专利名称：高速旋转扫描焊炬的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种焊炬，特别涉及一种高速旋转扫描焊炬。
背景技术：
焊接是机械制造工业中关键的工艺技术之一。因此，保证焊接产品质 量的稳定性、提高生产效率、减轻工人强度和改善劳动环境成为现代焊接 制造工艺发展亟待解决的问题。提高焊接生产的自动化程度是解决上述问 题的主要途径。
焊缝跟踪与焊接质量实时控制是提髙焊接过程自动化程度的两个方 面，而焊缝跟踪又是保证焊接质量的基础。要实现焊缝自动跟踪控制，焊 缝跟踪传感器是必不可少的。电弧传感器的信号检测点就是焊接电弧点， 不存在传感器位置导前误差，是完全实时的传感器，且不怕电弧的飞溅、 烟尘、弧光干扰、成本低。
旋转式电弧传感器首先由20世纪80年代日本的NKK公司发明，并应 用到窄间隙焊缝中。电极固定在偏离齿轮中的一个位置上，此齿轮由电机 通过另一个齿轮驱动。该发明虽然取得了显著成效，但由于这种旋转机构 较复杂、体积大、振动大、调节不方便，因此限制了其在实际生产中的广 泛应用。为此，人们设计了一种空心轴电机驱动的旋转扫描结构，采用空 心马达结构设计，使得结构更加简单。该结构省去了传动齿轮，从而减少 传动损耗降低了电机功耗，调节方便，振动减小许多，提高了该旋转电弧 传感器实用性。但该传感器的冷却水和保护气从焊枪前端送入，加之焊枪 前端直径较大、焊枪长度较长，故将传感器用于角焊缝焊接或空间受限的 焊缝焊接场合时，易与工件相碰撞，影响了其应用。其次，该传感器在中 低转度时，虽然振动减小了许多，但在高速旋转情况下，振动仍较大。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种髙速旋转扫描焊炬，它解决现有旋转扫 描焊炬结构尺寸大、机构复杂、髙速旋转时振动噪声大等问题，适宜折角
较大的角焊缝焊接或空间受限的焊缝焊接。本实用新型是这样来实现的，它包括外部固定的壳体、中部高速旋转 装置和内部导电旋转装置，壳体由气水嘴、上壳体、中壳体、下壳体、上 绝缘盖、下绝缘盖、导管、气水室构件、蠊栓、保护气罩、陶瓷衬套组成，上壳体上连接上绝缘盖，上绝缘盖连接气水嘴，气水嘴连接导管，导管通 过上壳体、中壳体、下壳体、下绝缘盖，连接由气水室构件组成的气室和 水室，气水室构件下端连接保护气罩和陶瓷衬套，下壳体上连有蟝栓、冷 却水通过气水嘴、导管和下绝缘盖，进入水室冷却，然后再经导管、下绝 缘盖、气水嘴形成循环。保护气经气水嘴、导管和下绝缘盖，进入气室， 再进入保护气罩，从而实现焊接时防氧化保护。高速旋转装置包括空心轴、 光码盘、球轴承、电机滑块、平衡块，空心轴连接电机，上下连有球轴承，空心轴上连接光码盘，光码盘由64个浅槽和一个深槽组成，空心轴下端连 接滑块和滑块套，用两个调节嫁钉固定，滑块下端连接平衡块。导电旋转 装置由导电杆、调心球轴承、挡尘盖和导电嘴组成，导电杆上部和中部连 接两个调心球轴承，下端连接导电嘴，导电杆上连有挡尘盖。本实用新型的优点是(1)独特的冷却水、保护气管路设计，使冷却水 管、保护气管集成于传感器内部，不仅减少传感器外形尺寸，而且避免了目传感器小型化的目的:使得该传感器能够适用于空间狭窄、折角变化大的角焊缝焊接跟踪，扩大了旋转电弧传感器的应用范围；(2)独特的外形设计， 美观、实用；(3)偏心量调节滑块采用耐热绝缘材料与金属材料复合设计， 不仅实现了空心轴与导电杆的绝缘目的，而且提高滑块的使用寿命；(3) 独特的气室、冷却水室结构，不仅保护气输送顺畅、冷却效果好，而且结构 紧凑，尺寸小；(4)保护气罩采用金属材料与陶瓷材料复合结构，使得保 护气罩易于加工，且焊接过程中产生的飞溅不会粘连在保护气罩上，增加了 保护气罩的使用寿命和避免了因飞溅而导电嘴与保护气罩的碰触，提高了传 感的可靠性；(5)上、下射热绝缘盖的设计，使得焊嘴及传感器外壳均不带 电，避免了保护气罩因与工件碰触产生短路的缺陷；(6)挡尘盖设计避免了 焊接时产生的金属粉尘进入传感器内部，阻塞轴承，使得传感器转动阻力增
大，甚至不能转动的缺点，同时也大大提高了传感器的寿命。
图1为本实用新型的结构示意图； 图2为本实有新型的外壳结构示意图； 图3为本实用新型的高速旋转装置结构示意图； 图4为本实用新型的导电旋转装置结构示意图。
在图中，1、气水嘴2、上绝缘盖3、上壳体4、中壳体5、导管 6、下壳体7、下绝缘盖8、气水室构件9、螺塞10、气室11、水 室12、保护气罩13、陶瓷衬套14、光码盘15、锁紧螺钉16、上 球轴承17、电机18、空心轴19、下球轴承20、导电杆21、上调 心球轴承22、滑块套23、右调节螺钉24、滑块25、下调心球轴承 26、挡尘盖27、左调节蠊钉28、平衡块29、导电嘴30、壳体31、 高速旋转装置32、导电旋转装置
具体实施方式
如图l、图2、图3、图4所示，本实用新型包括外部固定的壳体30、 中部高速旋转装置31和内部导电旋转装置32，壳体由气水嘴1、上壳体3、 中壳体4、下壳体6、上绝缘盖2、下绝缘盖7、气水室构件8、螺栓9、保 护气罩12、陶瓷衬套B组成，上壳体3上连接上绝缘盖2，上绝缘盖2连 接气水嘴l，气水嘴连接导管5，导管5通过上壳体、中壳体、下壳体、下 绝缘盖连接气水室构件，组成气室10和水室11，气水室8构件下端连接保 护气罩12和陶瓷衬套13，下壳体上连有螺栓、气水嘴、导管和下绝缘盖， 水室冷却，然后再经导管、下绝缘盖、气水嘴形成循环。冷却水通过水嘴、 导管、下绝缘盖、导管进入水室冷却，然后再经导管、下绝缘盖、导管及 水嘴形成循环。保护气经气嘴、导管、下绝缘盖、导管进入气室，然后由 气进入保护气罩，从而实现焊接时防氧化保护。冷却水和保护气通过壳体 内部管道输送，减小了传感器的外部尺寸，提高了传感器在狭窄空间焊接 的实用性，独特的气室、水室设计，不仅冷却效果好，而且结构紧凑；同
时，上、下耐热绝缘盖的设计，使得焊嘴及传感器外壳均不带电，避免了 保护气罩因与工件碰触产生短路的缺陷。
高速旋转装置31包括空心轴18、光码盘14、球轴承19、电机17、滑 块24、平衡块28，空心轴18连接电机17，上连接球轴承16，下连接球轴 承19，空心轴18上连接光码盘14,光码盘由64个浅槽和一个深槽组成， 空心轴下端连接滑块24和滑块套22，用左调节螺钉27和右调节螺钉23固 定，滑块下端连接平衡块28。导电旋转装置32由导电杆20、调心球轴承 25、挡尘盖26和导电嘴29组成，导电杆上部和中部连接上调心球轴承21 和下调心球轴承25，下端连接导电嘴29，导电杆上连有挡尘盖。中部高速 旋转部件由固定在空心轴18上的分装式电机17驱动，并通过一对球轴承 固定在外壳上，空心轴上的光码盘14由64个浅槽和一个深槽组成，通过 两个光偶分别测量空心轴的转速和位置(即导电杆的转速与位置)，为电弧 传感器控制提供信息。下部的滑块通过锁紧蠊钉15固定在空心轴上，滑块 左右两侧各有一装配于滑块套上的调节螺钉，通过调节这两个嫘钉实现导 电杆的偏心量的调节，由于采用螺钉实现偏心量的调节，故导电杆的圆周 回转运动半径可连续调节，外壳上的蠊塞9就是为了方便对调节螺钉的调 节。为了保证空心轴与导电杆间的绝缘，同时保证滑块有一定的硬度，避 免因调节嫘钉调节导电杆偏心距时损害滑块，滑块由耐热绝缘材料及金属 材料复合而成，即在耐热绝缘材料外部再复合一层金属材料。平衡块用于 平衡由于导电杆的偏心转动而产生的振动。内部导电旋转部件上端由调心 球轴承21固定于外壳上，下端由调心球轴承固定在滑块套上。由于导电杆 通过滑块与空心轴相连，当空心轴作髙速转动时，导电杆作圆锥回转运动， 从而实现焊炬沿焊缝作圆周扫描运动。导电杆上、下两个调心球轴承就是 为了适应导电杆作圆锥回转运动。挡尘盖设计避免了焊接时产生的金属粉 尘进入传感器内部，阻塞轴承，使得传感转动阻力增大，甚至不能转动的 缺点，同时也大大提髙了传感器的寿命。
权利要求1、一种高速旋转扫描焊炬，它包括外部固定的壳体、中部高速旋转装置和内部导电旋转装置，其特征是壳体由气水嘴、上壳体、中壳体、下壳体、上绝缘盖、下绝缘盖、导管、气水室构件、保护气罩、陶瓷衬套组成，上壳体上连接上绝缘盖，上绝缘盖连接气水嘴，气水嘴连接导管，导管通过上壳体、中壳体、下壳体、下绝缘盖连接气水室构件组成的气室和水室，气水室构件下端连接保护气罩和陶瓷衬套，下壳体上有螺塞，高速旋转装置包括空心轴、光码盘、球轴承、电机滑块、平衡块，空心轴连接电机，上下连有球轴承，空心轴上连接光码盘，空心轴下端连接滑块和滑块套，用两个调节螺钉固定，滑块下端连接平衡块，导电旋转装置由导电杆、调心球轴承、挡尘盖和导电嘴组成，导电杆上部和中部连接两个调心球轴承，下端连接导电嘴，导电杆上连有挡尘盖。
专利摘要一种高速旋转扫描焊炬，它由外部固定的壳体、中部高速旋转装置和内部导电旋转装置构成，壳体由气水嘴、上壳体、中壳体、下壳体、上绝缘盖、下绝缘盖、导管、气水室构件、螺栓、保护气罩、陶瓷衬套组成，空心轴连接电机，上下连有球轴承，空心轴上连接光码盘，导电杆上部和中部连接两个调心球轴承，下端连接导电嘴，导电杆上连有挡尘盖。本实用新型的优点是(1)独特的冷却水、保护气管路设计；(2)偏心量调节滑块采用耐热绝缘材料与金属材料复合设计；(3)结构紧凑，尺寸小；(4)上、下耐热绝缘盖的设计，使得焊嘴及传感器外壳均不带电；(5)挡尘盖设计避免了焊接时产生的金属粉尘进入传感器内部。
文档编号B23K9/24GK201042752SQ20072008408
公开日2008年4月2日 申请日期2007年4月5日 优先权日2007年4月5日
发明者华 张, 彭俊斐, 毛志伟 申请人:南昌大学