专利名称：一种焊接设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种焊接设备。
背景技术：
现有的焊接设备中，焊枪头一般只能在三维中发生平移，不能进行角度变化，因此在焊接时，焊枪刀轴与焊点之间的位置很难保证焊接的最佳状态，所以往往造成焊缝产生气孔、夹渣等现象，影响焊接质量。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供一种焊接设备，其通过一焊枪头驱动装置驱动焊枪头在三维空间发生平移和旋转，从而实现焊接时焊枪刀轴与焊点之间的最佳位置，优化焊
接质量。
为实现以上的技术目的，本实用新型将采用以下的技术方案
一种焊接设备，包括电源、工作台、焊枪以及驱动焊枪平移和驱动焊枪头旋转的设置于工作台上的焊枪驱动装置，所述焊枪驱动装置输入端与电源连接，输出端则与焊枪连接。
所述的焊枪驱动装置为五维伺服机构，包括焊枪平移装置和焊枪头旋转装置，所述焊枪平移装置包括呈三维坐标设置的第一导轨、第二导轨以及第三导轨，所述第一导轨呈X方向设置并固设于工作台上，所述第三导轨呈Z方向设置并固定连接在第一导轨的滑座上，而第二导轨则呈Y方向设置且固定连接在第三导轨的滑座上；所述焊枪头旋转装置包括固定连接在第二导轨滑座上且与所述第三导轨轴线平行的主旋转轴以及与主旋转轴输出端设置的承接板固定连接且偏心设置的第五伺服/步进电机，所述第五伺服/步进电机输出端与焊枪旋转连接；所述第一导轨、第二导轨、第三导轨以及主旋转轴输入端分别与第一伺服/步进电机、第二伺服/步进电机、第三伺服涉进电机和第四伺服涉进电机连接。
所述的第四伺服/步进电机与主旋转轴之间连接有第一减速传动机构，而所述第五伺服/步进电机与焊枪之间连接有第二减速传动机构。
所述的第一、第二减速传动机构为蜗轮蜗杆传动机构或者行星齿轮系传动机构或者谐波减速器。
所述第二减速传动机构与焊枪之间设置有带轮传动或者链轮传动或者齿轮传动或者平面连杆传动机构。
3根据以上的技术方案可以达到以下的有益效果
1. 本实用新型采用焊枪驱动装置驱动焊枪在工作空间内发生位置平移以及驱动焊枪头发生角度旋转，因此，可以保证焊枪在工作三维空间内发生任意的位移，即可以实现焊接时焊枪刀轴与焊点之间的最佳位置，从而优化焊缝质量。
2. 本实用新型采用的焊枪驱动装置为五维伺服机构，包括三个驱动焊枪分别发生X、 Y、Z直线位移的导轨和两个驱动焊枪旋转的旋转轴组成，其中三个驱动焊枪分别发生X、 Y、 Z
直线位移的导轨可以保证旋转轴在工作空间内发生任何位置平移，而两个驱动焊枪旋转的旋
转轴可以保证焊枪做360度旋转，由此可知，这种结构配置形式使得机床行程大，无死区，通用性适应性强，另由于其运动方式完全依赖于机床自身的线性轴、回转轴的运动，且焊机本身工作台主要起支撑工件的重量和辅助工具的重量，使机床空间利用率提高，故非常适合大型、焊缝复杂工件的焊接加工。
3. 本实用新型所用的第一、第二减速传动机构为涡轮蜗杆减速传动机构，因此，本实用新型机械刚性较好。
4. 本实用新型在第二减速传动机构与焊枪之间连接有链轮/齿轮/带轮/连杆传动机构，则这种传动机构在保证传动精度的同时还保留了焊枪与输气管的活动空间，另外链轮传动或者齿轮传动或者带轮传动或者连杆传动机构的空余空间使得本实用新型可以对比较细小的内腔型焊接工件进行焊接。
图1是本实用新型的立体结构示意图；图2是本实用新型焊枪头旋转装置的左视图；图3是本实用新型焊枪头旋转装置B-B剖视图；图4是本实用新型焊枪头旋转装置E-E剖视图；具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型的技术方案给予详尽的说明。
图1为本实用新型的立体结构示意图，如图所示，本实用新型包括电源、工作台1以及焊枪，还包括驱动焊枪平移以及驱动焊枪头旋转的设置于工作台上的焊枪驱动装置，所述焊枪驱动装置输入端与电源连接，输出端则与焊枪连接；所述焊枪驱动装置为五维伺服机构，包括焊枪平移装置和焊枪头旋转装置，所述悍枪平移装置包括呈三维坐标设置的第一导轨2、第二导轨3以及第三导轨4，所述第一导轨2呈X方向设置并固设于工作台1上，所述第三导轨4呈Z方向设置并固定连接在第一导轨2的滑座上，而第二导轨3则呈Y方向设置且固定连接在第三导轨4的滑座上；所述焊枪头旋转装置包括固定连接在第二导轨3滑座上且与
所述第三导轨4轴线平行的主旋转轴5以及与主旋转轴5输出端设置的承接板7固定连接且
偏心设置的第五伺服/步进电机61，所述第五伺服/步进电机61输出端与焊枪旋转连接；所述
第一导轨2、第二导轨3、第三导轨4以及主旋转轴5输入端分别与第一伺服/步进电机、第 二伺服/步进电机31、第三伺服/步进电机41和第四伺服/步进电机51连接，且所述第一伺服/ 步进电机、第二伺服/步进电机31、第三伺服/步进电机41、第四伺服/步进电机51以及第五 伺服/步进电机61由一特定的数控系统驱动；根据以上的技术方案可知，当需要对某一焊缝 进行焊接时，数控系统对第一伺服/步进电机、第二伺服/步进电机31、第三伺服/步进电机41、 第四伺服/步进电机51以及第五伺服/步进电机61发出指令，则第一、第二和第三伺服/步进 电机将驱动第一、第二和第三轨道上的滑座发生平移，即驱动主旋转轴发生位置变化，同时 第四伺服/步进电机的驱动使得主旋转轴绕Z轴旋转，即带动第五伺服/步进电机绕Z轴做旋 转运动，而第五伺服/步进电机启动可以带动其输出端连接的焊枪发生旋转，由此可知，第一、 第二和第三导轨的配合运动可以保证焊枪在工作空间内的任何位置变化，而第四、第五伺服/ 步进电机的配合旋转运动可以良好地保证焊枪头发生任何角度的旋转，即保证了本实用新型 焊接时焊枪头与焊点切线垂直，从而提高焊缝质量。
在机械传动中，电机输出转速一般较高，因此一般会使用减速传动机构来降低电机输出 转速，从而增大扭矩，提高传动精度和机械刚性，如图2、图3和图4所示，本实用新型第 四伺服/步进电机51和主旋转轴5之间设置有第一减速传动机构，而在第五伺服/步进电机61 和焊枪之间设置有第二减速传动机构，所述的第一、第二减速传动机构皆采用单级蜗轮蜗杆 减速传动机构，即所述的第四伺服/步进电机51输出端通过联轴器与第一蜗杆轴522连接， 所述第一蜗杆轴522上配合连接有第一蜗杆521，第一蜗杆521的输出端则与第一蜗轮520 连接，而第一蜗轮520的输出端则与主旋转轴5连接，从而将第四伺服/步进电机51的动力 传递给主旋转轴5;而所述的第五伺服/步进电机61输出端则通过联轴器与第二蜗杆轴632连 接，所述第二蜗杆轴632上配合连接有第二蜗杆631，第二蜗杆631的输出端则与第二蜗轮 630连接，而第二蜗轮630的输出端则与焊枪旋转连接，从而将第五伺服/步进电机的动力传 递给焊枪，驱动焊枪发生旋转运动；另外，本实用新型所采用的第一、第二减速传动机构还 可以是行星齿轮系传动机构或者谐波减速器。
为保证焊枪与输气管有足够的活动空间以及可以对比较细小的内腔型焊接工件进行焊 接，本实用新型在第二减速传动机构与焊枪之间连接带轮620和621传动机构，另外该带轮 传动机构还可以用链轮传动或者齿轮传动或者平行双曲柄等类似的平面连杆传动机构替代。
权利要求1. 一种焊接设备，包括电源、工作台以及焊枪，其特征在于还包括驱动焊枪平移以及驱动焊枪头旋转的设置于工作台上的焊枪驱动装置，所述焊枪驱动装置输入端与电源连接，输出端则与焊枪连接。
2. 根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述的焊枪驱动装置包括焊枪平移装置和 焊枪头旋转装置，所述焊枪平移装置包括呈三维坐标设置的第一导轨、第二导轨以及第三 导轨，所述第一导轨呈X方向设置并固设于工作台上，所述第三导轨呈Z方向设置并固 定连接在第一导轨的滑座上，而第二导轨则呈Y方向设置且固定连接在第三导轨的滑座 上；所述焊枪头旋转装置包括固定连接在第二导轨滑座上且与所述第三导轨轴线平行的主 旋转轴以及与主旋转轴输出端设置的承接板固定连接且偏心设置的第五伺服/步进电机， 所述第五伺服/步进电机输出端与焊枪旋转连接；所述第一导轨、第二导轨、第三导轨以 及主旋转轴输入端分别与第一伺服/步进电机、第二伺服/步进电机、第三伺服/步进电机和 第四伺服/步进电机连接。
3. 根据权利要求2所述焊接设备，其特征在于，所述的第四伺服/步进电机与主旋转轴之间 连接有第一减速传动机构，而所述第五伺服/步进电机与焊枪之间连接有第二减速传动机 构。
4. 根据权利要求3所述焊接设备，其特征在于，所述的第一、第二减速传动机构为蜗轮蜗杆 传动机构或者行星齿轮系传动机构或者谐波减速器。
5. 根据权利要求4所述焊接设备，其特征在于，所述第二减速传动机构与焊枪之间设置有带 轮传动或者链轮传动或者齿轮传动或者平面连杆传动机构。
专利摘要一种焊接设备，包括电源、工作台、焊枪和驱动焊枪平移以及驱动焊枪头旋转的设置于工作台上的焊枪驱动装置，所述焊枪驱动装置输入端与电源连接，输出端则与焊枪连接，根据以上的技术方案可知，本实用新型采用焊枪驱动装置驱动焊枪在工作空间内发生位置平移以及驱动焊枪头发生角度旋转，因此，可以保证焊枪在工作三维空间内发生任意的位移，即焊接时可以实现焊枪刀轴与焊点之间的最佳位置，从而优化焊缝质量。
文档编号B23K9/12GK201279650SQ20082020011
公开日2009年7月29日 申请日期2008年9月5日 优先权日2008年9月5日
发明者吕家琪 申请人:吕家琪