一种新型变截面梁机械跟踪机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型变截面梁机械跟踪机构，包括立柱、横向跟踪机构、回转机构、纵向跟踪机构、截面跟踪机构及焊枪，横向跟踪机构包括横向导轨座、气缸、横向滑块，横向导轨座和气缸均固连于立柱下端，气缸的活塞端作用于横向滑块，回转机构活动连接于横向滑块下端，回转机构下端固连有安装板，截面跟踪机构包括两根连接柱，两根连接柱的下端均设有截面跟踪轮，两根连接柱固连于所述安装板下端面，纵向跟踪机构包括纵向导轨座、纵向滑块及高度跟踪轮，纵向导轨座与安装板固连，焊枪与纵向滑块相连。本实用新型能提高焊枪在焊缝转角处运动的平稳性从而改善转角处的焊缝质量，具有跟踪效果好、性能稳定、结构紧凑、成本低廉的优点。
【专利说明】一种新型变截面梁机械跟踪机构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机械跟踪机构，尤其是涉及一种新型变截面梁机械跟踪机构。
【背景技术】
[0002]随着优化技术应用日趋完善，为了实现机械或结构的某些设计目标，如重量轻、应力集中小、体积小、刚度最大、稳定性最佳等，实际生产工程中多采用变截面梁结构以求得最合理的结构尺寸和最合理的几何形状。为满足变截面梁构件的焊接要求，目前在焊接工艺中多采用焊缝跟踪技术以保证焊接质量。现有机械跟踪、光电跟踪、激光跟踪等方式用于实现焊缝跟踪。较光电跟踪和激光跟踪而言，机械跟踪成本相对较低且维修方便，因而应用广泛。
[0003]专利号为ZL201120079208.9，专利名称为“一种新型变截面梁机械跟踪机构”中记载的变截面梁机械跟踪机构，其虽可实现变截面梁构件的焊缝跟踪，但存在以下问题:(I)使用弹簧提供跟踪的预紧力存在压力会随着弹簧压缩量的不同出现变化，导致部分跟踪精度受到损失，难以完成焊接精度较高的工作。(2)第二回转装置会使跟踪架失去回转力矩来源，跟踪架无法跟随工件侧面变化而变化，从而导致焊枪与焊缝无法保持一致的焊接姿势，甚至会导致跟踪失败。(3)高度跟踪部分过于笨重，长期使用造成高度跟踪轮磨损加剧，机头也出现倾斜现象。(4)焊点无法控制在回转装置的中性线上，当跟踪架带动焊枪回转时，焊道与焊枪的相对位置会发生变化，尤其是焊缝转角处时，焊缝跟踪转向的不平稳极易引起焊枪偏离理想位置，导致焊缝偏离焊道，不仅影响焊接质量且极易损坏工件造成浪费。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服上述现有机械跟踪技术的不足，提供一种新型变截面梁机械跟踪机构，能提高焊枪在焊缝转角处运动的平稳性从而改善转角处的焊缝质量，具有跟踪效果好、性能稳定、结构紧凑、成本低廉的优点。
[0005]本实用新型的目的通过下述技术方案实现:一种新型变截面梁机械跟踪机构，包括立柱、横向跟踪机构、回转机构、纵向跟踪机构、截面跟踪机构及焊枪，所述横向跟踪机构包括横向导轨座、气缸、设于横向导轨座上且能左右移动的横向滑块，所述横向导轨座和气缸均固连于立柱下端，气缸的活塞端作用于横向滑块，所述回转机构活动连接于横向滑块下端，所述回转机构下端固连有安装板，所述截面跟踪机构包括两根连接柱，两根连接柱的下端均设有截面跟踪轮，两根连接柱固连于所述安装板下端面，所述纵向跟踪机构包括纵向导轨座、与纵向导轨座连接且能上下移动的纵向滑块及固连于纵向滑块下端的高度跟踪轮，所述纵向导轨座与安装板固连，所述焊枪与纵向滑块相连，高度跟踪轮与焊枪均位于回转机构下方。本实用新型中，立柱用于提供支持力，承受本跟踪机构中各运动副的动力荷载。横向跟踪机构用于提供预紧力实现截面跟踪机构的自动跟踪功能。其中，气缸用于提供压力作用于横向滑块使其根据工件截面的变化发生左右移动，从而保证截面跟踪轮处于跟踪状态。回转机构用于传递偏转力矩，使截面跟踪机构的两截面跟踪轮始终处于稳定的跟踪状态。纵向跟踪机构通过自重作用实现高度跟踪轮的自动跟踪功能。焊枪用于实现变截面梁构件的焊接工作。
[0006]为便于调节截面跟踪机构与纵向跟踪机构之间的相对位置，进一步地，所述截面跟踪机构还包括手动调节机构，所述手动调节机构包括基座、水平设置的调节螺杆及与调节螺杆端头相连的旋钮，所述基座两端外凸构成两个活动连接架，两调节座上设有与调节螺杆相适应的螺纹孔，调节螺杆穿过两调节座上的螺纹孔，基座固连于所述安装板下端面，所述两根连接柱与调节螺杆固连。如此，可通过向左或向右调节截面跟踪机构以改变截面跟踪轮和高度跟踪轮之间的位置关系，进而使本实用新型可应用于多种规格和尺寸的变截面梁构件。
[0007]为便于调节焊枪的位置与角度，进一步地，所述纵向跟踪机构还包括加持组件，所述加持组件包括一对加持件，两加持件的一端分别与所述焊枪和所述纵向滑块固连，两加持件的另一端相连。本实用新型调试时，可通过加持组件将焊枪的枪头控制在回转机构的中性线上。如此，当安装板带动焊枪回转时，可避免焊枪偏离焊道。
[0008]进一步地，所述纵向导轨座竖直固连于所述安装板的上端面，所述纵向滑块上端设有限位柱，其下端穿过安装板的上下端面。本实用新型中，限位柱用于提供支撑着力点，限制纵向滑块在自重作用下上下移动的最低位移。如此，本机构在零位状态时亦可保持结构上的稳定性。本实用新型通过纵向滑块及焊枪的自重即可实现自动高度跟踪功能，不仅结构简化，且性能稳定。
[0009]各跟踪机构作为一整体，为实现该整体结构的上下移动，进一步地，还包括滑鞍机构，所述滑鞍机构上设置有升降电机，所述升降电机可驱动立柱上下移动。如此，在调试时可提闻调节效率。
[0010]进一步地，所述滑鞍机构上设置有横移电机，所述横移电机可驱动立柱横向移动。如此，可实现各跟踪机构整体的横向移动。
[0011]为优化结构布局提高本跟踪机构的可操作性，进一步地，所述立柱下端设有连接架，所述横向跟踪机构通过所述连接架固连于立柱下端。
[0012]为保证焊接过程中截面跟踪机构的可靠性，进一步地，所述连接架上设置有行程开关，所述行程开关上设置有左右两个可控制所述横向电机旋转的触发开关，所述横向滑块上设置有触发杆，所述触发杆位于两触发开关之间的区域。如此，当横向滑块在焊接过程中移动至左右两端的最大行程量时，可通过触发杆触动触发开关启动横向电机，通过横向电机驱动立柱带动横向跟踪机构发生相应的横向移动以满足变截面梁的焊接要求。
[0013]进一步地，所述滑鞍机构安装在龙门焊行走机构上。
[0014]与现有机械跟踪技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型中，通过气缸与横向滑块之间的配合提供跟踪的预紧力，由于压缩空气的压力稳定且不易耗损，因而可保证较高精度的焊接质量。通过一个回转机构的设置，不仅使两截面跟踪轮、高度跟踪轮及焊枪之间的相对位置关系在回转时保持不变以保证焊枪与焊道始终保持一致的焊接姿势，还可稳定且高效地传递偏转力矩以保证稳定的跟踪状态。通过手动调节机构、连接组件的设置，截面跟踪轮、焊枪、高度跟踪轮的位置及三者之间的相对位置均可以调节，如此不仅可使焊枪的枪头控制在回转机构的中性线上以防止枪头在焊枪回转时偏离焊道，还可应用于不同规格及尺寸的变截面梁构件的焊接工作中以提高本实用新型的通用性。通过纵向跟踪机构的设置，将高度跟踪轮承受的重量控制在合理范围内，不仅减少了高度跟踪轮的磨损，还提高了高度跟踪的灵敏性与可靠性。本实用新型通过各跟踪机构的设置能提高焊枪在焊缝转角处运动的平稳性，改善转角处的焊缝质量，具有跟踪效果好、性能稳定、结构紧凑、成本低廉的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型所述的一种新型变截面梁机械跟踪机构一个具体实施例的主视图；
[0016]图2是本实用新型所述的一种新型变截面梁机械跟踪机构一个具体实施例的俯视图；
[0017]图3是本实用新型所述的一种新型变截面梁机械跟踪机构中手动调节机构一个具体实施例的结构示意图；
[0018]图4是本实用新型所述的一种新型变截面梁机械跟踪机构中手动调节机构与截面跟踪机构一个具体实施例的结构示意图；
[0019]图5是实施例1所述的跟踪示意图。
[0020]附图中标记及相应的零部件名称:1、立柱，11、连接架，111、气缸连接座，112、导轨连接块，12、行程开关，121、触发开关，2、横向跟踪机构，21、横向导轨座，211、横向轨道，22、气缸，2 3、横向滑块，2 31、触发杆，3、回转机构，31、安装板，4、纵向跟踪机构，41、纵向导轨座，411、纵向轨道，42、纵向滑块，421、纵向凸条，43、高度跟踪轮，44、加持组件，5、截面跟踪机构，51、连接柱，52、截面跟踪轮，53、手动调节机构，531、基座，532、调节螺杆，533、旋钮，534、螺杆连接座，6、焊枪，7、滑鞍机构，71、升降电机，72、横移电机，73、滑鞍连接块。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。
[0022]实施例1:
[0023]如图1至图5所示，一种新型变截面梁机械跟踪机构，包括立柱1、横向跟踪机构2、回转机构3、纵向跟踪机构4、截面跟踪机构5及焊枪6，其特征在于:所述横向跟踪机构2包括横向导轨座21、气缸22、设于横向导轨座21上且能左右移动的横向滑块23,所述横向导轨座21和气缸22均固连于立柱I下端，气缸22的活塞端作用于横向滑块23，所述回转机构3活动连接于横向滑块23下端，所述回转机构3下端固连有安装板31，所述截面跟踪机构5包括两根连接柱51，两根连接柱51的下端均设有截面跟踪轮52，两根连接柱51固连于所述安装板51下端面，所述纵向跟踪机构4包括纵向导轨座41、与纵向导轨座41连接且能上下移动的纵向滑块42及固连于纵向滑块42下端的高度跟踪轮43，所述纵向导轨座41与安装板31固连，所述焊枪6与纵向滑块42相连，高度跟踪轮5与焊枪6均位于回转机构3下方。
[0024]本实施例中，高度跟踪轮5与焊枪6均位于回转机构3的下方；两连接柱51均竖直设置于安装板31的下端面。为获得稳定的预紧力，气缸22的活塞端应固连于横向滑块23的左端。如此，当横向滑块23在横向导轨座21上左右移动时，均可通过活塞端得到气缸22的反作用力。为提高横向滑块23左右移动的稳定性，可在横向导轨座21的上端设有横向轨道211，在横向滑块23的下端设有与横向轨道211相适应的横向凸条。为提高纵向滑块42上下移动的稳定性，可在纵向导轨座41的左端设有纵向轨道411，在纵向滑块42的右端设有与纵向轨道411相适应地纵向凸条421。如此，纵向滑块42在向上作用力或者其自重的作用下可平稳地实现相对纵向导轨座41的上下移动。为提高截面跟踪机构的跟踪精度，两连接柱51的间距在保证两截面跟踪轮52跟踪时互不影响的情况下应足够小。如此，当跟踪转角处时，截面跟踪机构可快速且平稳地发生回转，避免焊枪6偏离焊道。
[0025]本实施例应用时，高度跟踪轮43压在工件的上端面上，两截面跟踪轮52均贴在工件的侧面上，然后调整横向跟踪机构2、截面跟踪机构5及纵向跟踪机构2的位置。调试后，本实施例的零位状态也即非工作状态，应保证气缸22处于一定的压缩状态，使其产生一定的压力作用于横向滑块23以提供跟踪的预紧力；焊枪6的枪头控制在回转机构的中性线上，以便在焊接转角处时，焊枪6始终与焊道保持一致的行走轨迹。焊接时，高度跟踪轮43在纵向滑块42及焊枪6的自重作用下始终贴着工件的上端面行走，这就保证了与纵向滑块42相连的焊枪6与焊道之间始终保持一定的高度，也即实现本实施例的高度跟踪。两截面跟踪轮52在横向跟踪机构2提供的预紧力的作用下也始终保持紧贴工件侧面行走的状态，如图5中A处所示，这就保证了焊枪6与焊道之间始终保持一致的路径，也即实现本实施例的截面跟踪。但变截面梁的焊道并非是一条直线，当焊道的路径与本实施例行走的方向存在夹角时，如图5中B处所示，焊道的路径相对焊枪6行走的方向向前向左转角时，两截面跟踪轮52就不再都紧贴工件的侧面，而是会出现短暂的前截面跟踪轮52悬空，后截面跟踪轮52紧贴的状态。由于气缸22对横向滑块23提供持续稳定的压力，因而当前截面跟踪轮52悬空失去着力点时，该压力则会通过横向滑块23作用于回转机构3，再通过回转机构3传递偏转力矩使安装板31平稳及时地带动截面跟踪机构5、纵向跟踪机构4及焊枪6均发生偏转直至前截面跟踪轮52恢复着力点紧贴工件的侧面，如图5中C处所示，此时两截面跟踪轮52均再次紧贴工件的侧面，也即完成焊道转弯处的截面跟踪。在这短暂的悬空时段里，由于焊枪6的枪头位于回转机构3的中性线上，也即焊枪6的枪头位于回转中心位置，因而当焊枪6跟随安装板31发生偏转时，并不会使枪头偏离焊道。本实施例工作时，由于焊枪6与高度跟踪轮43和截面跟踪轮52之间的相对位置始终保持不变，因此在高度跟踪与截面跟踪的配合下，焊枪6的枪头与焊道始终保持一致的行走路径，这为实现变截面梁构件高质量的焊接工作提供了保障。
[0026]实施例2
[0027]本实施例在实施例1的基础上作出了如下进一步限定:所述截面跟踪机构5还包括手动调节机构53，所述手动调节机构53包括基座531、水平设置的调节螺杆532及与调节螺杆532端头相连的旋钮533，所述基座531两端外凸构成两个调节座，两调节座上设有与调节螺杆532相适应的螺纹孔，调节螺杆532穿过两调节座上的螺纹孔，基座531固连于所述安装板51下端面，所述两根连接柱51与调节螺杆532固连。本实施例中，为便于调节螺杆532与连接柱51的固连，可在调节螺杆532上套设一个螺杆连接座534，螺杆连接座534位于两调节座之间的区域，两连接柱51均固连于螺杆连接座534的下端。本实施例应用时，在调节螺杆532与螺纹孔之间的螺纹配合下，通过转动旋钮533即可实现截面跟踪机构5的左右移动。调试时，即可通过转动旋钮533调整截面跟踪轮52与焊枪6和高度界面轮43之间的初始位置。
[0028]实施例3
[0029]本实施例在实施例1的基础上作出了如下进一步限定:所述纵向跟踪机构4还包括加持组件44,所述加持组件44包括一对加持件,两加持件的一端分别与所述焊枪6和所述纵向滑块42固连，两加持件的另一端相连。本实施例中，两加持件的一端可分别套设在焊枪6和纵向滑块42上以实现固连，另一端通过螺钉相连。为满足焊枪6不同角度与位置的调试要求，可在加持件上设置多组螺钉孔。应用时，通过松紧螺钉即可调整焊枪6枪头的角度与位置。
[0030]实施例4
[0031]本实施例在实施例1的基础上作出了如下进一步限定:所述纵向导轨座41竖直固连于所述安装板51的上端面，所述纵向滑块42上端设有限位柱421，其下端穿过安装板51的上下端面。本实施例中，可选择安装板31或者纵向导轨座41为限位柱421提供向上的支撑力以限制纵向滑块42的最低位移。若选择安装板31，则应在纵向滑块42的左端面设置限位柱421 ;若选择纵向导轨座41，则应在纵向滑块42的右端面设置限位柱421。限位柱421在纵向滑块42上高度位置的选取则需根据变截面梁构件的规格、尺寸及上端面的平整度而定。如此，可避免纵向滑块42向下移动的最低点高于变截面梁构件上端面的最低点而引起的高度跟踪失败。为减轻高度跟踪轮43的负担，纵向滑块42包括纵向滑板422与质量相对较轻的纵向柱423，纵向柱423的上端与纵向滑板421的下端连接，纵向滑板421通过其与纵向导轨座41的配合用于实现纵向滑块42相对纵向导轨座41的上下移动，纵向柱423的下端用于固连高度跟踪轮43。
[0032]实施例5
[0033]本实施例在实施例f 4中任意一项实施例的基础上作出了如下进一步限定:还包括滑鞍机构7，所述滑鞍机构7上设置有升降电机71，所述升降电机71可驱动立柱I上下移动。本实施例中，升降电机71与立柱I之间通过齿轮齿条啮合。应用时，升降电机71通过驱动齿轮在齿条上转动带动立柱2上下移动，也即完成设置于立柱2上的各个跟踪机构的整体上下移动。
[0034]实施例6
[0035]本实施例在实施例5的基础上作出了如下进一步限定:所述滑鞍机构I上设置有横移电机72,所述横移电机72可驱动立柱2横向移动。本实施例中，横移电机72与升降电机71垂直设置。为优化结构，横移电机72通过齿轮齿条与滑鞍机构I啮合。应用时，横移电机72通过驱动齿轮在齿条上转动使滑鞍机构I左右移动，从而带动与滑鞍机构I相连的立柱2左右移动，也即完成设置于立柱2上的各个跟踪机构的整体左右移动。
[0036]实施例7
[0037]本实施例在实施例6的基础上作出了如下进一步限定:所述立柱I下端设有连接架11，所述横向导轨座21和气缸22均通过连接架11固连于立柱I下端。本实施例中，横向导轨座21通过导轨连接块112固连于连接架11上，气缸22通过气缸连接块111固连于连接架11上。
[0038]实施例8
[0039]本实施例在实施例7的基础上作出了如下进一步限定:所述连接架11上设置有行程开关12，所述行程开关12上设置有左右两个可控制所述横向电机72旋转的触发开关121，所述横向滑块23上设置有触发杆231，所述触发杆231位于两触发开关121之间的区域。本实施例中，若横向电机72顺时旋转会带动立柱2向右移动，逆时旋转会带动立柱2向左移动，则行程开关12中的左触发开关121设置为控制横向电机72逆时旋转，右触发开关121设置为控制横向电机72顺时旋转。当横向滑块23在气缸22压力的作用力下左右移动时，设置于横向滑块23上的触发杆231则会做相应地左右移动，当触发杆231在移动中触动行程开关12上的左触发开关121或者右触发开关121时，则会启动横向电机72旋转从而驱动立柱I带动横向滑块23做相应地补偿移动以满足截面跟踪机构5的截面跟踪要求。例如，触发杆231在横向滑块23右移过程中触动到右触发开关121，则会启动横向电机72顺时旋转，从而驱动立柱I向右移动，此即完成对横向滑块23的右移补偿。
[0040]实施例9
[0041]本实施例在实施例5的基础上作出了如下进一步限定:所述滑鞍机构7安装在龙门焊行走机构上。本实施例中，滑鞍机构7可通过滑鞍连接块73安装在龙门焊行走机构上。
[0042]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的【具体实施方式】只局限于这些说明。对于本实用新型所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种新型变截面梁机械跟踪机构，其特征在于:包括立柱(I)、横向跟踪机构(2)、回转机构(3)、纵向跟踪机构(4)、截面跟踪机构(5)及焊枪(6)，其特征在于:所述横向跟踪机构(2 )包括横向导轨座(21)、气缸(22 )、设于横向导轨座(21)上且能左右移动的横向滑块(23),所述横向导轨座(21)和气缸(22)均固连于立柱(I)下端,气缸(22)的活塞端作用于横向滑块(23)，所述回转机构(3)活动连接于横向滑块(23)下端，所述回转机构(3)下端固连有安装板(31)，所述截面跟踪机构(5)包括两根连接柱(51)，两根连接柱(51)的下端均设有截面跟踪轮(52)，两根连接柱(51)固连于所述安装板(51)下端面，所述纵向跟踪机构(4 )包括纵向导轨座(41)、与纵向导轨座(41)连接且能上下移动的纵向滑块(42 )及固连于纵向滑块(42)下端的高度跟踪轮(43)，所述纵向导轨座(41)与安装板(31)固连，所述焊枪(6)与纵向滑块(42)相连，高度跟踪轮(5)与焊枪(6)均位于回转机构(3)下方。
2.根据权利要求1所述的一种新型变截面梁机械跟踪机构，其特征在于:所述截面跟踪机构(5)还包括手动调节机构(53)，所述手动调节机构(53)包括基座(531)、水平设置的调节螺杆(532)及与调节螺杆(532)端头相连的旋钮(533)，所述基座(531)两端外凸构成两个活动连接架，两调节座上设有与调节螺杆(532)相适应的螺纹孔，调节螺杆(532)穿过两调节座上的螺纹孔，基座(531)固连于所述安装板(31)下端面，所述两根连接柱(51)与调节螺杆(532)固连。
3.根据权利要求1所述的一种新型变截面梁机械跟踪机构，其特征在于:所述纵向跟踪机构(4)还包括加持组件(44),所述加持组件(44)包括一对加持件,两加持件的一端分别与所述焊枪(6)和所述纵向滑块(42)固连，两加持件的另一端相连。
4.根据权利要求1所述的一种新型变截面梁机械跟踪机构，其特征在于:所述纵向导轨座(41)竖直固连于所述安装板(31)的上端面，所述纵向滑块(42)上端设有限位柱(421)，其下端穿过安装板(31)的上下端面。
5.根据权利要求Γ4中任意一项所述的一种新型变截面梁机械跟踪机构，其特征在于:还包括滑鞍机构(7)，所述滑鞍机构(7)上设置有升降电机(71)，所述升降电机(71)可驱动立柱(I)上下移动。
6.根据权利要求5所述的一种新型变截面梁机械跟踪机构，其特征在于:所述滑鞍机构(7)上设置有横移电机(72),所述横移电机(72)可驱动立柱(I)横向移动。
7.根据权利要求6所述的一种新型变截面梁机械跟踪机构，其特征在于:所述立柱(I)下端设有连接架(11)，所述横向导轨座(21)和气缸(22 )均通过连接架(11)固连于立柱(I)下端。
8.根据权利要求7所述的一种新型变截面梁机械跟踪机构，其特征在于:所述连接架(11)上设置有行程开关(12)，所述行程开关(12)上设置有左右两个可控制所述横向电机(72 )旋转的触发开关(121)，所述横向滑块(23 )上设置有触发杆(231)，所述触发杆(231)位于两触发开关(121)之间的区域。
9.根据权利要求5所述的一种新型变截面梁机械跟踪机构，其特征在于:所述滑鞍机构(7)安装在龙门焊行走机构上。
【文档编号】B23K37/00GK204122956SQ201420607869
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】程李, 李洪森, 杨斌, 张永刚 申请人:成都华远焊割设备有限公司