專利名稱：高速旋轉掃描焊炬的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種焊炬，特別涉及一種高速旋轉掃描焊炬。
背景技術：
焊接是機械制造工業(yè)中關鍵的工藝技術之一。因此，保證焊接產(chǎn)品質 量的穩(wěn)定性、提高生產(chǎn)效率、減輕工人強度和改善勞動環(huán)境成為現(xiàn)代焊接 制造工藝發(fā)展亟待解決的問題。提高焊接生產(chǎn)的自動化程度是解決上述問 題的主要途徑。
焊縫跟蹤與焊接質量實時控制是提髙焊接過程自動化程度的兩個方 面，而焊縫跟蹤又是保證焊接質量的基礎。要實現(xiàn)焊縫自動跟蹤控制，焊 縫跟蹤傳感器是必不可少的。電弧傳感器的信號檢測點就是焊接電弧點， 不存在傳感器位置導前誤差，是完全實時的傳感器，且不怕電弧的飛濺、 煙塵、弧光干擾、成本低。
旋轉式電弧傳感器首先由20世紀80年代日本的NKK公司發(fā)明，并應 用到窄間隙焊縫中。電極固定在偏離齒輪中的一個位置上，此齒輪由電機 通過另一個齒輪驅動。該發(fā)明雖然取得了顯著成效，但由于這種旋轉機構 較復雜、體積大、振動大、調節(jié)不方便，因此限制了其在實際生產(chǎn)中的廣 泛應用。為此，人們設計了一種空心軸電機驅動的旋轉掃描結構，采用空 心馬達結構設計，使得結構更加簡單。該結構省去了傳動齒輪，從而減少 傳動損耗降低了電機功耗，調節(jié)方便，振動減小許多，提高了該旋轉電弧 傳感器實用性。但該傳感器的冷卻水和保護氣從焊槍前端送入，加之焊槍 前端直徑較大、焊槍長度較長，故將傳感器用于角焊縫焊接或空間受限的 焊縫焊接場合時，易與工件相碰撞，影響了其應用。其次，該傳感器在中 低轉度時，雖然振動減小了許多，但在高速旋轉情況下，振動仍較大。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種髙速旋轉掃描焊炬，它解決現(xiàn)有旋轉掃 描焊炬結構尺寸大、機構復雜、髙速旋轉時振動噪聲大等問題，適宜折角
較大的角焊縫焊接或空間受限的焊縫焊接。本實用新型是這樣來實現(xiàn)的，它包括外部固定的殼體、中部高速旋轉 裝置和內(nèi)部導電旋轉裝置，殼體由氣水嘴、上殼體、中殼體、下殼體、上 絕緣蓋、下絕緣蓋、導管、氣水室構件、蠊栓、保護氣罩、陶瓷襯套組成，上殼體上連接上絕緣蓋，上絕緣蓋連接氣水嘴，氣水嘴連接導管，導管通 過上殼體、中殼體、下殼體、下絕緣蓋，連接由氣水室構件組成的氣室和 水室，氣水室構件下端連接保護氣罩和陶瓷襯套，下殼體上連有蟝栓、冷 卻水通過氣水嘴、導管和下絕緣蓋，進入水室冷卻，然后再經(jīng)導管、下絕 緣蓋、氣水嘴形成循環(huán)。保護氣經(jīng)氣水嘴、導管和下絕緣蓋，進入氣室， 再進入保護氣罩，從而實現(xiàn)焊接時防氧化保護。高速旋轉裝置包括空心軸、 光碼盤、球軸承、電機滑塊、平衡塊，空心軸連接電機，上下連有球軸承，空心軸上連接光碼盤，光碼盤由64個淺槽和一個深槽組成，空心軸下端連 接滑塊和滑塊套，用兩個調節(jié)嫁釘固定，滑塊下端連接平衡塊。導電旋轉 裝置由導電桿、調心球軸承、擋塵蓋和導電嘴組成，導電桿上部和中部連 接兩個調心球軸承，下端連接導電嘴，導電桿上連有擋塵蓋。本實用新型的優(yōu)點是(1)獨特的冷卻水、保護氣管路設計，使冷卻水 管、保護氣管集成于傳感器內(nèi)部，不僅減少傳感器外形尺寸，而且避免了目傳感器小型化的目的:使得該傳感器能夠適用于空間狹窄、折角變化大的角焊縫焊接跟蹤，擴大了旋轉電弧傳感器的應用范圍；(2)獨特的外形設計， 美觀、實用；(3)偏心量調節(jié)滑塊采用耐熱絕緣材料與金屬材料復合設計， 不僅實現(xiàn)了空心軸與導電桿的絕緣目的，而且提高滑塊的使用壽命；(3) 獨特的氣室、冷卻水室結構，不僅保護氣輸送順暢、冷卻效果好，而且結構 緊湊，尺寸?。?4)保護氣罩采用金屬材料與陶瓷材料復合結構，使得保 護氣罩易于加工，且焊接過程中產(chǎn)生的飛濺不會粘連在保護氣罩上，增加了 保護氣罩的使用壽命和避免了因飛濺而導電嘴與保護氣罩的碰觸，提高了傳 感的可靠性；(5)上、下射熱絕緣蓋的設計，使得焊嘴及傳感器外殼均不帶 電，避免了保護氣罩因與工件碰觸產(chǎn)生短路的缺陷；(6)擋塵蓋設計避免了 焊接時產(chǎn)生的金屬粉塵進入傳感器內(nèi)部，阻塞軸承，使得傳感器轉動阻力增
大，甚至不能轉動的缺點，同時也大大提高了傳感器的壽命。

圖1為本實用新型的結構示意圖； 圖2為本實有新型的外殼結構示意圖； 圖3為本實用新型的高速旋轉裝置結構示意圖； 圖4為本實用新型的導電旋轉裝置結構示意圖。
在圖中，1、氣水嘴2、上絕緣蓋3、上殼體4、中殼體5、導管 6、下殼體7、下絕緣蓋8、氣水室構件9、螺塞10、氣室11、水 室12、保護氣罩13、陶瓷襯套14、光碼盤15、鎖緊螺釘16、上 球軸承17、電機18、空心軸19、下球軸承20、導電桿21、上調 心球軸承22、滑塊套23、右調節(jié)螺釘24、滑塊25、下調心球軸承 26、擋塵蓋27、左調節(jié)蠊釘28、平衡塊29、導電嘴30、殼體31、 高速旋轉裝置32、導電旋轉裝置
具體實施方式
如圖l、圖2、圖3、圖4所示，本實用新型包括外部固定的殼體30、 中部高速旋轉裝置31和內(nèi)部導電旋轉裝置32，殼體由氣水嘴1、上殼體3、 中殼體4、下殼體6、上絕緣蓋2、下絕緣蓋7、氣水室構件8、螺栓9、保 護氣罩12、陶瓷襯套B組成，上殼體3上連接上絕緣蓋2，上絕緣蓋2連 接氣水嘴l，氣水嘴連接導管5，導管5通過上殼體、中殼體、下殼體、下 絕緣蓋連接氣水室構件，組成氣室10和水室11，氣水室8構件下端連接保 護氣罩12和陶瓷襯套13，下殼體上連有螺栓、氣水嘴、導管和下絕緣蓋， 水室冷卻，然后再經(jīng)導管、下絕緣蓋、氣水嘴形成循環(huán)。冷卻水通過水嘴、 導管、下絕緣蓋、導管進入水室冷卻，然后再經(jīng)導管、下絕緣蓋、導管及 水嘴形成循環(huán)。保護氣經(jīng)氣嘴、導管、下絕緣蓋、導管進入氣室，然后由 氣進入保護氣罩，從而實現(xiàn)焊接時防氧化保護。冷卻水和保護氣通過殼體 內(nèi)部管道輸送，減小了傳感器的外部尺寸，提高了傳感器在狹窄空間焊接 的實用性，獨特的氣室、水室設計，不僅冷卻效果好，而且結構緊湊；同
時，上、下耐熱絕緣蓋的設計，使得焊嘴及傳感器外殼均不帶電，避免了 保護氣罩因與工件碰觸產(chǎn)生短路的缺陷。
高速旋轉裝置31包括空心軸18、光碼盤14、球軸承19、電機17、滑 塊24、平衡塊28，空心軸18連接電機17，上連接球軸承16，下連接球軸 承19，空心軸18上連接光碼盤14,光碼盤由64個淺槽和一個深槽組成， 空心軸下端連接滑塊24和滑塊套22，用左調節(jié)螺釘27和右調節(jié)螺釘23固 定，滑塊下端連接平衡塊28。導電旋轉裝置32由導電桿20、調心球軸承 25、擋塵蓋26和導電嘴29組成，導電桿上部和中部連接上調心球軸承21 和下調心球軸承25，下端連接導電嘴29，導電桿上連有擋塵蓋。中部高速 旋轉部件由固定在空心軸18上的分裝式電機17驅動，并通過一對球軸承 固定在外殼上，空心軸上的光碼盤14由64個淺槽和一個深槽組成，通過 兩個光偶分別測量空心軸的轉速和位置(即導電桿的轉速與位置)，為電弧 傳感器控制提供信息。下部的滑塊通過鎖緊蠊釘15固定在空心軸上，滑塊 左右兩側各有一裝配于滑塊套上的調節(jié)螺釘，通過調節(jié)這兩個嫘釘實現(xiàn)導 電桿的偏心量的調節(jié)，由于采用螺釘實現(xiàn)偏心量的調節(jié)，故導電桿的圓周 回轉運動半徑可連續(xù)調節(jié)，外殼上的蠊塞9就是為了方便對調節(jié)螺釘?shù)恼{ 節(jié)。為了保證空心軸與導電桿間的絕緣，同時保證滑塊有一定的硬度，避 免因調節(jié)嫘釘調節(jié)導電桿偏心距時損害滑塊，滑塊由耐熱絕緣材料及金屬 材料復合而成，即在耐熱絕緣材料外部再復合一層金屬材料。平衡塊用于 平衡由于導電桿的偏心轉動而產(chǎn)生的振動。內(nèi)部導電旋轉部件上端由調心 球軸承21固定于外殼上，下端由調心球軸承固定在滑塊套上。由于導電桿 通過滑塊與空心軸相連，當空心軸作髙速轉動時，導電桿作圓錐回轉運動， 從而實現(xiàn)焊炬沿焊縫作圓周掃描運動。導電桿上、下兩個調心球軸承就是 為了適應導電桿作圓錐回轉運動。擋塵蓋設計避免了焊接時產(chǎn)生的金屬粉 塵進入傳感器內(nèi)部，阻塞軸承，使得傳感轉動阻力增大，甚至不能轉動的 缺點，同時也大大提髙了傳感器的壽命。
權利要求1、一種高速旋轉掃描焊炬，它包括外部固定的殼體、中部高速旋轉裝置和內(nèi)部導電旋轉裝置，其特征是殼體由氣水嘴、上殼體、中殼體、下殼體、上絕緣蓋、下絕緣蓋、導管、氣水室構件、保護氣罩、陶瓷襯套組成，上殼體上連接上絕緣蓋，上絕緣蓋連接氣水嘴，氣水嘴連接導管，導管通過上殼體、中殼體、下殼體、下絕緣蓋連接氣水室構件組成的氣室和水室，氣水室構件下端連接保護氣罩和陶瓷襯套，下殼體上有螺塞，高速旋轉裝置包括空心軸、光碼盤、球軸承、電機滑塊、平衡塊，空心軸連接電機，上下連有球軸承，空心軸上連接光碼盤，空心軸下端連接滑塊和滑塊套，用兩個調節(jié)螺釘固定，滑塊下端連接平衡塊，導電旋轉裝置由導電桿、調心球軸承、擋塵蓋和導電嘴組成，導電桿上部和中部連接兩個調心球軸承，下端連接導電嘴，導電桿上連有擋塵蓋。
專利摘要一種高速旋轉掃描焊炬，它由外部固定的殼體、中部高速旋轉裝置和內(nèi)部導電旋轉裝置構成，殼體由氣水嘴、上殼體、中殼體、下殼體、上絕緣蓋、下絕緣蓋、導管、氣水室構件、螺栓、保護氣罩、陶瓷襯套組成，空心軸連接電機，上下連有球軸承，空心軸上連接光碼盤，導電桿上部和中部連接兩個調心球軸承，下端連接導電嘴，導電桿上連有擋塵蓋。本實用新型的優(yōu)點是(1)獨特的冷卻水、保護氣管路設計；(2)偏心量調節(jié)滑塊采用耐熱絕緣材料與金屬材料復合設計；(3)結構緊湊，尺寸??；(4)上、下耐熱絕緣蓋的設計，使得焊嘴及傳感器外殼均不帶電；(5)擋塵蓋設計避免了焊接時產(chǎn)生的金屬粉塵進入傳感器內(nèi)部。
文檔編號B23K9/24GK201042752SQ20072008408
公開日2008年4月2日 申請日期2007年4月5日 優(yōu)先權日2007年4月5日
發(fā)明者華 張, 彭俊斐, 毛志偉 申請人:南昌大學