CN202240090U - 焊枪调节装置和自动焊机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种焊枪调节装置以及具有该焊枪调节装置的自动焊机。该焊枪调节装置包括焊接机头(2)和该焊接机头(2)上安装的焊枪(1)，所述焊接机头(2)能够驱使所述焊枪(1)实现在三维方向上的位置调节。采用本实用新型的焊枪调节装置，焊枪(1)能够实现在三维方向上的位置调节；并且焊接角度调节机构可调节焊枪(1)的焊接角度；焊接跟踪装置可使焊枪(1)跟随滚动压轮(4)做出相应的位置调整，实现焊枪(1)的精准定位。本实用新型的自动焊机通过焊接控制系统可分别控制各个驱动装置，实现自动焊接。

Description

焊枪调节装置和自动焊机

技术领域

本实用新型属于管件焊接设备领域，具体地，涉及一种焊枪调节装置以及具有所述焊枪调节装置的自动焊机。

背景技术

桁架结构常见于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。其中，有些桁架臂是由圆管状的弦杆在两端与耳铰或支座组合焊接而形成，所述组合焊接的焊缝为圆周焊缝。由于桁架结构的受力特性，桁架臂上焊接后形成的焊缝在连接强度等方面要求较高，因而圆周焊缝要求结实并具有一定的截面尺寸，而且考虑到圆管的壁厚和圆整度，所形成的圆周焊缝应具有较大的宽度和厚度。因而在进行诸如上述圆管件的焊接时，在圆管的壁厚方向上需要分多层焊接，在每层的圆管轴线方向又进行多道焊接，从而形成多层多道的圆周焊缝。

在进行上述多层多道的圆周焊缝焊接时，若采用管件旋转而焊枪相对不动的焊接方式，则在每层每道焊接中焊枪的焊接位置甚至焊接角度都需要相应地调整，因而焊枪在三维方向上的焊接位置需要能够连续地进行微调。常见的焊机中，通常只由摆动器带动焊枪进行直线或弧线摆动，或者如中国专利申请公告号为CN2495404Y的专利中所公开的，在焊接机头内设置十字滑板以调节焊枪的上、下位置和左、右位置。在此类焊机的诸如摆动器或十字滑板等焊接位置调节机构中，难以在三维方向上进行连续精准地焊接位置调节，并且有的焊接位置调节机构是通过调节焊接机头的位置以间接地调节焊枪的位置，但这容易影响焊接位置调节的精度且难以进行焊接位置的微调控制，此外，很多焊接位置调节机构的自动化程度也低，多为手工调节。因而，在进行所述的多层多道的圆周焊缝焊接时，有必要设计一种简单、实用、不需要复杂控制程序即能实现三维方向上焊接位置调节的焊枪调节装置，适于所述多层多道的圆周焊缝的焊接。

实用新型内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种焊枪调节装置，以及一种自动焊机，能够有效地实现焊枪在三维方向上的焊接位置调节和焊接角度调节。

根据本实用新型的一个方面，提出了一种焊枪调节装置，该焊枪调节装置包括焊接机头和该焊接机头上安装的焊枪，所述焊接机头能够驱使所述焊枪实现在三维方向上的焊接位置调节和焊接角度调节。

优选地，所述焊接机头包括分别布置在三维方向上并滑动配合的第一滑座和第一滑块、第二滑座和第二滑块以及第三滑座和第三滑块，所述焊枪固定连接于所述第一滑块，所述第一滑座和第二滑座分别与所述第二滑块和第三滑块固定连接或一体形成。

优选地，所述第一滑座、第二滑座和第三滑座内分别安装有第一丝杆、第二丝杆和第三丝杆，所述第一丝杆、第二丝杆和第三丝杆分别驱动所述第一滑块、第二滑块和第三滑块。

优选地，所述第一丝杆、第二丝杆和第三丝杆上分别连接安装有第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构。

优选地，所述第一驱动机构为手动驱动机构，该手动驱动机构包括连接于所述第一丝杆的一端的手动摇柄。

优选地，所述第二驱动机构和第三驱动机构为电机驱动机构、液压驱动机构、气动驱动机构或手动驱动机构。

优选地，所述焊接机头还包括旋转轴和驱动该旋转轴转动的第五驱动机构，所述旋转轴的一端可拆卸地安装有所述焊枪，另一端连接所述第一滑块。

优选地，该焊枪调节装置还包括立柱和第四滑块，所述立柱上设有升降导轨和第四丝杆，该第四丝杆驱动所述第四滑块在所述升降导轨上滑动，并且所述第四滑块与所述第三滑座固定连接。

优选地，所述第四丝杆连接有第四驱动装置。

优选地，该焊枪调节装置还包括焊枪跟踪机构，该焊枪跟踪机构包括压杆和滚动压轮，所述滚动压轮可旋转地固定安装于所述压杆的一端，所述压杆的另一端与所述第三滑座固定连接。

优选地，所述焊枪跟踪机构还包括张紧机构，该张紧机构两端分别连接于所述第四滑块和所述压杆。

优选地，所述压杆上安装有所述滚动压轮的一端斜向下弯曲。

优选地，该焊枪调节装置还包括连接板，所述压杆和第三滑座固定连接于所述连接板并通过所述连接板铰接于所述第四滑块。

优选地，所述连接板铰接于所述第四滑块的上部，所述张紧机构铰接于所述第四滑块的下部。

根据本实用新型的另一个方面，还提出了一种自动焊机，该自动焊机包括焊接控制系统和本实用新型上述的焊枪调节装置，所述焊接控制系统连接并自动控制所述焊枪调节装置的焊接机头，以自动调节焊枪在三维方向上的焊接位置和焊接角度。

通过本实用新型的焊枪调节装置，焊接机头内集成配置了三维方向上的焊接位置调节机构以及焊接角度调节机构，使得在焊接过程中，焊接机头能带动焊枪实现在三维方向上的焊接位置调节和焊接角度调节，并且焊枪调节装置的结构简单、实用，而且成本低，尤其适合于大型圆管工件的多层多道的圆周焊缝焊接。

附图说明

图1为根据本实用新型一种实施方式的焊枪调节装置和自动焊机的主视图；

图2为根据本实用新型一种实施方式的焊枪调节装置和自动焊机的前视立体图；

图3为图2中焊枪调节装置和自动焊机的后视立体图。

附图标记说明

1焊枪            2焊接机头        3压杆

4滚动压轮        5张紧机构        6连接板

211第一滑座      212第一滑块      213第一丝杆

214第一驱动机构  221第二滑座      222第二滑块

224第二驱动机构  231第三滑座      232第三滑块

234第三驱动机构  24立柱           241升降导轨

242第四滑块      244第四驱动装置  25旋转轴

254第五驱动机构  7圆管工件        8件回转驱动装置

9固定支撑板      OO’轴线

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“上部”、“向下”、“下部”和“竖直方向”等通常都是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。文中的术语“焊接位置”即焊枪枪头在焊接时所述的位置，“焊接角度”即焊枪在焊接点的中心位置上偏离竖直方向(或水平方向)的倾斜角度，也就是在摆动焊接时焊枪的摆动中心线与竖直方向(或水平方向)之间的倾角。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一种焊枪调节装置，该焊枪调节装置包括焊枪1和焊接机头2，焊枪1安装在焊接机头2上，所述焊接机头2能够驱使所述焊枪1实现在三维方向上的焊接位置调节和焊接角度调节。因而，不同于常见的摆动器上安装的焊枪或者其它的焊枪调节装置，只能带动焊枪做摆动或上下左右移动等二维平面的移动，或者通过驱动焊接机头2，使焊接机头2带动焊枪1移动，从而间接地调节焊枪1的焊接位置，本实用新型的所述焊接机头2能直接地驱动焊枪1，使所述焊枪1实现在三维方向上的焊接位置调节和焊接角度调节。

为使所述焊枪调节装置具有三维方向上的焊接位置调节功能，如图1至图3所示，所述焊接机头2在三维方向上均设有焊接位置调节机构，即图中的滑块滑座装置。所述焊接机头2包括分别布置在三维方向上并形成滑动配合的第一滑座211和第一滑块212、第二滑座221和第二滑块222以及第三滑座231和第三滑块232。其中，所述焊枪1固定连接于所述第一滑块212，所述第一滑座211和第二滑座221分别与所述第二滑块222和第三滑块232固定连接或一体形成。也就是说，焊接机头2上具有三组滑块滑座装置，所述三组滑块滑座装置中，不同组的滑块和滑座可分别固定连接并形成开环式的连接结构(相对于不同组的滑块和滑座全部分别固定连接所形成的闭环式连接结构)。可见，由于本实用新型的所述焊接机头2包括三维方向上的焊接位置调节机构，即本实施方式中的滑块滑座装置，从而具有三维方向的焊接位置调节功能。因而在对圆管工件进行焊接时，所述焊接机头2能够方便的驱使焊枪1调节焊接位置，以完成多层多道的焊缝焊接。而且，相较于结构和控制非常复杂的机器人焊接装置，本实用新型的结构简单、实用，制造成本低，易于自动控制。并且焊接机头2内集中配置了三维方向上的焊接位置调节机构，集成度好，而且各个焊接位置调节机构的运动行程相不干涉，协调联动性好，焊接机头2直接驱使焊枪以实现三维方向上的焊接位置调节的方式，也优于通过驱动焊接机头以间接地调节焊枪的焊接位置的方式。

如图1至图3所示，在本实施方式中，所述焊枪1跟随第一滑块212可在第一滑座211上沿圆管工件7的水平径向方向移动，而第一滑座211与第二滑块222固定连接，因而通过第二滑块222的滑动，焊枪1可被驱动沿圆管工件7的竖直径向方向上移动，由于第二滑座221与第三滑块232固定连接，同样地，第三滑块232的滑动导致所述焊枪1可沿圆管工件7的轴线OO’方向上移动。从而通过调节独立运动并互不干涉的所述第一滑块212、第二滑块222和第三滑块232，可有效地实现焊枪1在三维方向上的焊接位置调节。

在本实施方式中，以形成桁架臂的组合焊接为例，所述圆管工件7为尺寸和所占空间均较大的经过所述组合焊接的桁架臂，通过焊接使弦杆与耳铰或支座更牢靠地接合而形成最终形态的桁架臂。相应地，所述焊枪调节装置的尺寸与重量也较大。因而，优选地，使用行程可控、具有强锁紧力的丝杆作为直接驱动所述第一滑块212、第二滑块222和第三滑块232滑移的驱动件。因而，所述第一滑座211、第二滑座221和第三滑座231内分别安装有第一丝杆213、第二丝杆(未显示)和第三丝杆(未显示)，所述第一丝杆213、第二丝杆和第三丝杆分别驱动所述第一滑块212、第二滑块222和第三滑块232。相应地，所述第一丝杆213、第二丝杆和第三丝杆上优选地分别连接安装有第一驱动机构214、第二驱动机构224和第三驱动机构234。其中所述的驱动机构可以是任何结构或形式的驱动机构，如电机等。

优选地，在本实施方式中所述第一驱动机构214为手动驱动机构，该手动驱动机构包括连接于所述第一丝杆213的一端的手动摇柄，通过该手动摇柄可将焊枪1移动到圆管工件7轴线OO’的正上方。相应地，其余的所述第二驱动机构224和第三驱动机构234可以是电机驱动机构、液压驱动机构、气动驱动机构或手动驱动机构。

在圆管工件7的焊接时，在焊缝的截面宽度较大情况下进行多层多道焊接时，焊枪在各层或各道之间的焊接角度可能大不相同，因此在焊接过程中有可能需要相应地调节焊枪1的焊接角度。因此，本实用新型的焊枪调节装置中的所述焊接机头2还包括焊接角度调节机构，该焊接角度调节机构包括旋转轴25和驱动该旋转轴25转动的第五驱动机构254，所述旋转轴25的一端可拆卸地安装有所述焊枪1，另一端连接所述第一滑块212。具体地，如图1至图3所示，所述第五驱动机构254固定安装在第一滑块212上，旋转轴25呈“Z”型，焊枪1可拆卸地安装于所述“Z”型的一端，该“Z”型的另一端连接所述第五驱动机构254并由该第五驱动机构254驱动旋转，从而带动焊枪1产生偏转，可有效地调节焊枪1的焊接角度。并且在焊接时，所述焊接角度调节机构可作为摆动器带动焊枪进行摆动焊接，即所述焊枪以该焊枪处于所述焊接角度的位置状态为中心线进行左右摆动焊接。

此外，由于焊接机头2中的滑块行程均有限，或者说焊接机头2内的焊接位置调节机构主要用于焊枪1的位置微调，因而还需要有能够大幅度的移动焊接机头2的装置。因此，本实用新型还设置了可较大行程地调节焊接机头2的高度位置的焊接机头高度调节机构。如图1和图3所示，本实施方式中的焊枪调节装置还优选地包括立柱24和第四滑块242，所述立柱24上设有升降导轨241和第四丝杆(未显示)，该第四丝杆驱动所述第四滑块242在所述升降导轨241上滑动，并且所述第四滑块242与所述第三滑座231固定连接。从而，所述第四滑块242通过第三滑座231可带动焊接机头2在升降导轨241上进行升降滑动。当具体运用于焊接过程时，在将圆形管件7安装到位之前，先调节第四滑块242使得焊接机头2处于较高的高度位置，腾出空间便于圆形管件7安装定位于所述焊接机头2下方。当圆形管件7安装定位后，再调节第四滑块242使得焊接机头2接近圆形管件7，使焊枪1接近或位于焊接时的焊枪初始位置。同样的，所述第四丝杆连接有第四驱动装置244，如图1至图3所示，第四驱动装置244优选为大功率的电机驱动机构。

另外，本实用新型的焊枪调节装置还优选地包括焊枪跟踪机构，如图2或图3所示，该焊枪跟踪机构包括压杆3和滚动压轮4，所述滚动压轮4可旋转地固定安装于所述压杆3的一端，所述压杆3的另一端与焊接机头2固定连接，具体地，如图1所示，该压杆3的另一端与所述第三滑座231固定连接。这样，所述焊枪跟踪机构与焊接机头2固定连接并进而与第四滑块242固定连接，而焊枪1与滚动压轮4的位置相对固定。优选地，所述压杆3上安装有所述滚动压轮4的一端斜向下弯曲。这样，当焊接机头2带动焊枪1向下移动时，滚动压轮4可方便地接触并紧压在圆管工件7上，此时通过焊接机头2再将焊枪1微调至初始焊接位置。在焊接过程中，保持滚动压轮4紧压在圆管工件7上，若圆管工件7上具有凸凹不平处，则焊枪1能跟随滚动压轮4做出相应的位置调整，实现焊枪1的精准定位。采用滚动压轮4与圆管工件7接触，能减少摩擦，保护圆管工件7表面，使圆管工件7顺利滚动，以便进行圆周焊接。

其中，如图1所示，所述焊枪跟踪机构优选地还包括张紧机构5，该张紧机构5两端分别连接于所述第四滑块242和所述压杆3。张紧机构5可对压杆3施加张紧力，使得滚动压轮4受力而紧压于圆管工件7上。张紧机构5同样可以是各种驱动装置，比如气动驱动装置、螺杆驱动装置或液压驱动装置等。

如图3所示，优选地，本实施方式中的焊枪调节装置还可包括连接板6，所述压杆3和第三滑座231固定连接于所述连接板6并通过该连接板6铰接于所述第四滑块242。具体地，如图3所示，所述第四滑块242水平延伸出固定支撑板9，因而所述连接板6铰接于所述第四滑块242上水平伸出的固定支撑板9上，该固定支撑板9与第四滑块242固定连接。优选地，所述固定支撑板9与第四滑块242可以是一体成型结构。从而整个焊接机头2和焊枪跟踪机构通过连接板6铰接于所述第四滑块242，并能跟随所述第四滑块242进行升降滑动。而当张紧机构5对压杆3施加张紧力时，焊接机头2也跟随压杆3围绕所述连接板6的铰接点向下偏移。相对于焊接机头2与第四滑块242的固定连接方式，采取铰接方式更方便滚动压轮4压紧圆管工件7并有利于焊枪1的位置调整。其中，张紧机构5不仅用于支撑焊枪跟踪机构，还用于支撑焊接机头2。因此，优选地，所述连接板6铰接于所述第四滑块242的上部，所述张紧机构5铰接于所述第四滑块242的下部。同样地，所述铰接点也是设置于所述第四滑块242上水平伸出的固定支撑板9上。

本实用新型还相应地提供了一种自动焊机，该自动焊机包括焊接控制系统(未显示)和本实用新型上述的焊枪调节装置，所述焊接控制系统连接并自动控制所述焊枪调节装置的焊接机头2，以自动调节焊枪1在三维方向上的焊接位置和焊接角度。具体地，所述焊接控制系统能够分别连接并控制所述焊枪调节装置的第四驱动装置244和第五驱动装置254，以及所述第一驱动装置214、第二驱动装置224和第三驱动装置234中的至少一个。这样，通过操纵所述焊接控制系统或人工的辅助，可控制全部的所述驱动装置，从而在焊接过程中能自动调节焊枪1的焊接位置和焊接角度，从而能完成对圆管工件7的自动焊接。其中，所述焊接控制系统还可包括设置于所述焊枪1上的位移传感器和温度传感器等，以监测焊枪的位置以及焊接温度等。

通过本实用新型的焊枪调节装置，焊接机头内集成配置了三维方向上的焊接位置调节机构和焊接角度调节机构，使得在焊接过程中，焊接机头能驱动焊枪实现在三维方向上的焊接位置调节和焊接角度调节，并且焊枪调节装置的结构简单、实用、集成度好，而且成本低，适合于大型圆管工件的多层多道的圆周焊缝焊接。其中，通过各个驱动装置能够分别驱动相应的丝杆，从而带动相应的滑块与滑座的滑移运动，使得焊枪能够实现在三维方向上的焊接位置调节。而且，焊接跟踪装置中滚动压轮可压制圆管工件不产生跳动，并且焊枪能跟随滚动压轮做出相应的位置调整，实现焊枪的精准定位。

上文通过具体的实施方式对本实用新型的圆周焊缝的焊枪调节装置、焊接位置调节机构、焊接角度调节机构、焊枪跟踪机构、焊接机头高度调节机构和自动焊机等进行了详细的说明，但是其仅仅是说明性的，而非限制性的，在本实用新型所公开的范围之内，本领域普通技术人员容易想到其他多种变形或替代方式。

需要说明的是，以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型或替换，这些简单变型或替换均属于本实用新型的保护范围。

Claims (15)

1.一种焊枪调节装置，该焊枪调节装置包括焊接机头(2)和该焊接机头(2)上安装的焊枪(1)，其特征在于，所述焊接机头(2)能够驱使所述焊枪(1)实现在三维方向上的焊接位置调节和焊接角度调节。

2.根据权利要求1所述的焊枪调节装置，其特征在于，所述焊接机头(2)包括分别布置在三维方向上并滑动配合的第一滑座(211)和第一滑块(212)、第二滑座(221)和第二滑块(222)以及第三滑座(231)和第三滑块(232)，所述焊枪(1)固定连接于所述第一滑块(212)，所述第一滑座(211)和第二滑座(221)分别与所述第二滑块(222)和第三滑块(232)固定连接或一体形成。

3.根据权利要求2所述的焊枪调节装置，其特征在于，所述第一滑座(211)、第二滑座(221)和第三滑座(231)内分别安装有第一丝杆(213)、第二丝杆和第三丝杆，所述第一丝杆(213)、第二丝杆和第三丝杆分别驱动所述第一滑块(212)、第二滑块(222)和第三滑块(232)。

4.根据权利要求3所述的焊枪调节装置，其特征在于，所述第一丝杆(213)、第二丝杆和第三丝杆上分别连接安装有第一驱动机构(214)、第二驱动机构(224)和第三驱动机构(234)。

5.根据权利要求4所述的焊枪调节装置，其特征在于，所述第一驱动机构(214)为手动驱动机构，该手动驱动机构包括连接于所述第一丝杆(213)的一端的手动摇柄。

6.根据权利要求4所述的焊枪调节装置，其特征在于，所述第二驱动机构(224)和第三驱动机构(234)为电机驱动机构、液压驱动机构、气动驱动机构或手动驱动机构。

7.根据权利要求2所述的焊枪调节装置，其特征在于，所述焊接机头(2)还包括旋转轴(25)和驱动该旋转轴(25)转动的第五驱动机构(254)，所述旋转轴(25)的一端可拆卸地安装有所述焊枪(1)，另一端连接所述第一滑块(212)。

8.根据权利要求2所述的焊枪调节装置，其特征在于，该焊枪调节装置还包括立柱(24)和第四滑块(242)，所述立柱(24)上设有升降导轨(241)和第四丝杆，该第四丝杆驱动所述第四滑块(242)在所述升降导轨(241)上滑动，并且所述第四滑块(242)与所述第三滑座(231)固定连接。

9.根据权利要求8所述的焊枪调节装置，其特征在于，所述第四丝杆连接有第四驱动装置(244)。

10.根据权利要求8所述的焊枪调节装置，其特征在于，该焊枪调节装置还包括焊枪跟踪机构，该焊枪跟踪机构包括压杆(3)和滚动压轮(4)，所述滚动压轮(4)可旋转地固定安装于所述压杆(3)的一端，所述压杆(3)的另一端与所述第三滑座(231)固定连接。

11.根据权利要求10所述的焊枪调节装置，其特征在于，所述焊枪跟踪机构还包括张紧机构(5)，该张紧机构(5)两端分别连接于所述第四滑块(242)和所述压杆(3)。

12.根据权利要求10所述的焊枪调节装置，其特征在于，所述压杆(3)上安装有所述滚动压轮(4)的一端斜向下弯曲。

13.根据权利要求8所述的焊枪调节装置，其特征在于，该焊枪调节装置还包括连接板(6)，所述压杆(3)和第三滑座(231)固定连接于所述连接板(6)并通过所述连接板(6)铰接于所述第四滑块(242)。

14.根据权利要求13所述的焊枪调节装置，其特征在于，所述连接板(6)铰接于所述第四滑块(242)的上部，所述张紧机构(5)铰接于所述第四滑块(242)的下部。

15.一种自动焊机，其特征在于，该自动焊机包括焊接控制系统和根据权利要求1-14中任意一项所述的焊枪调节装置，所述焊接控制系统连接并自动控制所述焊枪调节装置的焊接机头(2)，以自动调节焊枪(1)在三维方向上的焊接位置和焊接角度。

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