通气保护焊接装置的制作方法

本发明涉及自动化焊接领域，特别地，涉及一种通气保护焊接装置。

背景技术：

某机型叶片50结构如附图图1所示，叶片上部铣削出一通槽，并开焊接坡口，保证进气口与排气口之间的通道流畅，开槽处再焊接一块镶条，在叶片两侧形成两条焊缝，要求在焊接叶盆面时，叶背面通氩气保护，另一面反之，同时，进气口处也需要通气保护，才能有效地防止焊接部位的氧化。

该叶片从投产至今，一直采用人工手动焊接，气体保护是进气口处插根通气管，把叶片直接放在一个能通气的长方形盒上，通过人工的翻转，共翻转3次，实现打底，填平来保证镶条与叶片的整体性，最后抛光叶片外形，完成零件地交付。

该机型叶片定型后，批量逐年增大，每月都有350～400片产量，人工焊接会因各种原因而造成局部漏焊，烧穿，产生气孔等缺陷，且这些缺陷有时需要抛光后逐个挑选才能发现，再进行补焊，有时缺陷严重时，造成无法补焊直接报废，且废品率一直不稳定，有时竟有80％的返修率或20％的废品率，严重影响零件地顺利交付。

技术实现要素：

本发明提供了一种通气保护焊接装置，以解决现有的手动焊接及通气方式使叶片产生局部漏焊、烧穿、产生气孔等缺陷而使叶片的返修率和废品率高，严重影响零件顺利交付的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种通气保护焊接装置，包括支撑底架，支撑底架上依次间隔设有多条用于夹紧叶片并带动叶片绕定轴翻转的夹紧翻转机构，多条夹紧翻转机构位于焊接机械臂的有效行程内；各夹紧翻转机构包括绕定轴转动设置的悬梁，悬梁上沿其长度方向至少设有一组用于同时夹紧至少两片叶片的夹紧构件；支撑底架上还设有驱动机构，多条夹紧翻转机构的悬梁分别与驱动机构相连以在驱动机构的驱动下同步转动，驱动机构连接有用于控制其动作的控制系统，控制系统设置于支撑底架上；支撑底架上还设有用于提供焊接保护气的保护气供给系统，各夹紧构件夹持的叶片分别与保护气供给系统相连，保护气供给系统与控制系统相连以在控制系统的控制下分别对各叶片不同的气道和气孔单独通、断气。

进一步地，驱动机构包括设置于支撑底架上且与控制系统相连的驱动构件，驱动构件的输出端连接有齿轮齿条传动构件，齿轮齿条传动构件的输出端分别与各悬梁相连，以在驱动构件的驱动下驱动各悬梁在0度至180度范围内同步翻转。

进一步地，齿轮齿条传动构件包括输入齿轮、沿多条夹紧翻转机构的排列方向滑动设置的传动齿条、设置于各条夹紧翻转机构的悬梁处的输出齿轮；输入齿轮与驱动构件的输出端相连；传动齿条的输入侧与输入齿轮啮合，其输出侧分别与各输出齿轮啮合，以将驱动构件输出的动力由输入齿轮分别传递至各输出齿轮；各输出齿轮与对应设置的悬梁相连以驱动悬梁翻转。

进一步地，传动齿条包括齿条安装板、设置于齿条安装板的下表面以与输入齿轮啮合的输入齿条、设置于齿条安装板的上表面以与各输出齿轮啮合的输出齿条；齿轮齿条传动构件还包括设置于传动齿条的两端以支承传动齿条的两个齿条支座，两个齿条支座支承于支撑底架上，两个齿条支座上各设有支承滑轨，齿条安装板上设有与两条支承滑轨分别滑动配合的两块滑块，传动齿条通过滑块与支承滑轨的配合滑动支承于齿条支座上。

进一步地，各条夹紧翻转机构还包括分设于悬梁的两端以用于支承悬梁的两个支架，两个支架支承于支撑底架上，悬梁转动设置于两个支架上；悬梁上沿其长度方向至少设有一组用于同时夹紧两片叶片的夹紧构件，各组夹紧构件包括用于装夹定位第一块叶片的排气端的第一支座、与第一支座相对设置以同时装夹定位第一块叶片的进气端和第二块叶片的进气端的第二支座、与第二支座相对设置以装夹定位第二块叶片的排气端的第三支座、用于锁紧第二支座和第三支座的锁紧件；第一支座、第二支座、第三支座及锁紧件沿悬梁的延伸方向依次设置，且第一支座和锁紧件固定设置于悬梁上，第二支座和第三支座沿靠近或远离第一支座的方向滑动设置于悬梁上；锁紧件抵顶第三支座以使第三支座和第二支座夹紧固定第二块叶片、第二支座和第一支座夹紧固定第一块叶片。

进一步地，第二支座上设有多个通气孔，以与第一块叶片和第二块叶片的叶盆气道、叶背气道及进气口分别连通；多个通气孔分别与保护气供给系统相连以将保护气分别引入叶片的叶盆气道、叶背气道及进气口。

进一步地，各悬梁上沿其长度方向依次设有多组夹紧构件，各夹紧构件位于焊接机械臂的有效行程内；每相邻两组夹紧构件包括同一个第一支座及关于第一支座对称设置的第二支座、第三支座及锁紧件。

进一步地，保护气供给系统包括用于提供焊接保护气的气源、支承于支撑底架上且靠近各第二支座的多个通气管安装座、与气源相连且安装于各通气管安装座内的多根通气管，多根通气管的输出端分别与对应设置的第二支座上的各通气孔连通；保护气供给系统还包括与控制系统相连以分别控制各通气管导通或关闭的控制阀，各通气管分别与控制阀相连。

进一步地，控制系统包括设置于支撑底架上的电控箱，电控箱内设有控制器；驱动机构及控制阀分别与控制器相连。

进一步地，支撑底架包括支撑架体，支撑架体的底部设有多组万向轮构件，支撑架体连接有用于推动其滑动的把手。

本发明具有以下有益效果：

采用本发明的通气保护焊接装置装夹叶片焊接时，通过控制系统可自动化控制焊接过程中叶片的翻转和通保护气，自动化程度高，叶片的焊接质量好，焊接效率高，工人的劳动强度低，安全性高；焊接过程中，保护气供给系统在控制系统的控制下可单独对焊接时的叶片的叶背、叶盆或进气孔分别通保护气，有效保护叶片，同时有效节约保护气体的使用；本发明的通气保护焊接装置包括多条夹紧翻转机构，各夹紧翻转机构包括至少一组同时夹紧至少两块叶片的夹紧构件，从而可同时对多块叶片进行焊接，焊接效率高，且焊接质量均匀。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为需焊接镶条的叶片的局部剖视结构示意图；

图2为本发明优选实施例的通气保护焊接装置的空间结构示意图；

图3为图2的K向结构示意图；

图4为图3的H-H向剖视结构示意图。

图例说明

10、支撑底架；11、支撑架体；12、万向轮构件；13、把手；20、夹紧翻转机构；21、悬梁；22、支架；23、第一支座；24、第二支座；25、第三支座；26、锁紧件；30、驱动机构；31、驱动构件；32、齿轮齿条传动构件；321、输入齿轮；322、传动齿条；323、输出齿轮；324、齿条支座；325、支承滑轨；326、滑块；40、保护气供给系统；41、通气管安装座；42、控制阀；50、叶片；60、焊接工作台；70、夹具。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种通气保护焊接装置，包括支撑底架10，支撑底架10上依次间隔设有多条用于夹紧叶片50并带动叶片50绕定轴翻转的夹紧翻转机构20，多条夹紧翻转机构20位于焊接机械臂的有效行程内。各夹紧翻转机构20包括绕定轴转动设置的悬梁21，悬梁21上沿其长度方向至少设有一组用于同时夹紧至少两块叶片50的夹紧构件。支撑底架10上还设有驱动机构30，多条夹紧翻转机构20的悬梁21分别与驱动机构30相连以在驱动机构30的驱动下同步转动，驱动机构30连接有用于控制其动作的控制系统，控制系统设置于支撑底架10上。支撑底架10上还设有用于提供焊接保护气的保护气供给系统40，各夹紧构件夹持的叶片50分别与保护气供给系统40相连，保护气供给系统40与控制系统相连以在控制系统的控制下分别对各叶片50不同的气道和气孔单独通、断气。采用本发明的通气保护焊接装置装夹叶片焊接前，控制系统驱动驱动机构30动作以使各悬梁21同步翻转至零工位，然后人工将叶片50装夹至各夹紧构件上并退出焊接区域，接着，控制系统再驱动驱动机构30动作以使各悬梁21同步翻转至焊接叶片叶背或叶盆的位置，从某一叶片50开始，焊接机械臂按照预设的路线完成对所有装夹的叶片50的焊接打底工序，这期间，焊接机械臂焊接某块叶片时，控制系统控制保护气供给系统40对该叶片的气道和气孔分别通保护气，即焊接叶片的叶背时，对该叶片叶盆上的气道和进气孔分别通保护气，反之，焊接叶片的叶盆时，对该叶片叶背上的气道和进气孔分别通保护气，当焊接机械臂完成对所有的叶片的焊接打底工序后，再沿预设的路线返回焊接，以完成对所有叶片的填平工序；焊接机械臂回退至初始位置后，控制系统再驱动驱动机构30动作以使各悬梁21同步翻转至焊接叶片叶盆或叶背的位置，即之前如翻转至焊接叶片叶盆的位置，这次反向翻转至焊接叶片叶背的位置以开始叶片叶背的焊接，从某一叶片50开始，焊接机械臂再按照相同的方式完成对所有装夹的叶片50的叶盆或叶背的焊接打底工序和填平工序，并焊接机械臂回退至初始位置；最后，控制系统再控制驱动机构30动作以使各悬梁21同步回退至零工位，工人进入焊接区域，卸下焊好的叶片，完成整套焊接过程。采用本发明的通气保护焊接装置装夹叶片焊接时，通过控制系统可自动化控制焊接过程中叶片的翻转和通保护气，自动化程度高，叶片的焊接质量好，焊接效率高，工人的劳动强度低，安全性高；焊接过程中，保护气供给系统40在控制系统的控制下可单独对焊接时的叶片的叶背、叶盆或进气孔分别通保护气，有效保护叶片，同时有效节约保护气体的使用；本发明的通气保护焊接装置包括多条夹紧翻转机构20，各夹紧翻转机构20包括至少一组同时夹紧至少两块叶片50的夹紧构件，从而可同时对多块叶片进行焊接，焊接效率高，且焊接质量均匀。

可选地，如图3所示，驱动机构30包括设置于支撑底架10上且与控制系统相连的驱动构件31，驱动构件31的输出端连接有齿轮齿条传动构件32，齿轮齿条传动构件32的输出端分别与各悬梁21相连，以在驱动构件31的驱动下驱动各悬梁21在0度至180度范围内同步翻转。

具体的，如图3所示，齿轮齿条传动构件32包括输入齿轮321、沿多条夹紧翻转机构20的排列方向滑动设置的传动齿条322、设置于各条夹紧翻转机构20的悬梁21处的输出齿轮323。输入齿轮321与驱动构件31的输出端相连。传动齿条322的输入侧与输入齿轮321啮合，其输出侧分别与各输出齿轮323啮合，以将驱动构件31输出的动力由输入齿轮321分别传递至各输出齿轮323。各输出齿轮323与对应设置的悬梁21相连以驱动悬梁21翻转。本发明具体实施例中，驱动构件31包括设置于支撑底架10上的伺服电机及与伺服电机的输出端相连的减速机，减速机的输出端连接有输入齿轮321。

本发明实施例中，如图3所示，传动齿条322包括齿条安装板、设置于齿条安装板的下表面以与输入齿轮321啮合的输入齿条、设置于齿条安装板的上表面以与各输出齿轮323啮合的输出齿条。优选地，如图3所示，齿轮齿条传动构件32还包括设置于传动齿条322的两端以支承传动齿条322的两个齿条支座324，两个齿条支座324支承于支撑底架10上，两个齿条支座324上各设有支承滑轨325，齿条安装板上设有与两条支承滑轨325分别滑动配合的两块滑块326，传动齿条322通过滑块326与支承滑轨325的配合滑动支承于齿条支座324上。

可选地，如图2和图4所示，各条夹紧翻转机构20还包括分设于悬梁21的两端以用于支承悬梁21的两个支架22，两个支架22支承于支撑底架10上，悬梁21转动设置于两个支架22上。本发明实施例中，如图4所示，悬梁21上沿其长度方向至少设有一组用于同时夹紧两片叶片50的夹紧构件，各组夹紧构件包括用于装夹定位第一块叶片50的排气端的第一支座23、与第一支座23相对设置以同时装夹定位第一块叶片50的进气端和第二块叶片50的进气端的第二支座24、与第二支座24相对设置以装夹定位第二块叶片50的排气端的第三支座25、用于锁紧第二支座24和第三支座25的锁紧件26。第一支座23、第二支座24、第三支座25及锁紧件26沿悬梁21的延伸方向依次设置，且第一支座23和锁紧件26固定设置于悬梁21上，第二支座24和第三支座25沿靠近或远离第一支座23的方向滑动设置于悬梁21上。锁紧件26抵顶第三支座25以使第三支座25和第二支座24夹紧固定第二块叶片50、第二支座24和第一支座23夹紧固定第一块叶片50。本发明具体实施例中，锁紧件26为外购件，包括用于抵顶第三支座25的顶杆及用于驱动顶杆伸出抵顶第三支座25并自锁的驱动件。

优选地，如图4所示，各组夹紧构件还包括沿悬梁21的长度方向设置以滑动支承第二支座24和第三支座25的滑轨，第二支座24和第三支座25分别通过与其相连的滑块滑动支承于滑轨上。

优选地，如图4所示，各悬梁21上沿其长度方向依次设有多组夹紧构件，各夹紧构件位于焊接机械臂的有效行程内。每相邻两组夹紧构件包括同一个第一支座23及关于第一支座23对称设置的第二支座24、第三支座25及锁紧件26。

可选地，如图4所示，第二支座24上设有多个通气孔(图未示)，以与第一块叶片50和第二块叶片50的叶盆气道、叶背气道及进气口分别连通。多个通气孔分别与保护气供给系统40相连以将保护气分别引入叶片50的叶盆气道、叶背气道及进气口。本发明实施例中，进气口通气为在第二支座24的侧面开通气孔，并使通气孔分流以同时给两片叶片侧面的进气口同时通气。

可选地，如图4所示，保护气供给系统40包括用于提供焊接保护气的气源(图未示)、支承于支撑底架10上且靠近各第二支座24的多个通气管安装座41、与气源相连且安装于各通气管安装座41内的多根通气管(图未示)，多根通气管的输出端分别与对应设置的第二支座24上的各通气孔连通。优选地，如图3所示，保护气供给系统40还包括与控制系统相连以分别控制各通气管导通或关闭的控制阀42，各通气管分别与控制阀42相连。

可选地，如图2所示，控制系统包括设置于支撑底架10上的电控箱，电控箱内设有控制器。驱动机构30及控制阀42分别与控制器相连。

可选地，如图2和图3所示，支撑底架10包括支撑架体11，支撑架体11的底部设有多组万向轮构件12，支撑架体11连接有用于推动其滑动的把手13。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。