴向方向移动，以微调送丝嘴52出口与喷嘴511出口的相对位置。

本实施例中，焊枪5还包括第二调节机构56，第二调节机构56连接于托架54与第二滑块553之间，用于调整托架54上的送丝嘴52的中心轴与喷嘴511中心轴之间的夹角的角度。

本实施例中，第二调节机构56包括调节板561和紧固件562，调节板561的一端与第二滑块553相连，另一端上开设有弧形槽563，紧固件562穿过弧形槽563后与托架54螺纹连接，以将调节板561和托架54连为一体。通过将托架54上的螺纹孔与弧形槽563不同位置对应，以调节送丝嘴52的中心轴与喷嘴511中心轴之间的夹角的角度。

送丝嘴52和喷嘴511的相对位置在进现场前即调整且固定好。

本实施例中，调整机构7包括二维线性驱动机构71，二维线性驱动机构71连接于回转台421和焊枪5之间，用于驱动焊枪5相对回转台421水平直线移动，以及驱动焊枪5相对回转台421上下移动。

具体地，如图6所示，二维线性驱动机构71包括水平线性驱动机构和竖向线性驱动机构。

水平线性驱动机构包括第一外壳711、支撑座712，以及设于第一外壳711内的第一电机和第一螺杆，第一外壳711固定于基板8上，第一螺杆水平布置，第一电机与第一螺杆传动相连，用于驱动第一螺杆旋转，支撑座712与第一螺杆螺纹连接。竖向线性驱动机构设于支撑座712上，第一电机驱动第一螺杆旋转时，带动支撑座712、竖向滑台和焊枪5沿第一螺杆的轴向方向移动，从而调整焊枪5相对工件沿水平方向的位置。

竖向线性驱动机构第二外壳713、连接座714，以及设于第二外壳713内的第二电机和第二螺杆，第二螺杆沿竖直方向布置，第二电机与第二螺杆通过齿轮组传动相连，用于驱动第二螺杆旋转，连接座714与第二螺杆螺纹连接。焊枪5与连接座714相连，第二电机驱动第二螺杆旋转时，带动连接座714和焊枪5沿第二螺杆的轴向方向移动，从而调整焊枪5相对工件沿竖向方向的位置。

其中，第一螺杆和第二螺杆均为梯形螺杆，第一螺杆与支撑座712构成梯形丝杠副，第二螺杆与连接座714也构成梯形丝杠副。其次，第一外壳711与第二外壳713内部均设置滑轨和限位开关，支撑座712和连接座714滑设于相应的滑轨上，并由相应的限位开关限位。

本实施例中，调整机构7还包括旋转驱动机构，旋转驱动机构连接于二维线性驱动机构71和焊枪5之间，用于驱动焊枪5相对二维线性驱动机构71在第一螺杆轴向和第二螺杆轴向构成的竖直平面内转动。

具体地，焊枪本体51穿设于一安装座59上，该安装座59与旋转驱动机构相连，旋转驱动机构通过L型板与二维线性驱动机构71的第二螺母相连，旋转驱动机构安装在L型板与水平面第一方向平行的分板上，该分板上还设有限位件9，如图7所示，用于当焊枪5旋转至其沿竖向向下布置时，阻挡其继续旋转，以便于更换钨极。旋转驱动机构包括角摆器72和角摆器电机73，角摆器电机73用于驱动角摆器72旋转，以带动焊枪5在第一方向所在的竖直平面内转动，从而调整焊枪5相对工件的位置。

焊接前和焊接过程中，根据摄像头53传递的实时监控画面，在回转台421、水平线性驱动机构、竖向线性驱动机构和旋转驱动机构中选择最优的调整组合，以将焊枪5调整在最佳的焊接位置。

本实施例中，送丝机构6包括送丝驱动电机63、送丝传动机构62和储丝盒61。焊丝绕设在储丝盒61中的送丝盘上，送丝盘固定在阻尼盘轴上，可以保证焊丝盘不散乱，只有在送丝时，送丝盘才会转动。送丝传动机构62包括轮箱621以及设于轮箱621内的三个校丝轮622、一个驱动轮623和一个压丝轮624，三个校丝轮622呈倒三角形分布，上两个校丝轮622与压丝轮624沿焊丝传送方向依次布置，下校丝轮622与上两个校丝轮622均相切，压丝轮624与其最接近的校丝轮622相切。驱动轮623设于压丝轮624的上方并与压丝轮624相切，送丝驱动电机63与驱动轮623相连，用于驱动其旋转，驱动轮623旋转后，带动压丝轮624和校丝轮组旋转，为焊丝输送提供动力，以将焊丝从送丝盘上源源不断抽出，并经送丝嘴52送入焊接熔池中。

由于焊丝在未使用时盘在送丝盘上，焊丝难免会呈现一定的弧度。通过三个校丝轮622组成的校丝轮组可以将焊丝校正，保证焊丝可以平直的输送到焊接熔池当中。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种焊接装置，其特征在于，包括：顶升机构和焊接机构，

所述顶升机构包括顶杆组件(1)、安装结构(4)和顶升驱动装置，

所述安装结构(4)连接于顶杆组件(1)和顶升驱动装置之间，所述顶升驱动装置用于驱动安装结构(4)上升，至顶杆组件(1)与第一焊接工件抵接，以向第一工件提供顶升力；

所述焊接机构设于安装结构(4)上，用于将第一工件和第二工件焊接相连；

所述安装结构(4)包括安装板(41)和回转机构(42)，

所述安装板(41)连接于顶杆组件(1)和顶升驱动装置之间，

所述回转机构(42)包括回转台(421)和回转驱动机构(422)，所述回转台(421)套设于顶杆组件(1)上，所述回转驱动机构(422)设于安装板(41)上且与回转台(421)相连，用于驱动回转台(421)绕顶杆组件(1)回转，所述焊接机构设于回转台(421)上；

所述安装板(41)与所述顶升驱动装置滑动相连，且能够相对顶升驱动装置沿水平面任一方向滑动，

所述顶杆组件(1)的顶面中心位置开设有定位槽(121)，所述定位槽(121)为上大下小的锥台结构，用于在顶杆组件(1)上升过程中供工件的下端伸入，

所述顶杆组件(1)能够在所述顶升驱动装置的驱动力作用下，或所述顶升驱动装置的驱动力与第一工件的水平推力共同作用下，运动至其与第一工件同轴，且所述锥台结构的某个横截面的外缘与第一工件下端面的外缘配合抵接；

所述顶升驱动装置包括支撑座(2)和顶升驱动机构(3)，所述支撑座(2)支撑于顶升驱动机构(3)上，

所述支撑座(2)内设有自适应腔(21)，

所述安装板(41)设于所述自适应腔(21)中，所述安装板(41)的外侧壁与自适应腔(21)的侧腔壁之间设有回复结构，回复结构用于在第一工件对顶杆机构(1)产生水平推力推动安装板(41)滑移的过程中，对安装板(41)产生与水平推力相反的回复力，当顶杆组件(1)与第一工件断开连接时，所述回复力驱动所述安装板(41)滑移以回复至初始状态，

所述顶杆组件(1)和回转台(421)均伸出所述自适应腔(21)外。

2.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，

所述安装板(41)为方形结构，所述回复结构包括四组压缩弹簧(22)，四组压缩弹簧(22)与安装板(41)的四个侧面一一对应，所述自适应腔(21)的侧腔壁具有与安装板(41)各侧面对应且平行的导向段，每组压缩弹簧(22)连接于安装板(41)对应的侧面和导向段之间，且所述压缩弹簧(22)的中心轴线垂直于安装板(41)对应的侧面；

所述安装板(41)处于初始状态时，所述安装板(41)相对的两个侧面上的两组压缩弹簧(22)对安装板(41)的压缩力大小相同，方向相反。

3.根据权利要求1-2任一项所述的焊接装置，其特征在于，所述顶杆组件(1)包括杆体(12)和视觉相机(11)，所述定位槽(121)开设于所述杆体(12)的顶面，所述定位槽(121)的顶面开设有中心孔，所述视觉相机(11)位于所述中心孔中。

4.根据权利要求3所述的焊接装置，其特征在于，

所述杆体(12)包括导电环(122)、绝缘环(123)、定位杆(124)、转接环(125)和底座(126)，所述导电环(122)、绝缘环(123)、定位杆(124)、转接环(125)和底座(126)从上至下依次套接，所述底座(126)设于安装板(41)上，所述中心孔向下延伸至定位杆(124)的顶面，所述转接环(125)和底座(126)之间设有压力传感器(127)。

5.根据权利要求1-2任一项所述的焊接装置，其特征在于，所述焊接机构包括焊枪(5)、送丝机构(6)和调整机构(7)；

所述焊枪(5)包括焊枪本体(51)、送丝嘴(52)和摄像头(53)，所述送丝嘴(52)和摄像头(53)设于焊枪本体(51)上，所述摄像头(53)的镜头朝向两个工件的待焊接区域，且所述摄像头(53)的视角至少覆盖焊枪本体(51)的枪口、送丝嘴(52)的出口和工件的待焊接区域；

所述调整机构(7)设于回转台(421)上且与焊枪本体(51)相连，用于驱动焊枪(5)相对回转台(421)移动，以调整焊枪(5)相对两个工件待焊接区域的位置；

所述送丝机构(6)设于回转台(421)上且通过焊丝与焊枪(5)的送丝嘴(52)相连，用于牵引焊丝通过送丝嘴(52)。

6.根据权利要求5所述的焊接装置，其特征在于，所述调整机构(7)包括二维线性驱动机构(71)，所述二维线性驱动机构(71)连接于回转台(421)和焊枪(5)之间，用于驱动焊枪(5)相对回转台(421)水平直线移动，以及驱动焊枪(5)相对回转台(421)上下移动。

7.根据权利要求5所述的焊接装置，其特征在于，所述调整机构(7)还包括旋转驱动机构，所述旋转驱动机构连接于二维线性驱动机构(71)和焊枪(5)之间，用于驱动焊枪(5)相对二维线性驱动机构(71)在某一竖直平面内转动。

Images