一种自动化螺柱焊接设备的制作方法

1.本发明涉及焊接技术领域，具体为一种自动化螺柱焊接设备。


背景技术：

2.螺柱或类似的金属柱状物及其他紧固件焊接在工件上的方法称为螺柱焊，具有快速、可靠、操作简单和成本低等优点，螺柱焊接可用工业厂房建筑、公路、铁路、桥梁、塔架、汽车等各种结构上。
3.其根本原理就是通过电容放电，在螺柱和工件之间出现短时间的电弧，电弧会熔化工件表面和螺柱下端的少量金属形成熔池，熔化金属迅速冷却，形成焊接接头，为此，一般在螺柱下端面预设圆柱或圆锥样的凸台以进行熔化，但结合实际来说，传统螺柱焊接为手持式，焊接时过程中易出现偏斜，同时，焊接熔化的金属由于方向由于难以周向均匀均匀扩散，会存在螺柱底部区域的金属不足以完全填充，出现焊接空鼓等缺陷，基于此，本发明提出能够解决上述问题的一种自动化螺柱焊接设备。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种自动化螺柱焊接设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动化螺柱焊接设备，包括：
6.垫架，其上固接有横梁，所述横梁活动连接有移架；
7.焊枪，通过第一伸缩源安装在移架上，所述第一伸缩源活动端设置有活动板，所述活动板与焊枪顶端连接；
8.罩筒，通过调节机构设置在焊枪外圈，所述罩筒底部设置有若干凸齿，所述调节机构可驱动罩筒旋转使凸齿与工件表面接触后产生金属碎屑；
9.运动机构，配置在垫架上，所述运动机构用于承载工件，并可转运待焊接工件竖向对应焊枪。
10.作为本发明一种优选的技术方案，若干凸齿处于罩筒内壁，并倾斜朝向焊枪枪头处延伸。
11.作为本发明一种优选的技术方案，所述调节机构包括安装在活动板上的第二伸缩源和设置在第二伸缩源活动端的横板，所述罩筒转动设置在横板上，所述横板上安装有第一转动源，所述第一转动源输出轴与所述罩筒驱动连接。
12.作为本发明一种优选的技术方案，相邻的两个凸齿之间具有一间隙，所述罩筒外壁设置有挡圈。
13.作为本发明一种优选的技术方案，所述挡圈内具有多个相互隔离的气室，每个所述气室均设置有单向的进气口和排气口，所述活动板上设置有多根向下延伸的竖杆，每根所述竖杆上设置有滚珠，所述第一转动源驱动罩筒旋转，使挡圈内的多个气室受到滚珠压接，用于压缩气室以排气口排出气体将产生金属碎屑周向吹动至螺柱的底端。
14.作为本发明一种优选的技术方案，所述活动板至少设置有一根导杆，所述导杆向上穿设在移架上。
15.作为本发明一种优选的技术方案，所述运动机构包括与垫架转动连接的轴杆，固接在轴杆上的衬板，以及设置在衬板上的至少两组载板，所述载板横向延伸，且每组载板上均设置有多个限位组件，多个限位组件围绕一限位区，并可将工件限位至该限位区内。
16.作为本发明一种优选的技术方案，所述运动机构还包括安装在垫架上的第二转动源，所述第二转动源输出轴与所述轴杆驱动连接，所述第二转动源间歇驱动轴杆旋转，使一组携带待焊接工件的载板对另一组携带完成焊接工件的载板进行替换。
17.作为本发明一种优选的技术方案，所述限位组件包括侧板，所述侧板上贴合可与工件侧部相接触弹性层，且所述侧板穿设有活动杆，所述活动杆缠绕有弹簧，多个活动杆均通连接有一挡板，所述挡块上至少设置有一根延伸至限位区内的抵杆，所述挡板在多个弹簧的弹性牵拉下靠近限位区，使抵杆与工件非焊接位置相抵。
18.本发明还一种自动化螺柱焊接方法，用于上述任一项技术方案，具体包括以下步骤：
19.s1、将待焊接工件依次放置在运动机构上，通过运动机构转运待焊接工件竖向对应焊枪；
20.s2、控制调节机构驱动筒旋转，使凸齿与工件表面接触后产生金属碎屑填补在螺柱凸台外圈；
21.s3、再控制第一伸缩源驱动焊枪向下运动焊接螺柱，焊接产生的电弧可同时熔化凸台，工件与凸台接触的少量表面，以及产生的金属碎屑，通过金属液可对螺栓底部充分填充。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明运动机构可承载工件，并可转运待焊接工件竖向对应焊枪，实现可自动连续对工件进行螺柱焊接，有效提高了焊接效率；
23.调节机构驱动罩筒旋转使凸齿与工件表面接触后产生金属碎屑，通过产生的碎屑填补在螺柱凸台外圈，使得在焊接时电弧可同时熔化凸台，工件与凸台接触的少量表面，以及产生的金属碎屑，增加了熔化金属量，金属液可对螺栓底部充分填充，在冷却后螺栓与工件不会出现空鼓等缺陷，同时，多余的金属液可回流至环槽内，通过与环槽结合进一步提高了螺柱与工件的焊接质量。
附图说明
24.图1为本发明整体结构第一角度视图；
25.图2为本发明整体结构第二角度视图；
26.图3为本发明运动机构结构示意图；
27.图4为本发明限位组件结构示意图；
28.图5为本发明焊枪与移架连接关系示意图；
29.图6为本发明调节机构结构示意图；
30.图7为本发明挡圈与凸齿位置关系示意图；
31.图8为本发明滚珠压接气室示意图；
32.图中：100、垫架；110、移架；200、焊枪；210、第一伸缩源；220、活动板；221、导杆；
300、罩筒；310、凸齿；320、挡圈；21、气室；322、进气口；323、排气口；330、竖杆；331、滚珠；400、调节机构；410、第二伸缩源；420、横板；430、第一转动源；500、运动机构；510、轴杆；520、衬板；530、载板；540、限位组件；541、侧板；542、活动杆；543、挡板；544、抵杆；545、弹簧；550、第二转动源。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例1
35.提供一种自动化螺柱焊接设备，包括垫架100、焊枪200、罩筒300和运动机构500。
36.请参阅图1、图2，垫架100上固接有横梁，横梁活动连接有移架110，焊枪200通过第一伸缩源210安装在移架110上，优选的，垫架100上可安装有驱移架110进行位移的动力组件，动力组件可采用丝杆、电缸等中的一种或多种进行组合，实现移架110可调节在横梁上的位置，即，使得焊枪200可对工件的多个需要的焊接螺柱的位置进行焊接适配，同时，通过移架110的运动使得焊枪200在每次焊接后可复位至初始位置通过人工添放螺柱。
37.请参阅图5，第一伸缩源210活动端设置有活动板220，活动板220与焊枪200顶端连接，且活动板220至少设置有一根导杆221，导杆221向上穿设在移架110上，第一伸缩源210优选电缸，可驱动焊枪200下压至工件上进行焊接操作，同时，通过设置的导杆221沿移架110穿设对焊枪200的竖向运动起到导向作用，由此，结合第一伸缩源210的竖向驱动，避免了焊接出现偏斜，焊接稳定性好，焊接质量高。
38.请参阅图5、图6，罩筒300通过调节机构400设置在焊枪200外圈，罩筒300转动套接在焊枪200上，罩筒300底部设置有若干凸齿310，若干凸齿310处于罩筒300内壁，并倾斜朝向焊枪200枪头处延伸，调节机构400可驱动罩筒300旋转使凸齿310与工件表面接触后产生金属碎屑，即凸齿310与工件旋转接触钻出一环槽并产生金属碎屑，通过产生的碎屑填补在螺柱凸台外圈，使得在焊接时电弧可同时熔化凸台，工件与凸台接触的少量表面，以及产生的金属碎屑，由此，增加了熔化金属量，金属液可对螺栓底部充分填充，在冷却后螺栓与工件不会出现空鼓等缺陷，同时，多余的金属液可回流至环槽内，通过与环槽结合进一步提高了螺柱与工件的焊接质量。
39.请参阅图1、图2，运动机构500配置在垫架100上，运动机构500用于承载工件，并可转运待焊接工件竖向对应焊枪200，实现可自动连续对工件进行螺柱焊接，有效提高了焊接效率。
40.实施例2
41.在实施例1的基础上，提供一种自动化螺柱焊接设备，请参阅图5、图6，调节机构400包括安装在活动板220上的第二伸缩源410和设置在第二伸缩源410活动端的横板420，罩筒300转动设置在横板420上，横板420上安装有第一转动源430，第一转动源430输出轴与罩筒300驱动连接，第二伸缩源410优选微型电缸，第一转动源430优选伺服电机，第一转动源430在驱动罩筒300旋转的同时，第二伸缩源410活动端伸出使横板420带动罩筒300向下
运动，即，通过罩筒300旋转向下以凸齿310接触工件表面从而钻出金属碎屑，且凸齿310钻出的环槽深度为螺柱凸台高度的四分之一至二分之一。
42.请参阅图6、图7、图8，本实施例中，相邻的两个凸齿310之间具有一间隙，罩筒300外壁设置有挡圈320，挡圈320由塑料等柔性材料制成，挡圈320受到挤压时可发生形变，在脱离挤压后可自动恢复，罩筒300转动时，挡圈320不与工件相接触，优选的，为了保证挡圈320的的使用寿命，在挡圈320外壁设置如橡胶层等材料制成的耐磨层，挡圈320内具有多个相互隔离的气室21，每个气室21均设置有单向的进气口322和排气口323，活动板220上设置有多根向下延伸的竖杆330，每根竖杆330上设置有滚珠331，第一转动源430驱动罩筒300旋转，使挡圈320内的多个气室21受到滚珠331压接，用于压缩气室21以排气口323排出气体将产生金属碎屑周向吹动至螺柱的底端，优选的，排气口323朝向间隙处，即，通过挡圈320转动与多个滚珠331接触，使挡圈320内的多个气室21依次受到滚珠331压接通过出气口排出气体，而在滚珠331离开压接的气室21后气室21可复原吸气，由此，使得凸齿310钻出的金属碎屑可在多个气室21依次通过排气口323排气的作用下将金属碎屑吹动至螺柱凸台下方，并均匀分布，在完成上述排出金属碎屑后，第二伸缩源410活动端收缩，通过横板420带动罩筒300向上复位，后续即可进行焊接操作；需要的说明的是，排气口323朝向罩筒300的外部，避免在气室21进气过程中将移动至螺柱的底端的金属碎屑通过气流带出。
43.实施例3
44.在实施例1或实施例2的基础上，提供一种自动化螺柱焊接设备，请参阅图3，运动机构500包括与垫架100转动连接的轴杆510，固接在轴杆510上的衬板520，以及设置在衬板520上的至少两组载板530，载板530横向延伸，且每组载板530上均设置有多个限位组件540，多个限位组件540围绕一限位区，并可将工件限位至该限位区内，该限位的形状与工件的竖向投影形状相适配，如可为矩形、圆形等形状，也可为其他各种多边形或直线与圆弧衔接的复合形状，运动机构500还包括安装在垫架100上的第二转动源550，第二转动源550输出轴与轴杆510驱动连接，第二转动源550间歇驱动轴杆510旋转，使一组携带待焊接工件的载板530对另一组携带完成焊接工件的载板530进行替换，第二转动源550优选伺服电机，通过驱动轴杆510间歇转动，即带动载板530运动，将载板530上的待焊接工件转运至焊枪200下方。
45.请参阅图3、图4，在本实施例中，限位组件540包括侧板541，侧板541上贴合可与工件侧部相接触弹性层，且侧板541穿设有活动杆542，活动杆542缠绕有弹簧545，多个活动杆542均通连接有一挡板543，挡块上至少设置有一根延伸至限位区内的抵杆544，挡板543在多个弹簧545的弹性牵拉下靠近限位区，使抵杆544与工件非焊接位置相抵，放置工件时，通过牵拉挡块后，将工件放置在限位区内并与各个侧板541上的弹性层相接触，由此，以弹性层对工件起到初步限位，再放松挡块，在弹簧545的弹性牵引下使抵杆544与工件非焊接位置相抵，对工件起到二次限位，即，保证了工件的每次放置的位置的一致性，且不从载板530上掉落，实现精准焊接。
46.实施例4
47.一种自动化螺柱焊接方法，具体包括以下步骤：
48.s1、将待焊接工件依次放置在运动机构500上，通过运动机构500转运待焊接工件竖向对应焊枪200；
49.s2、控制调节机构400驱动筒旋转，使凸齿310与工件表面接触后产生金属碎屑填补在螺柱凸台外圈；
50.s3、再控制第一伸缩源210驱动焊枪200向下运动焊接螺柱，焊接产生的电弧可同时熔化凸台，工件与凸台接触的少量表面，以及产生的金属碎屑，通过金属液可对螺栓底部充分填充。
51.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种自动化螺柱焊接设备，其特征在于，包括：垫架，其上固接有横梁，所述横梁活动连接有移架；焊枪，通过第一伸缩源安装在移架上，所述第一伸缩源活动端设置有活动板，所述活动板与焊枪顶端连接；罩筒，通过调节机构设置在焊枪外圈，所述罩筒底部设置有若干凸齿，所述调节机构可驱动罩筒旋转使凸齿与工件表面接触后产生金属碎屑；运动机构，配置在垫架上，所述运动机构用于承载工件，并可转运待焊接工件竖向对应焊枪。2.根据权利要求1所述的一种自动化螺柱焊接设备，其特征在于，若干凸齿处于罩筒内壁，并倾斜朝向焊枪枪头处延伸。3.根据权利要求1所述的一种自动化螺柱焊接设备，其特征在于，所述调节机构包括安装在活动板上的第二伸缩源和设置在第二伸缩源活动端的横板，所述罩筒转动设置在横板上，所述横板上安装有第一转动源，所述第一转动源输出轴与所述罩筒驱动连接。4.根据权利要求3所述的一种自动化螺柱焊接设备，其特征在于，相邻的两个凸齿之间具有一间隙，所述罩筒外壁设置有挡圈。5.根据权利要求4所述的一种自动化螺柱焊接设备，其特征在于，所述挡圈内具有多个相互隔离的气室，每个所述气室均设置有单向的进气口和排气口，所述活动板上设置有多根向下延伸的竖杆，每根所述竖杆上设置有滚珠，所述第一转动源驱动罩筒旋转，使挡圈内的多个气室受到滚珠压接，用于压缩气室以排气口排出气体将产生金属碎屑周向吹动至螺柱的底端。6.根据权利要求1所述的一种自动化螺柱焊接设备，其特征在于，所述，所述活动板至少设置有一根导杆，所述导杆向上穿设在移架上。7.根据权利要求1所述的一种自动化螺柱焊接设备，其特征在于，所述运动机构包括与垫架转动连接的轴杆，固接在轴杆上的衬板，以及设置在衬板上的至少两组载板，所述载板横向延伸，且每组载板上均设置有多个限位组件，多个限位组件围绕一限位区，并可将工件限位至该限位区内。8.根据权利要求7所述的一种自动化螺柱焊接设备，其特征在于，所述运动机构还包括安装在垫架上的第二转动源，所述第二转动源输出轴与所述轴杆驱动连接，所述第二转动源间歇驱动轴杆旋转，使一组携带待焊接工件的载板对另一组携带完成焊接工件的载板进行替换。9.根据权利要求8所述的一种自动化螺柱焊接设备，其特征在于，所述限位组件包括侧板，所述侧板上贴合可与工件侧部相接触弹性层，且所述侧板穿设有活动杆，所述活动杆缠绕有弹簧，多个活动杆均通连接有一挡板，所述挡块上至少设置有一根延伸至限位区内的抵杆，所述挡板在多个弹簧的弹性牵拉下靠近限位区，使抵杆与工件非焊接位置相抵。10.一种自动化螺柱焊接方法，用于上述焊接设备，其特征在于，具体包括以下步骤：s1、将待焊接工件依次放置在运动机构上，通过运动机构转运待焊接工件竖向对应焊枪；s2、控制调节机构驱动筒旋转，使凸齿与工件表面接触后产生金属碎屑填补在螺柱凸台外圈；
s3、再控制第一伸缩源驱动焊枪向下运动焊接螺柱，焊接产生的电弧可同时熔化凸台，工件与凸台接触的少量表面，以及产生的金属碎屑，通过金属液可对螺栓底部充分填充。

技术总结
本发明公开了一种自动化螺柱焊接设备，包括垫架、焊枪、罩筒和运动机构，垫架上固接有横梁，横梁活动连接有移架，焊枪通过第一伸缩源安装在移架上，罩筒通过调节机构设置在焊枪外圈，罩筒底部设置有若干凸齿，调节机构可驱动罩筒旋转使凸齿与工件表面接触后产生金属碎屑，运动机构配置在垫架上，运动机构用于承载工件；本发明通过产生的碎屑填补在螺柱凸台外圈，使得在焊接时电弧可同时熔化凸台，工件与凸台接触的少量表面，以及产生的金属碎屑，增加了熔化金属量，金属液可对螺栓底部充分填充，在冷却后螺栓与工件不会出现空鼓等缺陷，多余的金属液可回流至环槽内，通过与环槽结合进一步提高了螺柱与工件的焊接质量。进一步提高了螺柱与工件的焊接质量。进一步提高了螺柱与工件的焊接质量。


技术研发人员：潘徐强 陈翠文 张烽烽
受保护的技术使用者：江苏朗翠焊接科技有限公司
技术研发日：2023.08.14
技术公布日：2023/10/20