CN2499166Y - 机械式曲面焊缝跟踪装置 - Google Patents

Abstract

一种机械式曲面焊缝跟踪装置,包括:基座、定位杆、驱动机构、跟踪机构和焊枪,跟踪机构包括变速器、被动齿轮、顶杆等,焊枪连接于该顶杆下端,其特点是:顶杆上方还设有一凸轮,它轴接于所述变速器的输出轴上,凸轮下端抵靠顶杆上顶,顶杆下端联接一弹性元件,弹性元件的上端抵接顶杆,下端抵接基座。当焊枪围绕被焊工件作圆周移动时,始终与被焊工件保持设定距离,顶杆上方的凸轮起到了焊枪在焊接曲面工件时跟踪焊缝的微调作用,跟踪效果更精确。数个并列的凸轮设计,可连续对分别位于曲面上不同位置的多个焊缝进行自动跟踪焊接。本实用新型利用普通机械实现三维自动控制,达到成本低,生产效率高的目的。

Description

机械式曲面焊缝跟踪装置

技术领域

本实用新型涉及一种机械焊接设备，具体属于一种可对容器简体曲面上的圆弧形接头焊缝进行自动跟踪，使焊枪随由曲率变化而变化的焊缝轨迹移动，而可确保焊接质量的焊接机械结构。

背景技术

目前，对圆形容器曲面进行焊接，通常是采用手工电弧焊的方法，这种方式只适用于焊接数量较少的情况。当对同规格、同类型的容器曲面批量焊接时，采用自动控制焊接的优越性尤为突出。但使用微机自控焊接装置如机械手操作(电子系统)，不仅一次性投资较大，因结构复杂，维修较专业，不易掌握。已公开有使用机械结构对曲面上的焊缝进行自动跟踪焊接的装置，但都是从不同角度出发，解决某个环节的问题，尚不够完善，尤其是存在只能对曲面的对称面进行焊接的弊端。这样，对那些需在曲面上进行多处焊接的操作就很不方便。

本实用新型的目的是提供一种利用机械装置可连续对曲面上的多个焊缝进行自动跟踪焊接的装置，达到结构简单，成本低，跟踪效果好的目的。

发明内容

为实现上述目的，本实用新型提供一种机械式曲面焊缝跟踪装置，包括：基座及定位杆，设于其上的驱动机构、跟踪机构和焊枪，所述跟踪机构包括变速器、被动齿轮、顶杆等，焊枪连接于该顶杆下端，其特点是：所述顶杆上方还设有一凸轮，它轴接于所述变速器的输出轴上，凸轮下端抵靠顶杆上顶，顶杆下端联接一弹性元件，该弹性元件的上端抵接顶杆，下端抵接基座。

上述的机械式曲面焊缝跟踪装置中，所述顶杆的顶端还设有一滚动结构。

本实用新型利用固定于基座上的驱动机构和跟踪机构，使焊枪在围绕被焊工件作圆周移动时，始终与被焊工件保持设定距离。尤其是顶杆上方的凸轮设计起到了焊枪在焊接曲面工件时跟踪焊缝的微调作用，跟踪效果更精确。尤其是数个并列的凸轮设计，可连续对分别位于曲面上不同位置的多个焊缝进行自动跟踪焊接。本实用新型利用普通机械实现三维自动控制，达到成本低，生产效率高的目的。

附图说明

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型一较佳实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的另一较佳实施例的局部放大结构示意图；

图3-1、3-2为凸轮半径与被加工件相对位置关系的示意图。

具体实施方式

参见图1，一种机械式曲面焊缝跟踪装置，包括：基座5、一穿置于基座的中心部位的定位杆3，以及设于基座和定位杆上的驱动机构、跟踪机构和焊枪16，驱动机构包括马达6、减速器7、驱动齿轮8、定齿轮9等，跟踪机构包括变速器10、被动齿轮11、顶杆14等，焊枪连接于该顶杆下端。实施例1具体结构如图1所示：一马达6固定于基座5上，一减速器7固接于马达上，一驱动齿轮8通过其输出轴与该减速器7连接；定位杆3下部通过一轴承4与基座可转动地连接；定位杆的上部轴接一定齿轮9，定齿轮一侧与驱动齿轮8啮合，另一侧与一被动齿轮11啮合；该被动齿轮是轴接于一变速器10上，该变速器固定于基座5的另一侧。变速器10的输出轴上轴接一凸轮12，凸轮可以是一个(如图1所示)，也可以是一个以上(如图2所示)。附图中，1和2分别为欲焊接的工件。

基座5一侧向下延伸形成一侧脚51。一直线轴承13固定于基座的变速器一侧，其中间纵向穿设一顶杆14，它与基座侧脚51平行。顶杆上端抵顶凸轮12，顶杆下端套设一弹性元件15(本实施例中为一弹簧结构)并穿过基座侧脚51，使弹性元件15的上端抵接于顶杆的下端面，下端抵顶基座侧脚的上端面。顶杆下部上横设有一焊枪16，焊枪的内端向斜下方延伸至近焊缝的上方。

顶杆14的顶端设有一滚动结构141(参见图2)，滚动结构可以是一轴承，也可为一滚珠，以使顶杆上端与凸轮滚动接触，转动更灵活。

图2为本实用新型的另一较佳实施例2的局部放大示意图，其中，凸轮为一个以上。数个凸轮12顺序同轴设置，直线轴承13与基座5之间设有一横锁131，该横锁是可横向移动地穿置于基座中，并且横锁上开设若干与凸轮12对应匹配的锁口；于基座5中间开设长槽，其内放置弹簧52和钢珠53，该钢珠与横锁131上的锁口匹配。同时，参见图1，当对应所需焊接的工件需要改变凸轮12的大小时，只需下压弹簧15使顶杆14的顶端脱离凸轮12，然后，推或拉动横锁131，使顶杆置于所需凸轮的下方，并使钢珠53定位于对应的锁口中。

这样，当欲焊接的工件是一个以上，即需要在工件1上焊接数个圆柱形接头工件2时，由于数个不同半径的凸轮同轴顺序排列，在本机械式曲面焊缝跟踪装置进行焊接工作时，只须对顺序排列的凸轮12进行依序选择，移动调整即可，而不必卸下凸轮进行更换。从而可达到跟踪效果明显，使用方便，连续作业，大大提高生产效率。

图3-1为当将工件2焊接于工件1上，焊缝轨迹与凸轮半径形状的示意图，两工件的相交线轨迹即为焊缝A。图3-2为焊枪16围绕工件2旋转一周，凸轮转动一圈的轨迹形状，

凸轮半径t与被加工件1、2相对位置的计算公式为：t＝B+ΔHΔH＝|H-h| $H=\sqrt{R^2-{(A-r)}^2}$ $h=\sqrt{R^2-{(A-\mathrm{rCos\α})}^2}$ $\mathrm{\ΔH}=|\sqrt{R^2-{(A-r)}^2}-\sqrt{R^2-{(A-\mathrm{rCos\α})}^2}|$ 公式中：

R为工件1的半径；

r为工件2的半径；

A为工件2的垂直中心轴至工件1的垂直中心轴的距离；

α为焊枪转动的角度，也即凸轮12转动的角度；

t为凸轮在角度α时的半径，B为凸轮的基圆半径，它可为任意正常数如：10、20、30等；

ΔH为当焊枪16转过一定角度时垂直移动的距离；

H为焊枪在起点位置时与工件1的水平中心轴的距离；

h为当焊枪转过一定角度时，焊枪与工件1的水平中心轴的距离。

根据上述公式，通过欲焊接工件1和工件2的半径以及它们之间的相对位置便可计算出凸轮的半径t。

Claims (9)

1.一种机械式曲面焊缝跟踪装置，包括：基座(5)及定位杆(3)，设于其上的驱动机构、跟踪机构和焊枪(16)，跟踪机构包括变速器(10)、被动齿轮(11)、顶杆(14)等，焊枪连接于该顶杆下端，其特征在于：所述顶杆上方还设有一凸轮(12)，它轴接于所述变速器的输出轴上，下端抵靠顶杆的上端面，顶杆的下端联接一弹性元件(15)，该弹性元件的上端抵接顶杆，下端抵接基座。

2.根据权利要求1所述的机械式曲面焊缝跟踪装置，其特征在于：所述凸轮(12)为一个以上，它们同轴顺序排列。

3.根据权利要求1所述的机械式曲面焊缝跟踪装置，其特征在于：所述顶杆(14)的顶端还设有一滚动结构(16)。

4.根据权利要求3所述的机械式曲面焊缝跟踪装置，其特征在于：所述顶杆顶端的滚动结构(16)为一轴承。

5.根据权利要求3所述的机械式曲面焊缝跟踪装置，其特征在于：所述顶杆顶端的滚动结构(16)为一滚珠。

6.根据权利要求1所述的机械式曲面焊缝跟踪装置，其特征在于：所述顶杆(14)穿设于一直线轴承(13)中。

7.根据权利要求2所述的机械式曲面焊缝跟踪装置，其特征在于：所述顶杆(14)与基座(5)之间设有一横锁(131)，该横锁可横向移动地穿置于基座中，并且其上开设若干与所述凸轮(12)匹配的锁口，所述基座(5)上设有与锁口匹配的锁卡。

8.根据权利要求7所述的机械式曲面焊缝跟踪装置，其特征在于：所述锁卡包括一弹簧(52)与一钢珠(53)，它们置放于所述基座(5)中间开设的一长槽内。

9.根据权利要求1所述的机械式曲面焊缝跟踪装置，其特征在于：所述凸轮(12)半径与二被焊接工件相对位置的计算公式为：t＝B+ΔHΔH＝|H-h| $H=\sqrt{R^2-{(A-r)}^2}$ $h=\sqrt{R^2-{(A-\mathrm{rCos\α})}^2}$ $\mathrm{\ΔH}=|\sqrt{R^2-{(A-r)}^2}-\sqrt{R^2-{(A-\mathrm{rCos\α})}^2}|$

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