CN115246032A - 一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉自动焊接领域，具体涉及一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备，包括焊接机器人、焊枪组件、送丝软管和焊丝盘；焊枪组件的枪本体内部设置有滑移管和拉丝组件；滑移管沿轴向可移动设置且通过复位弹簧与枪本体连接；拉丝组件通过安装板安装于枪本体，安装板沿轴向可移动且通过阻力弹簧与枪本体连接；送丝软管包括若干软管段，相连两软管段之间通过集灰盒连接，送丝软管靠近送丝盘的一端设置有清理组件。本发明的通过拉丝组件的移动感知焊丝运行阻力的变化，进而推动滑移管移动，使送丝软管晃动松动碎屑，在阻力增大到一定值时启动清理组件对送丝软管进行清理，保证出丝流畅性，提高设备使用性能。
Description
技术领域
本发明涉及自动焊接领域，具体涉及一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备。
背景技术
驾驶室是工程车车身的重要组成部分，因其形状不规则，大都采用多块钢板通过电弧焊接拼焊而成。电弧焊是由焊接电源供电，在一定电压作用下，电极(或焊丝、电焊条端部)与工件之间产生强烈且持久的放电，形成电弧，电弧把电能转换成热能，加热和熔化焊条和被焊工件，形成熔池，进而形成焊缝将被焊工件结合。常见的电弧焊接方法主要包括焊条电弧焊(SMAW)、埋弧焊(SAW)、钨极氩弧焊(GTAW或TIG焊接)、等离子弧焊(PAW)和熔化极气体保护电弧焊(GMAW或者MIG焊接、MAG焊接)等。
随着科技的不断发展，采用机器人焊接的全自动化焊接生产线在整车工厂全面应用。焊接机器人在焊接时多采用镀铜焊丝，焊丝镀铜主要的目的是防腐，再者可以加强导电性能，同时，铜镀层的存在还可以减小摩擦，利于走丝。但是在实际使用的过程中，焊丝表面的镀铜会因摩擦而脱落，脱落后的镀铜会附着在导管的内壁上，从而导致导管的内容积减小，高速送丝时阻力加大，焊丝不能平滑送出，产生抖动，使电弧不稳，影响焊缝质量，严重时，还会出现卡死的现象，使机器人停机。现有的焊接机械手一般只有一根由塑料制成的软管做走丝用，出丝不畅时将软管取下，然后通过专用设备对软管内部进行清理以确保出丝流畅，但是此种方式操作十分不便，严重影响工作效率。在一些其他现有技术中，通过将送丝软管设置为多段式结构，以便于对焊丝碎屑进行清理，例如申请号为202110417843.1的中国专利文献就公开了一种双机械手焊接设备及工艺，该设备通过在机械手上设置一个由走丝组件和软管组成的多段式走丝机构来对焊丝进行导向，走丝组件和软管均可拆卸，同时通过清理机构对走丝组件内的杂质进行清理，但是该方案并没有对软管内的碎屑进行处理，对焊丝出丝流畅性的提高依然十分有限。
发明内容
根据现有技术的至少一个不足之处，本发明提出了一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备，以解决现有的焊接设备送丝管易堵塞，焊丝出丝不畅的问题。
本发明的一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备采用如下技术方案：包括焊接机器人、焊枪组件、送丝软管和焊丝盘；焊枪组件包括枪本体，枪本体与焊接机器人的末端机械臂固定连接，枪本体内部设置有滑移管和拉丝组件；滑移管沿枪本体轴向可移动设置且通过复位弹簧与枪本体连接；拉丝组件通过安装板安装于枪本体，安装板沿枪本体轴向可移动且通过阻力弹簧与枪本体连接，安装板位于滑移管的前端，安装板的后端面设置有推杆，安装板向后移动时通过推杆推动滑移管向后移动；
焊丝盘可转动的设置于焊接机器人的机械臂，送丝软管一端固定于焊丝盘附近预设位置、另一端与滑移管的后端连接，焊丝从焊丝盘拉出进入送丝软管，穿过滑移管、拉丝组件，最终从焊枪组件前端伸出。
可选地，拉丝组件包括两个拉丝滚轮，拉丝滚轮绕与焊丝轴线垂直的轴线可转动的设置于安装板且分别位于焊丝的两侧，其中一个拉丝滚轮通过拉丝电机带动转动，另一个拉丝滚轮可径向移动且通过压紧弹簧与安装板连接，以压紧焊丝。
可选地，送丝软管包括若干软管段，相邻两个软管段之间通过集灰盒连接，集灰盒内部具有连通软管段内部空间的容纳腔；送丝软管靠近焊丝盘的一端设置有清理组件，清理组件用于在安装板的移动距离大于预设值时动作，以将软管段内部的焊丝碎屑清理至集灰盒；
枪本体内部设置有距离传感器，距离传感器用于感应安装板的移动距离并启动清理组件。
可选地，集灰盒包括盒本体和清灰帽，清灰帽与盒本体可拆卸连接。
可选地，清理组件包括固定筒、挡环、若干组刷环、解锁机构；
固定筒固定设置，固定筒的焊丝出口处具有通过孔，固定筒内部设置有环形挡板，若干组刷环沿轴向依次设置于固定筒内部，且在环形挡板的止挡下叠摞至靠近通过孔的一端；每组刷环均包括两个弧形刷块，两个弧形刷块通过连接拉簧连接，连接拉簧促使该两个弧形刷块相互靠近，每个弧形刷块背离出丝方向的端面设置有安装挡块，刷环通过安装挡块的止挡沿圆周方向依次叠摞；
挡环可轴向滑动地设置于固定筒内部，挡环包括基环和设置于基环一端的两个撑板，初始撑板位于靠近通过孔的两个弧形刷块之间将该两个弧形刷块撑开，焊丝从挡环和刷环的中心穿过；挡环向远离刷环的方向移动预设距离时与上一组弧形刷块脱离，该上一组弧形刷块在连接拉簧的作用下相互靠近进而与焊丝抱合，并在焊丝的带动下穿过通过孔进入送丝软管内部；后挡环与下一组弧形刷块结合并将该下一组弧形刷块撑开；
解锁机构用于在弧形刷块运动至焊枪本体内部时使弧形刷块与焊丝脱离。
可选地，解锁机构包括滑块、解锁块和挂杆；
安装挡块上设置有安装滑槽，滑块可轴向滑动的设置于安装滑槽，连接拉簧连接在与两个弧形刷块相对应的滑块上；
弧形刷块上设置有弧形槽，弧形槽连通安装滑槽，解锁块为与弧形槽结构相同的弧形块，解锁块设置于弧形槽且能够轴向滑动；
挂杆设置于枪本体内部且沿枪本体的轴向延伸，挂杆位于滑移管的内侧，挂杆与解锁块对应设置。
可选地，固定筒的外侧套设有可转动的螺纹套，基环上沿圆周方向设置有若干传动块，传动块的外端面为弧面且设置有螺纹，传动块延伸出固定筒且与螺纹套螺纹连接；螺纹套通过清理电机驱动转动，清理电机与距离传感器电连接。
可选地，焊接机器人上靠近焊丝盘的一端设置有推丝轮，拉丝组件与推丝轮配合对焊丝进行送丝。
本发明的有益效果是：本发明的一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备中拉丝组件可沿焊丝的轴向前后移动，且配合拉丝组件设置了滑移管，滑移管与送丝软管连接，拉丝组件根据焊丝运行组力的变化带动安装板移动，通过推杆推动滑移管，滑移管推动送丝软管反复晃动，进而使送丝管内的碎屑松动，使出丝更顺利。
进一步的，本发明中还在送丝软管的一端设置了清理组件，如果送丝软管内部堵塞严重，晃动送丝软管不足以缓解出丝卡顿的情况，清理组件在送丝软管内部阻力达到预设值时启动，对送丝软管内的碎屑进行清理，清理后的碎屑在集灰盒内存放，无需停机，操作方便。通过清理可以延长设备的使用时间，减小拆机检修的频率，确保焊丝流畅运行的同时提高设备的使用性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。
图1为本发明一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备整体机构以及使用示意图；
图2为本发明中焊枪组件的结构示意图；
图3为图2的正视图；
图4为发明中焊枪组件的剖视图（除去枪颈和喷嘴）；
图5为图4中Ⅰ处放大图；
图6为图4中Ⅱ处放大图；
图7为本发明中拉丝组件的结构示意图；
图8为发明中焊枪组件的剖切立体图（除去枪颈和喷嘴）；
图9为图8中Ⅲ处放大图；
图10为本发明中清理组件的结构示意图；
图11为本发明中清理组件内部结构图（挡环和刷环结构图）；
图12为发明中刷环、滑块、连接拉簧的配合结构图；
图13为发明中刷环、滑块、连接拉环部分立体图；
图14为发明中挡环的结构示意图。
图中：110、工程车驾驶室；200、焊枪组件；400、焊接机器人；310、焊丝盘；320、推丝轮；330、清理组件；340、送丝软管；350、焊丝；210、喷嘴；220、枪颈；230、送气管；240、枪本体；250、连接件；261、拉丝滚轮；262、距离传感器；263、拉丝电机；264、安装板；265、阻力弹簧；267、压紧弹簧；266、推杆；271、滑移管；272、复位弹簧；273、挂杆；282、集灰盒；283、清灰帽；284、盒本体；331、固定筒；3311、通过孔；3312、环形挡板；332、螺纹套；333、挡环；3331、基环；3332、撑板；3333、传动块；334、弧形刷块；3341、安装挡块；3342、安装滑槽；335、滑块；336、连接拉簧；337、解锁块；338、清理电机；339、弧形槽。
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。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，都属于本发明保护的范围。
如图1至图14所示，本发明的一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备包括焊接机器人400、焊枪组件200、送丝软管340和焊丝盘310。
焊枪组件200包括枪本体240，枪本体240与焊接机器人400的末端机械臂固定连接，枪本体240内部设置有滑移管271和拉丝组件，拉丝组件用于拉动焊丝350向前移动。
滑移管271沿枪本体240轴向可移动设置且通过复位弹簧272与枪本体240连接。
拉丝组件通过安装板264安装于枪本体240，安装板264沿枪本体240轴向可移动且通过阻力弹簧265与枪本体240连接，安装板264位于滑移管271的前端（焊丝350送丝方向为前，反之为后），安装板264的后端面（与滑移板面对面的端面）设置有推杆266，安装板264向后移动时通过推杆266推动滑移管271向后移动。
焊丝盘310可转动的设置于焊接机器人400的机械臂，送丝软管340一端固定于焊丝盘310附近预设位置、另一端与滑移管271的后端连接，焊丝350从焊丝盘310拉出进入送丝软管340，穿过滑移管271、拉丝组件，最终从焊枪组件200前端伸出参与焊接。
如图1、图2和图3所示，枪本体240的前端依次设置有枪颈220和喷嘴210，枪本体240靠近枪颈220的一端设置有送气管230，保护气体通过送气管230进入枪本体240，工程车驾驶室110通过夹具固定之后，焊接机器人400操控焊枪组件200相对于工程车驾驶室110找正定位，启动拉丝组件带动焊丝350向前移动，焊丝350通过喷嘴210对工程车驾驶室110进行焊接。
枪本体240的后端套设有连接件250，连接件250与焊接机器人400的末端机械臂连接，以实现枪本体240与焊接机器人400的安装连接。
为便于安装板264和滑移管271的安装，如图4所示，枪本体240的内部设置有第一安装腔和第二安装腔，第一安装腔和第二安装腔通过隔板连接且第一安装腔位于第二安装腔的前侧，安装板264可滑动的设置于第一安装腔，滑移管271位于第二安装腔，阻力弹簧265一端连接安装板264的后端、另一端连接隔板的前端面，复位弹簧272一端连接隔板的后端面、另一端连接滑移管271的前端面，推杆266设置于安装板264的后端面，且穿过隔板指向滑移管271。
如图5和图7所示，拉丝组件包括两个拉丝滚轮261，拉丝滚轮261绕与焊丝350轴线垂直的轴线可转动的设置于安装板264且分别位于焊丝350的两侧，其中一个拉丝滚轮261通过拉丝电机263带动转动，另一个拉丝滚轮261可径向移动且通过压紧弹簧267与安装板264连接，以压紧焊丝350，进而完成送丝。
如图1所示，本发明中，焊接机器人400上靠近焊丝盘310的一端设置有推丝轮320，拉丝组件与推丝轮320配合对焊丝350进行送丝。为便于安装，焊接机器人400的机械臂上设置有支座，推丝轮320以及送丝软管340靠近焊丝盘310的一端均设置于支座。
送丝的过程中，当送丝软管340内部因为焊丝350碎屑堆积而使焊丝350运行阻力增大时，拉丝滚轮261就会沿着焊丝350后退挤压阻力弹簧265以提供更大的拉力使焊丝350送出。
拉丝滚轮261移动时，安装板264随拉丝滚轮261同步移动，进而带动推杆266移动，推杆266会推动滑移管271移动，当焊丝350出丝不畅时，推杆266频繁推动滑移管271，滑移管271在复位弹簧272的作用下反复移动，进而带动整个送丝软管340产生晃动，进而使送丝软管340内部的的碎屑松动，减小焊丝350受到的阻力，使焊丝350更容易移动，提高出丝的流畅性。
在进一步的实施例中，如图1所示，送丝软管340包括若干软管段，相邻两个软管段之间通过集灰盒282连接，集灰盒282内部具有连通软管段内部空间的容纳腔。
送丝软管340靠近焊丝盘310的一端设置有清理组件330，清理组件330用于在安装板264的移动距离大于预设值时动作，以将软管段内部的焊丝碎屑清理至集灰盒282。
枪本体240内部设置有距离传感器262，距离传感器262安装于隔板靠近推杆266的一端。距离传感器262用于感应安装板264的移动距离并启动清理组件330。在安装板264的移动距离超过预设值时，说明焊丝350的运行阻力增大到预设值，也就是送丝软管340的内部堵塞严重，此时启动清理组件330对送丝软管340进行清理，进而使焊丝350运行流畅，通过清理可以延长设备的使用时间，减小拆机检修的频率，确保焊丝350流畅运行的同时提高设备的使用性能。
集灰盒282包括盒本体284和清灰帽283，清灰帽283与盒本体284可拆卸连接，以便于对盒本体284内部的焊丝350碎屑进行清理。盒本体284的两端与相邻软管段螺纹连接便于拆卸。盒本体284内用于存放碎屑的容纳腔入口与焊丝350的轴向相对倾斜设置，并与将碎屑引导至容纳腔内部。
在进一步的实施例中，清理组件330包括固定筒331、挡环333、若干组刷环、解锁机构；
固定筒331固定设置，固定筒331的焊丝350出口处具有通过孔3311，固定筒331内部设置有环形挡板3312，若干组刷环沿轴向依次设置于固定筒331内部，且在环形挡板3312的止挡下叠摞至靠近通过孔3311的一端。
每组刷环均包括两个弧形刷块334，两个弧形刷块334通过连接拉簧336连接，连接拉簧336促使该两个弧形刷块334相互靠近，弧形刷块334的外弧面设置有刷毛，每个弧形刷块334背离出丝方向的端面设置有安装挡块3341，刷环通过安装挡块3341的止挡沿圆周方向依次叠摞。
挡环333可轴向滑动地设置于固定筒331内部，挡环333包括基环3331和设置于基环3331一端的两个撑板3332，初始撑板3332位于靠近通过孔3311的两个弧形刷块334之间将该两个弧形刷块334撑开，焊丝350从挡环333和刷环的中心穿过。
挡环333向远离刷环的方向移动预设距离时与上一组弧形刷块334脱离，该上一组两个弧形刷块334在连接拉簧336的作用下相互靠近进而与焊丝350抱合，并在焊丝350的带动下穿过通过孔3311进入送丝软管340内部。之后挡环333与下一组弧形刷块334结合并将该下一组弧形刷块334撑开，以此循环。
解锁机构用于在弧形刷块334运动至焊枪本体240内部时使弧形刷块334与焊丝350脱离。
为实现挡环333的轴向移动，固定筒331的外侧套设有可转动的螺纹套332，基环3331上沿圆周方向设置有若干传动块3333，传动块3333的外端面为弧面且设置有螺纹，传动块3333延伸出固定筒331且与螺纹套332螺纹连接。螺纹套332通过清理电机338驱动转动，清理电机338与距离传感器262电连接。
解锁机构包括滑块335、解锁块337和挂杆273，安装挡块3341上设置有安装滑槽3342，滑块335可轴向滑动的设置于安装滑槽3342，连接拉簧336连接在与两个弧形刷块334相对应的滑块335上。
弧形刷块334上设置有弧形槽339，弧形槽339连通安装滑槽3342，解锁块337为与弧形槽339结构相同的弧形块，解锁块337设置于弧形槽339且能够轴向滑动。挂杆273设置于枪本体240内部，且沿枪本体240的轴向延伸，挂杆273位于滑移管271的内侧，挂杆273与解锁块337对应设置。
当焊丝350运行的阻力大到一定程度时，拉丝滚轮261会带动安装板264移动更长的距离，当安装板264移动距离大于预设值时，距离传感器262检测到安装板264距离过近进而触发清理组件330。清理电机338带动螺纹套332转动（清理电机338的输出轴可通过皮带与螺纹套332传动连接，或者通过齿轮与螺纹套332传动连接），螺纹套332旋转带动挡环333向焊丝350出丝方向的反方向移动，进而使得挡环333与靠近通过孔3311的一组刷环脱离，解除对该组刷环的限制，该组刷环的两个弧形刷块334在连接拉簧336的作用下相互靠近，与焊丝350抱合并夹紧焊丝350。此后焊丝350移动时带动该组刷环进入送丝软管340，刷环随焊丝350的移动沿送丝软管340前进，刷环上的刷毛将送丝软管340内附着的碎屑清理，在刷环运行至集灰槽时，会将碎屑推送至集灰盒282的收纳腔内部。当刷环运行至枪本体240内部时，挂杆273会与解锁块337接触，并顶推解锁块337向焊丝350移动方向的反方向运动，解锁块337推动滑块335移动并将滑块335推出安装滑槽3342，滑块335连同连接拉簧336一起掉入枪本体240的内部，而弧形刷块334则会挂在挂杆273上，没有连接拉簧336的作用，扣合的弧形刷块334不会对焊丝350产生抱紧作用力，焊丝350正常向前出丝对工程车驾驶室110进行焊接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备，其特征在于：包括焊接机器人、焊枪组件、送丝软管和焊丝盘；焊枪组件包括枪本体，枪本体与焊接机器人的末端机械臂固定连接，枪本体内部设置有滑移管和拉丝组件；滑移管沿枪本体轴向可移动设置且通过复位弹簧与枪本体连接；拉丝组件通过安装板安装于枪本体，安装板沿枪本体轴向可移动且通过阻力弹簧与枪本体连接，安装板位于滑移管的前端，安装板的后端面设置有推杆，安装板向后移动时通过推杆推动滑移管向后移动；
焊丝盘可转动的设置于焊接机器人的机械臂，送丝软管一端固定于焊丝盘附近预设位置、另一端与滑移管的后端连接，焊丝从焊丝盘拉出进入送丝软管，穿过滑移管、拉丝组件，最终从焊枪组件前端伸出。
2.根据权利要求1所述的一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备，其特征在于：拉丝组件包括两个拉丝滚轮，拉丝滚轮绕与焊丝轴线垂直的轴线可转动的设置于安装板且分别位于焊丝的两侧，其中一个拉丝滚轮通过拉丝电机带动转动，另一个拉丝滚轮可径向移动且通过压紧弹簧与安装板连接，以压紧焊丝。
3.根据权利要求1所述的一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备，其特征在于：送丝软管包括若干软管段，相邻两个软管段之间通过集灰盒连接，集灰盒内部具有连通软管段内部空间的容纳腔；送丝软管靠近焊丝盘的一端设置有清理组件，清理组件用于在安装板的移动距离大于预设值时动作，以将软管段内部的焊丝碎屑清理至集灰盒；
枪本体内部设置有距离传感器，距离传感器用于感应安装板的移动距离并启动清理组件。
4.根据权利要求3所述的一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备，其特征在于：集灰盒包括盒本体和清灰帽，清灰帽与盒本体可拆卸连接。
5.根据权利要求3所述的一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备，其特征在于：清理组件包括固定筒、挡环、若干组刷环、解锁机构；
固定筒固定设置，固定筒的焊丝出口处具有通过孔，固定筒内部设置有环形挡板，若干组刷环沿轴向依次设置于固定筒内部，且在环形挡板的止挡下叠摞至靠近通过孔的一端；每组刷环均包括两个弧形刷块，两个弧形刷块通过连接拉簧连接，连接拉簧促使该两个弧形刷块相互靠近，每个弧形刷块背离出丝方向的端面设置有安装挡块，刷环通过安装挡块的止挡沿圆周方向依次叠摞；
挡环可轴向滑动地设置于固定筒内部，挡环包括基环和设置于基环一端的两个撑板，初始撑板位于靠近通过孔的两个弧形刷块之间将该两个弧形刷块撑开，焊丝从挡环和刷环的中心穿过；挡环向远离刷环的方向移动预设距离时与上一组弧形刷块脱离，该上一组弧形刷块在连接拉簧的作用下相互靠近进而与焊丝抱合，并在焊丝的带动下穿过通过孔进入送丝软管内部；后挡环与下一组弧形刷块结合并将该下一组弧形刷块撑开；
解锁机构用于在弧形刷块运动至焊枪本体内部时使弧形刷块与焊丝脱离。
6.根据权利要求5所述的一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备，其特征在于：解锁机构包括滑块、解锁块和挂杆；
安装挡块上设置有安装滑槽，滑块可轴向滑动的设置于安装滑槽，连接拉簧连接在与两个弧形刷块相对应的滑块上；
弧形刷块上设置有弧形槽，弧形槽连通安装滑槽，解锁块为与弧形槽结构相同的弧形块，解锁块设置于弧形槽且能够轴向滑动；
挂杆设置于枪本体内部且沿枪本体的轴向延伸，挂杆位于滑移管的内侧，挂杆与解锁块对应设置。
7.根据权利要求5所述的一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备，其特征在于：固定筒的外侧套设有可转动的螺纹套，基环上沿圆周方向设置有若干传动块，传动块的外端面为弧面且设置有螺纹，传动块延伸出固定筒且与螺纹套螺纹连接；螺纹套通过清理电机驱动转动，清理电机与距离传感器电连接。
8.根据权利要求2所述的一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备，其特征在于：焊接机器人上靠近焊丝盘的一端设置有推丝轮，拉丝组件与推丝轮配合对焊丝进行送丝。
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| CN202211154417.4A CN115246032A (zh) | 2022-09-22 | 2022-09-22 | 一种工程车驾驶室多功能固定焊接设备 |
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