自動焊槍專利目的

《自動焊槍》提供了一種自動焊槍，能夠準確又快速將焊槍定心軸固定于管件內壁，從而保證了自動焊槍操作程序的精確而可靠進行。

自動焊槍技術方案

《自動焊槍》由定位機構、驅動機構、焊槍和轉盤組成，用于管管或管板自動焊接，該定位機構之定心軸基于軸承固定于該轉盤中部，而該驅動機構和焊槍相對該定位機構分別固定于該轉盤的兩側，位于該驅動機構和該定位機構之間的該轉盤部位固設有過渡齒輪，該過渡齒輪分別與固定于該定心軸的固定齒輪嚙合以及與固定于該驅動機構的負載環輪嚙合，實現該驅動機構之電機通過該負載環輪、過渡齒輪和固定齒輪帶動該轉盤繞該定心軸轉動，從而也帶動該焊槍繞該定心軸轉動，完成轉動焊接，該定位機構具有自動定位管件內壁的定心固定裝置，該焊槍具有調節與該定心軸之間的間距以及與該轉盤之間的升降位置。

作為該發明的進一步改進，該定心固定裝置，由氣缸、氣缸連桿、活動套接于該氣缸連桿并固定于該氣缸的連桿套、上端連接于該氣缸連桿的圓錐漲桿、活動套接于該圓錐漲桿而上端連通并固定于該連桿套下端口的定位套組成，該連桿套作為該定位機構的定心軸基于軸承固定該轉盤，并固定于該固定齒輪，該定位套下端具有漲緊機構并可伸入被定心的管件，該氣缸驅動該氣缸連桿及圓錐漲桿下移的同時，驅動該定位套之漲緊機構均勻向外張開并支撐于被定心管件內壁，從而與該管件中心軸同心并自動固定于其內壁。

作為該發明的進一步改進，該定位套之漲緊機構為該定位套下端圓周面均勻分布多個相同的限位槽孔，并配合可活動伸入該限位槽孔的多個相同的定心漲塊，該定位套下端穿套彈簧環便于該多個定心漲塊被包于該定位套下端部，該氣缸驅動該圓錐漲桿下移的同時，該圓錐漲桿的錐頭伸入于該多個定心漲塊中間，并驅動該多個定心漲塊通過對應該限位槽孔向外均勻張開，從而與該管件中心軸同心并自動固定于其內壁。

作為該發明的進一步改進，該定緊套下端圓周面上均勻分布三個限位槽孔，對應設有三個相同定心漲塊，該定心漲塊正面呈直角梯形，作為外側面的該定心漲塊之直角邊上至少設有一個槽口，便于該彈簧環卡入。

作為該發明的進一步改進，該定位套還活動穿套防濺保護套，該防濺保護套表面設有螺孔并配合螺釘可固定于該定位套，在該防濺保護套下端接觸到該被定心管件端口時該防濺保護套固定于該定位套，并保護該定位套之漲緊機構。

作為該發明的進一步改進，該驅動機構具有電機傳動過載自我保護裝置，安裝于電機傳動軸與該負載齒輪環之間，其由穿套于該傳動軸的相對嚙合的上牙嵌式離合器和下牙嵌式離合器、相對該下牙嵌式離合器固定于該傳動軸的調節機構組成，該上牙嵌式離合器與負載齒輪環同軸固定并可活動穿套于該傳動軸，該下牙嵌式離合器周向固定于該傳動軸而軸向可沿該傳動軸滑動，該調節機構能基于彈簧力驅動該下牙嵌式離合器嚙合于該上牙嵌式離合器，實現該傳動軸正常帶動負載齒輪環轉動，同時在負載齒輪環受阻時該上牙嵌式離合器能脫離并推動該下牙嵌式離合器下移，從而該調節機構能基于彈簧壓縮吸收該下牙嵌式離合器。

作為該發明的進一步改進，該調節機構由依次穿套于該傳動軸的彈簧和彈簧定心套、可將該彈簧定心套任意定位于該傳動軸并固定于該傳動軸端部的調節桿和配合的調節螺釘組成，該彈簧一端支撐于該彈簧定心套環面而另一端支撐于該下牙嵌式離合器環面。

作為該發明的進一步改進，該下牙嵌式離合器內環面軸向至少設有一個凹槽，對應該凹槽該傳動軸軸向凸設一個能卡入該凹槽的條狀凸部，便于該下牙嵌式離合器基于該凹槽和該凸部軸向可沿該傳動軸滑動而周向可固定于該傳動軸。

自動焊槍有益效果

由于該定位套圓周面上均勻分布多個相同限位槽孔并配合多個可活動伸入的相同定心漲塊，該圓錐漲桿錐頭在該氣缸驅動下可伸入該多個定心漲塊中間，從而迫使該多個定心漲塊通過該定位套上的限位槽孔向外均勻張開，均勻地支撐于管件內壁，從而實現與該管件中心軸同心固定于該管件內壁，因此該自動焊槍之定位機構具有自動快速定位于管件內壁。

由于上牙嵌式離合器固定在負載齒輪環上，下牙嵌式離合器周向固定在在電機傳動軸上，且軸向可沿電機傳動軸移動，在該調節機構的彈簧力的驅動下，該下牙嵌式離合器貼合到上牙嵌式離合器，實現了電機正常傳動負載。

當負載受阻發生，并且牙嵌式離合器旋轉阻力大于調節機構的彈簧力時，上牙嵌式離合器推動下牙嵌式離合器向下移動，下、上牙嵌式離合器分開，此時，齒輪停止旋轉，但電機仍然旋轉，保護電機，因此該自動焊槍之驅動機構具有電機傳動過載自動保護作用。

2005年12月前已有技術中由于操作環境和操作空間的限制，常常會遇到操作件如何與管件中心軸同心固定于管件，以便于基于管件中心軸進行操作件工作，特別在自動焊接技術中經常碰到。在管內進行管板自動焊接時，由于操作空間窄小，操作環境差，焊接操作十分困難。為了保證焊縫質量，必須將焊槍快速、準確的定位于被焊管件的內壁。

圖1為《自動焊槍》的半剖視結構示意圖；

圖2為該發明的結構示意圖；

圖3為該發明中所述的定位機構之半剖視結構示意圖；

圖4為該發明中所述的定位套裝配圖；

圖5為該發明中所述的驅動機構之半剖視結構示意圖；

圖6為圖5中A局部放大結構示意圖；

圖7為該發明的一個實施例示意圖。

1、《自動焊槍》由定位機構（100）、驅動機構（200）、焊槍（300）和轉盤（400）組成，用于管管或管板自動焊接，其特征在于，該定位機構之定心軸（103）基于軸承固定于該轉盤中部，而該驅動機構和焊槍相對該定位機構分別固定于該轉盤的兩側，位于該驅動機構和該定位機構之間的該轉盤部位固設有過渡齒輪（401），該過渡齒輪分別與固定于該定心軸的固定齒輪（101）嚙合以及與固定于該驅動機構的負載環輪（250）嚙合，實現該驅動機構之電機通過該負載環輪、過渡齒輪和固定齒輪帶動該轉盤繞該定心軸轉動，從而也帶動該焊槍繞該定心軸轉動，完成轉動焊接，該定位機構具有自動定位管件內壁的定心固定裝置，該焊槍具有調節與該定心軸之間的間距以及與該轉盤之間的升降位置。

2、如權利要求1所述的一種自動焊槍，其特征在于，該定心固定裝置，由氣缸（1）、氣缸連桿（2）、活動套接于該氣缸連桿并固定于該氣缸的連桿套（3）、上端連接于該氣缸連桿的圓錐漲桿（4）、活動套接于該圓錐漲桿而上端連通并固定于該連桿套下端口的定位套（5）組成，該連桿套作為該定位機構的定心軸基于軸承固定該轉盤，并固定于該固定齒輪，該定位套下端具有漲緊機構并可伸入被定心的管件（7），該氣缸驅動該氣缸連桿及圓錐漲桿下移的同時，驅動該定位套之漲緊機構均勻向外張開并支撐于被定心管件內壁，從而與該管件中心軸同心并自動固定于其內壁。

3、如權利要求2所述的一種自動焊槍，其特征在于，該定位套之漲緊機構為該定位套下端圓周面均勻分布多個相同的限位槽孔（51），并配合可活動伸入該限位槽孔的多個相同的定心漲塊（52），該定位套下端穿套彈簧環（53）便于該多個定心漲塊被包于該定位套下端部，該氣缸驅動該圓錐漲桿下移的同時，該圓錐漲桿的錐頭伸入于該多個定心漲塊中間，并驅動該多個定心漲塊通過對應該限位槽孔向外均勻張開，從而與該管件中心軸同心并自動固定于其內壁。

4、如權利要求3所述的一種自動焊槍，其特征在于，該定緊套下端圓周面上均勻分布三個限位槽孔，對應設有三個相同定心漲塊，該定心漲塊正面呈直角梯形，作為外側面的該定心漲塊之直角邊上至少設有一個槽口（521），便于該彈簧環卡入。

5、如權利要求2所述的一種自動焊槍，其特征在于，該定位套還活動穿套防濺保護套（8），該防濺保護套表面設有螺孔并配合螺釘可固定于該定位套，在該防濺保護套下端接觸到該被定心管件端口時該防濺保護套固定于該定位套，并保護該定位套之漲緊機構。

6、如權利要求1或2所述的一種自動焊槍，其特征在于，該驅動機構具有電機傳動過載自我保護裝置，安裝于電機（210）傳動軸（203）與該負載齒輪環之間，其由穿套于該傳動軸的相對嚙合的上牙嵌式離合器（201）和下牙嵌式離合器（202）、相對該下牙嵌式離合器固定于該傳動軸的調節機構組成，該上牙嵌式離合器與負載齒輪環同軸固定并可活動穿套于該傳動軸，該下牙嵌式離合器周向固定于該傳動軸而軸向可沿該傳動軸滑動，該調節機構能基于彈簧力驅動該下牙嵌式離合器嚙合于該上牙嵌式離合器，實現該傳動軸正常帶動負載齒輪環轉動，同時在負載齒輪環受阻時該上牙嵌式離合器能脫離并推動該下牙嵌式離合器下移，從而該調節機構能基于彈簧壓縮吸收該下牙嵌式離合器。

7、如權利要求6所述的一種自動焊槍，其特征在于，該調節機構由依次穿套于該傳動軸的彈簧（204）和彈簧定心套（205）、可將該彈簧定心套任意定位于該傳動軸并固定于該傳動軸端部的調節桿（206）和配合的調節螺釘（207）組成，該彈簧一端支撐于該彈簧定心套環面而另一端支撐于該下牙嵌式離合器環面。

8、如權利要求6所述的一種自動焊槍，其特征在于，該下牙嵌式離合器內環面軸向至少設有一個凹槽，對應該凹槽該傳動軸軸向凸設一個能卡入該凹槽的條狀凸部，便于該下牙嵌式離合器基于該凹槽和該凸部軸向可沿該傳動軸滑動而周向可固定于該傳動軸。

以下對照圖1至圖7作進一步描述：

如圖1和圖2所示，《自動焊槍》由定位機構100、驅動機構200、焊槍300和轉盤400組成，用于管管或管板自動焊接，該定位機構之定心軸基于軸承固定于該轉盤中部，而該驅動機構和焊槍相對該定位機構分別固定于該轉盤的兩側，位于該驅動機構和該定位機構之間的該轉盤部位固設有過渡齒輪401，該過渡齒輪分別與固定于該定心軸的固定齒輪101嚙合以及與固定于該驅動機構的負載環輪250嚙合，實現該驅動機構之電機通過該負載環輪、過渡齒輪和固定齒輪帶動該轉盤繞該定心軸轉動，從而也帶動該焊槍繞該定心軸轉動，完成轉動焊接，該定位機構具有自動定位管件內壁的定心固定裝置，該焊槍具有調節與該定心軸之間的間距以及與該轉盤之間的升降位置。

如圖3所示，該定心固定裝置，由氣缸1、氣缸連桿2、活動套接于該氣缸連桿并固定于該氣缸的連桿套3、上端連接于該氣缸連桿的圓錐漲桿4、活動套接于該圓錐漲桿而上端連通并固定于該連桿套下端口的定位套5組成，該連桿套作為該定位機構的定心軸基于軸承固定該轉盤，并固定于該固定齒輪，該定位套下端具有漲緊機構并可伸入被定心的管件7，該氣缸驅動該氣缸連桿及圓錐漲桿下移的同時，驅動該定位套之漲緊機構均勻向外張開并支撐于被定心管件內壁，從而與該管件中心軸同心并自動固定于其內壁。

如圖4所示，該定位套之漲緊機構為該定位套下端圓周面均勻分布多個相同的限位槽孔51，并配合可活動伸入該限位槽孔的多個相同的定心漲塊52，該定位套下端穿套彈簧環53便于該多個定心漲塊被包容于該定位套下端部，該氣缸驅動該圓錐漲桿下移的同時，該圓錐漲桿的錐頭伸入于該多個定心漲塊中間，并驅動該多個定心漲塊通過對應該限位槽孔向外均勻張開，從而與該管件中心軸同心并自動固定于其內壁。

該定緊套下端圓周面上均勻分布三個限位槽孔，對應設有三個相同定心漲塊，該定心漲塊正面呈直角梯形，作為外側面的該定心漲塊之直角邊上至少設有一個槽口521，便于該彈簧環卡入。

如圖3所示，該定位套還活動穿套防濺保護套8，該防濺保護套表面設有螺孔并配合螺釘可固定于該定位套，在該防濺保護套下端接觸到該被定心管件端口時該防濺保護套固定于該定位套，并保護該定位套之漲緊機構。

如圖5和圖6所示，該驅動機構具有電機傳動過載自我保護裝置，安裝于電機10傳動軸3與該負載齒輪環之間，其由穿套于該傳動軸的相對嚙合的上牙嵌式離合器1和下牙嵌式離合器2、相對該下牙嵌式離合器固定于該傳動軸的調節機構組成，該上牙嵌式離合器與負載齒輪環同軸固定并可活動穿套于該傳動軸，該下牙嵌式離合器周向固定于該傳動軸而軸向可沿該傳動軸滑動，該調節機構能基于彈簧力驅動該下牙嵌式離合器嚙合于該上牙嵌式離合器，實現該傳動軸正常帶動負載齒輪環轉動，同時在負載齒輪環受阻時該上牙嵌式離合器能脫離并推動該下牙嵌式離合器下移，從而該調節機構能基于彈簧壓縮吸收該下牙嵌式離合器。

該調節機構由依次穿套于該傳動軸的彈簧4和彈簧定心套5、可將該彈簧定心套任意定位于該傳動軸并固定于該傳動軸端部的調節桿6和配合的調節螺釘7組成，該彈簧一端支撐于該彈簧定心套環面而另一端支撐于該下牙嵌式離合器環面。

該下牙嵌式離合器內環面軸向至少設有一個凹槽，對應該凹槽該傳動軸軸向凸設一個能卡入該凹槽的條狀凸部，便于該下牙嵌式離合器基于該凹槽和該凸部軸向可沿該傳動軸滑動而周向可固定于該傳動軸。

以下結合圖2、圖3、圖4和圖7在自動焊接時對其工作原理作詳細說明：

1.定位工作狀態

焊槍300通過該轉盤400、作為該定位機構之定心軸103的連桿套固定于該氣缸1，該防濺保護套8套在該定位套5上，并可沿軸向移動。當焊槍定位工作時：首先，將帶有定心漲塊52的定位套5插入被焊管件7內壁，調整該防濺保護套的下端面貼緊到被焊管件的端面，擰緊固定螺絲，保持該防濺保護套在焊接時被焊管件的端面，防止焊渣濺落于該定心漲塊內壁而造成定位不準確。

然后啟動該氣缸向下運動，氣動連桿2帶動該圓錐漲桿4向下移動，推動定心漲塊51向外均勻張開，將焊槍快速、精確定位于被焊接的管壁中心。

2.脫離定位工作狀態

焊接工作結束，焊槍脫離定位工作時：

啟動該氣缸1向上運動，該氣動連桿2帶動該圓錐漲桿4向上移動，脫離該定心漲塊52。該定心漲塊在該彈簧環53拉力的作用下向內收縮，帶動焊槍脫離該定位的管壁，進入下一個管件的焊接。

2005年12月前已有技術中電機基于傳動軸傳動常常碰到負載受阻，這時，除導致電機安全銷釘被剪斷外，甚至會發生電機軸被剪斷的惡性事故，因此在負載受阻情況下如何使電機傳動軸脫離傳動負載，是保護電機的關鍵。《自動焊槍》提供一種自動焊槍，具有電機傳動過載自我保護裝置，能在傳動負載受阻情況下，電機和電機傳動軸能自動脫離負載，從而保護電機。

以下結合圖5和6做進一步說明：

在進行自動焊接過程中，該焊槍基于該驅動機構之電機傳動實現圍繞該定位機構之定心軸轉動，電機通過齒輪驅動環繞該定位機構轉動，從而帶動該焊槍環繞該定位機構轉動。由于在有限的空間中，進行管板自動焊接時，經常會發生焊絲與工件粘連或焊槍與工件相碰撞，從而導致電機傳動受阻，嚴重會使電機毀損。

因此在電機傳動軸安裝該發明的電機傳動過載自我保護裝置，通過該上牙嵌式離合器驅動負載實現傳動。

該電機傳動過載自我保護裝置的工作原理是：

1.正常工作狀態：

該下牙嵌式離合器在該調節機構的彈簧力的作用下，和該上牙嵌式離合器處于閉合狀態。該電機傳動軸帶動該下牙嵌式離合器旋轉，同時帶動該上牙嵌式離合器和齒輪旋轉，焊槍正常工作。

2.粘連、碰撞狀態：

發生焊絲粘連或焊槍碰撞工件時，齒輪旋轉受阻，當旋轉阻力大于調節機構的彈簧力時，推動該下牙嵌式離合器向下移動，與該上牙嵌式離合器分開，此時，齒輪停止旋轉，但電機仍然旋轉，保護電機、槍體不被損壞。

2009年，《自動焊槍》獲得第六屆江蘇省專利項目獎優秀獎。

焊槍是熱風焊接的主要設備之一。由加熱元件、噴嘴等組成。按其結構有氣焊槍、電焊槍和快速焊槍、自動焊槍之分。氣焊槍是用可燃氣體（氫或乙炔與空氣的混合物）的燃燒，加熱蛇管，使送入蛇管中的壓縮空氣被加熱到所需溫度。送入或送出的空氣量由旋塞調節。電焊槍的加熱裝置是由陶瓷槽管及其中的電熱絲所組成。焊接的速度可隨噴嘴結構的不同而不同。快速焊槍即改進焊槍噴嘴的結構而成的。[2]

焊槍用于夾持螺柱、提升螺柱（引燃電弧）、下壓螺柱，傳輸焊接電流。焊槍附件還有支撐架，保證螺柱與工件表面垂直，當螺柱的直徑變化時，需要更換相應直徑的螺柱夾頭，調節支撐架與焊槍體之間的連接桿伸出長度，就可適應不同長度的螺柱。焊槍提升、下壓電極（螺柱）的動作是由電磁線圈、鐵芯、彈簧三個主要元件完成的。[3]

輔助氣體保護藥芯焊絲電弧焊所用的焊槍與熔化極氣體保護電弧焊所用的相似。有多種規格、額定值、式樣，適用于自動與半自動焊的焊槍，有空冷式與水冷式。雖然保護氣體通過焊槍時很涼對焊槍有冷卻作用，但是空冷式焊槍依靠熱量散發于周圍的空氣中進行冷卻。主要根據焊接電流與所用的保護氣來選用焊槍。如果電流為500安或更大些，一般使用水冷式焊槍。所用焊接電流小于500安時，有些焊工還是喜歡用水冷式焊槍。

焊槍是熱風焊接的主要設備之一。由加熱元件、噴嘴等組成。按其結構有氣焊槍、電焊槍和快速焊槍、自動焊槍之分。氣焊槍是用可燃氣體（氫或乙炔與空氣的混合物）的燃燒，加熱蛇管，使送入蛇管中的壓縮空氣被加熱到所需溫度。送入或送出的空氣量由旋塞調節。電焊槍的加熱裝置是由陶瓷槽管及其中的電熱絲所組成。焊接的速度可隨噴嘴結構的不同而不同。快速焊槍即改進焊槍噴嘴的結構而成的。

焊槍用于夾持螺柱、提升螺柱（引燃電弧）、下壓螺柱，傳輸焊接電流。焊槍附件還有支撐架，保證螺柱與工件表面垂直，當螺柱的直徑變化時，需要更換相應直徑的螺柱夾頭，調節支撐架與焊槍體之間的連接桿伸出長度，就可適應不同長度的螺柱。焊槍提升、下壓電極（螺柱）的動作是由電磁線圈、鐵芯、彈簧三個主要元件完成的。

輔助氣體保護藥芯焊絲電弧焊所用的焊槍與熔化極氣體保護電弧焊所用的相似。有多種規格、額定值、式樣，適用于自動與半自動焊的焊槍，有空冷式與水冷式。雖然保護氣體通過焊槍時很涼對焊槍有冷卻作用，但是空冷式焊槍依靠熱量散發于周圍的空氣中進行冷卻。主要根據焊接電流與所用的保護氣來選用焊槍。如果電流為500安或更大些，一般使用水冷式焊槍。所用焊接電流小于500安時，有些焊工還是喜歡用水冷式焊槍。2100433B