專利名稱：機(jī)械式曲面焊縫跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械焊接設(shè)備，具體屬于一種可對(duì)容器簡體曲面上的圓弧形接頭焊縫進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，使焊槍隨由曲率變化而變化的焊縫軌跡移動(dòng)，而可確保焊接質(zhì)量的焊接機(jī)械結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)圓形容器曲面進(jìn)行焊接，通常是采用手工電弧焊的方法，這種方式只適用于焊接數(shù)量較少的情況。當(dāng)對(duì)同規(guī)格、同類型的容器曲面批量焊接時(shí)，采用自動(dòng)控制焊接的優(yōu)越性尤為突出。但使用微機(jī)自控焊接裝置如機(jī)械手操作(電子系統(tǒng))，不僅一次性投資較大，因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修較專業(yè)，不易掌握。已公開有使用機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)曲面上的焊縫進(jìn)行自動(dòng)跟蹤焊接的裝置，但都是從不同角度出發(fā)，解決某個(gè)環(huán)節(jié)的問題，尚不夠完善，尤其是存在只能對(duì)曲面的對(duì)稱面進(jìn)行焊接的弊端。這樣，對(duì)那些需在曲面上進(jìn)行多處焊接的操作就很不方便。
本實(shí)用新型的目的是提供一種利用機(jī)械裝置可連續(xù)對(duì)曲面上的多個(gè)焊縫進(jìn)行自動(dòng)跟蹤焊接的裝置，達(dá)到結(jié)構(gòu)簡單，成本低，跟蹤效果好的目的。

發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種機(jī)械式曲面焊縫跟蹤裝置，包括基座及定位桿，設(shè)于其上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、跟蹤機(jī)構(gòu)和焊槍，所述跟蹤機(jī)構(gòu)包括變速器、被動(dòng)齒輪、頂桿等，焊槍連接于該頂桿下端，其特點(diǎn)是所述頂桿上方還設(shè)有一凸輪，它軸接于所述變速器的輸出軸上，凸輪下端抵靠頂桿上頂，頂桿下端聯(lián)接一彈性元件，該彈性元件的上端抵接頂桿，下端抵接基座。
上述的機(jī)械式曲面焊縫跟蹤裝置中，所述頂桿的頂端還設(shè)有一滾動(dòng)結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型利用固定于基座上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和跟蹤機(jī)構(gòu)，使焊槍在圍繞被焊工件作圓周移動(dòng)時(shí)，始終與被焊工件保持設(shè)定距離。尤其是頂桿上方的凸輪設(shè)計(jì)起到了焊槍在焊接曲面工件時(shí)跟蹤焊縫的微調(diào)作用，跟蹤效果更精確。尤其是數(shù)個(gè)并列的凸輪設(shè)計(jì)，可連續(xù)對(duì)分別位于曲面上不同位置的多個(gè)焊縫進(jìn)行自動(dòng)跟蹤焊接。本實(shí)用新型利用普通機(jī)械實(shí)現(xiàn)三維自動(dòng)控制，達(dá)到成本低，生產(chǎn)效率高的目的。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明


圖1為本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施例的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖3-1、3-2為凸輪半徑與被加工件相對(duì)位置關(guān)系的示意圖。
具體實(shí)施方式
參見
圖1，一種機(jī)械式曲面焊縫跟蹤裝置，包括基座5、一穿置于基座的中心部位的定位桿3，以及設(shè)于基座和定位桿上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、跟蹤機(jī)構(gòu)和焊槍16，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括馬達(dá)6、減速器7、驅(qū)動(dòng)齒輪8、定齒輪9等，跟蹤機(jī)構(gòu)包括變速器10、被動(dòng)齒輪11、頂桿14等，焊槍連接于該頂桿下端。實(shí)施例1具體結(jié)構(gòu)如
圖1所示一馬達(dá)6固定于基座5上，一減速器7固接于馬達(dá)上，一驅(qū)動(dòng)齒輪8通過其輸出軸與該減速器7連接；定位桿3下部通過一軸承4與基座可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接；定位桿的上部軸接一定齒輪9，定齒輪一側(cè)與驅(qū)動(dòng)齒輪8嚙合，另一側(cè)與一被動(dòng)齒輪11嚙合；該被動(dòng)齒輪是軸接于一變速器10上，該變速器固定于基座5的另一側(cè)。變速器10的輸出軸上軸接一凸輪12，凸輪可以是一個(gè)(如
圖1所示)，也可以是一個(gè)以上(如圖2所示)。附圖中，1和2分別為欲焊接的工件。
基座5一側(cè)向下延伸形成一側(cè)腳51。一直線軸承13固定于基座的變速器一側(cè)，其中間縱向穿設(shè)一頂桿14，它與基座側(cè)腳51平行。頂桿上端抵頂凸輪12，頂桿下端套設(shè)一彈性元件15(本實(shí)施例中為一彈簧結(jié)構(gòu))并穿過基座側(cè)腳51，使彈性元件15的上端抵接于頂桿的下端面，下端抵頂基座側(cè)腳的上端面。頂桿下部上橫設(shè)有一焊槍16，焊槍的內(nèi)端向斜下方延伸至近焊縫的上方。
頂桿14的頂端設(shè)有一滾動(dòng)結(jié)構(gòu)141(參見圖2)，滾動(dòng)結(jié)構(gòu)可以是一軸承，也可為一滾珠，以使頂桿上端與凸輪滾動(dòng)接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)更靈活。
圖2為本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施例2的局部放大示意圖，其中，凸輪為一個(gè)以上。數(shù)個(gè)凸輪12順序同軸設(shè)置，直線軸承13與基座5之間設(shè)有一橫鎖131，該橫鎖是可橫向移動(dòng)地穿置于基座中，并且橫鎖上開設(shè)若干與凸輪12對(duì)應(yīng)匹配的鎖口；于基座5中間開設(shè)長槽，其內(nèi)放置彈簧52和鋼珠53，該鋼珠與橫鎖131上的鎖口匹配。同時(shí)，參見
圖1，當(dāng)對(duì)應(yīng)所需焊接的工件需要改變凸輪12的大小時(shí)，只需下壓彈簧15使頂桿14的頂端脫離凸輪12，然后，推或拉動(dòng)橫鎖131，使頂桿置于所需凸輪的下方，并使鋼珠53定位于對(duì)應(yīng)的鎖口中。
這樣，當(dāng)欲焊接的工件是一個(gè)以上，即需要在工件1上焊接數(shù)個(gè)圓柱形接頭工件2時(shí)，由于數(shù)個(gè)不同半徑的凸輪同軸順序排列，在本機(jī)械式曲面焊縫跟蹤裝置進(jìn)行焊接工作時(shí)，只須對(duì)順序排列的凸輪12進(jìn)行依序選擇，移動(dòng)調(diào)整即可，而不必卸下凸輪進(jìn)行更換。從而可達(dá)到跟蹤效果明顯，使用方便，連續(xù)作業(yè)，大大提高生產(chǎn)效率。
圖3-1為當(dāng)將工件2焊接于工件1上，焊縫軌跡與凸輪半徑形狀的示意圖，兩工件的相交線軌跡即為焊縫A。圖3-2為焊槍16圍繞工件2旋轉(zhuǎn)一周，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的軌跡形狀，凸輪半徑t與被加工件1、2相對(duì)位置的計(jì)算公式為t＝B+ΔHΔH＝|H-h|H=R2-(A-r)2]]>h=R2-(A-rCosα)2]]>ΔH=|R2-(A-r)2-R2-(A-rCosα)2|]]>公式中R為工件1的半徑；r為工件2的半徑；A為工件2的垂直中心軸至工件1的垂直中心軸的距離；α為焊槍轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，也即凸輪12轉(zhuǎn)動(dòng)的角度；t為凸輪在角度α?xí)r的半徑，B為凸輪的基圓半徑，它可為任意正常數(shù)如10、20、30等；ΔH為當(dāng)焊槍16轉(zhuǎn)過一定角度時(shí)垂直移動(dòng)的距離；H為焊槍在起點(diǎn)位置時(shí)與工件1的水平中心軸的距離；h為當(dāng)焊槍轉(zhuǎn)過一定角度時(shí)，焊槍與工件1的水平中心軸的距離。
根據(jù)上述公式，通過欲焊接工件1和工件2的半徑以及它們之間的相對(duì)位置便可計(jì)算出凸輪的半徑t。
權(quán)利要求1.一種機(jī)械式曲面焊縫跟蹤裝置，包括基座(5)及定位桿(3)，設(shè)于其上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、跟蹤機(jī)構(gòu)和焊槍(16)，跟蹤機(jī)構(gòu)包括變速器(10)、被動(dòng)齒輪(11)、頂桿(14)等，焊槍連接于該頂桿下端，其特征在于所述頂桿上方還設(shè)有一凸輪(12)，它軸接于所述變速器的輸出軸上，下端抵靠頂桿的上端面，頂桿的下端聯(lián)接一彈性元件(15)，該彈性元件的上端抵接頂桿，下端抵接基座。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式曲面焊縫跟蹤裝置，其特征在于所述凸輪(12)為一個(gè)以上，它們同軸順序排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式曲面焊縫跟蹤裝置，其特征在于所述頂桿(14)的頂端還設(shè)有一滾動(dòng)結(jié)構(gòu)(16)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械式曲面焊縫跟蹤裝置，其特征在于所述頂桿頂端的滾動(dòng)結(jié)構(gòu)(16)為一軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械式曲面焊縫跟蹤裝置，其特征在于所述頂桿頂端的滾動(dòng)結(jié)構(gòu)(16)為一滾珠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式曲面焊縫跟蹤裝置，其特征在于所述頂桿(14)穿設(shè)于一直線軸承(13)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械式曲面焊縫跟蹤裝置，其特征在于所述頂桿(14)與基座(5)之間設(shè)有一橫鎖(131)，該橫鎖可橫向移動(dòng)地穿置于基座中，并且其上開設(shè)若干與所述凸輪(12)匹配的鎖口，所述基座(5)上設(shè)有與鎖口匹配的鎖卡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)械式曲面焊縫跟蹤裝置，其特征在于所述鎖卡包括一彈簧(52)與一鋼珠(53)，它們置放于所述基座(5)中間開設(shè)的一長槽內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式曲面焊縫跟蹤裝置，其特征在于所述凸輪(12)半徑與二被焊接工件相對(duì)位置的計(jì)算公式為t＝B+ΔHΔH＝|H-h|H=R2-(A-r)2]]>h=R2-(A-rCosα)2]]>ΔH=|R2-(A-r)2-R2-(A-rCosα)2|]]>
專利摘要一種機(jī)械式曲面焊縫跟蹤裝置,包括:基座、定位桿、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、跟蹤機(jī)構(gòu)和焊槍,跟蹤機(jī)構(gòu)包括變速器、被動(dòng)齒輪、頂桿等,焊槍連接于該頂桿下端,其特點(diǎn)是:頂桿上方還設(shè)有一凸輪,它軸接于所述變速器的輸出軸上,凸輪下端抵靠頂桿上頂,頂桿下端聯(lián)接一彈性元件,彈性元件的上端抵接頂桿,下端抵接基座。當(dāng)焊槍圍繞被焊工件作圓周移動(dòng)時(shí),始終與被焊工件保持設(shè)定距離,頂桿上方的凸輪起到了焊槍在焊接曲面工件時(shí)跟蹤焊縫的微調(diào)作用,跟蹤效果更精確。數(shù)個(gè)并列的凸輪設(shè)計(jì),可連續(xù)對(duì)分別位于曲面上不同位置的多個(gè)焊縫進(jìn)行自動(dòng)跟蹤焊接。本實(shí)用新型利用普通機(jī)械實(shí)現(xiàn)三維自動(dòng)控制,達(dá)到成本低,生產(chǎn)效率高的目的。
文檔編號(hào)B23K9/127GK2499166SQ0125422
公開日2002年7月10日 申請日期2001年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月17日
發(fā)明者許為平 申請人:上海富士工器有限公司