CN218362653U - 一种金属风轮分段熔焊焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属风轮分段熔焊焊接装置，包括凸焊机和金属风轮焊接夹持机构，金属风轮焊接夹持机构包括安装支架、旋转模块和高度调节模块；高度调节模块包括旋转安装板、转轴固定套以及高度调节装置，转轴固定套穿过旋转安装板且与旋转安装板固定连接；旋转模块包括旋转电机和旋转轴，转轴固定套上下两端分别设置滚子轴承，旋转轴位于转轴固定套内分别与两个滚子轴承连接，旋转轴顶端设置风轮夹具，旋转电机位于安装支架内，其传动轴穿过支撑板与旋转轴连接，旋转电机与转轴固定套之间的连接柱将旋转电机与转轴固定套固定连接。本实用新型实现对金属风轮的自动化分段熔焊焊接，在提高生产效率的同时提升产品质量。

Description

一种金属风轮分段熔焊焊接装置

技术领域

本实用新型属于焊接技术领域，具体涉及一种金属风轮分段熔焊焊接装置。

背景技术

离心风机的金属风轮需要进行熔焊焊接，这是一道绕不开的生产工艺，焊接质量对产品的牢固性和使用寿命都有直接的影响。目前金属风轮的焊接方法主要分为分段焊接和一次焊接。分段焊接一般采用人工操作，但其缺陷非常明显，人工操作的分段焊接一致性差且不均匀。而一次下压焊接又对设备的焊接电流提出了非常高的要求，需要昂贵的设备才能实现，生产成本较高。因此有必要提出一种新的分段熔焊焊接装置来解决上述问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种金属风轮分段熔焊焊接装置，实现对金属风轮的自动化分段熔焊焊接，在提高生产效率的同时提升产品质量。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种金属风轮分段熔焊焊接装置，包括凸焊机和金属风轮焊接夹持机构，所述金属风轮焊接夹持机构位于凸焊机的焊接电极前方，所述金属风轮焊接夹具包括安装支架及设置在安装支架上的旋转模块和高度调节模块；

所述高度调节模块包括旋转安装板、转轴固定套和高度调节装置，所述高度调节装置位于旋转安装板及安装支架的支撑板之间，所述转轴固定套穿过旋转安装板，且转轴固定套与旋转安装板固定连接；

所述旋转模块包括旋转电机和旋转轴，所述转轴固定套的上下两端分别设置滚子轴承，所述旋转轴设置于转轴固定套内，且所述旋转轴的两端分别与两个滚子轴承连接，所述旋转轴的顶端设置风轮夹具，所述旋转电机设置于安装支架内，所述旋转电机的传动轴穿过支撑板与旋转轴连接，所述旋转电机与转轴固定套之间设置连接柱，所述连接柱可滑动地穿过支撑板，将旋转电机与转轴固定套固定连接。

在本实用新型中，旋转模块整体与转轴固定套连接，由转轴固定套带动自由升降，在焊接前，将金属风轮放置在风轮夹具上，凸焊机的上焊接电极下压与金属风轮顶面接触，并继续下压，在此过程中，高度调节装置控制旋转安装板下降，直至金属风轮的底面与凸焊机的下焊接电极接触。在完成一个点位的焊接后，上焊接电极复位，高度调节装置控制旋转安装板上升复位，金属风轮离开下焊接电极，然后旋转电机驱使金属风轮转动至下一点位，上焊接电极重新下压进行焊接。

其中，高度调节装置的形式可以是多样的，只要是能实现旋转安装板升降的结构均可，比如由气缸驱动旋转安装板升降，或，由电机控制的丝杆机构驱动旋转安装板升降，或，采取由弹簧控制复位的结构来实现旋转安装板的自动复位，优选的，本实用新型采用了弹簧结构，具体地，所述高度调节装置包括可伸缩的导柱和复位弹簧，所述复位弹簧套设在导柱的外侧，以实现旋转安装板的自动复位。

优选的，金属风轮焊接夹持机构还包括平移模块，所述平移模块包括驱动装置和多组平行设置的直线导轨副，所述安装支架的底部与直线导轨副的滑块连接，所述驱动装置设置于安装支架一侧，且驱动装置与安装支架连接，驱使安装支架沿直线导轨副平移靠近或远离凸焊机。

更优选的，所述驱动装置是平移气缸或丝杆驱动装置。

优选的，所述旋转电机与转轴固定套之间设置有上连接板和下连接板，所述上连接板位于支撑板上方且与转轴固定套连接，所述下连接板处于支撑板的下方且与旋转电机连接，所述连接柱处于上连接板与下连接板之间，所述连接柱、上连接板和下连接板组成固定支架，所述上连接板和下连接板均设置有便于旋转电机的传动轴穿过的通孔；

所述旋转电机通过联轴器与旋转轴连接，所述联轴器处于所述固定支架内。

优选的，所述高度调节模块还包括接近传感器，所述接近传感器位于固定支架的一侧并朝向固定支架。

优选的，所述金属风轮分段熔焊焊接装置还包括自动取放金属风轮的机械手。机械手可以设置在金属风轮焊接夹持机构远离凸焊机的一侧，当金属风轮焊接夹持机构在驱动装置的作用下远离凸焊机到达上下料位置后，机械手将已焊接完成的金属风轮取下，将需焊接的金属风轮放入风轮夹具处。

优选的，所述风轮夹具的中间设置有与旋转轴固定连接的夹具锁紧螺钉，所述风轮夹具外侧面设有用于金属风轮定位的定位凸块。

优选的，所述转轴固定套朝向凸焊机的一侧设置有接近开关，所述接近开关朝向凸焊机。

优选的，所述安装支架包括支撑板、底板和多组支撑件，多组所述支撑件设置于支撑板和底板之间，所述支撑件是可调整高度的伸缩杆件，用于调整金属风轮焊接夹持机构的总高度，以适用多种生产场景。

有益效果：

本实用新型通过金属风轮焊接夹持机构实现自动送料及自动旋转角度以配合凸焊机熔焊焊接金属风轮，在焊接完成后金属风轮焊接夹持机构可自动复位并将已焊接好的金属风轮送出，解决了现有技术人工操作焊接金属风轮的分段焊接一致性差且不均匀的问题，同时提升产品质量和提高生产效率，而且也有利于减少购置大型设备的成本，提高企业的生产效益。

附图说明

图1所示为本实用新型的整体示意图；

图2所示为本实用新型的整体侧面方向示意图；

图3所示为本实用新型的金属风轮焊接夹持机构的立体示意图；

图4所示为本实用新型的金属风轮焊接夹持机构的正面方向示意图；

图5所示为图4的A-A方向的剖面示意图；

图6所示为本实用新型的金属风轮焊接夹持机构的俯视方向示意图；

图7所示为待焊接的金属风轮的示意图。

附图标记：1-凸焊机，2-金属风轮焊接夹持机构，3-金属风轮；

101-焊接电极，201-风轮夹具，202-转轴固定套，203-安装支架，204-旋转安装板，205-复位弹簧，206-导柱，207-旋转电机，208-联轴器，209-上连接板，210-下连接板，211-连接柱，212-直线导轨副，213-平移气缸，214-定位凸块，215-滚子轴承，216-接近传感器，217-连动板，218-旋转轴，301-焊接凸点。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。

金属风轮3的结构如图7所示，在金属风轮3的顶面和底面均有多个焊接凸点301，位于顶面的焊接凸点301由上焊接电极101进行焊接，位于底面的焊接凸点301由下焊接电极101进行焊接。

本实用新型提供了一种金属风轮分段熔焊焊接装置，包括凸焊机1和金属风轮焊接夹持机构2，凸焊机1可以是中频直流凸焊机1，如图1和2所示，金属风轮焊接夹持机构2整体处于凸焊机1的前方，且金属风轮焊接夹持机构2的风轮夹具201处于凸焊机1的上下焊接电极101之间。在本实用新型中，凸焊机1的上焊接电极101是活动电极，由气缸驱动升降，下焊接电极101为固定电极。

金属风轮焊接夹持机构2包括高度调节模块和旋转模块，如图3-6所示，具体地：

高度调节模块设置于安装支架203上，包括旋转安装板204、转轴固定套202和高度调节装置，高度调节装置设置于安装支架203的支撑板上方，且位于支撑板与旋转安装板204之间，转轴固定套202穿过旋转安装板204的中心，且转轴固定套202与旋转安装板204固定连接。在高度调节装置的作用下，转轴固定套202可以竖向升降。

其中，高度调节装置可以是气缸驱动、丝杆驱动或弹簧控制自动复位。以气缸驱动为例，气缸设置于旋转安装板204和支撑板之间，且气缸的活塞杆与旋转安装板204接触，旋转安装板204的升降由气缸控制；以丝杆驱动为例，丝杆机构的丝杆螺杆可以竖向设置在安装支架203的外侧，丝杆螺母与旋转安装板204侧面固定连接，丝杆电机驱使丝杆螺杆转动从而驱使旋转安装板204自动升降。另外，以采用弹簧控制自动复位为例，高度调节装置包括可伸缩的导柱206和复位弹簧205，复位弹簧205套设在导柱206的外侧，以实现旋转安装板204的自动复位。为了减小高度调节模块的体积及降低成本，本实用新型采用弹簧控制自动复位的方式来实现旋转安装板204的自动复位。

进一步地，安装支架203整体也可以伸缩调整高度，比如，安装支架203由支撑板、底板和多组支撑件组成，支撑件起到连接上方支撑板及下方底板的作用，其中，支撑件为可调整高度的伸缩杆体，比如通过插销固定的伸缩杆体，或通过螺杆固定的伸缩杆体，容易理解的是，通过调整支撑件的长度，从而调整安装支架203的高度，由于高度调节模块和旋转模块是设置在安装支架203上，因此，风轮夹具201的高度也随之改变，以适应不同高度的凸焊机1。

旋转模块包括固定支架、旋转电机207和旋转轴218，固定支架包括上连接板209和下连接板210，上连接板209与下连接板210之间通过多组连接柱211连接，如图3所示，多组连接柱211穿过支撑板，固定支架可以在支撑板处上下移动，上连接板209、支撑板及下连接板210的中间均设置有同轴且尺寸相同的通孔，上连接板209与转轴固定套202固定连接，且上连接板209的通孔通向转动固定套的内腔，转轴固定套202的两端均设置有滚子轴承215，比如圆锥滚子轴承215，旋转轴218设置于转轴固定套202内，且旋转轴218的两端分别与上下两个滚子轴承215连接，旋转电机207设置于下连接板210的下方，且旋转电机207位于安装支架203的内部，旋转电机207的传动轴穿过下连接板210的通孔与旋转轴218的底端连接，优选的，旋转电机207也可通过联轴器208与旋转轴218的底端连接，旋转轴218的顶端与风轮夹具201固定连接。总的来说，旋转模块与转轴固定套202连接在一起，由转轴固定套202带动进行竖向升降，安装支架203内空间允许旋转电机207升降。

由于旋转电机207是处于安装支架203的空间内，当安装支架203是可调整高度的结构时，安装支架203的调整需要考虑旋转电机207的向下运动的预留空间，避免影响风轮夹具201的下压高度。

容易理解的是，本实用新型的工作过程是：凸焊机1的上焊接电极下压到风轮夹具201上的金属风轮3表面并继续下压，此时复位弹簧205被压缩，直至金属风轮3的上下表面分别贴合在凸焊机1的上下焊接电极表面，凸焊机1对金属风轮3进行熔焊，在焊接完一个点位后，上焊接电极复位，复位弹簧205带动金属风轮3上升离开下焊接电极的表面，然后旋转模块带动金属风轮3转动到下一角度位置开始第二点位。重复上述步骤，实现对金属风轮3所有点位的自动焊接。

其中，金属风轮3焊接分段数通过金属风轮焊接夹持机构2的旋转电机207伺服控制，可以满足不同直径以及不同焊接分段数的生产要求。

金属风轮焊接夹持机构2还包括平移模块，平移模块包括直线导轨副212和驱动装置，直线导轨副212设置于安装支架203的底部下方，且安装支架203与直线导轨副212的滑块连接，驱动装置设置于安装支架203的一侧，且驱动装置通过连动板217与安装支架203固定连接，如图5所示，直线导轨副212朝向凸焊机1，在驱动装置的作用下，金属风轮焊接夹持机构2靠近或远离凸焊机1。

在本实用新型中，驱动装置可以是平移气缸213或丝杆驱动装置，当驱动装置是平移气缸213时，平移气缸213的活塞杆与连动板217固定连接，活塞杆的伸出或缩回带动金属风轮焊接夹持机构2远离或靠近凸焊机1；当驱动装置是丝杆驱动装置时，丝杆螺杆由丝杆电机驱动，连动板217相当于是丝杆螺母，丝杆螺杆穿过连动板217且与连动板217螺纹连接，丝杆螺杆的轴向转动转化为金属风轮焊接夹持机构2的线性运动。本实用新型采用平移气缸213。

更优选地，转轴固定套202朝向凸焊机1的一侧设置有接近开关，附图未显示，在驱动装置的驱动下，当金属风轮焊接夹持机构2与凸焊机1非常接近时，接近开关检测到金属风轮焊接夹持机构2此时已运动靠近凸焊机1的极限位置，发出信号，驱动装置停止，金属风轮焊接夹持机构2的位置锁定。

在本实用新型中，高度调节模块还包括接近传感器216，接近传感器216位于固定支架的一侧并朝向固定支架，用于防止风轮夹具201过渡下压。当复位弹簧205被过度下压时，接近传感器216检测到固定支架的上连接板209，发出信号。

在本实用新型中，风轮夹具201与金属风轮3的内腔适配，且风轮夹具201的外侧面设置有用于定位的定位凸块214，如图3和6所示，风轮夹具201整体为圆柱形，在风轮夹具201的中间设置有与旋转轴218固定连接的夹具锁紧螺钉，两个定位凸块214对称地设置在风轮夹具201外侧面，当金属风轮3套放在风轮夹具201外，金属风轮3的位置由两个定位凸块214锁定，在风轮夹具201转动的过程中，金属风轮3始终跟随风轮夹具201同步转动。

在本实用新型中，为了进一步提高自动化作业的程度，金属风轮分段熔焊焊接装置还可以包括自动取放金属风轮3的机械手，附图未显示，配合金属风轮焊接夹持机构2及平移模块来实现金属风轮3的自动上下料。

需要说明的是，本实用新型的各机构及电子元器件均由中控系统控制，比如凸焊机1、旋转电机207、驱动装置、接近开关、接近传感器216和机械手均是由中控系统同一控制，本实用新型的凸焊机1、旋转电机207、驱动装置、接近开关、接近传感器216和机械手均是现有常规的设备或电子元器件，中控系统是现有常规的控制系统。

以上对本实用新型所提供的实施例进行了详细阐述。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的原理的前提下，还可以本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种金属风轮分段熔焊焊接装置，其特征在于，包括凸焊机(1)和金属风轮焊接夹持机构(2)，所述金属风轮焊接夹持机构(2)位于凸焊机(1)的焊接电极(101)前方，所述金属风轮焊接夹持机构(2)包括安装支架(203)及设置在安装支架(203)上的旋转模块和高度调节模块；

所述高度调节模块包括旋转安装板(204)、转轴固定套(202)以及设置在旋转安装板(204)和安装支架(203)之间的高度调节装置，所述转轴固定套(202)穿过旋转安装板(204)，且转轴固定套(202)与旋转安装板(204)固定连接；

所述旋转模块包括旋转电机(207)和旋转轴(218)，所述转轴固定套(202)的上下两端分别设置滚子轴承(215)，所述旋转轴(218)设置于转轴固定套(202)内，且所述旋转轴(218)的两端分别与两个滚子轴承(215)连接，所述旋转轴(218)的顶端设置风轮夹具(201)，所述旋转电机(207)设置于安装支架(203)内，所述旋转电机(207)的传动轴穿过支撑板与旋转轴(218)连接，所述旋转电机(207)与转轴固定套(202)之间设置连接柱(211)，所述连接柱(211)可滑动地穿过支撑板，将旋转电机(207)与转轴固定套(202)固定连接。

2.根据权利要求1所述的金属风轮分段熔焊焊接装置，其特征在于，所述金属风轮焊接夹持机构(2)还包括平移模块，所述平移模块包括驱动装置和多组平行设置的直线导轨副(212)，所述直线导轨副(212)朝向凸焊机(1)，所述安装支架(203)的底部与直线导轨副(212)的滑块连接，所述驱动装置设置于安装支架(203)一侧，且驱动装置与安装支架(203)连接，驱使安装支架(203)沿直线导轨副(212)平移靠近或远离凸焊机(1)。

3.根据权利要求2所述的金属风轮分段熔焊焊接装置，其特征在于，所述驱动装置是平移气缸(213)或丝杆驱动装置。

4.根据权利要求1所述的金属风轮分段熔焊焊接装置，其特征在于，所述高度调节装置包括可伸缩的导柱(206)和复位弹簧(205)，所述复位弹簧(205)套设在导柱(206)的外侧，以实现旋转安装板的自动复位。

5.根据权利要求1所述的金属风轮分段熔焊焊接装置，其特征在于，所述旋转电机(207)与转轴固定套(202)之间设置有上连接板(209)和下连接板(210)，所述上连接板(209)位于支撑板上方且与转轴固定套(202)连接，所述下连接板(210)处于支撑板的下方且与旋转电机(207)连接，所述连接柱(211)处于上连接板(209)与下连接板(210)之间，所述连接柱(211)、上连接板(209)和下连接板(210)组成固定支架，所述上连接板(209)和下连接板(210)均设置有便于旋转电机(207)的传动轴穿过的通孔；

所述旋转电机(207)通过联轴器(208)与旋转轴(218)连接，所述联轴器(208)处于所述固定支架内。

6.根据权利要求5所述的金属风轮分段熔焊焊接装置，其特征在于，所述高度调节模块还包括接近传感器(216)，所述接近传感器(216)位于固定支架的一侧并朝向固定支架。

7.根据权利要求1所述的金属风轮分段熔焊焊接装置，其特征在于，还包括自动取放金属风轮(3)的机械手，所述机械手位于金属风轮焊接夹持机构(2)的外侧。

8.根据权利要求1所述的金属风轮分段熔焊焊接装置，其特征在于，所述风轮夹具(201)与旋转轴(218)可拆卸地连接，所述风轮夹具(201)外侧面设有用于金属风轮(3)定位的定位凸块(214)。

9.根据权利要求1所述的金属风轮分段熔焊焊接装置，其特征在于，所述转轴固定套(202)朝向凸焊机(1)的一侧设置有接近开关，所述接近开关朝向凸焊机(1)。

10.根据权利要求1所述的金属风轮分段熔焊焊接装置，其特征在于，所述安装支架(203)包括支撑板、底板和多组支撑件，多组所述支撑件设置于支撑板和底板之间，所述支撑件是可调整高度的伸缩杆件。

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