具有冷却式驱动壳体的轨道焊接系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施方案设及焊接系统、装置W及方法。更特定的，本发明设及具有冷却 式驱动壳体的轨道焊接系统。
【背景技术】
[000引在工业应用中，焊接可W设及针焊化razing)、烙敷（cladding)、堆焊化uilding up)、填充的lling)、表面硬化化ardfacing)、烙覆（overlaying)、接合（joining)和其他 焊接应用。为简洁起见，运些操作将被集体地称为焊接。当焊接弯曲的表面时可W使用轨 道焊机。焊机可W绕表面被移动或者表面可W被旋转而焊机保持固定。最常见的使用轨道 焊接的实施例是管道（pipe)的焊接。管道焊接可W包括薄壁应用或者深凹槽几何结构，其 中焊接电极延伸到形成在将被接合的两个管道之间的凹槽中，W放下焊接材料的连续的焊 道来填充凹槽。
[0003] 在任何焊接应用中，除了旋转焊头来沿曲线施加焊缝之外，相对于焊缝侧向地移 动焊头是令人期望的。现有的焊头设计由于过度笨重的设计或者采用限制侧向移动（即， 焊头的侧行程（stroke))的限制性焊丝固定机构来限制焊头的移动的自由度。运会限制运 样的设计在移动的自由度方面的能力并且相应地限制将被应用到工件WP的焊缝图形的类 型和焊缝图形的范围。此外，在深凹槽焊接中，运种对移动的限制可能阻止焊炬适用于深凹 槽或者窄凹槽焊接。其他观察到的弊端包括差的气体保护（gasshield),特别是在厚壁管 道或者深或窄凹槽焊接应用中。较差的气体保护典型地导致烙池被空气暴露污染，直接地 影响焊接的外观和质量。为了补救运个弊端，现有的设计可W增加气体供应量来试图补偿 气体保护。运会导致更大的气体用量并且于是一般地使用更多的气体可能是必需的，所述 更大的气体用量可能导致停机时间W更换或再填充气体供应。
[0004] 另一个观察到的缺点是弱的马达驱动的振荡和振荡漂移。例如，当W重力焊接时 (即，在向下的方向），焊头可大于向上焊接时（例如，当在竖直定向的管道接头上执行 根部焊道时）的速度行进。在考虑W参考附图的方式被阐述在本申请的其余部分中的本发 明的实施方案时，现有焊接系统的进一步的限制和缺点将变得明显。
【发明内容】
[0005] 本发明一般地W实施方案提供一种冷却式驱动壳体，所述冷却式驱动壳体包括驱 动块、绝缘板、在所述驱动块内的至少一个马达接收部W及至少一个冷却剂通路，所述驱动 块被配置来至少部分地围绕驱动组件，所述绝缘板被配置来闭合所述驱动块的第一侧的至 少部分，所述至少一个马达接收部被配置来接收至少一个驱动马达，所述至少一个冷却剂 通路被配置来将冷却剂循环通过所述冷却式驱动壳体。优选的可W是，如果所述至少一 个冷却剂通路被配置来平行于所述驱动块的一个或更多个壁，和/或，如果所述至少一个 冷却剂通路被配置来横向于所述绝缘板，和/或，如果所述冷却式驱动壳体进一步包括形 成在所述驱动块中并且被配置来容置化ouse)至少一个控制传感器的至少一个传感器接 收部，和/或，如果所述至少一个冷却剂通路被配置来跨基本上与所述驱动块的宽度尺寸 (dimension)相等的通路尺寸，和/或，如果所述驱动块至少部分地由侣构造，和/或，如果 所述驱动块被配置有凹入部来包括用于邻近地安装的炬头组件的空隙（clearance)，和/ 或，如果在所述驱动块内的至少两个马达接收部被配置来接收至少两个驱动马达。优选的 实施方案可W从从属权利要求获得。
[0006] 在可替换的或补充的实施方案中，本发明一般地可W提供一种用于与轨道焊接系 统一起使用的驱动块，所述驱动块包括绝缘板、安装块、通过所述驱动块的至少一个冷却剂 通路W及至少一个供应管线，所述绝缘板朝向所述驱动块的第一侧被设置，所述绝缘板至 少部分地支撑驱动组件，所述安装块与所述绝缘板的至少部分相配合，所述至少一个供应 管线与所述至少一个冷却剂通路流体连通，其中所述供应管线被包围在细长的凹入部内， 所述细长的凹入部形成在所述绝缘板和所述安装块中的至少一个内。优选的实施方案可W 从从属权利要求获得。
[0007] 本发明进一步设及一种根据权利要求11的焊接系统，除了其他特征之外，所述焊 接系统包括框架。优选的实施方式可W从从属权利要求获得。进一步优选的是，如果所述 框架进一步包括引导装置，所述引导装置设置在所述一个或更多个安装板中的一个上，所 述引导装置将所述一个或更多个冷却剂供应管线和所述一个或更多个冷却剂返回管线的 延伸部分布线到所述导管支架，和/或，如果所述弯曲的轮廓是C-形，和/或，如果所述一 个或更多个背板中的至少一个是绝缘板，和/或，如果所述绝缘板将所述一个或更多个冷 却剂供应管线中的至少一个与至少所述驱动块绝缘。
[0008]W下的描述和所附附图详细阐明了所要求保护的主题的某些说明性方面。然而， 运些方面仅表示了可W被采用的本发明的原理的各种方法中的几种，并且所要求保护的主 题意图包括所有运样的方面W及它们的等同方面。当结合附图考虑时，所要求保护的主题 的其他优点和新颖特征将从下面的本发明的详细描述中变得清楚。
【附图说明】
[0009] 图1为根据本发明的焊接系统的顶部透视图。
[0010] 图2为根据本发明的焊接系统的底部透视图。
[0011]图3为根据本发明的焊接系统的前部平面视图。
[0012] 图4为分解的前部透视图。
[0013] 图5为示出冷却剂供应组件的细节的分解的前部透视图。
[0014] 图6为示出冷却剂供应组件的进一步的细节的分解的后部透视图。
[0015] 图7为示出冷却剂供应组件的进一步的细节的焊接头组件的后部正视图。
[0016] 图8为示出用于焊炬头的驱动组件的细节的焊接组件的部分的顶部透视图。
[0017] 图9为部分地切去的右侧后部透视图，W示出本发明的用于焊炬头的驱动组件的 细节。
[0018] 图10为类似于图9的左侧透视图。
[0019] 图11为示出用于焊炬头的驱动组件的进一步的细节的后部立视图。
[0020] 图12为示出焊炬头流体供应组件的细节的焊接系统的部分的右侧前部透视图。
[0021] 图13为焊炬头的前部侧的顶部透视图，其中部分被切去W示出在流体供应组件 中的冷却剂通路的细节。
[0022] 图14为类似于图13的后部透视图，其中附加的部分被切去W示出在用于焊炬头 的流体供应组件中的保护气体供应组件的细节。
[0023] 图15为焊接系统的部分的顶部透视图并且被部分地切去W示出焊炬头组件和驱 动组件的细节。
[0024] 图16为部分地切去的焊炬头组件的前部立视图，W示出焊丝高度调整组件的细 节。
[00巧]图17为示出焊丝对准组件的进一步的细节的类似于图16的剖开的前部立视图。
[0026] 图18为对准组件的第一透视图。
[0027] 图19为焊丝对准组件的分解透视图。
[002引图20为焊丝对准组件的剖开的侧部立视图。
[0029] 图21为示出保护气体分配组件的细节的焊炬头的底部透视图。
【具体实施方式】
[0030] 现在将在下面通过参照附图描述本发明的示例性实施方案。所描述的示例性实施 方案W及附图中所示出的实施方案旨在帮助读者理解本发明，而并不打算W任何方式限制 本发明的范围。如本文所使用的，"焊接（welding)"或"焊接（weld)"包括运些词的任何其 他形式将指的是通过电弧操作来沉积烙化的材料，所述电弧操作包括但不限于埋弧焊、气 体保护金属极弧焊（GMW)、活性气体保护焊（MG)、惰性气体保护焊（MIG)W及鹤极惰性气 体焊接灯IG)。
[0031] 根据本发明的焊接系统一般地由附图中的编号10表示。焊接系统10包括电极E， 所述电极E被供电来在电极E和工件WP之间创建电弧。焊缝被施加到的区域包括烙融焊 缝烙池，所述烙融焊缝烙池可W包括通过焊接系统10沉积的材料W及通过电弧穿透创建 的来自工件WP的烙融金属。为了简单起见，运个区域将被称为焊接区Z并且被示意性地描 绘在附图中。焊接系统10为轨道焊接系统并且可W被用于形成弓形的焊缝，所述弓形的焊 缝包括但不限于用于接合管道邻近段的焊缝。焊接系统10 -般地包括焊接头15,所述焊 接头15包括焊接系统10的主要的组件，所述主要的组件包括焊炬头20,所述焊炬头20可 W通过夹具组件（未示出）邻近工件WP被保持。其他组件可W可选地被包括在焊接头15 上，所述其他组件包括但不限于，如下面被更完整地描述的，焊丝送进器组件80,驱动组件 100,马达壳体冷却组件175W及焊炬头冷却组件300。
[0032] 参考图1，焊接系统10包括焊炬头20,所述焊炬头20被支撑在一般地C-形的框 架25上。如图4中最佳示出的，框架25可W包括背板26,所述背板26具有与第二臂32侧 向地隔开的并且通过横向件33连接的第一臂31，所述横向件33在第一臂31和第二臂32 之间限定开口 35,所述开口 35具有在臂31、32的外末端37朝框架25外打开的口 40。所 示出的实施例W向下的方向延伸的第一臂31和第二臂32来定向。
[003引如本文所使用的，空间定位术语，例如"在…上面（油ove)"、"在…下面化elow)"、 "上（upper)"、"下（lower)"、"内（inner)"、"外（outer)"、"右（ri曲t)"、"左（left)"、 "竖直的（vertical)"、"水平的化orizontal)"、"顶部（top)"、"底部化ottom)"、"向上的 (upward)"、"向下的（downward)"、"侧向地（laterally)"、"直立的（upstanding)"等等， 可w指的是如示出在附图的方向或根据附图的方向的各个方面的分别的位置。"向内的"意 图为一般地从远离物体的点朝向物体的中屯、的方向，W及"向外的"意图为一般地朝向远离 物体的点远离物体中的中屯、点的方向。出于清楚描述附图的目的，运样的术语被采用并且 不应当被解读为排他性的，穷尽的，或者W其他方式对于位置、方向、视角、配置等等进行限 定。
[0034] -般地由编号45表示的焊炬高度定位组件可W被提供来朝向和远离工件WP移动 焊炬头20,也被称为调整焊炬高度。定位组件是能够移动焊炬头20W至于电极沿焊炬高度 轴TH朝向或远离工件移动的任何组件，所述任何组件包括但不限于各种的线性致动器，所 述各种的线性致动器包括机械的、气动的和液压的致动器。所描绘的实施例包括采用如下 面被更完整地描述的齿条和齿轮组件的机械的线性致动器。
[0035] 焊炬高度定位组件45包括被支撑在背板26上的一对轨46。轨46可W具有端部 止挡件48、49来限制由焊炬高度定位组件45提供的运动的范围并且闭合轨46的端部。轨 46-般地延伸第一和第二臂31、32的整个长度来使得焊炬头的运动范围最大化。尽管未示 出，端部止挡件48、49可W是在多个位置可锁定的，W调整定位系统45的运动范围或者将 焊炬头20固定在特定的位置。可替换地，如所示出的，一般地由编号50表示的齿条可W被 提供来相对工件WP调整和设置焊炬头20的位置。
[0036] 参考图6, 一般地由编号55表示的安装板可W包括接收部56,所述接收部56形成 在后部侧面58来可滑动地将安装板55附接到背板26。接收部56可W包括一般地在60处 表示的一个或更多个线性轴承或滑块，轨46被可滑动地接收在所述一个或更多个线性轴 承或滑块中。为了那个目的，滑块可W包括滚动件或其他便利安装板55相对于框架25的 线性移动的表面。滑块60可W被容置在凹入通道63内，所述凹入通道63形成在安装板55 的向内的表面上。凹入通道63允许框架25和安装板55之间的紧密配合，减少焊接系统10 的厚度