[发明专利]一种适应空心螺柱的自旋式电动螺柱焊枪

说明书

本发明属于焊接设备，具体涉及一种适应空心螺柱的自旋式电动螺柱焊枪，包括缸筒、连接件若干、缓冲垫、活塞杆、导向块、轴套、垫圈、两个罩壳、挡片、挡圈、定位块、滚珠轴承、四个同步轮、两个伺服电机、紧固螺母、丝杠螺母、角接触轴承、周向定位块。伺服电机一控制空心螺柱焊接时的提升和下压运动，伺服电机二控制空心螺柱焊接时的旋转运动。本发明解决了现有螺柱焊枪无法精确定量控制焊接时提升速度、下压速度、下压深度的问题，同时解决了空心螺柱焊接时的偏弧问题。

技术领域

本发明属于焊接设备，具体涉及一种适应空心螺柱的自旋式电动螺柱焊枪。

背景技术

螺柱焊是一种电弧焊接方法。传统的螺柱焊接过程大致可分为以下几个步骤：1)螺柱在焊枪的预压弹簧作用下向工件施加一个预压力；2)焊枪通电，焊枪内的电磁线圈产生磁场，定铁芯产生磁力提升与动铁芯相连的螺柱，与此同时焊接电源接通使螺柱与工件之间引弧；3)电弧保持一定时间，使螺柱端面和下方工件表面熔化；4)焊枪断电，定铁芯失去磁力，螺柱在重力和预压弹簧推力共同作用下迅速压进熔池完成焊接。

空心螺柱的焊接跟实心螺柱有所不同，实心螺柱可以将端部设计成具有一定角度的锥形，电弧在尖端位置产生从而均匀熔化螺柱端部完成焊接。而空心螺柱内部中空，端部是一个圆环，引弧时由于磁偏吹的作用，电弧会在端部圆环的任意位置随机产生从而导致空心螺柱端部不均匀熔化，进而导致部分区域无法熔化且螺柱倾斜，导致焊接失败。一般通过改变接地线位置、设置补偿块、施加纵向磁场等手段来解决偏弧问题。改变接地线位置和设置补偿块都存在重复性差的问题，效率低下；而施加的磁场不与工件接触，漏磁严重，偏弧问题依然存在。对空心螺柱的焊接依然没有较为稳妥的解决方案。

传统的电磁式螺柱焊枪的螺柱提升速度、下压速度、下压深度等焊接参数无法定量控制，只能通过改变电磁线圈的磁力大小、预压弹簧的弹性系数及预压深度来调节，这种调节方式准确度低。同时当前螺柱焊接普遍采用手工焊接方式，这种方式存在效率低、精度差、成本高等问题。

申请号为CN200310105930.5的专利公开了一种步进式电弧螺柱焊枪，但步进电机为开环控制，无法实现焊接过程的反馈控制，并且这种焊枪无法解决空心螺柱的偏弧问题。

申请号为CN201610498519.6的专利公开了一种适应多直径空心螺柱的焊枪系统及其焊接方法，但这种焊枪依然是沿用传统的电磁式螺柱焊枪，无法定量控制螺柱提升速度、下压速度、下压深度等焊接参数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适应空心螺柱的自旋式电动螺柱焊枪，解决了现有螺柱焊枪无法精确定量控制提升速度、下压速度、下压深度的问题，同时解决了空心螺柱焊接时的偏弧问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种适应空心螺柱的自旋式电动螺柱焊枪，包括：缸筒、连接件若干、缓冲垫、活塞杆、导向块、轴套、垫圈、两个罩壳(一,二)、挡片、挡圈、定位块、滚珠轴承、四个同步轮(一,二,三,四)、两个伺服电机(一,二)、紧固螺母、丝杠螺母、角接触轴承、周向定位块。伺服电机一旋转，带动同步轮二同步旋转，同步轮二通过传动带带动同步轮一旋转，同步轮一套在丝杠顶部带动丝杠同步旋转，丝杠中间套有丝杠螺母，丝杠的旋转运动转换为丝杠螺母的直线运动，丝杠螺母与下面的活塞杆相连从而带动活塞杆及底部螺柱整体上下直线运动。伺服电机二旋转，带动同步轮三同步旋转，同步轮三通过传动带带动同步轮四旋转，同步轮四内套有轴套，轴套套在活塞中下部位置，从而同步轮、轴套、活塞杆三者具有相同的旋转速度，与活塞杆相连的螺柱也实现同步旋转。

进一步的，伺服电机一转速在0-3000r/min内可调，转动圈数与方向可调，在同步轮一、同步轮二、丝杠螺母传动副共同配合下，可实现螺柱的提升速度、下压速度在0-250mm/s范围内精确可调以及引弧提升高度、下压深度的精确控制。。