專利名稱：環形旋轉焊接裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種焊接設備，特別是一種環形旋轉焊接裝置。
背景技術：
C02氣體保護焊由于操作簡單、焊縫成形好而被廣泛應用于機械制造行業，
對那些直線或同面圓弧等比較規則的焊縫的焊接一般都可以實現自動化焊接， 而對那些兩圓管相貫(如管口與管身連接)的環狀焊縫的焊接，目前大多還是 采用手工操作，不僅存在工作效率低、勞動強度大，焊接質量不穩定的問題， 而且人與弧光和氣體近距離接觸，對施工人員的健康十分不利。部分有條件的 企業應用機器人或機械手實施自動化焊接，其生產效率固然有了大幅度的提 高、悍接質量也得到保證，但一般此類設備都比較復雜、而且價格昂貴。
發明專利《氣體保護仿形焊機》(公告號CN2058121U)公開了一種對兩圓 柱體相貫焊接時的氣體保護自動仿形焊機，該發明是在原手工氣體保護焊機基 礎上，增加一套仿形機構，實現了對兩圓柱體相貫搭接空間相貫焊縫的成形焊 接，具有效率高、質量好、操作方便、焊接變形小、易于實現自動化操作的特 點。但該發明仍存在以下不足1、由于是在原手工氣體保護焊機的基礎上， 增加一套仿形機構，雖然安裝在仿形機構的焊槍支架上的焊槍能隨仿形機構轉 動，但焊機的其它部分不能轉動，因而焊槍的轉動角度受到限制，只能正、反 向轉動，不能連續環形旋轉，不能滿足使用要求；2、整套裝置體積較大，不 易在施焊空間較狹窄的地方實施自動焊接。
發明內容
本發明要解決的技術問題提供一種能在施焊空間較狹窄的地方對兩圓管 貫通的曲面、圓管與平面的環狀焊縫進行自動焊接的一種環形旋轉焊接裝置， 以克服已有技術存在的上述不足。
解決上述技術問題的技術方案是 一種環形旋轉焊接裝置，包括轉動機構、 送絲機構、送電機構、送氣機構、焊槍和仿形機構，所述的轉動機構安裝在固 定軸，送絲機構、送電機構、送氣機構和仿形機構安裝在轉動機構的轉動軸或 轉動軸套上、能隨轉動軸的轉動而同步轉動，固定軸一端安裝在機架上，所述 的仿形機構包括環狀仿形座、仿形轉動槍座以及用于與轉動軸連接的旋轉連動裝置，所述的環狀仿形座是一帶臺階的圓環狀筒套，其大臺階的環狀端面為環 狀平面、小臺階的環狀端面為仿形端面，環狀仿形座套在旋轉連動裝置外與旋 轉連動裝置同軸心安裝但不隨其轉動；
仿形轉動槍座為一中心帶軸套的圓盤，圓盤的上方有一撥動桿，圓盤下方 偏離軸心處連接有一安裝焊槍的焊槍支桿，圓盤上端面有1 2個鋼珠滑動凹 坑，仿形轉動槍座的軸套套在固定軸的下端、裝在鋼珠滑動凹坑內的鋼珠壓在 環狀仿形座的仿形端面上，圓盤上方的撥動桿揷進旋轉連動裝置的卡槽內，仿 形轉動槍座通過壓緊螺帽、壓緊彈簧和平面軸承被壓緊，焊槍通過導絲導電導 氣座安裝在焊槍支桿上，仿形轉動槍座通過旋轉連動裝置隨轉動軸的轉動而同 步轉動。
本發明之環形旋轉焊接裝置的進一步的方案是所述的轉動機構主要由安 裝在固定軸上的轉動軸、轉動軸套和傳動盤構成，固定軸一端與機架頂梁垂直 連接，轉動軸通過中心軸承安裝在固定軸的另一端并與套在固定軸上的轉動軸 套連接成一體，轉動軸外圓周與安裝在機架下端橫梁的外軸承轉動連接，傳動 盤安裝在轉動軸上方的轉動軸套上；
本發明之環形旋轉焊接裝置的更進一步的方案是作為送氣機構的送氣環 包括轉動環和緊套在轉動環外周的進氣環，進氣環的內圓周有一環形凹槽，環 形凹槽與轉動環外周接觸的上下端面各有一唇形密封圈，環形凹槽及上下唇形 密封圈與轉動軸的外圓周面構成一密封的環形導氣室，該環形導氣室通過進氣 環上的進氣孔與外部氣源接通，并通過轉動環上的送氣孔與導絲導氣軟管中的 送氣管相連通。
由于采用了上述技術方案，本發明之環形旋轉焊接裝置能在施焊空間較狹 窄的地方對兩圓管貫通的曲面、圓管與平面的環狀焊縫進行自動焊接，具有以 下有益效果
1、焊接質量好、效率高由于本發明之環形旋轉焊接裝置的仿形機構具 有環狀曲面座和環狀平面座兩種不同的環狀仿形座，更換不同規格的仿形座， 仿形轉動焊槍可按不同的運動軌跡旋轉，從而實現對不同管徑的管口與管身連 接的組件的環狀曲面焊縫、圓管與平面、特別是圓管與環狀平面的環狀平面焊 縫實施自動焊接，并且，根據焊接工藝需要，可以進行多次連續環形旋轉焊接， 既能保證焊接質量，又大大提高了勞動生產率。
2、結構簡單、緊湊、體積小本發明之環形旋轉焊接裝置結構簡單，自 動焊接裝置的送絲機構、送氣機構、送電機構和仿形機構都安裝在同一轉動軸 或軸套上，結構緊湊，非常適合在狹小的空間實施焊接，使用十分方便。3、 能有效改善勞動環境，有利于操作人員的健康由于本發明之環形旋 轉焊接裝置對原來只能采用人工方法進行焊接的環狀焊縫實現了自動焊接，避 免了操作人員與弧光和有害氣體的近距離接觸，使勞動環境得到有效改善，有 利于操作人員的健康。
4、 制造工藝簡單、生產成本低，本發明之環形旋轉焊接裝置的轉動機構、 送絲機構、送電機構、送氣機構和仿形機構均采用一般的機械構件，其中有的 為標準件，制造工藝簡單，生產成本低。
5、 使用方便、靈活，運用范圍廣采用1臺或幾臺本發明裝置配上氣 體保護焊機、轉動驅動機構和控制機構，就可以進行焊接。可以根據被焊接物 數量的多少，決定采用裝置的臺數組成生產線進行流水作業式生產或是單機生 產；特別是可以采用幾臺本發明裝置配上1臺氣體保護焊機、轉動驅動機構及
其控制機構，對被焊接物施焊部位空間狹小、對被焊接物各部件之間尺寸精度 要求高的焊接部位的環狀焊縫進行多工位同時自動悍接以及連續環形旋轉悍 接。
下面結合附圖和實施例對本發明之環形旋轉焊接裝置的技術特征作進一步
說明
圖l:本發明實施例一之環形旋轉焊接裝置結構示意圖； 圖2:圖1之A —A剖視圖(送氣環剖視圖)；
圖3:圖1之B—B剖視圖(旋轉法蘭、環狀仿形座安裝示意圖)； 圖4 6:本發明之環形旋轉焊接裝置的環狀曲面座的結構示意圖 圖4—立體示意圖，圖5—主視剖視圖，圖6—俯視圖； 圖7 9:本發明之環形旋轉焊接裝置的環狀平面座的結構示意圖
圖7—立體示意圖，圖8—主視剖視圖，圖9—俯視圖10:本發明實施例二之環形旋轉焊接裝置結構示意圖。 圖中
1_絲盤，2—焊絲，3—固定軸，4—送絲電機，5 —送絲輪，6—導電環， 7 —送氣環，71—進氣環，711—進氣環上的進氣孔，712 —進氣環上的環形凹 槽，713—環形導氣室，72—轉動環，721 —轉動環上的送氣孔，8 —導絲導氣 軟管，9廠中心軸承，92—外軸承，10—轉動軸，11—旋轉法蘭，12—導絲導 電導氣座，13 —焊槍，14一工件，15—壓緊螺帽，16—壓緊彈簧，17—平面 軸承，18—仿形轉動槍座，181 —仿形轉動槍座的軸套，182—仿形轉動槍座的
6撥動桿，183 —仿形轉動槍座的焊槍支桿，184—仿形轉動槍座上的滑動鋼珠凹 坑，19_鋼珠，20 —環狀仿形座，201 —環狀曲面座，202 —環狀平面座， 21—鏈條，22—傳動盤，23—唇形密封圈，24 —轉動軸套，25_機架， 251—機架橫梁，252—機架頂梁，26—轉動機構，27—送絲機構、送電和送氣 機構總成。
具體實施例方式
實施例一
一種環形旋轉焊接裝置，包括轉動機構、送絲機構、送電機構、送氣機構、 焊槍和仿形機構；如圖1 圖3所示
所述的轉動機構主要由安裝在固定軸3上的轉動軸10、轉動軸套24和傳 動盤22構成，固定軸一端與機架頂梁252垂直連接，轉動軸10通過中心軸承 A安裝在固定軸3的另一端并與套在固定軸上的轉動軸套24連接成一體，轉 動軸外圓周與安裝在機架下端橫梁251的外軸承92轉動連接，傳動盤22安裝 在轉動軸上方的轉動軸套24上；
所述的仿形機構包括環狀仿形座20、仿形轉動槍座18以及用于與轉動軸 連接的旋轉法蘭ll，所述的環狀仿形座20是一帶臺階的圓環狀筒套，其大臺 階的環狀端面為環狀平面、小臺階的環狀端面為仿形端面，環狀仿形座套在旋 轉旋轉法蘭11外與旋轉法蘭11同軸心安裝但不隨其轉動；
仿形轉動槍座18為一中心帶軸套181的圓盤，圓盤的上方有一撥動桿 182，圓盤下方偏離軸心處連接有一安裝焊槍的焊槍支桿183，圓盤上端面有 兩個鋼珠滑動凹坑184，仿形轉動槍座的軸套181套在固定軸3的下端、裝在 鋼珠滑動凹坑內的鋼珠19壓在環狀仿形座的仿形端面上，圓盤上方的撥動桿 182揷進旋轉法蘭11的卡槽內，仿形轉動槍座通過壓緊螺帽15、壓緊彈簧16 和平面軸承17被壓緊，焊槍13通過專用導絲導電導氣座12安裝在焊槍支桿 183上，仿形轉動槍座18通過旋轉法蘭11隨轉動軸10的轉動而同步轉動。
所述的送絲機構包括絲盤1、送絲輪5和送絲電機4;
作為送氣機構的送氣環7包括轉動環72和緊套在轉動環外周的進氣環 71，進氣環的內圓周有一環形凹槽712，環形凹槽與轉動環外周接觸的上下端 面各有一唇形密封圈23，環形凹槽及上下唇形密封圈與轉動軸的外圓周面構 成一密封的環形導氣室713，該環形導氣室713通過進氣環71上的進氣孔711 與外部氣源接通，并通過轉動環72上的送氣孔721與導絲導氣軟管8中的送 氣管相連通。
7送絲機構的絲盤l、安裝有送絲輪5和送絲電機4的安裝盤，作為送氣機 構的送氣環7、送電機構的導電環6依次安裝在轉動軸10上方的轉動軸套24 上，仿形機構通過其旋轉法蘭11安裝在轉動軸10的下方，送絲機構的絲盤1、 安裝有送絲輪5和送絲電機4的安裝盤、導電環6、送氣環7的轉動環72、旋 轉法蘭11以及安裝有焊槍的仿形轉動槍座18能隨傳動盤和轉動軸及轉動軸套 同步轉動。
其內穿有焊絲的導絲導氣軟管依次穿過導電環6、送氣環7、傳動盤22、 轉動軸10、旋轉法蘭11和仿形轉動槍座的圓盤與固定在仿形轉動槍座的焊槍 支桿183上的焊槍13連接(參見圖1 圖3);
本實施例中，所述的環狀仿形座20是環狀曲面座201,它是一帶臺階的環 狀筒套，其大臺階的環狀端面201b為環狀平面，小臺階的環狀端面之仿形端 面201a為雙曲環面(參見圖1、圖4 圖6)，它主要用于兩圓管貫通的曲面 的自動焊接。環狀曲面座之雙曲環面形式的仿形端面的設計根據被焊接物的管 徑、貫穿的深度以及角度來計算，這是公知的技術，此處不再贅述。
作為本發明實施例的一種變換，所述的環狀仿形座20也可以是環狀平面 座202，它也是一帶臺階的環狀筒套，其大臺階的環狀端面202b為環狀平面， 小臺階的環狀端面之仿形端面202a亦為環狀平面(參見圖7 圖9)，它主要 用于圓管與平面(如法蘭平面)的環狀焊縫的焊接。
導電環的輸入電路一組與送絲電機4接通，另一組與焊絲2接通(圖中未 標出)。
本實施例中，所述轉動機構的轉動軸10和轉動軸套24是連成一體的，作 為本發明實施例的一種變換，所述的轉動軸10和轉動軸套24也可以作成分離 的，再通過螺栓或其他連接方式連成一體。
本實施例中，所述的傳動盤22為鏈輪，鏈輪通過鏈條21與驅動裝置傳動 連接，作為本發明實施例的一種變換，所述的傳動盤22也可以是皮帶輪或其 它形式的傳動機構。
本實施例中，所述的旋轉連動裝置是旋轉法蘭11，作為本發明實施例的 一種變換，所述的旋轉連動裝置也可以采用其他形式的旋轉連動裝置。
實施例二
一種環形旋轉焊接裝置，包括轉動機構、送絲機構、送電機構、送氣機構、 焊槍和仿形機構，除所述的仿形機構同實施例一以外，其余的轉動機構、送絲 機構、送電機構、送氣機構的方式可以與實施例一不同，可將所述的轉動機構、 送絲機構、送電機構、送氣機構作成其他的形式，將轉動機構26安裝在固定軸上，仿形機構與轉動機構的轉動軸下端連接，再將安裝在轉動機構的轉動軸
或轉動軸套上的送絲機構、送電機構和送氣機構總成27與旋轉仿形機構連接 即可(參見圖10)。安裝在轉動機構的轉動軸或轉動軸套上的送絲機構、送電 機構、送氣機構和仿形機構能隨轉動軸的轉動而同步轉動，焊槍通過導絲導電 導氣座安裝在焊槍支桿上、并與內有焊絲和送氣管的導絲導氣軟管連接，仿形 轉動槍座(18)通過旋轉連動裝置隨轉動機構轉動軸的轉動而同步轉動。
下面，以實施例一為例，講述本發明之一種環形旋轉焊接裝置的使用及工
作過程選擇待焊接組件的焊縫所需的環狀仿形座，把需焊接的工件的工位校
正夾緊并支撐在焊接裝置的固定軸下端，把傳動盤與帶控制機構的驅動機構傳 動連接，將氣體保護焊機的氣源與送氣環的進氣口接通，導電環通過碳刷裝置 與焊機電源接通，焊槍對準工件施焊部位(焊縫)，啟動開關，送絲機構通過 導絲導氣軟管送絲，焊機向送氣環送氣、向導電環送電，同時傳動盤帶動轉動 軸和轉動軸套轉動，安裝在轉動軸下端面的旋轉法蘭通過撥動桿帶動仿形轉動
槍座同步轉動，焊槍按照仿形機構設定的軌跡繞施焊部位焊縫進行焊接；并且， 根據焊接工藝需要，可以進行多次連續環形旋轉焊接，焊接完成，控制機構開 關切斷，驅動機構停止動作，氣體保護焊機停止輸氣送電，送絲裝置停止送絲， 悍槍停止工作。
權利要求
1.一種環形旋轉焊接裝置，包括轉動機構、送絲機構、送電機構、送氣機構、焊槍和仿形機構，所述的轉動機構安裝在固定軸(3)上，固定軸(3)一端安裝在機架頂梁上，其特征在于送絲機構、送電機構、送氣機構安裝在轉動機構的轉動軸或轉動軸套上、能隨轉動軸的轉動而同步轉動，所述的仿形機構包括環狀仿形座(20)、仿形轉動槍座(18)以及用于與轉動軸連接的旋轉連動裝置，所述的環狀仿形座(20)是一帶臺階的圓環狀筒套，其大臺階的環狀端面為環狀平面、小臺階的環狀端面為仿形端面，環狀仿形座套在旋轉連動裝置外與旋轉連動裝置同軸心安裝但不隨其轉動；仿形轉動槍座(18)為一中心帶軸套(181)的圓盤，圓盤的上方有一撥動桿(182)，圓盤下方偏離軸心處連接有一安裝焊槍的焊槍支桿(183)，圓盤上端面有1～2個鋼珠滑動凹坑(184)，仿形轉動槍座的軸套(181)套在固定軸(3)的下端、裝在鋼珠滑動凹坑內的鋼珠(19)壓在環狀仿形座的仿形端面上，圓盤上方的撥動桿(182)揷進旋轉連動裝置的卡槽內，仿形轉動槍座通過壓緊螺帽(15)、壓緊彈簧(16)和平面軸承(17)被壓緊，焊槍通過導絲導電導氣座安裝在焊槍支桿(183)上、并與內有焊絲和送氣管的導絲導氣軟管連接，仿形轉動槍座(18)通過旋轉連動裝置隨轉動軸的轉動而同步轉動。
2. 根據權利要求1所述的環形旋轉焊接裝置，其特征在于所述的轉動 機構主要由安裝在固定軸(3)上的轉動軸(10)、轉動軸套(24)和傳動盤(22) 構成，固定軸一端與機架頂梁(251)垂直連接，轉動軸(10)通過中心軸承(9》安裝在固定軸(3)的另一端并與套在固定軸上的轉動軸套(24)連接 成一體，轉動軸外圓周與安裝在機架下端橫梁(251)的外軸承(92)轉動連 接，傳動盤(22)安裝在轉動軸上方的轉動軸套(24)上；送絲機構的絲盤l、安裝有送絲輪5和送絲電機4的安裝盤，作為送氣機 構的送氣環(7)和送電機構的導電環(6)依次安裝在轉動軸(10)上方的轉 動軸套(24)上，仿形機構通過其旋轉連動裝置安裝在轉動軸(10)的下方， 其內有焊絲的導絲導氣軟管(8)穿過導電環、送氣環、傳動盤、轉動軸、旋轉連動裝置和仿形轉動槍座的圓盤上的導絲導氣軟管通孔與焊槍(13)連接， 送氣管從送氣環引入導絲導氣軟管(8)與焊槍接通；送絲機構的絲盤、安裝有送絲輪(5)和送絲電機(4)的安裝盤、導電環 和送氣環、旋轉連動裝置以及安裝有焊槍的仿形轉動槍座(18)能隨傳動盤和轉動軸及轉動軸套同步轉動。
3. 根據權利要求2所述的環形旋轉焊接裝置，其特征在于所述的送氣環(7)包括轉動環(72)和緊套在轉動環外周的進氣環(71)，進氣環的內圓 周有一環形凹槽(712)，環形凹槽與轉動環外周接觸的上下端面各有一唇形密 封圈(23)，環形凹槽及上下唇形密封圈與轉動軸的外圓周面構成一密封的環 形導氣室(713)，該環形導氣室(713)通過進氣環(71)上的進氣孔(711) 與外部氣源接通，并通過轉動環(72)上的送氣孔(721)與導絲導氣軟管(8) 中的送氣管相連通，其內穿有焊絲的導絲導氣軟管(8)穿過導電環、送氣環 的轉動環(72)、傳動盤、轉動軸、旋轉連動裝置和仿形轉動槍座的圓盤上的 導絲導氣軟管通孔與焊槍(13)連接，送氣管從送氣環的轉動環(72)引入導 絲導氣軟管(8)與焊槍接通。
4. 根據權利要求l、 2或3所述的環形旋轉焊接裝置，其特征在于所述 的旋轉連動裝置為旋轉法蘭(11)。
5. 根據權利要求l、 2或3所述的環形旋轉焊接裝置，其特征在于所述 的仿形機構之環狀仿形座為環狀曲面座(201),該環狀曲面座(201)是一帶 臺階的環狀筒套，其大臺階的環狀端面(201b)為環狀平面，小臺階的環狀端 面之仿形端面(201 a)為雙曲環面。
6. 根據權利要求4所述的環形旋轉焊接裝置，其特征在于所述的仿形 機構之環狀仿形座為環狀曲面座(201)，該環狀曲面座(201)是一帶臺階的 環狀筒套，其大臺階的環狀端面(201b)為環狀平面，小臺階的環狀端面之仿 形端面(201 a)為雙曲環面。
7. 根據權利要求l、 2或3所述的環形旋轉焊接裝置，其特征在于所述 的仿形機構之環狀仿形座為環狀平面座(202)，該環狀平面座(202)是一帶 臺階的環狀筒套，其大臺階的環狀端面(202b)為環狀平面，小臺階的環狀端 面之仿形端面(202a)為環狀平面。
8. 根據權利要求4所述的環形旋轉焊接裝置，其特征在于所述的仿形 機構之環狀仿形座為環狀平面座(202)，該環狀平面座(202)是一帶臺階的 環狀筒套，其大臺階的環狀端面(202b)為環狀平面，小臺階的環狀端面之仿 形端面(202a)為環狀平面。
全文摘要
一種環形旋轉焊接裝置，包括轉動機構、絲盤、送絲機構、導電環、送氣環和仿形機構，轉動機構主要由安裝在固定軸上的轉動軸、轉動軸套和傳動盤構成，轉動軸通過中心軸承和固定軸安裝在機架上，并和轉動軸套連成一體，所述的送絲機構、導電環和送氣環及傳動盤依次安裝在轉動軸上方的轉動軸套上，仿形機構安裝在轉動軸的下方，導絲導氣軟管穿過導電環、送氣環、傳動盤和轉動軸與焊槍連接；安裝在仿形機構上的焊槍，送絲機構的絲盤、送絲輪和送絲電機，導電環和送氣環能隨轉動軸套同步轉動。該裝置與氣體保護焊機、驅動機構連接后，能在施焊空間較狹窄的地方對兩圓管貫通的曲面、圓管與平面的環狀焊縫進行自動焊接，焊接效率高、質量好。
文檔編號B23K9/12GK101607339SQ20081007363
公開日2009年12月23日 申請日期2008年6月19日 優先權日2008年6月19日
發明者馮柳林, 鄔烈偉, 鄔烈保 申請人:鄔烈偉;馮柳林;鄔烈保