CN117943767B - 一种圆弧式焊枪摆动器装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种圆弧式焊枪摆动器装置，包括：中空旋转平台，偏心轴旋转机构，所述偏心轴旋转机构包括偏心套、关节轴承和焊枪夹紧套Ⅰ，所述偏心套固定安装在旋转部一侧，防尘摆动机构，所述防尘摆动机构用于对偏心轴旋转机构以及焊枪进行包裹防护，以及，供油润滑机构，所述供油润滑机构用以向偏心套与关节轴承的间隙泵注润滑油从而降低二者在相对运动过程中的磨损，本发明通过偏心套的旋转摆动带动焊枪进行摆动，使得焊枪能够进行圆弧形摆动，有效解决了焊道边缘不相熔的缺陷，保证了焊层的均匀性以及与工件结合的牢固性，此外，本发明还实现对焊枪摆动机构的自动保养，有效降低了摆动错动面的磨损，延长了该焊枪摆动机构的使用寿命。

Description

一种圆弧式焊枪摆动器装置

技术领域

本发明涉及焊枪摆动机构技术领域，具体为一种圆弧式焊枪摆动器装置。

背景技术

水冷壁管排堆焊技术是水冷壁使用寿命长度的决定性因素，堆焊层的厚度稳定性直接影响该锅炉的实际使用寿命，所以堆焊技术的稳定性对于锅炉生产有着决定性意义，以往堆焊设备使用的基本都是使用往复式摆动器，在堆焊过程中焊道的轨迹为Z形如图4所示，这种方式完成的堆焊焊道边缘处会经常出现不相熔的缺口现象，容易导致焊层的不均匀性。

例如，现有技术中公开号为“CN215393395U”的一种焊枪摆动装置及焊接设备，包括传动总成，所述传动总成包括驱动器和传动箱；所述传动箱上设置有传动结构和连接结构；所述驱动器通过所述连接结构与所述传动箱相连接；且所述传动结构与所述驱动器传动连接；夹持装置，所述加持装置与所述传动结构固定，且所述驱动器动作时，通过所述传动结构带动所述夹持装置绕第一轴线摆动；所述夹持装置形成有用于夹持焊枪的夹持机构，所述夹持机构夹持焊枪时使所述焊枪的长度方向与所述第一轴线垂直，使用时，通过对驱动器的控制即可实现对焊枪摆动角度的可靠控制，以满足不同工作环境下的焊枪摆动要求。

上述焊枪摆动装置及焊接设备即为采用Z形焊接方式的摆动机构，其可能会导致焊层不均匀以及焊道边缘不相熔的缺口现象，同时，上述装置功能较为单一，仅仅能够完成对焊枪的夹持和摆动，由于焊枪在长久摆动过程中可能出现摆动端面磨损的情况，因此需要定期向摆动机构内添加润滑油，然而在实际生产过程中设备的保养和维护容易被忽视，从而影响了摆动机构的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆弧式焊枪摆动器装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种圆弧式焊枪摆动器装置，包括：

中空旋转平台，所述中空旋转平台由固定部和旋转部组成，所述中空旋转平台一侧固定安装有伺服电机减速器；

偏心轴旋转机构，所述偏心轴旋转机构包括偏心套、关节轴承和焊枪夹紧套Ⅰ，所述偏心套固定安装在旋转部一侧，所述伺服电机减速器通过传动机构将动力传递至偏心套，所述伺服电机减速器旋转带动偏心套作偏心旋转运动，所述关节轴承活动设置于偏心套内，所述关节轴承与焊枪夹紧套Ⅰ过盈配合，所述焊枪夹紧套Ⅰ内可拆卸式安装有焊枪，所述偏心套在偏心旋转运动过程中带动焊枪进行圆弧式摆动；

防尘摆动机构，所述防尘摆动机构用于对偏心轴旋转机构以及焊枪进行包裹防护，以及，

供油润滑机构，所述供油润滑机构用以向关节轴承的间隙泵注润滑油从而降低其在相对运动过程中的磨损。

优选的，所述中空旋转平台底部还固定安装有震动器固定架。

优选的，所述偏心套两侧还固定安装有关节轴承压板，所述关节轴承通过关节轴承压板限位于偏心套内。

优选的，所述防尘摆动机构包括固定防尘罩、弹片固定套、弹片以及焊枪夹紧套Ⅱ，所述固定防尘罩螺栓固定在中空旋转平台上，所述固定防尘罩与弹片固定套螺栓固定连接，所述弹片固定套远离固定防尘罩一侧活动安装有焊枪夹紧套Ⅱ，所述弹片固定套与焊枪夹紧套Ⅱ之间设置有弹片，所述固定防尘罩、弹片固定套、弹片以及焊枪夹紧套Ⅱ的轴心处均开设有供焊枪穿过的通孔。

优选的，将伺服电机减速器的动力向偏心套传递的所述传动机构为减速齿轮组，所述减速齿轮组的主动齿轮固定安装在伺服电机减速器的驱动轴上，所述减速齿轮组的从动齿轮固定套设于偏心套外侧。

优选的，用于向关节轴承的间隙泵注润滑油的供油润滑机构包括泵油壳体，所述泵油壳体固定安装在固定防尘罩上，所述泵油壳体包括泵气舱和供油舱，所述供油舱通过管道与供油套连通，所述供油套固定套设在偏心套外侧，所述供油套和偏心套内均开设有与供油舱连通的出油道，所述偏心套与关节轴承接触一侧开设有出油孔，所述泵气舱与供油舱连通，通过泵气舱向供油舱内泵注气体从而将供油舱内储存的润滑油通过出油孔泵注至偏心套和关节轴承之间。

优选的，所述泵气舱内活动设置有泵气活塞，所述泵气活塞底部固定连接有泵气顶针，所述泵气顶针延伸出泵油壳体活动抵靠在焊枪8的外缘上，所述焊枪8进行偏心旋转运动过程中带动泵气顶针进行上下伸缩运动，所述泵气活塞上设置有单向进气阀，所述泵气舱和供油舱通过单向出气阀连通，泵气顶针在伸缩过程中带动泵气活塞升降运动，从而将气体通过单向出气阀泵入供油舱内。

优选的，所述泵气活塞上还固定安装有升降齿条，所述升降齿条与单向旋转棘轮的外圈啮合，所述单向旋转棘轮的内圈上还固定安装有旋转轴，所述旋转轴靠近供油舱一侧的轴心处固定安装有旋转盘，所述旋转盘上开设有与单向出气阀配合的出气孔，所述旋转轴远离旋转盘一端固定安装有扇形遮挡块，所述扇形遮挡块与平衡孔活动配合，所述平衡孔连通泵气舱和泵油壳体外部，在单向旋转棘轮带动旋转轴进行单向旋转过程中，单向出气阀和平衡孔有且仅有一个处于导通状态，且仅在出气孔与单向出气阀配合过程中，气体随着泵气活塞的升降由泵气舱单向进入供油舱内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过偏心套的旋转摆动带动焊枪进行摆动，使得焊枪能够进行圆弧式摆动，该种焊接方式有效解决了焊道边缘不相熔的缺陷，保证了焊层的均匀性以及与工件结合的牢固性，此外，本发明还能够在偏心套的摆动过程中向偏心套与关节轴承的摆动面加注润滑油，实现对焊枪摆动机构的自动保养，有效降低了摆动错动面的磨损，延长了该焊枪摆动机构的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的整体结构侧视示意图；

图2为本发明的整体结构立体示意图；

图3为本发明的中空旋转平台局部连接结构示意图；

图4为本发明的供油润滑机构安装结构示意图；

图5为本发明的出油孔结构示意图；

图6为本发明图4中A区域放大结构示意图。

图中：1中空旋转平台、2固定部、3旋转部、4伺服电机减速器、5偏心套、6关节轴承、7焊枪夹紧套Ⅰ、8焊枪、9震动器固定架、10关节轴承压板、11固定防尘罩、12弹片固定套、13弹片、14焊枪夹紧套Ⅱ、15泵油壳体、16泵气舱、17供油舱、18管道、19供油套、20出油孔、21泵气活塞、22泵气顶针、23单向进气阀、24升降齿条、25单向旋转棘轮、26旋转轴、27旋转盘、28单向出气阀、29出气孔、30扇形遮挡块、31平衡孔。

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。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：

实施例一:

一种圆弧式焊枪摆动器装置，包括：

中空旋转平台1，中空旋转平台1由固定部2和旋转部3组成，中空旋转平台1一侧固定安装有伺服电机减速器4；

偏心轴旋转机构，偏心轴旋转机构包括偏心套5、关节轴承6和焊枪夹紧套Ⅰ7，偏心套5固定安装在旋转部3一侧，伺服电机减速器4通过传动机构将动力传递至偏心套5，伺服电机减速器4旋转带动偏心套5作偏心旋转运动，关节轴承6活动设置于偏心套5内，关节轴承6与焊枪夹紧套Ⅰ7过盈配合，焊枪夹紧套Ⅰ7内可拆卸式安装有焊枪8，偏心套5在偏心旋转运动过程中带动焊枪8进行圆弧式摆动；

防尘摆动机构，防尘摆动机构用于对偏心轴旋转机构以及焊枪8进行包裹防护，以及，

供油润滑机构，供油润滑机构用以向关节轴承6的间隙泵注润滑油从而降低其在相对运动过程中的磨损。

在该实施例中，该圆弧式焊枪摆动器装置用于水冷壁管表面的堆焊中，当然，还可将该装置运用于对其他工件的焊接过程中，其中中空旋转平台1作为主体连接结构，其一端与伺服电机减速器4固定连接，一端与偏心轴旋转机构连接，通过伺服电机减速器4的旋转为偏心轴旋转机构提供旋转动力，进而带动安装在偏心轴旋转机构上的焊枪进行圆弧式摆动，具体的，中空旋转平台1的旋转部3与偏心套5固定连接，使得偏心套5能够连同旋转部3一并进行偏心旋转运动，偏心套5内安装有关节轴承6，本实施例中的关节轴承6由限位部和滑动部两部分组成，其中限位部与偏心套5固定连接，滑动部与限位部之间采用弧面滑动配合，滑动部与焊枪夹紧套Ⅰ7之间过盈配合，焊枪夹紧套Ⅰ7用于供焊枪8穿过并对其进行固定，而偏心轴旋转机构外部通过防尘摆动机构进行罩设防护，在防尘摆动机构上还设置有供油润滑机构，通过供油润滑机构向关节轴承6的限位部和滑动部之间泵注润滑油，由于该部位在工作过程中需要不断进行错位摩擦，因此向该区域泵注润滑油能够降低摩擦力，从而延长关节轴承6的磨损，从而实现对该圆弧式焊枪摆动器装置的防护和保养，进一步的，中空旋转平台1底部还固定安装有震动器固定架9，通过震动器固定架9对整体结构进行固定，同时，偏心套5两侧还固定安装有关节轴承压板10，关节轴承6通过关节轴承压板10限位于偏心套5内，通过两侧关节轴承压板10的设置将关节轴承6限位于偏心套5内，防止其发生脱落风险，上述通过偏心套5旋转带动焊枪8摆动形成的路径是圆弧式，该种焊接方式形成的焊道有重叠的部分，可以很好的保证焊道的厚度平稳性，搅拌熔池，细化金属晶粒，提高堆焊层力学性能，降低堆焊层金属晶粒间腐蚀，且焊枪8跟着偏心套5作圆弧运动，无往复换向的加速段，机构平稳无冲击，相较于现有技术，焊接质量更高，对焊枪8及连接组件的冲击更小。

实施例二:

防尘摆动机构包括固定防尘罩11、弹片固定套12、弹片13以及焊枪夹紧套Ⅱ14，固定防尘罩11螺栓固定在中空旋转平台1上，固定防尘罩11与弹片固定套12螺栓固定连接，弹片固定套12远离固定防尘罩11一侧活动安装有焊枪夹紧套Ⅱ14，弹片固定套12与焊枪夹紧套Ⅱ14之间设置有弹片13，固定防尘罩11、弹片固定套12、弹片13以及焊枪夹紧套Ⅱ14的轴心处均开设有供焊枪8穿过的通孔。

在该实施例中，通过防尘摆动机构进一步对焊枪8的前端部分进行包裹和防护，从而进一步对防尘摆动机构和焊枪8进行防尘保护，其中弹片13由四片0.5mm的弹簧片组成，弹簧片十字固定且可弹性活动，并通过焊枪夹紧套Ⅱ14将焊枪8进一步夹持，伺服电机减速器4即可实现焊枪8作圆形轨迹运动，焊枪8的摆动幅度可以通过更换偏心量不同的偏心套5或者改变焊枪8前伸的长度进行调整。

实施例三：

将伺服电机减速器4的动力向偏心套5传递的传动机构为减速齿轮组，减速齿轮组的主动齿轮固定安装在伺服电机减速器4的驱动轴上，减速齿轮组的从动齿轮固定套设于偏心套5外侧。

在该实施例中，伺服电机减速器4在外接电源的动力驱动下旋转带动减速齿轮组的主动齿轮旋转，通过主动齿轮旋转带动从动齿轮旋转，进而带动与从动齿轮固定连接的偏心套5旋转。

实施例四：

优选的，用于向关节轴承6的间隙泵注润滑油的供油润滑机构包括泵油壳体15，泵油壳体15固定安装在固定防尘罩11上，泵油壳体15包括泵气舱16和供油舱17，供油舱17通过管道18与供油套19连通，供油套19固定套设在偏心套5外侧，供油套19和偏心套5内均开设有与供油舱17连通的出油道，偏心套5与关节轴承6接触一侧开设有出油孔20，泵气舱16与供油舱17连通，通过泵气舱16向供油舱17内泵注气体从而将供油舱17内储存的润滑油通过出油孔20泵注至偏心套5和关节轴承6之间。

优选的，泵气舱16内活动设置有泵气活塞21，泵气活塞21底部固定连接有泵气顶针22，泵气顶针22延伸出泵油壳体15活动抵靠在焊枪8的外缘上，焊枪8进行偏心旋转运动过程中带动泵气顶针22进行上下伸缩运动，泵气活塞21上设置有单向进气阀23，泵气舱16和供油舱17通过单向出气阀28连通，泵气顶针22在伸缩过程中带动泵气活塞21升降运动，从而将气体通过单向出气阀28泵入供油舱17内。

优选的，泵气活塞21上还固定安装有升降齿条24，升降齿条24与单向旋转棘轮25的外圈啮合，单向旋转棘轮25的内圈上还固定安装有旋转轴26，旋转轴26靠近供油舱17一侧的轴心处固定安装有旋转盘27，旋转盘27上开设有与单向出气阀28配合的出气孔29，旋转轴26远离旋转盘27一端固定安装有扇形遮挡块30，扇形遮挡块30与平衡孔31活动配合，平衡孔31连通泵气舱16和泵油壳体15外部，在单向旋转棘轮25带动旋转轴26进行单向旋转过程中，单向出气阀28和平衡孔有且仅有一个处于导通状态，且仅在出气孔29与单向出气阀28配合过程中，气体随着泵气活塞21的升降由泵气舱16单向进入供油舱17内。

在该实施例中，进一步公开了向关节轴承6的限位部和滑动部之间泵注润滑油的供油润滑机构，其包括安装在固定防尘罩11外部的泵油壳体15，泵油壳体15内开设有泵气舱16和供油舱17，其二者之间连通，供油舱17进一步通过管道18与供油套19连通，在泵气舱16的泵气过程中，泵油壳体15内部气压增大从而促使润滑油通过管道18进入关节轴承6的间隙，从而对该滚动区域精准进行泵油操作，该种主动润滑措施能够有效延长关节轴承6的使用寿命；

进一步的，泵气舱16底部还安装有泵气顶针22，其与焊枪8活动抵靠，在焊枪8进行偏心旋转运动过程中带动泵气顶针22进行上下伸缩运动，从而推动气体由泵气壳体15外部单向进入泵气舱16内，从而使得泵油操作能够顺利进行；

进一步的，由于泵油操作不需要连续进行，这会造成润滑油的消耗过度问题，因此为了进行间歇性泵油操作，泵气活塞21上还固定安装有升降齿条24，升降齿条24与单向旋转棘轮25的外圈啮合，单向旋转棘轮25的内圈上还固定安装有旋转轴26，在泵气活塞21的升降运动过程中，升降齿条24同步升降运动，其与单向旋转棘轮25的外圈配合，从而使得其外圈进行往复旋转运动，而在棘轮机构的单向运动作用下，外圈带动内圈做间歇性单向运动，从而带动旋转轴26单向旋转，旋转轴26单向旋转带动旋转盘27和扇形遮挡块30同步旋转，其中旋转盘27通过开设的出气孔29与单向出气阀28间隙配合，扇形遮挡块30与平衡孔31间歇配合，当旋转盘27的出气孔与单向出气阀28配合时，扇形遮挡块30对平衡孔31进行遮挡，此时气体无法通过平衡孔31流出，随着泵气活塞21的伸缩运动，气体得以通过单向出气阀28进入供油舱17内，当旋转盘27的出气孔29与单向出气阀28脱离时，扇形遮挡块30脱离与平衡孔31遮挡，此时气体得以通过平衡孔31进出，而此时旋转盘27对单向出气阀28进行遮挡，保证了供油舱17内部的气密性，通过上述方式，在旋转盘27旋转一圈过程中，出气孔29与单向出气阀28只进行一次短暂的配合，在此过程中气体得以进入供油舱17内，从而实现了润滑剂的间歇性加注，防止了润滑剂的过量使用造成的资源浪费。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种圆弧式焊枪摆动器装置，其特征在于，包括：

中空旋转平台，所述中空旋转平台由固定部和旋转部组成，所述中空旋转平台一侧固定安装有伺服电机减速器；

偏心轴旋转机构，所述偏心轴旋转机构包括偏心套、关节轴承和焊枪夹紧套Ⅰ，所述偏心套固定安装在旋转部一侧，所述伺服电机减速器通过传动机构将动力传递至偏心套，所述伺服电机减速器旋转带动偏心套作偏心旋转运动，所述关节轴承活动设置于偏心套内，所述关节轴承与焊枪夹紧套Ⅰ过盈配合，所述焊枪夹紧套Ⅰ内可拆卸式安装有焊枪，所述偏心套在偏心旋转运动过程中带动焊枪进行圆弧式摆动；

防尘摆动机构，所述防尘摆动机构包括固定防尘罩、弹片固定套、弹片以及焊枪夹紧套Ⅱ，所述固定防尘罩螺栓固定在中空旋转平台上，所述防尘摆动机构用于对偏心轴旋转机构以及焊枪进行包裹防护，以及，

供油润滑机构，所述供油润滑机构用以向关节轴承的间隙泵注润滑油从而降低其在相对运动过程中的磨损；

用于向关节轴承的间隙泵注润滑油的供油润滑机构包括泵油壳体，所述泵油壳体固定安装在固定防尘罩上，所述泵油壳体包括泵气舱和供油舱，所述供油舱通过管道与供油套连通，所述供油套固定套设在偏心套外侧，所述供油套和偏心套内均开设有与供油舱连通的出油道，所述偏心套与关节轴承接触一侧开设有出油孔，所述泵气舱与供油舱连通，通过泵气舱向供油舱内泵注气体从而将供油舱内储存的润滑油通过出油孔泵注至偏心套和关节轴承之间；

所述泵气舱内活动设置有泵气活塞，所述泵气活塞底部固定连接有泵气顶针，所述泵气顶针延伸出泵油壳体活动抵靠在焊枪的外缘上，所述焊枪进行偏心旋转运动过程中带动泵气顶针进行上下伸缩运动，所述泵气活塞上设置有单向进气阀，所述泵气舱和供油舱通过单向出气阀连通，泵气顶针在伸缩过程中带动泵气活塞升降运动，从而将气体通过单向出气阀泵入供油舱内；

所述泵气活塞上还固定安装有升降齿条，所述升降齿条与单向旋转棘轮的外圈啮合，所述单向旋转棘轮的内圈上还固定安装有旋转轴，所述旋转轴靠近供油舱一侧的轴心处固定安装有旋转盘，所述旋转盘上开设有与单向出气阀配合的出气孔，所述旋转轴远离旋转盘一端固定安装有扇形遮挡块，所述扇形遮挡块与平衡孔活动配合，所述平衡孔连通泵气舱和泵油壳体外部，在单向旋转棘轮带动旋转轴进行单向旋转过程中，单向出气阀和平衡孔有且仅有一个处于导通状态，且仅在出气孔与单向出气阀配合过程中，气体随着泵气活塞的升降由泵气舱单向进入供油舱内。

2.根据权利要求1所述的一种圆弧式焊枪摆动器装置，其特征在于：所述中空旋转平台底部还固定安装有震动器固定架。

3.根据权利要求1或2所述的一种圆弧式焊枪摆动器装置，其特征在于：所述偏心套两侧还固定安装有关节轴承压板，所述关节轴承通过关节轴承压板限位于偏心套内。

4.根据权利要求3所述的一种圆弧式焊枪摆动器装置，其特征在于：所述固定防尘罩与弹片固定套螺栓固定连接，所述弹片固定套远离固定防尘罩一侧活动安装有焊枪夹紧套Ⅱ，所述弹片固定套与焊枪夹紧套Ⅱ之间设置有弹片，所述固定防尘罩、弹片固定套、弹片以及焊枪夹紧套Ⅱ的轴心处均开设有供焊枪穿过的通孔。

5.根据权利要求4所述的一种圆弧式焊枪摆动器装置，其特征在于：将伺服电机减速器的动力向偏心套传递的所述传动机构为减速齿轮组，所述减速齿轮组的主动齿轮固定安装在伺服电机减速器的驱动轴上，所述减速齿轮组的从动齿轮固定套设于偏心套外侧。