机器人用电弧摆动窄间隙熔化极双层气体保护自动焊枪.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109604786A(43)申请公布日2019.04.12(21)申请号201910108293.8(22)申请日2019.01.18(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人唐新华徐起芦凤桂崔海超张轲(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人庄文莉(51)Int.Cl.B23K9/28(2006.01)B23K9/173(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图8页(54)发明名称机器人用电弧摆动窄间隙熔化极双层气体保护自动焊枪(57)摘要本发明提供一种机器人用电弧摆动窄间隙熔化极双层气体保护自动焊枪，其电弧摆动模块采用一对同步相向转动的不完整齿轮，按一定的相位与摆动齿轮交替啮合驱动其来回摆动，再通过一对锥齿轮将摆动运动传递至焊枪导电杆，使焊接电弧按预设的频率在窄间隙坡口内高速摆动；焊枪体模块为水冷方式的扁平结构，可伸入至窄间隙焊接坡口底部，为高温焊接熔池提供内层气体保护、焊丝与电能；升降式外气罩模块，可在机器人控制下根据坡口深度自动调节其高度位置，为焊接熔池及附近区域提供外层气体保护。本发明具有更高的电弧摆动频率，更好的气体保护效果和更小的形体尺寸，因而具有更高的焊接效率和更稳定的焊接过程，更适用于机器人的智能化焊接应用。CN109604786ACN109604786A权利要求书1/2页1.一种机器人用电弧摆动窄间隙熔化极双层气体保护自动焊枪，其特征在于，包括电弧摆动模块、焊枪体模块、升降式外气罩模块、支撑模块、导电模块，其中：所述电弧摆动模块，实现焊接电弧在机器人控制下按预设频率在窄间隙焊接坡口内的摆动；所述焊枪体模块，为焊接熔池提供内层气体保护、焊丝和电能，同时为所述升降式外气罩模块的升降提供支撑；所述升降式外气罩模块，根据工件坡口深度在机器人控制下沿所述焊枪体模块自动上下移动，为焊接熔池及附近区域提供外层气体保护；所述支撑模块，固定所述电弧摆动模块、所述焊枪体模块和所述导电模块；所述导电模块，传递所需焊接电流。2.根据权利要求1所述的机器人用电弧摆动窄间隙熔化极双层气体保护自动焊枪，其特征在于，所述电弧摆动模块、所述焊枪体模块、所述升降式外气罩模块、所述支撑模块以及所述导电模块之间为可拆卸连接。3.根据权利要求1所述的机器人用电弧摆动窄间隙熔化极双层气体保护自动焊枪，其特征在于，所述电弧摆动模块，包括驱动电机、主动齿轮、传动齿轮、不完整齿轮、摆动齿轮、锥齿轮、焊枪导电杆以及导电嘴；其中，主动齿轮由第一驱动电机驱动，做单向旋转运动，并通过传动齿轮将单向旋转运动传递至不完整齿轮，一对同步相向转动的不完整齿轮，按设定的相位与所述摆动齿轮交替啮合，驱动摆动齿轮来回摆动，摆动运动经由所述锥齿轮传递至所述焊枪导电杆，实现焊接电弧在机器人控制下按预设的频率在窄间隙焊接坡口内摆动；焊枪导电杆与导电嘴连接，将带动导电嘴进行摆动，从而实现电弧的摆动。4.根据权利要求1所述的机器人用电弧摆动窄间隙熔化极双层气体保护自动焊枪，其特征在于，所述焊枪体模块包括焊枪体、齿条、齿条连接块、保护气接头、冷却水接头、接头连接块、空心铜管、陶瓷气罩、陶瓷绝缘套以及绝缘压片；所述焊枪体在窄间隙焊接坡口中具有水冷保护，同时能把保护气体传送至窄间隙焊接坡口底部，对焊接熔池实现保护；所述陶瓷绝缘套和绝缘压片使所述焊枪体本身不带电，以避免焊枪体与窄间隙坡口侧壁发生短路接触；所述焊枪体两侧的齿条用于所述外气罩模块在机器人控制下自动升降；齿条上部与齿条连接块连接，齿条下部与陶瓷气罩一同紧固连接在焊枪体上；冷却水接头与接头连接块相连，接头连接块固定在焊枪体上，并与空心铜管银钎焊连接；低温冷却水从冷却水接头处流入，经空心铜管进入焊枪体内部的冷却水通道，冷却水到达通道底部后，将沿通道侧壁上升，最终从与冷却水通道连通的冷却水接头处流出，从而完成对该侧枪体的冷却。5.根据权利要求1所述的机器人用电弧摆动窄间隙熔化极双层气体保护自动焊枪，其特征在于，所述升降式外气罩模块包括驱动电机、蜗轮、蜗杆、主动齿轮、传动齿轮、输出齿轮、外气罩、保护气接头；蜗杆由驱动电机驱动，与蜗轮啮合；主动齿轮与蜗轮同轴，并分别通过传动齿轮将旋转运动传递至输出齿轮，输出齿轮与位于焊枪体模块中的齿条啮合，进而将自身的旋转运动转换为升降式外气罩模块沿焊枪体的直线运动，实现升降；升降式外气罩模块内部设置有校直辊筒，辊筒之间采用弹簧连接，以夹紧焊枪体；外气2CN109604786A权利要求书2/2页罩两侧连接有保护气接头，保护气体经接头进入气罩后，经外气罩壁的反射、充分混合，再从所述外气罩下方流出，形成层流层并充满坡口间隙，进而为焊接熔池及坡口金属提供外层气体保护。6.根据