纵缝自动焊接设备的制作方法

本实用新型涉及焊接技术领域，尤其涉及一种能够自动锁定芯轴的纵缝自动焊接设备。

背景技术：

纵缝自动焊接设备一般都是采用悬臂式单立柱结构，该纵缝自动焊接设备中的芯轴是悬臂式的，在工作时工件挂在芯轴上，加上琴键压紧机构会间接施加给芯轴向下的力，导致芯轴的自由端易产生下垂，现有的纵缝自动焊接设备一般通过设置挂钩锁紧装置将所述芯轴的自由端挂在所述琴键夹紧机构上，降低其挠度，以防止所述自由端下垂。

具体地，所述挂钩锁紧装置的一端固定在琴键夹紧机构上，通过手动旋转使挂钩锁紧装置的两个挂臂位于所述自由端的下方，然后通过手动旋转偏心轴调整锁挂钩锁紧装置上的锁紧块的高度以固定所述自由端。这种方案在每次更换工件时，都需要手动使自由端脱离挂钩锁紧装置再手动利用挂钩锁紧装置锁紧自由端，操作繁琐、不易操作且效率较低。

有鉴于此，有必要提供一种新的纵缝自动焊接设备以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够自动锁定芯轴的纵缝自动焊接设备。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：一种纵缝自动焊接设备，包括焊接机架、连接于所述焊接机架上的芯轴、连接于所述焊接机架上且位于所述芯轴上侧的琴键压紧机构、控制所述纵缝自动焊接设备运行的控制单元，所述芯轴包括与所述焊接机架相连接的连接端以及与所述连接端相对设置的自由端，所述焊缝自动焊接设备还包括固定于所述琴键夹紧机构上靠近所述自由端的一端的锁紧机构，所述锁紧机构包括固定于所述琴键夹紧机构上且与所述控制单元通讯连接的驱动部、与所述驱动部联动的锁紧部，所述锁紧部具有锁定所述自由端的锁定状态以及与所述自由端相分离的分离状态，所述驱动部带动所述锁紧部在所述锁定状态与所述分离状态之间切换。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述锁紧部具有用以收容至少部分所述自由端的收容槽。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述锁紧部还包括设于所述收容槽内与突伸入所述收容槽内的至少部分所述自由端相配合的压块、用以调节并定位所述压块距所述驱动部的距离的调节件；在所述锁紧部处于锁定状态时，突伸入所述收容槽内的至少部分所述自由端抵靠于所述压块靠近所述驱动部的一侧。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述锁紧部包括与所述驱动部相连接且相对设置的两个侧板、连接两个所述侧板远离所述驱动部的一端的连接板，两个所述侧板与所述连接板围设形成所述收容槽；所述侧板上设有自所述侧板靠近所述连接板的一端向远离所述连接板的一端延伸的限位槽，所述压块滑动连接于所述限位槽内。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述锁紧部包括与所述驱动部相连接的且相对设置的两个侧板、连接两个所述侧板远离所述驱动部的一端的连接板，两个所述侧板与所述连接板围设形成所述收容槽，所述连接板上设有通孔；所述调节件包括穿过所述通孔的螺杆、分设于所述通孔两侧且与所述螺杆螺纹配合的第一螺母以及第二螺母，所述螺杆位于所述收容槽内的一端施力于所述压块。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述锁紧部还包括至少一个弹性件，所述弹性件一端连接于所述压块上，另一端连接于所述收容槽内远离所述驱动部的一端。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述压块包括压块本体、转动连接于所述压块本体靠近所述驱动部的一侧的滚轴，在所述锁紧部在所述锁定状态以及分离状态之间切换时，所述滚轴用以引导突伸入所述收容槽内的至少部分所述自由端。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述锁紧部包括与所述驱动部相连接的且相对设置的两个侧板、连接两个所述侧板远离所述驱动部的一端的连接板，两个所述侧板与所述连接板围设形成所述收容槽；所述侧板上设有自所述侧板靠近所述连接板的一端向远离所述连接板的一端延伸的限位槽，所述滚轴的两端凸设有收容于所述限位槽内的限位柱。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述压块本体上设有用以收容所述压块的凹槽、与所述凹槽相连通的进油孔；所述压块还包括安装于所述进油孔上的油杯。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述驱动部包括固定于所述琴键压紧机构上的气缸、与所述气缸的活塞杆转动连接的连杆、连接于所述连杆远离所述活塞杆的一端的转轴、固定于所述琴键压紧机构上与所述自由端相对应的一端的多个转轴固定座，多个所述转轴固定座上均设有供所述转轴穿过的轴孔，所述锁紧部固定于所述转轴上以与所述转轴同步转动。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中的纵缝自动焊接设备的锁紧机构设置用以自动驱动所述锁紧部在锁定状态与分离状态之间切换的驱动部，从而，实现所述芯轴的自动锁定与解锁，不需要用户手动锁定与解锁，操作方便、且安全高效。

附图说明

图1是本实用新型中的纵缝自动焊接设备的结构示意图。

图2是图1中的A处的放大结构示意图。

图3是图1中的B处的放大结构示意图。

图4是图1所示的纵缝自动焊接设备中的锁紧机构的结构示意图。

图5是图4所示的锁紧机构的分解图。

图6是图4所示的锁紧机构的另一角度的结构示意图。

图7是图6中的C-C向的剖视图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述，请参照图1至图7所示，为本实用新型的较佳实施方式。

请参图1至图3所示，本实用新型提供一种纵缝自动焊接设备100，包括焊接机架1、连接于所述焊接机架1上的芯轴2、连接于所述焊接机架1上且位于所述芯轴2上侧的琴键压紧机构3、固定于所述琴键压紧机构3上用以锁定所述芯轴2的锁紧机构4、用以对挂于所述芯轴2上的工件进行焊接的焊接组件、控制所述纵缝自动焊接设备100运行的控制单元。

具体地，所述焊接机架1包括底座11、固定于所述底座11上且向上延伸的立柱12，所述焊缝自动焊接设备100还包括活动连接于所述立柱12上的安装座5、与所述控制单元通讯连接以带动所述安装座5上下移动的安装座驱动机构(未标号)。

所述芯轴2、琴键压紧机构3的一端均固定于所述安装座5上，通过所述安装座驱动机构驱动所述安装座5上下移动以带动所述芯轴2与所述琴键压紧机构3同步上下移动，根据需要调节所述芯轴2与所述琴键压紧机构3距所述底座11的距离。

进一步地，所述安装座5上设有沿上下方向延伸的滑道51，所述芯轴2滑动连接于所述滑道51上，以根据工件的厚度调节所述芯轴2与所述琴键压紧机构3之间的距离。

具体地，所述芯轴2包括与所述焊接机架1相连接的连接端21以及与所述连接端21相对设置的自由端22，所述连接端21连接于所述滑道51上。

所述锁紧机构4设于所述琴键夹紧机构3上靠近所述自由端22的一端，以锁定所述自由端22，防止所述芯轴2产生下垂，影响工件的焊接质量。

请参图4至图7所示，所述锁紧机构4包括固定于所述琴键夹紧机构3上且与所述控制单元通讯连接的驱动部41、与所述驱动部41联动的锁紧部42，所述锁紧部42具有锁定所述自由端22的锁定状态以及与所述自由端22相分离的分离状态，所述控制单元控制所述驱动部41带动所述锁紧部42在所述锁定状态以及分离状态之间切换，从而，实现所述芯轴2的自动锁定与解锁，不需要用户手动锁定与解锁，操作方便、且安全高效。

进一步地，所述驱动部41包括固定于所述琴键压紧机构3上的气缸411、与所述气缸411的活塞杆412转动连接的连杆413、连接于所述连杆413远离所述活塞杆412的一端的转轴414、固定于所述琴键压紧机构3上与所述自由端22相对应的一端的多个转轴固定座415，多个所述转轴固定座415上均设有供所述转轴414穿过的轴孔4151。

具体地，所述驱动部41还包括固定于所述琴键压紧机构3上用以固定所述气缸411的气缸座416，所述气缸座416固定于所述琴键压紧机构3上与所述立柱12所在的平面相垂直的侧面上，在将所述气缸411固定于所述气缸座416上后，所述气缸411能够驱动所述活塞杆412在带动所述锁紧部42处于所述分离状态的第一位置以及带动所述锁紧部42处于锁定状态的第二位置之间切换。

所述气缸411内装有与所述控制单元通讯连接的磁环开关，所述磁环开关用以控制所述活塞杆412的行程以及检测所述活塞杆412的位置并反馈给所述控制单元。

可以理解的，所述纵缝自动焊接设备100上设有与所述控制单元通讯连接用以控制所述气缸411驱动所述活塞杆412的按键(未图示)，在用户按动所述按键后，若所述控制单元接收到所述磁环开关反馈的所述活塞杆412处于第一位置时，控制所述气缸411驱动所述活塞杆412移动至第二位置以带动所述锁紧部42切换至锁定状态，以锁定所述自由端22，防止所述芯轴2产生下垂，影响工件的焊接质量；若所述控制单元接收到所述磁环开关反馈的所述活塞杆412处于第二位置时，控制所述气缸411驱动所述活塞杆412移动至第一位置以带动所述锁紧部42切换至分离状态，实现所述芯轴2的解锁。

所述连杆413远离所述活塞杆412的一端凹设有沿水平方向延伸的安装槽4131，所述安装槽4131内设有第一键槽4132(未图示)。

所述转轴414具有与所述安装槽4131相配合的安装端4141，所述安装端4141上凹设有与所述第一键槽4132相配合的第二键槽4142，在将所述转轴414与所述连杆413相连接后，所述安装端4141位于所述安装槽4131内，且通过设置与所述第一键槽4132以及第二键槽4142同时配合的键，以限制所述连杆413与所述转轴414相对转动。从而，在将所述驱动部41固定于所述琴键压紧机构3上且将所述转轴414穿过所述轴孔4151上后，在所述气缸411的驱动下，所述活塞杆412能够带动所述转轴414转动。

当然，所述转轴414与所述连杆413之间也可以通过其他方式固定连接，以限制所述连杆413与所述转轴414相对转动。

具体地，所述驱动部41还包括固定于所述琴键压紧机构3与所述自由端22相对应的一端的安装板417，多个所述转轴固定座415间隔设置于所述安装板417上，且多个所述转轴固定座415的轴孔4151的孔心位于同一水平直线上。

所述锁紧部42固定于所述转轴414上以与所述转轴414同步转动，在所述气缸411带动所述锁紧部42向靠近所述自由端22的方向转动时，所述锁紧部42自所述分离状态向所述锁定状态切换；在所述气缸411带动所述锁紧部42向远离所述自由端22的方向转动时，所述锁紧部42自所述锁定状态向所述分离状态切换。

在所述锁紧部42处于分离状态时，所述自由端22与所述琴键压紧机构3之间形成开口，待焊接的工件可自所述开口穿过所述芯轴2以挂在所述芯轴2上，或者焊接好的工件可自所述开口取出。

在所述锁紧部42处于锁定状态时，所述锁紧部42封闭所述开口并锁定所述自由端22，使所述芯轴2处于水平状态，防止所述芯轴2产生下垂，影响工件焊接质量。

进一步地，所述锁紧部42具有用于收容至少部分所述自由端22的收容槽421，在所述锁紧部42处于锁定状态时，至少部分所述自由端22突伸入所述收容槽421内，以实现所述自由端22的锁定，防止所述自由端22下垂且使所述芯轴2处于水平状态，保证工件的焊接质量。

具体地，所述自由端22具有向远离所述连接端21的方向突伸的凸块221，上述的至少部分所述自由端22即指所述凸块221，下文中提及的所述凸块221也即理解为上述的至少部分所述自由端22。在所述锁紧部42处于锁定状态时，所述凸块221收容于所述收容槽421内，以锁定所述芯轴2。

所述凸块221可以与所述自由端22一体成型，也可以通过螺钉等紧固件固定于所述自由端22上。

具体地，所述锁紧部42包括与所述驱动部41相连接且相对设置的两个侧板424、连接两个所述侧板424远离所述驱动部41的一端的连接板425，两个所述侧板424与所述连接板425围设形成所述收容槽421。

所述连接板425与所述侧板424之间通过螺钉等紧固件实现固定连接。

两个所述侧板424均连接至所述转轴414上，且上述的两个所述侧板424远离所述驱动部41的一端即两个所述侧板424远离所述转轴414的一端。

具体地，所述侧板424上靠近所述转轴414的一端设有用以供所述转轴414穿过的穿孔4241，以通过将所述转轴414穿过所述穿孔4241实现所述侧板424与所述转轴414的连接，进而实现所述锁紧部42与所述驱动部41之间的连接。

所述穿孔4241内设有第三键槽4243，所述转轴414上与所述穿孔4241相配合的部分凹设有第四键槽，在将所述侧板424套设于所述转轴414上后，通过设置同时与所述第三键槽4243以及第四键槽相配合的键以限制所述侧板424与所述转轴414之间相对转动，使所述侧板424与所述转轴414同步转动，即使所述锁紧部42与所述转轴414同步转动。

当然，所述侧板424与所述转轴414之间也可以通过其他方式固定连接，以使所述侧板424与所述转轴414同步转动。

进一步地，在将所述侧板424连接至所述转轴414上后，多个所述转轴固定座415中的至少相邻的两个分设于两个所述侧板424的外侧或者多个所述转轴固定座415中的至少相邻的两个分设于两个所述侧板424的内侧，以限制所述锁紧部42沿所述转轴414的轴向移动，将所述锁紧部42定位于所述转轴414上与所述凸块221相对应的位置处，从而，在所述锁紧部42自分离状态向所述锁定状态切换的过程中，所述凸块221能够精确突伸入所述收容槽421内，实现所述芯轴2的锁定。

进一步地，所述锁紧部42还包括设于所述收容槽421内与所述凸块221相配合的压块422、用以调节并定位所述压块422距所述驱动部41的距离的调节件423。

上述的所述压块422距所述驱动部41的距离即所述压块422距所述转轴414的距离。

在所述锁紧部42处于锁定状态时，所述凸块221抵靠于所述压块422靠近所述驱动部41的一侧，从而，所述压块422距所述驱动部41之间的距离决定了在所述锁紧部42处于锁定状态时，所述自由端22距所述琴键压紧机构3的距离。

上述所述压块422靠近所述驱动部41的一侧即所述压块422靠近所述转轴414的一侧。

在所述气缸411驱动所述锁紧部42自所述分离状态切换为锁定状态之前，用户根据按工件厚度调节后的芯轴2与所述琴键压紧机构3之间的距离预先调节所述压块422距所述驱动部41的距离，以使所述锁紧部42切换至锁定状态后，所述芯轴2处于水平状态，以防影响焊接效果。

具体地，所述侧板424上设有自所述侧板424靠近所述连接板425的一端向远离所述连接板425的一端延伸的限位槽4242，所述压块422滑动连接于所述限位槽4242内，使所述压块422仅能够沿所述限位槽4242滑动以调节所述压块422距所述驱动部41的距离，增强所述调节件423调节所述压块422移动的稳定性。

所述压块422包括压块本体4221、连接于所述压块本体4221相对的两侧以与所述限位槽4242相配合的限位片4222，所述限位片4222收容于所述限位槽4242内且能够沿所述限位槽4242移动，限制所述压块422的移动方向，增强所述调节件423调节所述压块422移动的稳定性。

所述连接板425上设有通孔4251，所述调节件423包括穿过所述通孔4251的螺杆4231、分设于所述通孔4251两侧且与所述螺杆4231螺纹配合的第一螺母4232以及第二螺母4233，所述螺杆4231位于所述收容槽421内的一端施力于所述压块422，即，所述螺杆4231位于所述收容槽421内的长度决定了所述压块422距所述驱动部41的距离。

在需要调节所述压块422距所述驱动部41的距离时，松开所述第一螺母4232以及所述第二螺母4233，使所述螺杆4231能够沿所述通孔4251移动，根据所述芯轴2距所述琴键压紧机构3之间的距离调节所述螺杆4231位于所述收容槽421内的长度，然后，锁紧所述第一螺母4232以及所述第二螺母4233，其中，所述第一螺母4232位于所述收容槽421内，以限制所述螺杆4231向远离所述收容槽421的方向移动，所述第二螺母4233位于所述收容槽421外侧，以限制所述螺杆4231向所述收容槽421内移动，实现所述螺杆4231的锁紧固定以调节并定位所述压块422距所述驱动部41的距离，调节方便且精确。

进一步地，所述锁紧部42还包括至少一个弹性件426，所述弹性件426的一端连接于所述压块422上，另一端连接于所述收容槽421内远离所述驱动部41的一端，以在调节所述螺杆4231时，所述螺杆4231位于所述收容槽421内的一端始终施力于所述压块422，使所述压块422跟随所述螺杆4231移动，增强所述压块422移动的稳定性。

本实施方式中，所述弹性件426的个数为两个，且两个所述弹性件426对称设置于所述压块422的相对的两侧，以防止所述压块422产生歪斜，增强所述压块422的平衡性，增强所述压块422移动的稳定性。

具体地，所述弹性件426收容于所述限位槽4242内，所述限位槽4242远离所述转轴414的一侧设有第一插销4244，所述限位片4222上固定连接有第二插销4226，所述弹性件426一端连接于所述第一插销4244上，另一端连接于所述第二插销4226上。

所述弹性件426为弹簧。

进一步地，所述压块422还包括转动连接于所述压块本体4221靠近所述驱动部42的一侧的滚轴4223，在所述锁紧部42在锁定状态与分离状态之间切换时，所述滚轴4223转动引导所述凸块221突伸入所述收容槽421内或自所述收容槽421内脱离，以缓冲所述凸块221与所述压块422之间的直接撞击力，防止部件损坏。

上述所述压块本体4221靠近所述驱动部42的一侧即为所述压块本体4221靠近所述转轴414的一侧。

具体地，所述压块本体4221靠近所述驱动部41的一侧凹设有用以收容所述滚轴4223的凹槽4224，使所述滚轴4223能够与所述压块本体4221同步移动。

进一步地，所述滚轴4223的两端凸设有用以收容于所述限位槽4242内的限位柱4225，一方面，在调节所述压块422距所述转轴414的距离时，所述限位柱4225沿所述限位槽4242移动使所述滚轴4223沿所述限位槽4242移动，防止所述滚轴4223脱离所述收容槽421，增强所述压块422移动的稳定性；另一方面，使所述锁紧部42在锁定状态与分离状态之间切换时，所述滚轴4223不会在撞击力的作用下脱离所述收容槽421，增强所述锁紧部42在锁定状态与分离状态之间切换的稳定性。

当然，于其他实施方式中，在所述收容槽421内不设置所述压块422时，所述滚轴4223可以直接转动连接于所述收容槽421内，以在所述锁紧部42在锁定状态与分离状态之间切换时，所述滚轴4223引导所述凸块221，以缓冲所述凸块221与所述收容槽421之间的直接撞击力，防止部件损坏。

进一步地，所述压块本体4221上设有与所述凹槽4224相连通的进油孔(未图示)，所述压块422还包括安装于所述进油孔上的油杯4228，以方便给所述滚轴4223加油，润滑所述滚轴4223。

本实用新型中的纵缝自动焊接设备100的工作过程如下：

a：根据待焊接的工件的厚度调节所述连接端21距所述琴键压紧机构3的距离，并根据该距离调节所述压块422距所述转轴414的距离，使所述锁紧部42处于锁定状态后，锁定所述芯轴2并使所述芯轴2呈水平状态；

b：将所述待焊接的工件穿过所述芯轴2将所述工件挂于所述芯轴2上；

c：按下按键，启动所述气缸411带动所述锁紧部42向靠近所述自由端22的方向转动，在所述凸块221接触到所述滚轴4223时，所述滚轴4223转动引导所述凸块221突伸入所述收容槽421内并将所述自由端22向靠近所述琴键压紧机构3的方向移动，直至所述锁紧部42切换至锁定状态，锁定所述自由端22，使所述芯轴2处于水平状态；

d：控制所述琴键压紧机构3启动压紧所述工件，然后启动所述焊接组件进行纵缝焊接；

e：焊接完成后，按下按键，所述气缸411启动带动所述锁紧部42向远离所述自由端22的方向转动，使所述锁紧部42切换至分离状态，然后取出所述工件。

综上所述，本实用新型中的纵缝自动焊接设备100的锁紧机构4设置用以自动驱动所述锁紧部42在锁定状态与分离状态之间切换的驱动部41，从而，实现所述芯轴2的自动锁定与解锁，不需要用户手动锁定与解锁，操作方便、且安全高效。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。