一种焊炬及焊接机床的制作方法

本发明涉及自动焊接，具体涉及一种焊炬及焊接机床。

背景技术：

1、在工业生产中，存在大量的平板对接、平板角接、圆管对接、平板与圆管角接焊接需求。目前，主要使用机械臂加示教器的方式对此类工件进行焊接。这种方式需要用户编程或者示教，存在准备时间长、加工效率低、对工件接头装配间隙要求高的问题。

2、为了实现上述工件的自动化免示教焊接，需要在焊接过程中对焊缝进行实时跟踪。目前，在焊接领域，多采用结构光视觉方式进行焊缝跟踪。由于结构光视觉传感器结构较大、且检测位置一般位于焊接位置前方一段距离。对于上述小型工件，特别是存在马鞍形焊缝时，结构光视觉传感器难以适用。

3、旋转电弧传感器根据焊接过程中电流或电压变化检测焊缝偏差，不存在检测点前置问题，特别适合小型复杂工件焊缝自动跟踪场合。但是目前关于旋转电弧传感器的研究一般采用导电杆旋转的方式，而由于现有技术中送丝管位于导电杆内的部分通常为弹簧状，并压在导电杆内腔端部，而通常向送丝管内送入的焊丝比较长，送丝管和焊丝不会产生旋转，且导电杆还需要与焊枪的管道系统进行连接，因此现有技术中采用导电杆旋转的这种方式给送丝管的连接以及导电杆与焊枪的连接带来了困难，连接的过程中操作复杂。

4、且导电杆上的导电嘴内的送丝通道需要与焊丝贴合才能进行顺利的导电焊接，而由于导电杆会产生旋转，而焊丝和送丝管不旋转，这样焊丝和导电嘴之间以及送丝管与导向杆的内腔端部之间会产生相对运动，而产生较大的摩擦力，而导致送丝不畅现象发生，影响焊接质量。

技术实现思路

1、本发明提供了一种焊炬，目的在于使焊炬与焊枪和送丝管的连接配合更简单；还提供了一种焊接机床，能够适用多种焊接场景。

2、本发明通过下述技术方案实现：一种焊炬，包括空心轴电机、导电杆，空心轴电机包括外壳、后盖和空心轴，所述空心轴与所述外壳转动连接，所述后盖与所述外壳的一端连接，所述导电杆位于所述空心轴内，且所述导电杆与所述空心轴电机的后盖固定连接，所述导电杆的一端连接有导电嘴，所述导电嘴上开设有送丝通道，所述空心轴上同轴连接有保护罩，所述保护罩的一端为开口端，保护罩的另一端为封闭端，所述保护罩的开口端与所述空心轴连接；所述导电嘴位于所述保护罩内，所述保护罩远离所述空心轴的一端开设有通气孔和焊丝孔；所述焊丝孔为偏心孔，所述焊丝孔与所述导电嘴的送丝通道交错设置；所述导电杆的下部开设有气孔，所述气孔与所述空心轴相通；所述空心轴电机的外壳上设有检测空心轴转速信息的检测单元。

3、本方案中的焊炬的导电杆采用与空心轴电机的后盖固定连接的方式，使导电杆的安装位置固定不动，这样导电杆在与焊枪的管道系统和送丝管连接配合时更加的简单方便，连接结构也更简单，不用像现有技术中那样因导电杆需要旋转而需要考虑导电杆与其他部件进行连接的复杂结构，本方案的使得导电杆与其他部件的连接配合方式更简单化，降低了安装成本。

4、另外，本方案中由于导电杆不产生旋转，能够有效的降低送丝管和焊丝与导电杆和导电嘴之间的摩擦力，从而使送丝更加的通畅，进而能够避免焊接质量受到影响。

5、当焊丝从送丝管进入到导电杆，经过导电嘴，最后从保护罩上的偏心孔中穿出，保护罩与空心轴连接，因此保护罩会在空心轴电机的空心轴的带动下旋转，并带动焊丝产生圆周旋转，而由于本方案中将焊丝孔设置为偏心孔，焊丝孔与导电嘴的送丝通道交错设置，这样使得焊丝在旋转的过程中能够产生一个旋转半径，其旋转的轨迹为圆环状，便于识别焊缝空间偏差，从而引起电流的变化，这样便于电流传感器测量焊接过程中焊接线缆的电流变化，后期通过数据处理后获取焊炬空间偏差信息，从而便于后期调整焊炬的位置。

6、本方案中检测单元检修空心轴的转速和位置信息，并以此来作为电流传感器的采集电流的触发信号，之后，电流传感器采集焊接一圈的焊接电流，即一个周期的电流信号，如此往复，不断采集电流信息。这样通过配合现有的工控机来计算焊炬与焊缝的偏差，来调整焊炬的焊接位置。

7、进一步，所述通气孔设有多个，多个通气孔周向均匀分布，所述焊丝孔位于多个通气孔内侧。

8、有益效果：多个周向均匀分布的通气孔能够使从导电杆进入的氩气等用于提供正常焊接的气体进行均匀的导出，能不能提高焊接质量。

9、进一步，所述检测单元为光电开关，所述光电开关安装在所述外壳上，所述空心轴上同轴连接有码盘，所述码盘的一侧开设有缺口，所述光电开关插在所述码盘的一侧。

10、有益效果：本方案中码盘外侧有一个缺口，当码盘的缺口转动到光电开关处时，红外光线穿过，产生电平翻转的信号，并以此来作为电流传感器采集电流的触发信号。

11、进一步，所述电流传感器为霍尔传感器，所述电流传感器套在焊接线缆上。

12、有益效果：本方案中的电流传感器采用霍尔传感器，其灵敏度高。

13、进一步，所述导电杆的上部同轴连接有法兰盘，所述后盖顶部开设有凹槽，所述法兰盘位于所述凹槽内且与凹槽连接。

14、有益效果：本方案中导电杆上的法兰盘与后盖上的凹槽配合，能够提高导电杆与后盖安装的紧固性，且能够提高导电杆的安装精度。

15、进一步，所述外壳包括上外壳和下外壳，所述后盖、上外壳和下外壳之间依次同轴可拆卸连接，所述后盖与所述上外壳之间以及所述上外壳和所述下外壳之间均设有密封圈。

16、有益效果：本方案中将外壳分成上外壳和下外壳两部分，且后盖、上外壳、下外壳之间同轴可拆卸连接，这样更加方便方便安装与外壳配合连接的其他部件，同时便于后期进行检修更换外壳内部的零部件。

17、一种焊接机床，包括工作台、连接在工作台上的平板圆管焊接运动组件、板类工件角接件固定组件、轴类工件焊接运动组件和焊缝跟踪运动组件；

18、所述平板圆管焊接运动组件包括与工作台连接的电动转台、安装在电动转台的输出端上的电磁铁以及安装在电磁铁上的工装台，所述电动转台能够进行旋转运动；

19、所述板类工件角接件固定组件包括与工作台连接的安装台，所述安装台上开设有安装腔，所述平板圆管焊接运动组件同心设置在所述安装台的安装腔内，所述安装台顶部安装有快速夹具；

20、所述轴类工件焊接运动组件包括气动卡盘、回转台和驱动单元，所述回转台与工作台连接，所述气动卡盘与所述回转台转动配合，所述驱动单元用于驱动所述气动卡盘旋转；

21、所述焊缝跟踪运动组件包括沿x轴、y轴和z轴方向依次设置的x轴滑台、y轴滑台和z轴滑台，x轴滑台、y轴滑台和z轴滑台上均设有丝杠、电机和滑块，丝杆与滑块组成丝杆副结构，所述电机驱动所述丝杆旋转而带动三个滑块分别沿x轴滑台、y轴滑台和z轴滑台滑动；

22、所述y轴滑台的滑块上水平连接有连接板，所述连接板上连接有与其垂直设置的焊炬驱动电机，所述焊炬驱动电机的输出轴上连接有转接件，所述转接件上连接有如上述的一种焊炬。

23、本方案的焊接机床可以应用于两平板对接、两平板角接、两圆管对接、平板与圆管角接的焊接场景。在焊接前，将工件固定到相应的工位，焊接机床就可以自动的完成两工件的焊接任务。可以实现一个机床满足4中不同类型焊接需求的目标，焊接时，通过使用现有技术中的工控机与焊缝跟踪运动组件和焊炬配合，可以实时获取焊接时焊缝的偏差信息并控制焊缝跟踪运动组件来矫正焊炬的位置，不需要用户额外复杂的编程、示教即可自动完成焊接任务。

24、焊接时，工控机的控制系统可以通过控制焊缝跟踪运动组件以及焊炬驱动电机的运动状态来实时调整焊炬位置，从而能够提高焊缝成型的质量。

25、本发明的一种旋转电弧传感的多功能空间异形工件全自动焊接机床，可适用多种焊接场景，用户操作方便，焊缝成型质量好，降低了焊工的工作强度，提高了工厂的经济效益。

26、本方案中工作台为用户提供一个工作平面，并为平板圆管焊接运动组件、板类工件角接件固定组件、轴类工件焊接运动组件、焊缝跟踪运动组件提供固定作用；

27、平板圆管焊接运动组件主要在焊接平板与圆管角接件时工作；电磁铁能够吸附工件，是工件在焊接时处于固定状态，电动转台用于驱动工件旋转，便于对工件一周均进行焊接；另外，本方案中工装台为平板与圆管角接件及两平板对接件提供一个工作平面，当工作台的表面因焊接过程中的焊渣等溅落被破坏而无法修复时，可以方便地更换，避免了与电磁体做成一体后更换成本高的问题。

28、板类工件角接件固定组件主要在焊接两板类工件角接件时工作，环绕在平板圆管焊接运动组件的周围，快速夹具能够对工件进行固定，从而便于对该工件进行焊接；

29、轴类工件焊接运动组件主要在焊接轴类工件时工作，如圆管与圆管对接件、圆管与螺旋叶片角接件；

30、焊缝跟踪运动组件会带动焊炬在x轴、y轴和z轴方向运动，使得焊炬能时刻处在焊缝位置处。

31、进一步，所述工装台与所述电磁铁之间连接有间隔柱。

32、有益效果：焊接过程的温度较高，如果用电磁铁的表面直接作为工装平面，对电磁铁的破坏较大，使得电磁铁的寿命较短，工装台与电磁铁中间增加间隔柱并固定，可以起到隔热的作用，提高电磁铁的寿命。

33、进一步，所述安装台的顶面与所述工装台的顶面相平齐。

34、有益效果：如此设置使安装台和工装台的表面平整，便于放置工件进行焊接，避免在对板类工件进行焊接时，工装台和工装台之间不平整而影响工件的平稳放置，而影响焊接质量。

35、进一步，所述快速夹具与所述安装台可拆卸连接，所述安装台上沿其长度和宽度方向均开设有多组螺纹孔，所述快速夹具与所述安装台上的其中一组螺纹孔螺纹连接。

36、有益效果：如此设置便于灵活调整快速夹具的安装位置，从而能够对不同尺寸规格的工件进行固定。