具有冷却式驱动壳体的轨道焊接系统的制作方法_3

文档序号:9437542阅读:来源:国知局
适合的用于传输冷却剂的材料构造,注意在焊接 操作期间被循环的冷却剂的溫度和所经受的外部溫度条件。如所示出的,冷却剂管线177、 178可W由金属、塑料W及其他可W被用于传输冷却剂的材料构造,所述冷却剂管线177、 178包括但不限于热密封的(thermalpotted)铜管。将冷却剂管线177、178布线在绝缘板 115的向内的侧面上帮助将冷却剂管线与焊炬头20热隔离并且也将它们电气隔离。
[0053] -般地由编号190表示的第二连接器可W被提供来将冷却剂管线177、178连接到 适合的冷却剂供应器。将被理解的是,返回管线178可W被布线到热交换器W至于冷却剂 在调节之后被简单地再循环。连接器190包括壳体19,所述壳体19可W具有任何形状,包 括所示出的矩形箱状的形状。壳体191包括一对配件193、194,所述一对配件193、194连接 至IJ从冷却剂供应器延伸的冷却剂供应管线。配件193、194W平行于彼此的方式被排列。冷 却剂管线177、178与在连接器190内的配件193和194流体地连接。夹具组件195可W被 提供来帮助固定附接到配件193、194的供应管线和返回管线。例如,如所示出的,夹具195 可W包括限定半圆的凹入部的两个夹具半体196、197,所述两个夹具半体196、197面对彼 此用于接收管线。紧固件199向下延伸通过半体196、197二者并且可W被调紧来将夹紧力 施加到管线。
[0054] 在操作系统期间,冷却剂流体(可W是液体或者气体)通过供应管线177被引入 并且通过在驱动块125内的通路170被循环。在所示出的实施例中,水被用作冷却剂。在 通过通路170循环后,冷却剂经由返回管线178离开。冷却剂通过通路170的循环通过将 热量通过驱动块125传导远离电子器件来冷却驱动组件110,所述电子器件包括马达112和 140W及电位计150。防止运些部件过热减少部件失效的可能性和潜在的与修理或更换部 件相关联的停机时间。冷却的附加益处是驱动块125溫度被减少,减少操作者通过接触驱 动块125或者驱动组件壳体的其他部分被灼伤的可能性。
[00巧]参考图5,安装板55可W被提供有一般地由编号200表示的冷却剂组件接收部。 冷却剂接收部200 -般地包括凹入部或其他限定在安装板55内的敞开的区域来包住冷却 剂组件175的至少部分。在所示出的实施例中,冷却剂接收部200包括凹入部201和细长的 冷却剂管线凹入部202,所述凹入部201接收第一连接器180,所述细长的冷却剂管线凹入 部202接收冷却剂管线177、178并且在开口 204处朝安装板55外部敞开。台面(land) 205 位于邻近开口 204处并且从安装板55的上表面206凹入来提供第二连接器190可W安置 的表面。如图1最佳示出的,邻近台面205的是夹具台面207,所述夹具台面207可W被稍 微地向上形成角度来向上倾斜配件193、194W及夹具组件195,便利触及到它们。同样示出 在图1中,直立的引导装置210可W被提供来将从夹具组件195延伸的冷却剂管线布线到 一般地被表示在215处的导管支架,所述导管支架被用来加强和排布各种远离焊接头的导 管。
[0056] 如所论述的,导管支架215可W接收来自与冷却剂组件175相关联的冷却剂管线 (例如,177、178)的延伸部分。导管支架也可W接收其他在本文别处被描述的冷却剂管线 (例如,307、308)。通过沿焊丝送进器组件80布线各种冷却剂管线,焊丝送进器组件80的 焊丝送进马达可W被冷却。例如,冷却剂管线307、308可W在焊丝送进器组件80的第一面 之上或沿着焊丝送进器组件80的第一面经过,和/或从连接器190伸出的冷却剂管线177、 178的延伸部分可W沿着焊丝送进器组件80的第二面被布线来减少至少在焊丝送进马达 中的过热的风险。
[0057] 如图5中所示出的,冷却剂接收部200可W包括凹入部201 (或者其他开口),所 述凹入部201被调适来将第一连接器180接收在与接收部185对准的位置,W至于当安装 板155和绝缘板115被附接到彼此时,连接器180被容置在所属的接收部185和凹入部201 内。冷却剂接收部200也包括狭槽状的冷却剂管线凹入部202,所述冷却剂管线凹入部202 W从连接器凹入部201朝向开口 204向上的弧的形式延伸。如图1中最佳示出的,冷却剂管 线凹入部202具有足够的深度来将管线177、178完整地接收在冷却剂管线凹入部202中, W至于当安装板55和绝缘板115被组装时,冷却剂管线177、178被包住。
[005引包括接收部212、213和214的附加的接收部可W被提供在安装板55中来接收在 电路板122上的连接器216、217和218(图6)。将被理解的是,包括一般地由210表示的螺 纹紧固件接收部的附加的接收部可W被提供在安装板55上,W便利焊接头附接到安装板 550
[0059] 电路板122可W被电气连接到系统中的驱动马达和传感器来将信号传送到系统 控制器120。在所示出的实施例中,连接器216被连接到电位计150来提供焊炬头振荡位 置反馈。连接器218被连接到焊丝送进器85。来自连接器216、218的信号经由电路板122 被传送到连接器217,所述连接器217又将信号传达到系统控制器120或者传达来自系统 控制器120的信号。来自系统控制器120的控制信号可W从连接器217被传送到焊接系统 10中的各种部件,所述部件包括但不限于焊丝送进组件80、焊炬高度马达112W及驱动马 达 140。
[0060] 转到图8,示出一般地由编号225表示的侧向或振荡器驱动组件的进一步的细节。 当执行轨道焊接时,焊炬头20可W被侧向地移动。振荡器驱动组件225被提供来自动地侧 向移动焊炬头20。驱动组件225 -般地包括马达140,所述马达140被连接到一般地由编号 230表示的致动器。致动器组件230可W包括任何移动焊炬头20的致动器。根据本发明的一 个方面,致动器组件230包括螺杆致动件,例如,滚珠螺杆或者导螺杆致动器。因为通过焊 炬头和致动器的螺纹接合创建的焊炬头和致动器之间的正连接(positiveconnection), 使用螺杆致动器被认为来减少或者消除振荡漂移。在所示出的实施例中,导螺杆致动器被 使用并且包括被可旋转地支撑在焊炬头安装板250上的导螺杆231。导螺杆231从焊炬头 安装板250向外轴向地延伸来接合焊炬头20并且在旋转如下面被更完整地描述的导螺杆 231时导致焊炬头20的侧向移动。
[0061] 参考图15,致动器组件230也可W包括螺杆螺母,如所示出的,所述螺杆螺母可W 是导螺杆螺母232。导螺杆螺母232可W压配合到限定在焊炬头20中的内孔中。导螺杆螺 母232具有内螺纹,所述内螺纹对应于导螺杆231上的外螺纹。运些螺纹的螺距确定通过 旋转导螺杆231导致的侧向移动的速率。作为使用螺杆螺母的可替换方式,限定在焊炬头 20内的内孔233可W被攻螺纹来为螺杆致动器提供必要的内螺纹。
[0062] 在焊炬头安装板250内,导螺杆231可W被支撑在适合的一般地被表示在235处 的轴承中,所述轴承包括但不限于所示出的滚珠轴承轴颈236。轴承235可W压配合到限定 在焊炬头安装板250中的内孔237中。在轴承235内的导螺杆231的端部是自由地可旋转 的,W在侧向的方向驱动焊炬头20。在所示出的实施例中,驱动马达140在一个方向旋转来 相对于焊炬头安装板250向外侧向地移动焊炬头20并且在相反的方向旋转来朝向焊炬头 安装板250返回焊炬头20。马达组件可周期的方式提供连续的向前和向后的旋转,W 通过被称为侧行程的运动的所要求范围来振荡焊炬头20。侧行程由导螺杆231的长度确定 并且可W被设置在任何所要求范围内。在所示出的实施例中,用于焊炬头20的最大侧行程 是1. 25英寸。关于焊炬头沿轴0A的运动的反馈可W被提供到系统控制器120,如下面所论 述的。
[0063] 致动器组件230可W被直接地连接到驱动马达,或者,如所示出的,马达140可W 与致动器组件230远程地被设置并且通过一般地被表示在240处的驱动禪合器被连接,如 所示出的。驱动禪合器240可W是任何用于机械地将马达140连接到致动器组件230的系 统,所述系统包括但不限于连杆机构、齿轮组或者如所示出的传动带系统。在所示出的实施 例中,驱动禪合器240包括与驱动马达140相关联的第一嵌齿轮241。将被理解的是,驱动 马达140也可W具有与驱动马达140相关联的内齿轮箱。第一嵌齿轮241通过键或其他 机构被旋转地连接,W至于嵌齿轮241与从驱动马达140延伸的驱动轴141 一起旋转。第 二嵌齿轮242被附接到导螺杆231。齿形传动带245配合在第一嵌齿轮241和第二嵌齿轮 242上来将马达140连接到导螺杆231。传动带245上的齿未示出在图中,但是可W使用任 何数目的齿并且适合的同步传动带是商业可获得的,W接合嵌齿轮241、242。
[0064] 可选地,如所示出的,焊接系统10可W包括电位计150来提供关于焊炬头20的侧 向位置的反馈。编码器也可W被用来代替所示出的系统中的电位计。电位计150具有安装 在电位计150的轴153上的第=嵌齿轮243来从通过传动带245的移动所表示的螺杆231 的旋转成比例地感测焊炬头20的侧向移动。为了那个目的,第=嵌齿轮243被插入在第一 嵌齿轮241和第二嵌齿轮242之间并且传动带245被排布在第=嵌齿轮243上W至于第= 嵌齿轮243与驱动马达140的旋转一起旋转。第=嵌齿轮243的旋转在电位计150处生成 信号,在所示出的实施例中,所述信号在0和lOkQ之间。运个范围对应于焊炬头20的侧 行程。因此,当电位计提供化Q的信号时,焊炬头20位于相对于整体居中的位置。中屯、位 置可W对应于被焊接的接头处的中屯、W至于完整的侧行程(O-lOkQ)代表允许焊炬头W 图形的方式振荡的在接头处的一个侧上的侧行程的一半W及在结合处的相反侧上的侧行 程的另一半,所述图形相等地跨越工件WP上的接头处。例如,根部焊道焊缝可W通过将焊 炬头20振荡穿过接头处来形成。其他图形可W通过焊炬头20在轴0A上的振荡W及焊炬 头和工件WP之间的相对旋转来形成。来自操作者的人工输入或者来自系统控制器120的 自动输入可W被用来"操控(steer)"焊炬头20的振荡。例如,中屯、点(如所论述的所述中 屯、点可W对应于工件WP上的接头处),可W被重置在中屯、点的第一位置的左边或右边W向 左或向右移动振荡。可替换地,为了操控焊接,其他参考点可W被用来使焊炬头20相对移 动。例如,侧行程的外末端也可W被重置来操控焊接。在所示出的实施例中,运些末端将通 过电位计作为OkQ和lOkQ的信号被看到。
[0065] 第=嵌齿轮243可W被确定尺寸来在马达驱动轴141和电位计轴153的一个旋转 之间创建被限定的关系。例如,第=嵌齿轮243可W是第一嵌齿轮241的直径的两倍W在 电位计轴153相对于驱动轴141的旋转之间建立二比一的关系。从而,在所示出的实施例 中,对于驱动轴141的每个完整的旋转,电位计轴153旋转一半。将被理解的是,其他关系 可W被提供,所述其他关系包括如所需要的一比一的关系或者大于或小于一比一的关系的 关系。
[0066] 作为进一步的选项,传动带在第一嵌齿轮243和第二嵌齿轮242之间延伸,为了保 持传动带上的张力,传动带张紧装置162可W被提供。传动带张紧装置162可W包括可旋转 地安装在穀165上的惰轮164。如图8中最佳示出的,穀165可W被支撑在延伸通过安装板 160的紧固件166上。安装板160可W限定有槽的开口 167,所述有槽的开口 167被定向来 允许张力161位置的竖直调整。如图9中最佳示出的,振荡器驱动组件225可W被部分地 容置在一般地由编号250表示的焊炬头安装板内。焊炬头安装板250可W限定一般地由编 号252表示的接收部(图7),所述接收部至
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