一种用于TIG焊接机器人的焊枪装置

本发明涉及焊接设备，特别是涉及一种用于tig焊接机器人的焊枪装置。

背景技术：

1、在核电以及压力容器行业中，两个筒体相交形成的马鞍形焊缝多采用埋弧焊接的方式，随着工业技术的发展，为了提高生产效率以及产品的力学性能，提出采用窄间隙tig的焊接方式代替普通坡口的埋弧焊，与普通坡口的埋弧焊相比，窄间隙焊具有坡口窄、焊缝金属填充量少，可以节省大量的焊材和焊接工时，另外窄间隙焊时热输入量较低，使焊缝金属和热影响区的组织明显细化，从而提高其力学性能。

2、由于窄间隙tig焊接方式坡口宽度小，焊枪无法进行摆动焊接，经常会产生侧壁未熔合的现象，另外马鞍形焊缝的路径是一条空间曲线，在焊接马鞍上坡以及下坡时若不能及时调整焊枪角度，也会导致熔池下流的现象，影响焊接质量。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于tig焊接机器人的焊枪装置，以解决上述现有技术存在的问题，可以实时调整焊枪倾角，并具备焊丝以及钨极转角调整功能，保证侧壁融合，提高焊接质量。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种用于tig焊接机器人的焊枪装置，包括焊枪连接板、弧形滑轨和tig焊枪；

4、所述焊枪连接板上安装有至少两组导向轮组，所述导向轮组包括正心滚轮和偏心滚轮，所述弧形滑轨设置于各组所述导向轮组的所述正心滚轮与所述偏心滚轮之间，所述弧形滑轨的外缘和内缘分别与所述正心滚轮和所述偏心滚轮上的v形槽配合连接，所述弧形滑轨与第一旋转驱动装置连接，所述第一旋转驱动装置用于驱动所述弧形滑轨绕其中心轴旋转；

5、所述tig焊枪包括焊枪安装板、枪体、送丝管、钨极、水冷管组件、第二旋转驱动装置和第三旋转驱动装置，所述焊枪安装板固定连接在所述弧形滑轨上，所述枪体通过绝缘支座固定在所述焊枪安装板上，所述送丝管转动连接在所述焊枪安装板上并由所述第二旋转驱动装置驱动旋转，所述钨极固定安装在所述水冷管组件的末端，所述水冷管组件转动连接在所述枪体内并由所述第三旋转驱动装置驱动旋转；初始状态下，所述钨极的尖点与所述弧形滑轨的回转中心重合。

6、优选地，所述第一旋转驱动装置包括弧形齿圈、第一电机和第一主动齿轮，所述弧形齿圈固定连接在所述弧形滑轨上并与所述弧形滑轨同轴心，所述第一电机安装在所述焊枪连接板上，所述第一主动齿轮固定连接在所述第一电机的输出轴上，所述第一主动齿轮与所述弧形齿圈相互啮合。

7、优选地，所述第二旋转驱动装置包括第二电机、第二主动齿轮和第二从动齿轮，所述第二电机通过第二电机座安装在所述焊枪安装板上，所述第二主动齿轮固定连接在所述第二电机的输出轴上，所述第二从动齿轮固定连接在所述送丝管的首端并与所述第二主动齿轮啮合，所述第二电机座和所述第二主动齿轮均为耐高温绝缘材料。

8、优选地，所述送丝管两端分别设置于两个送丝管固定夹内，所述送丝管能够在所述送丝管固定夹内旋转，所述送丝管固定夹固定安装在所述焊枪安装板上；所述送丝管固定夹为紫铜材质，且连接热丝电源，当工作时热丝电流经所述送丝管固定夹传递所述送丝管以加热焊丝；所述送丝管的外壁设有耐高温涂层并在外套设有耐高温玻纤套管；所述送丝管的末端螺纹连接有导电嘴。

9、优选地，所述第三旋转驱动装置包括第三电机、第三主动齿轮和第三从动齿轮，所述第三电机通过第三电机座安装在所述焊枪安装板上，所述第三主动齿轮固定连接在所述第三电机的输出轴上，所述第三从动齿轮固定连接在所述水冷管组件的首端并与所述第三主动齿轮啮合，所述第三电机座和所述第三主动齿轮均为耐高温绝缘材料。

10、优选地，所述水冷管组件包括内水冷管、外水冷管、水冷管封头和水冷管接头，所述外水冷管套设于所述内水冷管外，且两者之间形成环形流道，所述外水冷管和所述内水冷管的首端均与所述水冷管接头密封固定连接，所述水冷管接头封堵所述环形流道的首端，所述外水冷管的末端与所述水冷管封头固定连接并由所述水冷管封头封堵，所述内水冷管的首端为进水端，末端延伸至所述水冷管封头并与所述环形流道的末端连通，所述水冷管接头上设有连通所述环形流道首端的回水接头，所述外水冷管安装在所述枪体内部且两者之间间隙配合，所述外水冷管外固定套设有水冷管外绝缘套。

11、优选地，所述水冷管封头上通过螺栓固定安装有钨极夹，所述钨极夹用于夹紧固定所述钨极，焊接电流由所述水冷管接头、所述外水冷管、所述水冷管封头和所述钨极夹传递至所述钨极。

12、优选地，还包括第一保护气管、第一气体筛网、第二保护气管、第二气体筛网和第二气体护罩，所述第一保护气管安装在所述枪体上并位于所述送丝管和所述水冷管组件之间，所述第一保护气管末端通向所述枪体上的第一气腔中，所述第一气腔的出气口朝向所述钨极，所述第一气体筛网设置于所述第一气腔的出气口内；所述第二保护气管安装在所述枪体上并位于所述水冷管组件外侧，所述第二气体护罩安装在所述枪体上并靠近所述钨极，所述第二保护气管的末端通向所述第二气体护罩，所述第二气体护罩的出气口位于所述钨极的一侧上方，所述第二气体筛网设置于所述第二气体护罩的出气口内。

13、优选地，还包括第三保护气管、第三保护气外罩、第三保护气腔体，所述焊枪安装板两侧各滑动连接一个所述第三保护气腔体，两个所述第三保护气腔体外均固定连接有一个所述第三保护气外罩，两个所述第三保护气腔体分别与两个所述第三保护气管的末端相连通，所述第三保护气腔体的出气口通向所述第三保护气外罩内，所述第三保护气腔体的出气口内设有第三保护气筛网，所述第三保护气外罩的出气口朝向所述钨极并位于所述钨极上方。

14、优选地，所述弧形滑轨的两端均设有限位挡板，分别用于与两端的所述导向轮组配合对所述弧形滑轨的转动角度进行限位；所述枪体、所述绝缘支座和所述水冷管外绝缘套均为耐高温绝缘材料。

15、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

16、本发明提供一种用于tig焊接机器人的焊枪装置，通过第一旋转驱动装置能够驱动弧形滑轨绕其中心轴旋转，从而带动tig焊枪摆动，以实时调整焊枪倾角，通过第二旋转驱动装置和第三旋转驱动装置能够分别对焊丝以及钨极转角进行调整，从而保证焊接时的侧壁熔合，避免熔池下流的发生，提高焊接质量。

技术特征：

1.一种用于tig焊接机器人的焊枪装置，其特征在于：包括焊枪连接板、弧形滑轨和tig焊枪；

2.根据权利要求1所述的用于tig焊接机器人的焊枪装置，其特征在于：所述第一旋转驱动装置包括弧形齿圈、第一电机和第一主动齿轮，所述弧形齿圈固定连接在所述弧形滑轨上并与所述弧形滑轨同轴心，所述第一电机安装在所述焊枪连接板上，所述第一主动齿轮固定连接在所述第一电机的输出轴上，所述第一主动齿轮与所述弧形齿圈相互啮合。

3.根据权利要求1所述的用于tig焊接机器人的焊枪装置，其特征在于：所述第二旋转驱动装置包括第二电机、第二主动齿轮和第二从动齿轮，所述第二电机通过第二电机座安装在所述焊枪安装板上，所述第二主动齿轮固定连接在所述第二电机的输出轴上，所述第二从动齿轮固定连接在所述送丝管的首端并与所述第二主动齿轮啮合，所述第二电机座和所述第二主动齿轮均为耐高温绝缘材料。

4.根据权利要求3所述的用于tig焊接机器人的焊枪装置，其特征在于：所述送丝管两端分别设置于两个送丝管固定夹内，所述送丝管能够在所述送丝管固定夹内旋转，所述送丝管固定夹固定安装在所述焊枪安装板上；所述送丝管固定夹为紫铜材质，且连接热丝电源，当工作时热丝电流经所述送丝管固定夹传递所述送丝管以加热焊丝；所述送丝管的外壁设有耐高温涂层并在外套设有耐高温玻纤套管；所述送丝管的末端螺纹连接有导电嘴。

5.根据权利要求1所述的用于tig焊接机器人的焊枪装置，其特征在于：所述第三旋转驱动装置包括第三电机、第三主动齿轮和第三从动齿轮，所述第三电机通过第三电机座安装在所述焊枪安装板上，所述第三主动齿轮固定连接在所述第三电机的输出轴上，所述第三从动齿轮固定连接在所述水冷管组件的首端并与所述第三主动齿轮啮合，所述第三电机座和所述第三主动齿轮均为耐高温绝缘材料。

6.根据权利要求5所述的用于tig焊接机器人的焊枪装置，其特征在于：所述水冷管组件包括内水冷管、外水冷管、水冷管封头和水冷管接头，所述外水冷管套设于所述内水冷管外，且两者之间形成环形流道，所述外水冷管和所述内水冷管的首端均与所述水冷管接头密封固定连接，所述水冷管接头封堵所述环形流道的首端，所述外水冷管的末端与所述水冷管封头固定连接并由所述水冷管封头封堵，所述内水冷管的首端为进水端，末端延伸至所述水冷管封头并与所述环形流道的末端连通，所述水冷管接头上设有连通所述环形流道首端的回水接头，所述外水冷管安装在所述枪体内部且两者之间间隙配合，所述外水冷管外固定套设有水冷管外绝缘套。

7.根据权利要求6所述的用于tig焊接机器人的焊枪装置，其特征在于：所述水冷管封头上通过螺栓固定安装有钨极夹，所述钨极夹用于夹紧固定所述钨极，焊接电流由所述水冷管接头、所述外水冷管、所述水冷管封头和所述钨极夹传递至所述钨极。

8.根据权利要求1所述的用于tig焊接机器人的焊枪装置，其特征在于：还包括第一保护气管、第一气体筛网、第二保护气管、第二气体筛网和第二气体护罩，所述第一保护气管安装在所述枪体上并位于所述送丝管和所述水冷管组件之间，所述第一保护气管末端通向所述枪体上的第一气腔中，所述第一气腔的出气口朝向所述钨极，所述第一气体筛网设置于所述第一气腔的出气口内；所述第二保护气管安装在所述枪体上并位于所述水冷管组件外侧，所述第二气体护罩安装在所述枪体上并靠近所述钨极，所述第二保护气管的末端通向所述第二气体护罩，所述第二气体护罩的出气口位于所述钨极的一侧上方，所述第二气体筛网设置于所述第二气体护罩的出气口内。

9.根据权利要求8所述的用于tig焊接机器人的焊枪装置，其特征在于：还包括第三保护气管、第三保护气外罩、第三保护气腔体，所述焊枪安装板两侧各滑动连接一个所述第三保护气腔体，两个所述第三保护气腔体外均固定连接有一个所述第三保护气外罩，两个所述第三保护气腔体分别与两个所述第三保护气管的末端相连通，所述第三保护气腔体的出气口通向所述第三保护气外罩内，所述第三保护气腔体的出气口内设有第三保护气筛网，所述第三保护气外罩的出气口朝向所述钨极并位于所述钨极上方。

10.根据权利要求6所述的用于tig焊接机器人的焊枪装置，其特征在于：所述弧形滑轨的两端均设有限位挡板，分别用于与两端的所述导向轮组配合对所述弧形滑轨的转动角度进行限位；所述枪体、所述绝缘支座和所述水冷管外绝缘套均为耐高温绝缘材料。

技术总结
本发明公开了一种用于TIG焊接机器人的焊枪装置，包括焊枪连接板、弧形滑轨和TIG焊枪；焊枪连接板上安装有导向轮组，导向轮组包括正心滚轮和偏心滚轮，第一旋转驱动装置用于驱动弧形滑轨绕其中心轴旋转；TIG焊枪包括焊枪安装板、枪体、送丝管、钨极、水冷管组件、第二旋转驱动装置和第三旋转驱动装置，焊枪安装板固定连接在弧形滑轨上，枪体固定在焊枪安装板上，送丝管转动连接在焊枪安装板上并由第二旋转驱动装置驱动旋转，钨极固定安装在水冷管组件的末端，水冷管组件转动连接在枪体内并由第三旋转驱动装置驱动旋转。本发明可以实时调整焊枪倾角，并具备焊丝以及钨极转角调整功能，保证侧壁融合，提高焊接质量。

技术研发人员：张焱,王继新,任文博,费大奎,赵德民,陈振伟,张锋,杨战利,张磊,赵树全
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29