专利名称：一种焊缝仿形焊接机的制作方法
技术领域：
本发明属于机械加工技术领域，涉及一种焊接机，特别是涉及一种焊缝仿形焊接 机。
背景技术：
焊缝仿形焊接机一般用气体保护焊或氩弧焊。氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理 基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成熔 池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，由于在高温熔融焊接中不断送上氩 气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧气，因此可以焊接铜、铝、合金钢 等有色金属。气体保护焊是利用外加气体作为保护介质的一种电弧焊的方法。气体保护焊具有以下特点1、电弧和熔池的可见性好，焊接过程中可根据熔池情 况调节焊接差数；2、焊接过程中操作方便，没有熔渣或很少有熔渣，焊后基本上不需清渣； 3、电弧焊在保护气流的压缩下热量集中，焊接速度较快，熔池小、热影响区窄，焊件焊后变 形小；4、有利于焊接过程的机械化和自动化，特别是空间位置的机械化焊接；5、可以焊接 化学活泼性强和易形成高熔点氧化膜的镁、铝、钦及其合金；6、可以焊接薄板。现有的使用焊接机焊接，基本上是人工手持电焊枪，把焊头对准焊接工件进行焊 接操作，这样不仅是费时又费力，而且被焊接物的焊缝不均勻、被焊接物容易折断，特别是 针对具有回转的空间曲线焊缝，焊缝是沿着圆周呈弧线状的，人工持焊枪焊时，难免不出现 焊缝不均勻等问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的不足，提供一种适用于回转的空间曲线焊缝且焊缝均 勻、焊接速度快的焊缝仿形焊接机。本发明的目的可通过下列技术方案来实现一种焊缝仿形焊接机，包括机架和设 置在机架上的电机及能固定工件的工作盘，其特征在于，所述的工作盘和电机之间安装有 传动主轴，传动主轴的一端连接于工作盘，该传动主轴的另一端与上述电机输出轴之间设 有传动机构，在工作盘的一侧设有一个连杆，连杆的上端连接焊头，连杆的下端和传动主轴 之间设有能够推动连杆升降的凸轮机构。本焊缝仿形焊接机主要由机架、电机及工作盘组成，电机和工作盘安装在机架上， 在工作盘和电机之间设有传动主轴和传动机构，工作盘通过传动主轴和传动机构的传动可 以在机架上做变速的旋转，在工作盘的一侧设有固定在连杆上的焊头，焊头通过连杆和传 动主轴之间的凸轮机构可在机架上作上下运动；工作时，电机输出轴转动，通过传动机构带 动传动主轴旋转，此时传动主轴一边通过固定焊头的连杆之间的凸轮机构带动焊头上下运 动，一边带动工作盘旋转，通过工作盘的旋转和焊头上下运动的配合焊头在工件的焊缝上 移动，实现了焊缝仿形焊接。在上述的焊缝仿形焊接机中，所述的传动机构包括传动轴和一对变径齿轮，所述的传动轴的一端和电机输出轴之间通过变径齿轮一和变径齿轮二啮合连接，所述的变径齿 轮一固定在传动轴上，所述的变径齿轮二固定在电机输出轴上，上述的传动轴与传动主轴 通过一对锥齿轮连接。变径齿轮一和变径齿轮二的啮合传动可以改变传动的速度，通过变 径齿轮一和变径齿轮二的啮合可以降低传动轴的旋转速度。在上述的焊缝仿形焊接机中，所述的变径齿轮一和变径齿轮二相同且均类似于椭 圆状，所述的变径齿轮一的长轴一端点与变径齿轮二的短轴一端点啮合连接。变径齿轮一 的长轴端点为椭圆的长轴与椭圆本体的相交点，变径齿轮二的短轴端点为椭圆的短轴与椭 圆本体的相交点。在上述的焊缝仿形焊接机中，所述的一对锥齿轮为呈垂直状啮合的圆锥齿轮一和 圆锥齿轮二，所述的圆锥齿轮一固定在传动主轴下端，所述的圆锥齿轮二固定在上述的传 动轴一端。圆锥齿轮一和圆锥齿轮二呈垂直啮合并传动，当传动轴转动时，通过圆锥齿轮 一、圆锥齿轮二将动力传动到传动主轴上并带动传动主轴转动。在上述的焊缝仿形焊接机中，所述的凸轮机构包括圆柱凸轮和滚轮，该圆柱凸轮 呈盘状，在圆柱凸轮的边缘具有环形的且类似波浪状的凸轮曲面轮廓，上述的滚轮连接在 圆柱凸轮的曲面轮廓上。该凸轮曲面轮廓平面展开的投影为两段圆弧状，其两段圆弧状的 中间为直线，两段圆弧状的外端也为直线，形成环形时，其凸轮曲面轮廓为两个对称的焊头 上下移动周期。在上述的焊缝仿形焊接机中，所述的圆柱凸轮固定在上述的传动主轴上，所述的 滚轮固定在连杆的下端。圆柱凸轮与传动主轴同步旋转，滚轮连接在圆柱凸轮上，圆柱凸轮 旋转通过滚轮带动连杆上下运动。在上述的焊缝仿形焊接机中，所述的传动主轴上固定有齿轮一，所述的工作盘上 固定有齿轮二，传动主轴和工作盘通过齿轮一和齿轮二啮合。这样设置的目的是使传动主 轴和工作盘传动稳定。在上述的焊缝仿形焊接机中，所述的工作盘上具有定位压紧装置。工作盘通过该 定位压紧装置来固定工件。在上述的焊缝仿形焊接机中，所述的定位压紧装置包括铰接在机架一端且具有一 定位结构的压板，压板的另一端垂直于其本体设置有压紧锥体。压紧锥体和压板之间设有 轴承，压紧锥体压紧工件时，随着工作盘的旋转，压紧锥体从动旋转。在上述的焊缝仿形焊接机中，所述的定位结构为一锁紧压板的汽缸。在工件完全 被安装好时，是通过汽缸锁紧压板，使工件固定。与现有技术相比，本焊缝仿形焊接机的工作盘和电机之间安装有传动主轴，传动 主轴的上端连接于工作盘，该传动主轴下端与上述电机输出轴之间设有传动机构，在工作 盘的一侧设有一个连杆，连杆的上端连接焊头，连杆的下端和传动主轴之间设有能够推动 连杆升降的凸轮机构，用全自动机械化对具有回转的空间曲线焊缝的工件进行焊接作业， 其焊接的焊缝均勻、焊接工件速度快、能节省焊接成本、时间短而提高焊接工效。
图1是本焊缝仿形焊接机的剖视结构示意图。图2是本焊缝仿形焊接机中变径齿轮的剖视结构示意图。
图3是本焊缝仿形焊接机中圆柱凸轮的剖视结构示意图。图4是本焊缝仿形焊接机中圆柱凸轮的凸轮曲面轮廓平面展开剖视结构示意图。图5是本焊缝仿形焊接机中能焊接工件之一的立体结构示意图。图6是本焊缝仿形焊接机中能焊接工件之一的主视结构示意图。图中，1、机架；2、电机；2a、输出轴；3、工作盘；4、传动主轴；5、连杆；6、焊头；7、传 动轴；8、变径齿轮一 ；9、变径齿轮二 ；10、圆锥齿轮一 ；11、圆锥齿轮二 ；12、圆柱凸轮；12a、 凸轮曲面轮廓；13、滚轮；14、齿轮一 ；11、齿轮二 ；16、压板；17、压紧锥体；18、汽缸；19、轴 承；20、工件；20a、焊缝。
具体实施例方式以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述， 但本发明并不限于这些实施例。如图1所示，本焊缝仿形焊接机主要采用气体保护焊，气体保护焊是利用外加气 体作为保护介质的一种电弧焊的方法。本焊缝仿形焊接机主要由机架1、电机2及工作盘3 组成，电机2和工作盘3安装在机架1上，在工作盘3和电机2之间设有传动主轴4，传动 主轴4的上端通过齿轮一 14和齿轮二 15连接在工作盘3的下端，该齿轮一 14固定在传动 主轴4上，该齿轮二 15固定在工作盘3的下端，传动主轴4的下端通过一对锥齿轮、一根传 动轴7和一对变径齿轮连接在电机2的输出轴2a上，该一对锥齿轮为圆锥齿轮一 10和圆 锥齿轮二 11，圆锥齿轮一 10固定在传动主轴4下端，圆锥齿轮二 11固定在传动轴7 —端， 圆锥齿轮一 10和圆锥齿轮二 11呈垂直啮合并传动；传动轴7和电机输出轴2a之间通过变 径齿轮一 8和变径齿轮二 9啮合连接，传动轴7的另一端固定有变径齿轮一 8，变径齿轮二 9固定在电机输出轴2a上，变径齿轮一 8和变径齿轮二 9的啮合传动可以降低传动轴7的 旋转速度；在工作盘3的一侧设有一个连杆5，连杆5的上端连接焊头6，连杆5的下端和传 动主轴4之间通过一圆柱凸轮12、滚轮13推动连杆5升降，使焊头6上下移动，该圆柱凸 轮12固定在传动主轴4上，滚轮13固定在连杆5的下端，圆柱凸轮12与传动主轴4同步 旋转。为了工件20在工作盘3上装卸方便，在工作盘3上设置有压板16，该压板16固 定在机架1上，压板16的另一端设置有压紧锥体17，该压紧锥体17垂直压板16，压紧锥体 17和压板16之间设有轴承19，压紧锥体17压紧工件20时，随着工作盘3的旋转，压紧锥 体17从动旋转，在工件20完全安装好时，压板16是通过一侧的汽缸18锁紧，使工件20固定。本焊缝仿形焊接机工作时，转动工作盘3上的压板16，把工件20安装在工作盘3 上，旋转压板16将其压在工件20上，启动汽缸18锁定工件20使工件20固定在工作盘3 上，开启电机2开关，电机输出轴2a转动，通过变径齿轮一 8和变径齿轮二 9带动传动轴7 转动，传动轴7的另一端固定有圆锥齿轮二 11、在传动主轴4的下端固定有圆锥齿轮一 10， 传动主轴4通过圆锥齿轮一 10和圆锥齿轮二 11的啮合带动其转动；传动主轴4转动时，一 边通过圆柱凸轮12和固有焊头6的连杆5上的滚轮13连接带动焊头6上下运动，一边通 过固定在传动主轴4的齿轮一 14和固定在工作盘3的下端的齿轮二 15啮合带动工作盘3 旋转；工作盘3的旋转和焊头6上下运动的配合焊头6在工件20的焊缝20a上移动，实现了焊缝仿形焊接。如图5、图6所示，为了使焊头6在单位之间内对工件20焊缝20a进行均勻的焊 接，工作盘3 —定要变速旋转，当焊头6碰到实际焊缝20a路径要长于投影在同一个平面的 焊缝20a路劲时，工作盘3旋转速度要变慢才能使工件20焊缝20a均勻的焊接；为了能使 工作盘3变速旋转，其旋转速度与工件20的实际焊缝20a路径相配合，其变径齿轮一 8和 变径齿轮二 9设置成如图2所示，两者相同且均类似于椭圆状，变径齿轮一 8的长轴一端点 与变径齿轮二 9的短轴一端点啮合连接，该变径齿轮一 8的长轴端点为椭圆的长轴与椭圆 本体的相交点，该变径齿轮二 9的短轴端点为椭圆的短轴与椭圆本体的相交点。如图3所示，在实际制造时，圆柱凸轮12呈盘状，在圆柱凸轮12的边缘具有环形 的且类似波浪状的凸轮曲面轮廓12a，滚轮13连接在圆柱凸轮12的凸轮曲面轮廓12a上； 如图4所示，该凸轮曲面轮廓12a平面展开的投影为两段圆弧状，其两段圆弧状的中间为直 线，两段圆弧状的外端也为直线，形成环形时，其凸轮曲面轮廓12a为两个对称的焊头6上 下移动周期。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领 域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替 代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求
一种焊缝仿形焊接机，包括机架(1)和设置在机架(1)上的电机(2)及能固定工件的工作盘(3)，其特征在于，所述的工作盘(3)和电机(2)之间安装有传动主轴(4)，传动主轴(4)的一端连接于工作盘(3)，该传动主轴(4)的另一端与上述电机(2)输出轴(2a)之间设有传动机构，在工作盘(3)的一侧设有一个连杆(5)，连杆(5)的上端连接焊头(6)，连杆(5)的下端和传动主轴(4)之间设有能够推动连杆(5)升降的凸轮机构。
2.根据权利要求1所述的焊缝仿形焊接机，其特征在于，所述的传动机构包括传动轴 (7)和一对变径齿轮，所述的传动轴(7)的一端和电机(2)输出轴(2a)之间通过变径齿轮 一 (8)和变径齿轮二(9)啮合连接，所述的变径齿轮一(8)固定在传动轴(7)上，所述的变 径齿轮二(9)固定在电机(2)输出轴(2a)上，上述的传动轴(7)与传动主轴(4)通过一对 锥齿轮连接。
3.根据权利要求2所述的焊缝仿形焊接机，其特征在于，所述的变径齿轮一(8)和变 径齿轮二(9)相同且均类似于椭圆状，所述的变径齿轮一(8)的长轴一端点与变径齿轮二 (9)的短轴一端点啮合连接。
4.根据权利要求2所述的焊缝仿形焊接机，其特征在于，所述的一对锥齿轮为呈垂直 状啮合的圆锥齿轮一(10)和圆锥齿轮二(11)，所述的圆锥齿轮一(10)固定在传动主轴 (4)下端，所述的圆锥齿轮二(11)固定在上述的传动轴(7) —端。
5.根据权利要求1所述的焊缝仿形焊接机，其特征在于，所述的凸轮机构包括圆柱凸 轮(12)和滚轮(13)，该圆柱凸轮(12)呈盘状，在圆柱凸轮(12)的边缘具有环形的且类 似波浪状的凸轮曲面轮廓(12a)，上述的滚轮(13)连接在圆柱凸轮(12)的凸轮曲面轮廓 (12a)上。
6.根据权利要求5所述的焊缝仿形焊接机，其特征在于，所述的圆柱凸轮(12)固定在 上述的传动主轴(4)上，所述的滚轮(13)固定在连杆(5)的下端。
7.根据权利要求1所述的焊缝仿形焊接机，其特征在于，所述的传动主轴(4)上固定有 齿轮一(14)，所述的工作盘(3)上固定有齿轮二(15)，传动主轴(4)和工作盘(3)通过齿 轮一 (14)和齿轮二 (15)啮合。
8.根据权利要求1所述的焊缝仿形焊接机，其特征在于，所述的工作盘(3)上具有定位 压紧装置。
9.根据权利要求8所述的焊缝仿形焊接机，其特征在于，所述的定位压紧装置包括铰 接在机架(1) 一端且具有一定位结构的压板(16)，压板(16)的另一端垂直于其本体设置有 压紧锥体(17)。
10.根据权利要求9所述的焊缝仿形焊接机，其特征在于，所述的定位结构为一锁紧压 板(16)的汽缸(18)。
全文摘要
本发明提供了一种焊缝仿形焊接机，属于机械加工技术领域。它解决了现有的焊接机在焊接物时，焊缝不均匀、被焊接物容易折断的问题。本焊缝仿形焊接机，包括机架和设置在机架上的电机及能固定工件的工作盘，工作盘和电机之间安装有传动主轴，传动主轴的一端连接于工作盘，该传动主轴的另一端与上述电机输出轴之间设有传动机构，在工作盘的一侧设有一个连杆，连杆的上端连接焊头，连杆的下端和传动主轴之间设有能够推动连杆升降的凸轮机构。本焊缝仿形焊接机焊缝均匀、焊接工件速度快、能节省焊接成本、时间短而提高焊接工效。
文档编号B23K9/12GK101985186SQ201010543820
公开日2011年3月16日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者单才华 申请人:浙江正特集团有限公司