自动焊枪

图1为《自动焊枪》的半剖视结构示意图；

图2为该发明的结构示意图；

图3为该发明中所述的定位机构之半剖视结构示意图；

图4为该发明中所述的定位套装配图；

图5为该发明中所述的驱动机构之半剖视结构示意图；

图6为图5中A局部放大结构示意图；

图7为该发明的一个实施例示意图。

1、《自动焊枪》由定位机构（100）、驱动机构（200）、焊枪（300）和转盘（400）组成，用于管管或管板自动焊接，其特征在于，该定位机构之定心轴（103）基于轴承固定于该转盘中部，而该驱动机构和焊枪相对该定位机构分别固定于该转盘的两侧，位于该驱动机构和该定位机构之间的该转盘部位固设有过渡齿轮（401），该过渡齿轮分别与固定于该定心轴的固定齿轮（101）啮合以及与固定于该驱动机构的负载环轮（250）啮合，实现该驱动机构之电机通过该负载环轮、过渡齿轮和固定齿轮带动该转盘绕该定心轴转动，从而也带动该焊枪绕该定心轴转动，完成转动焊接，该定位机构具有自动定位管件内壁的定心固定装置，该焊枪具有调节与该定心轴之间的间距以及与该转盘之间的升降位置。

2、如权利要求1所述的一种自动焊枪，其特征在于，该定心固定装置，由气缸（1）、气缸连杆（2）、活动套接于该气缸连杆并固定于该气缸的连杆套（3）、上端连接于该气缸连杆的圆锥涨杆（4）、活动套接于该圆锥涨杆而上端连通并固定于该连杆套下端口的定位套（5）组成，该连杆套作为该定位机构的定心轴基于轴承固定该转盘，并固定于该固定齿轮，该定位套下端具有涨紧机构并可伸入被定心的管件（7），该气缸驱动该气缸连杆及圆锥涨杆下移的同时，驱动该定位套之涨紧机构均匀向外张开并支撑于被定心管件内壁，从而与该管件中心轴同心并自动固定于其内壁。

3、如权利要求2所述的一种自动焊枪，其特征在于，该定位套之涨紧机构为该定位套下端圆周面均匀分布多个相同的限位槽孔（51），并配合可活动伸入该限位槽孔的多个相同的定心涨块（52），该定位套下端穿套弹簧环（53）便于该多个定心涨块被包于该定位套下端部，该气缸驱动该圆锥涨杆下移的同时，该圆锥涨杆的锥头伸入于该多个定心涨块中间，并驱动该多个定心涨块通过对应该限位槽孔向外均匀张开，从而与该管件中心轴同心并自动固定于其内壁。

4、如权利要求3所述的一种自动焊枪，其特征在于，该定紧套下端圆周面上均匀分布三个限位槽孔，对应设有三个相同定心涨块，该定心涨块正面呈直角梯形，作为外侧面的该定心涨块之直角边上至少设有一个槽口（521），便于该弹簧环卡入。

5、如权利要求2所述的一种自动焊枪，其特征在于，该定位套还活动穿套防溅保护套（8），该防溅保护套表面设有螺孔并配合螺钉可固定于该定位套，在该防溅保护套下端接触到该被定心管件端口时该防溅保护套固定于该定位套，并保护该定位套之涨紧机构。

6、如权利要求1或2所述的一种自动焊枪，其特征在于，该驱动机构具有电机传动过载自我保护装置，安装于电机（210）传动轴（203）与该负载齿轮环之间，其由穿套于该传动轴的相对啮合的上牙嵌式离合器（201）和下牙嵌式离合器（202）、相对该下牙嵌式离合器固定于该传动轴的调节机构组成，该上牙嵌式离合器与负载齿轮环同轴固定并可活动穿套于该传动轴，该下牙嵌式离合器周向固定于该传动轴而轴向可沿该传动轴滑动，该调节机构能基于弹簧力驱动该下牙嵌式离合器啮合于该上牙嵌式离合器，实现该传动轴正常带动负载齿轮环转动，同时在负载齿轮环受阻时该上牙嵌式离合器能脱离并推动该下牙嵌式离合器下移，从而该调节机构能基于弹簧压缩吸收该下牙嵌式离合器。

7、如权利要求6所述的一种自动焊枪，其特征在于，该调节机构由依次穿套于该传动轴的弹簧（204）和弹簧定心套（205）、可将该弹簧定心套任意定位于该传动轴并固定于该传动轴端部的调节杆（206）和配合的调节螺钉（207）组成，该弹簧一端支撑于该弹簧定心套环面而另一端支撑于该下牙嵌式离合器环面。

8、如权利要求6所述的一种自动焊枪，其特征在于，该下牙嵌式离合器内环面轴向至少设有一个凹槽，对应该凹槽该传动轴轴向凸设一个能卡入该凹槽的条状凸部，便于该下牙嵌式离合器基于该凹槽和该凸部轴向可沿该传动轴滑动而周向可固定于该传动轴。

2005年12月前已有技术中由于操作环境和操作空间的限制，常常会遇到操作件如何与管件中心轴同心固定于管件，以便于基于管件中心轴进行操作件工作，特别在自动焊接技术中经常碰到。在管内进行管板自动焊接时，由于操作空间窄小，操作环境差，焊接操作十分困难。为了保证焊缝质量，必须将焊枪快速、准确的定位于被焊管件的内壁。

自动焊枪专利目的

《自动焊枪》提供了一种自动焊枪，能够准确又快速将焊枪定心轴固定于管件内壁，从而保证了自动焊枪操作程序的精确而可靠进行。

自动焊枪技术方案

《自动焊枪》由定位机构、驱动机构、焊枪和转盘组成，用于管管或管板自动焊接，该定位机构之定心轴基于轴承固定于该转盘中部，而该驱动机构和焊枪相对该定位机构分别固定于该转盘的两侧，位于该驱动机构和该定位机构之间的该转盘部位固设有过渡齿轮，该过渡齿轮分别与固定于该定心轴的固定齿轮啮合以及与固定于该驱动机构的负载环轮啮合，实现该驱动机构之电机通过该负载环轮、过渡齿轮和固定齿轮带动该转盘绕该定心轴转动，从而也带动该焊枪绕该定心轴转动，完成转动焊接，该定位机构具有自动定位管件内壁的定心固定装置，该焊枪具有调节与该定心轴之间的间距以及与该转盘之间的升降位置。

作为该发明的进一步改进，该定心固定装置，由气缸、气缸连杆、活动套接于该气缸连杆并固定于该气缸的连杆套、上端连接于该气缸连杆的圆锥涨杆、活动套接于该圆锥涨杆而上端连通并固定于该连杆套下端口的定位套组成，该连杆套作为该定位机构的定心轴基于轴承固定该转盘，并固定于该固定齿轮，该定位套下端具有涨紧机构并可伸入被定心的管件，该气缸驱动该气缸连杆及圆锥涨杆下移的同时，驱动该定位套之涨紧机构均匀向外张开并支撑于被定心管件内壁，从而与该管件中心轴同心并自动固定于其内壁。

作为该发明的进一步改进，该定位套之涨紧机构为该定位套下端圆周面均匀分布多个相同的限位槽孔，并配合可活动伸入该限位槽孔的多个相同的定心涨块，该定位套下端穿套弹簧环便于该多个定心涨块被包于该定位套下端部，该气缸驱动该圆锥涨杆下移的同时，该圆锥涨杆的锥头伸入于该多个定心涨块中间，并驱动该多个定心涨块通过对应该限位槽孔向外均匀张开，从而与该管件中心轴同心并自动固定于其内壁。

作为该发明的进一步改进，该定紧套下端圆周面上均匀分布三个限位槽孔，对应设有三个相同定心涨块，该定心涨块正面呈直角梯形，作为外侧面的该定心涨块之直角边上至少设有一个槽口，便于该弹簧环卡入。

作为该发明的进一步改进，该定位套还活动穿套防溅保护套，该防溅保护套表面设有螺孔并配合螺钉可固定于该定位套，在该防溅保护套下端接触到该被定心管件端口时该防溅保护套固定于该定位套，并保护该定位套之涨紧机构。

作为该发明的进一步改进，该驱动机构具有电机传动过载自我保护装置，安装于电机传动轴与该负载齿轮环之间，其由穿套于该传动轴的相对啮合的上牙嵌式离合器和下牙嵌式离合器、相对该下牙嵌式离合器固定于该传动轴的调节机构组成，该上牙嵌式离合器与负载齿轮环同轴固定并可活动穿套于该传动轴，该下牙嵌式离合器周向固定于该传动轴而轴向可沿该传动轴滑动，该调节机构能基于弹簧力驱动该下牙嵌式离合器啮合于该上牙嵌式离合器，实现该传动轴正常带动负载齿轮环转动，同时在负载齿轮环受阻时该上牙嵌式离合器能脱离并推动该下牙嵌式离合器下移，从而该调节机构能基于弹簧压缩吸收该下牙嵌式离合器。

作为该发明的进一步改进，该调节机构由依次穿套于该传动轴的弹簧和弹簧定心套、可将该弹簧定心套任意定位于该传动轴并固定于该传动轴端部的调节杆和配合的调节螺钉组成，该弹簧一端支撑于该弹簧定心套环面而另一端支撑于该下牙嵌式离合器环面。

作为该发明的进一步改进，该下牙嵌式离合器内环面轴向至少设有一个凹槽，对应该凹槽该传动轴轴向凸设一个能卡入该凹槽的条状凸部，便于该下牙嵌式离合器基于该凹槽和该凸部轴向可沿该传动轴滑动而周向可固定于该传动轴。

自动焊枪有益效果

由于该定位套圆周面上均匀分布多个相同限位槽孔并配合多个可活动伸入的相同定心涨块，该圆锥涨杆锥头在该气缸驱动下可伸入该多个定心涨块中间，从而迫使该多个定心涨块通过该定位套上的限位槽孔向外均匀张开，均匀地支撑于管件内壁，从而实现与该管件中心轴同心固定于该管件内壁，因此该自动焊枪之定位机构具有自动快速定位于管件内壁。

由于上牙嵌式离合器固定在负载齿轮环上，下牙嵌式离合器周向固定在在电机传动轴上，且轴向可沿电机传动轴移动，在该调节机构的弹簧力的驱动下，该下牙嵌式离合器贴合到上牙嵌式离合器，实现了电机正常传动负载。

当负载受阻发生，并且牙嵌式离合器旋转阻力大于调节机构的弹簧力时，上牙嵌式离合器推动下牙嵌式离合器向下移动，下、上牙嵌式离合器分开，此时，齿轮停止旋转，但电机仍然旋转，保护电机，因此该自动焊枪之驱动机构具有电机传动过载自动保护作用。

以下对照图1至图7作进一步描述：

如图1和图2所示，《自动焊枪》由定位机构100、驱动机构200、焊枪300和转盘400组成，用于管管或管板自动焊接，该定位机构之定心轴基于轴承固定于该转盘中部，而该驱动机构和焊枪相对该定位机构分别固定于该转盘的两侧，位于该驱动机构和该定位机构之间的该转盘部位固设有过渡齿轮401，该过渡齿轮分别与固定于该定心轴的固定齿轮101啮合以及与固定于该驱动机构的负载环轮250啮合，实现该驱动机构之电机通过该负载环轮、过渡齿轮和固定齿轮带动该转盘绕该定心轴转动，从而也带动该焊枪绕该定心轴转动，完成转动焊接，该定位机构具有自动定位管件内壁的定心固定装置，该焊枪具有调节与该定心轴之间的间距以及与该转盘之间的升降位置。

如图3所示，该定心固定装置，由气缸1、气缸连杆2、活动套接于该气缸连杆并固定于该气缸的连杆套3、上端连接于该气缸连杆的圆锥涨杆4、活动套接于该圆锥涨杆而上端连通并固定于该连杆套下端口的定位套5组成，该连杆套作为该定位机构的定心轴基于轴承固定该转盘，并固定于该固定齿轮，该定位套下端具有涨紧机构并可伸入被定心的管件7，该气缸驱动该气缸连杆及圆锥涨杆下移的同时，驱动该定位套之涨紧机构均匀向外张开并支撑于被定心管件内壁，从而与该管件中心轴同心并自动固定于其内壁。

如图4所示，该定位套之涨紧机构为该定位套下端圆周面均匀分布多个相同的限位槽孔51，并配合可活动伸入该限位槽孔的多个相同的定心涨块52，该定位套下端穿套弹簧环53便于该多个定心涨块被包容于该定位套下端部，该气缸驱动该圆锥涨杆下移的同时，该圆锥涨杆的锥头伸入于该多个定心涨块中间，并驱动该多个定心涨块通过对应该限位槽孔向外均匀张开，从而与该管件中心轴同心并自动固定于其内壁。

该定紧套下端圆周面上均匀分布三个限位槽孔，对应设有三个相同定心涨块，该定心涨块正面呈直角梯形，作为外侧面的该定心涨块之直角边上至少设有一个槽口521，便于该弹簧环卡入。

如图3所示，该定位套还活动穿套防溅保护套8，该防溅保护套表面设有螺孔并配合螺钉可固定于该定位套，在该防溅保护套下端接触到该被定心管件端口时该防溅保护套固定于该定位套，并保护该定位套之涨紧机构。

如图5和图6所示，该驱动机构具有电机传动过载自我保护装置，安装于电机10传动轴3与该负载齿轮环之间，其由穿套于该传动轴的相对啮合的上牙嵌式离合器1和下牙嵌式离合器2、相对该下牙嵌式离合器固定于该传动轴的调节机构组成，该上牙嵌式离合器与负载齿轮环同轴固定并可活动穿套于该传动轴，该下牙嵌式离合器周向固定于该传动轴而轴向可沿该传动轴滑动，该调节机构能基于弹簧力驱动该下牙嵌式离合器啮合于该上牙嵌式离合器，实现该传动轴正常带动负载齿轮环转动，同时在负载齿轮环受阻时该上牙嵌式离合器能脱离并推动该下牙嵌式离合器下移，从而该调节机构能基于弹簧压缩吸收该下牙嵌式离合器。

该调节机构由依次穿套于该传动轴的弹簧4和弹簧定心套5、可将该弹簧定心套任意定位于该传动轴并固定于该传动轴端部的调节杆6和配合的调节螺钉7组成，该弹簧一端支撑于该弹簧定心套环面而另一端支撑于该下牙嵌式离合器环面。

该下牙嵌式离合器内环面轴向至少设有一个凹槽，对应该凹槽该传动轴轴向凸设一个能卡入该凹槽的条状凸部，便于该下牙嵌式离合器基于该凹槽和该凸部轴向可沿该传动轴滑动而周向可固定于该传动轴。

以下结合图2、图3、图4和图7在自动焊接时对其工作原理作详细说明：

1.定位工作状态

焊枪300通过该转盘400、作为该定位机构之定心轴103的连杆套固定于该气缸1，该防溅保护套8套在该定位套5上，并可沿轴向移动。当焊枪定位工作时：首先，将带有定心涨块52的定位套5插入被焊管件7内壁，调整该防溅保护套的下端面贴紧到被焊管件的端面，拧紧固定螺丝，保持该防溅保护套在焊接时被焊管件的端面，防止焊渣溅落于该定心涨块内壁而造成定位不准确。

然后启动该气缸向下运动，气动连杆2带动该圆锥涨杆4向下移动，推动定心涨块51向外均匀张开，将焊枪快速、精确定位于被焊接的管壁中心。

2.脱离定位工作状态

焊接工作结束，焊枪脱离定位工作时：

启动该气缸1向上运动，该气动连杆2带动该圆锥涨杆4向上移动，脱离该定心涨块52。该定心涨块在该弹簧环53拉力的作用下向内收缩，带动焊枪脱离该定位的管壁，进入下一个管件的焊接。

2005年12月前已有技术中电机基于传动轴传动常常碰到负载受阻，这时，除导致电机安全销钉被剪断外，甚至会发生电机轴被剪断的恶性事故，因此在负载受阻情况下如何使电机传动轴脱离传动负载，是保护电机的关键。《自动焊枪》提供一种自动焊枪，具有电机传动过载自我保护装置，能在传动负载受阻情况下，电机和电机传动轴能自动脱离负载，从而保护电机。

以下结合图5和6做进一步说明：

在进行自动焊接过程中，该焊枪基于该驱动机构之电机传动实现围绕该定位机构之定心轴转动，电机通过齿轮驱动环绕该定位机构转动，从而带动该焊枪环绕该定位机构转动。由于在有限的空间中，进行管板自动焊接时，经常会发生焊丝与工件粘连或焊枪与工件相碰撞，从而导致电机传动受阻，严重会使电机毁损。

因此在电机传动轴安装该发明的电机传动过载自我保护装置，通过该上牙嵌式离合器驱动负载实现传动。

该电机传动过载自我保护装置的工作原理是：

1.正常工作状态：

该下牙嵌式离合器在该调节机构的弹簧力的作用下，和该上牙嵌式离合器处于闭合状态。该电机传动轴带动该下牙嵌式离合器旋转，同时带动该上牙嵌式离合器和齿轮旋转，焊枪正常工作。

2.粘连、碰撞状态：

发生焊丝粘连或焊枪碰撞工件时，齿轮旋转受阻，当旋转阻力大于调节机构的弹簧力时，推动该下牙嵌式离合器向下移动，与该上牙嵌式离合器分开，此时，齿轮停止旋转，但电机仍然旋转，保护电机、枪体不被损坏。

2009年，《自动焊枪》获得第六届江苏省专利项目奖优秀奖。

焊枪是热风焊接的主要设备之一。由加热元件、喷嘴等组成。按其结构有气焊枪、电焊枪和快速焊枪、自动焊枪之分。气焊枪是用可燃气体（氢或乙炔与空气的混合物）的燃烧，加热蛇管，使送入蛇管中的压缩空气被加热到所需温度。送入或送出的空气量由旋塞调节。电焊枪的加热装置是由陶瓷槽管及其中的电热丝所组成。焊接的速度可随喷嘴结构的不同而不同。快速焊枪即改进焊枪喷嘴的结构而成的。[2]

焊枪用于夹持螺柱、提升螺柱（引燃电弧）、下压螺柱，传输焊接电流。焊枪附件还有支撑架，保证螺柱与工件表面垂直，当螺柱的直径变化时，需要更换相应直径的螺柱夹头，调节支撑架与焊枪体之间的连接杆伸出长度，就可适应不同长度的螺柱。焊枪提升、下压电极（螺柱）的动作是由电磁线圈、铁芯、弹簧三个主要元件完成的。[3]

辅助气体保护药芯焊丝电弧焊所用的焊枪与熔化极气体保护电弧焊所用的相似。有多种规格、额定值、式样，适用于自动与半自动焊的焊枪，有空冷式与水冷式。虽然保护气体通过焊枪时很凉对焊枪有冷却作用，但是空冷式焊枪依靠热量散发于周围的空气中进行冷却。主要根据焊接电流与所用的保护气来选用焊枪。如果电流为500安或更大些，一般使用水冷式焊枪。所用焊接电流小于500安时，有些焊工还是喜欢用水冷式焊枪。

焊枪是热风焊接的主要设备之一。由加热元件、喷嘴等组成。按其结构有气焊枪、电焊枪和快速焊枪、自动焊枪之分。气焊枪是用可燃气体（氢或乙炔与空气的混合物）的燃烧，加热蛇管，使送入蛇管中的压缩空气被加热到所需温度。送入或送出的空气量由旋塞调节。电焊枪的加热装置是由陶瓷槽管及其中的电热丝所组成。焊接的速度可随喷嘴结构的不同而不同。快速焊枪即改进焊枪喷嘴的结构而成的。

焊枪用于夹持螺柱、提升螺柱（引燃电弧）、下压螺柱，传输焊接电流。焊枪附件还有支撑架，保证螺柱与工件表面垂直，当螺柱的直径变化时，需要更换相应直径的螺柱夹头，调节支撑架与焊枪体之间的连接杆伸出长度，就可适应不同长度的螺柱。焊枪提升、下压电极（螺柱）的动作是由电磁线圈、铁芯、弹簧三个主要元件完成的。

辅助气体保护药芯焊丝电弧焊所用的焊枪与熔化极气体保护电弧焊所用的相似。有多种规格、额定值、式样，适用于自动与半自动焊的焊枪，有空冷式与水冷式。虽然保护气体通过焊枪时很凉对焊枪有冷却作用，但是空冷式焊枪依靠热量散发于周围的空气中进行冷却。主要根据焊接电流与所用的保护气来选用焊枪。如果电流为500安或更大些，一般使用水冷式焊枪。所用焊接电流小于500安时，有些焊工还是喜欢用水冷式焊枪。2100433B