專利名稱：推拉脈動(dòng)送絲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焊接設(shè)備，主要用于二氧化碳和氬氣保護(hù)熔化極電弧焊。
背景技術(shù)：
在氣體保護(hù)焊，特別是二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊中，為了減少飛濺，改進(jìn)焊接過(guò)程，人 們?cè)絹?lái)越多地用脈動(dòng)送絲來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)上常用的等速送絲。中國(guó)專利00122314. 3提供了完 善的脈動(dòng)送絲技術(shù)，使產(chǎn)生焊絲脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)的工作可靠性得到了很大的提高。但研究 發(fā)現(xiàn)，最有效的控制焊接過(guò)程的脈動(dòng)送絲方式應(yīng)該是一送一抽的，焊絲每次前進(jìn)一大步，緊 接著后退一小步，即所謂推拉脈動(dòng)送絲方式。但中國(guó)專利00122314. 3只能提供一送一停， 即只推不拉這種單方向的脈動(dòng)送絲方式。 US7102099及EP1901874分別提供了實(shí)施焊絲送進(jìn)加回抽的脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式，但其 需要的機(jī)構(gòu)非常復(fù)雜笨重，因此工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的振動(dòng)，機(jī)構(gòu)工作不可靠，磨損快。過(guò)于 笨重龐大的機(jī)構(gòu)也很難握在工人手中進(jìn)行半自動(dòng)焊操作，因此大大地限制了其可以使用的 范圍。 生產(chǎn)中迫切需要一種更可靠輕巧的推拉脈動(dòng)送絲裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供這樣一種推拉脈動(dòng)送絲裝置，其焊絲的送進(jìn)和回抽即使在很 高的工作頻率下都是準(zhǔn)確和可靠的。機(jī)構(gòu)本身應(yīng)該盡可能地簡(jiǎn)單，因?yàn)橹挥泻?jiǎn)單才能做到 重量輕尺寸小。重量輕可以減少振動(dòng)，可以使機(jī)件磨損減少，提高機(jī)構(gòu)工作可靠性。尺寸小， 才能方便地拿在手中，可以在半自動(dòng)焊上得到應(yīng)用。 本發(fā)明的內(nèi)容之一是用一個(gè)電機(jī)，通過(guò)一個(gè)偏心輪來(lái)帶動(dòng)一個(gè)送絲夾頭，實(shí)施焊 絲的推拉送進(jìn)。這個(gè)夾頭集成了兩個(gè)焊絲斜楔夾持機(jī)構(gòu)。這兩個(gè)夾持機(jī)構(gòu)方向是相反的， 一個(gè)只允許焊絲向前進(jìn)，另一個(gè)只允許焊絲向后退。在大部分工作周期中斜楔都是閉合的， 所以，焊絲既不能向前，也不能向后，只能跟著夾頭一前一后地來(lái)回運(yùn)動(dòng)。但在夾頭后退的 某個(gè)階段，只允許焊絲后退的那個(gè)斜楔突然被打開(kāi)，失去了夾持焊絲的作用。于是夾頭便在 焊絲上自由地滑回去完成了一個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)。也就是說(shuō)焊絲本來(lái)應(yīng)該前進(jìn)后退都一樣的， 但是由于在后退的中途突然不退了，所以便進(jìn)得多，退得少，產(chǎn)生了有效的推拉脈動(dòng)送進(jìn)作 用。 這種機(jī)構(gòu)只用一個(gè)電機(jī)作恒定的等速旋轉(zhuǎn)，一個(gè)偏心輪，并使用傳統(tǒng)的斜楔夾持 機(jī)構(gòu)，所以工作可靠，重量輕，體積小，振動(dòng)小。 本發(fā)明的內(nèi)容之二是使送絲機(jī)配備了較完善的消振平衡機(jī)構(gòu)。由于脈動(dòng)送絲機(jī)構(gòu) 工作的特殊性，所以其重量即使再輕，體積再小，振動(dòng)也是難避免的。本發(fā)明所提供的平衡 塊既能消除送絲偏心輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所引起的振動(dòng)，也能消除夾頭及其他附加物的上下左右晃 動(dòng)所引起的振動(dòng)，從而使振動(dòng)減少到最小。 本發(fā)明的內(nèi)容之三是提供了一個(gè)措施可以方便地把斜楔打開(kāi)，使其失去夾持焊絲
3的作用。這樣在送絲機(jī)不工作時(shí)也可以使焊絲從送絲機(jī)上方便地抽回去，解決了以往脈動(dòng) 送絲機(jī)不能像普通送絲機(jī)那樣退絲的問(wèn)題。


圖1:本發(fā)明的推拉脈動(dòng)送絲裝置的結(jié)構(gòu)原理2:送絲夾頭1正視3:圖2的送絲夾頭1側(cè)視剖面4:偏心座正視5:偏心座側(cè)視6:焊絲運(yùn)動(dòng)分析7:焊絲阻尼管8原理8:平衡塊3示意圖
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖，下面描述本發(fā)明的具體實(shí)施方案。 圖1為本發(fā)明的推拉脈動(dòng)送絲裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。圖中1為送絲夾頭。夾頭固定 在偏心輪2上。偏心輪2由電機(jī)4的軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。電機(jī)軸上還裝有平衡塊3。焊絲6穿過(guò) 機(jī)座5上段的孔道7，進(jìn)入夾頭1，從下面阻尼管8中送出。電機(jī)4也是固定在機(jī)座5上的。
圖2為送絲夾頭1的正視圖。圖3為送絲夾頭的側(cè)視剖面圖。
夾頭1實(shí)際上由兩部分組成。圖中上部為1A，下部為1B。 IOA為兩個(gè)滾輪，滾輪中 夾持著焊絲6。滾輪兩側(cè)緊貼著左右兩個(gè)斜楔11A。斜楔張口向上。這樣與滾輪10A—起 能夾持焊絲6。焊絲可以輕松地向上提起，但當(dāng)焊絲要向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)帶動(dòng)滾輪向著斜楔的 窄口方向前進(jìn)，結(jié)果焊絲會(huì)被越壓越緊，所以被卡住。當(dāng)斜楔11A角度合適時(shí)，焊絲是不能 向下運(yùn)動(dòng)的。 滑片12A上有四個(gè)擋片13A(圖上只標(biāo)注了一個(gè))，把滾輪IOA保持在水平的位置， 并可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。斜楔11A固定在夾頭底架14的側(cè)面上。底架的形狀猶如一個(gè)底部有大孔 的方盒。斜楔11A與底架14底部平面間有一道縫，滑片12A即可在此縫內(nèi)上下移動(dòng)。彈 簧15A—頭固定在底架14上，一頭壓著滑片12A，使滑片上的滾輪總是輕輕地壓在斜楔11A 上，保證斜楔對(duì)焊絲的夾持作用。 夾頭1B的基本結(jié)構(gòu)與1A相似。滾輪10B裝在滑片12B的擋片13B內(nèi)。彈簧15B 把滾輪10B壓在斜楔11B上。與夾頭1A不同的是斜楔11B是張口向下的，這樣焊絲可以自 由地向下運(yùn)動(dòng)而不能向上。滑片12B也是夾在斜楔和底架的底面所形成的縫隙中，在里面滑動(dòng)。 除了楔口方向不同外，1A夾頭的滑片12A上部還有一個(gè)沖壓出來(lái)的突塊17，而滑 片12B上沒(méi)有。滑片12A的底部是平的，而滑片12B的底部卻是呈尖角鼓起的。插入片18 從底架14的側(cè)面穿過(guò)，一邊寬一邊窄?；?2B的尖角鼓起平時(shí)面向插入片18的較窄的 地方，并不與其相接觸，所以滾輪10B由于彈簧15B的壓緊能很好地保證斜楔對(duì)焊絲的夾持 作用。但當(dāng)插入片如圖所示向左推動(dòng)時(shí)，插入片的寬處將把滑片12B帶滾輪IOB從斜楔上 頂開(kāi)，滾輪不再與斜楔接觸。于是，夾頭在兩個(gè)方向都不再起作用了 ，焊絲可以自由回退了 。這解決了普通的帶夾頭的脈動(dòng)送絲機(jī)不能退焊絲的問(wèn)題。 夾頭1A和IB也可做成獨(dú)立分開(kāi)的兩塊。但集成在一起，有利于制造和裝配，如保證兩個(gè)夾頭間焊絲的平行度和同心度。共用一個(gè)底架14，也使夾頭的總重量和尺寸減少，這一切都有利于減少脈動(dòng)送絲中最討厭的振動(dòng)問(wèn)題。 與斜楔配合起夾持作用的，除上述的滾輪外，也可以是傳統(tǒng)中經(jīng)常采用的其他焊
絲夾持件，如前述中國(guó)專利中所描述的鋼球滑塊等，其作用都是一樣的。
圖4是偏心輪2的正視圖。圖5是其側(cè)視圖。 偏心輪座21裝在電機(jī)軸22上。輪座21的中心0'與電機(jī)中心0相距偏心e。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏心輪座21繞電機(jī)軸心0以e為半徑而轉(zhuǎn)動(dòng)。偏心輪座外套軸承23，軸承外還有套環(huán)24。此套環(huán)24是與夾頭底架14焊在一起的，因此，當(dāng)偏心輪座21轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)夾頭一起運(yùn)動(dòng)。但夾頭中有焊絲通過(guò)，焊絲受上下導(dǎo)孔的限制，只能左右彎曲一些，不能任意轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，夾頭不會(huì)旋轉(zhuǎn)，只能作上下左右的晃動(dòng)。偏心輪座21的形狀像一個(gè)盆子，盆底還有一個(gè)弧狀突出25。 圖6為焊絲運(yùn)動(dòng)分析圖。圖中0°表示電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周的開(kāi)始時(shí)刻。圖中21為偏心輪座。電機(jī)軸心為O點(diǎn)，偏心輪座中心為(T點(diǎn)。l為夾頭。在0°時(shí)刻偏心輪座中心(T正好在電機(jī)軸心0的上方，滾輪10A及10B均在正常緊貼斜楔狀態(tài)。焊絲6被緊緊夾持，既不能向上，也不能向下。 當(dāng)電機(jī)軸以逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)了 90°后，如圖所示，偏心輪座的中心(T也向左轉(zhuǎn)了90° 。以(T為中心的夾頭l也跟著移動(dòng)，但由于焊絲的限制，夾頭仍保持著原來(lái)與垂直線平行的方向，只是向左向下移動(dòng)了一些，焊絲也被夾持著彎曲了一點(diǎn)而運(yùn)動(dòng)。焊絲上的某一點(diǎn)A已不再在原處了。 當(dāng)電機(jī)軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)到180°時(shí)，如圖所示，偏心輪座21的中心0—移動(dòng)到了電機(jī)軸心0的下面。焊絲上的A點(diǎn)也移動(dòng)到了新的位置，與原來(lái)O。時(shí)相比，焊絲前進(jìn)了兩個(gè)偏心距2e。 當(dāng)電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏心輪座21的中心(T開(kāi)始向上移動(dòng)，焊絲此時(shí)也被夾持著向上移動(dòng)，即開(kāi)始反方向回抽。一直到某個(gè)時(shí)刻，如圖上所示 270。左右，焊絲回抽到最高位置。焊絲上的A點(diǎn)離開(kāi)原來(lái)的最低位置已有一定距離Sb 了。此時(shí)，偏心輪座21上的弧狀突起25已與夾頭1上的突塊17相接觸了 。然后，當(dāng)偏心輪座21繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到如圖上315°時(shí)所示，弧狀突出25插入突塊17底下，把突塊17連帶著滾輪10A從斜楔11A上抬起。使?jié)L輪和斜楔脫離接觸。這樣夾頭1A對(duì)焊絲的夾持作用被消除。焊絲可以任意通過(guò)夾頭1A了。 在這以后，當(dāng)偏心輪座21繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于滾輪10A已經(jīng)脫開(kāi)，而滾輪IOB本來(lái)是可以允許焊絲向前移動(dòng)，或者說(shuō)允許夾頭沿焊絲自由后退的，因此整個(gè)夾頭1不再對(duì)焊絲起任何夾持作用。夾頭沿著焊絲向上滑動(dòng)，焊絲停留不動(dòng)。焊絲上的A點(diǎn)，也停留在原處，一直到360°時(shí)，一切恢復(fù)到原始狀態(tài)O。。 在整個(gè)過(guò)程中，焊絲上的某點(diǎn)A先是向下送進(jìn)了 2e的距離，以后又后退了 Sb，一共前進(jìn)了 2e-Sb的距離，這是焊絲在一個(gè)脈動(dòng)過(guò)程中送進(jìn)的有效量，稱為步距S。 S = 2e-Sb。此處2e是前進(jìn)步距，等于兩個(gè)偏心量，Sb稱為回抽量。焊絲單位時(shí)間內(nèi)真正的送絲量為SXf， f為頻率，也就是電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
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改變弧狀突出25的長(zhǎng)度，可以改變回抽作用時(shí)間的長(zhǎng)短，從而改變回抽量Sb。改變弧狀突出25在偏心輪座21上的位置也可改變回抽發(fā)生的相位，即開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)刻，為精確控制電路過(guò)程提供了 一種可能。 —般來(lái)說(shuō)，打開(kāi)了的夾頭在焊絲上滑動(dòng)時(shí)造成的阻力是很小的，后退的夾頭對(duì)焊絲帶動(dòng)的阻力也是很小的。所以在上述270。左右以后，夾頭不再對(duì)焊絲起夾持作用期間焊絲是不會(huì)跟著夾頭一起被摩擦力帶回去的。但為了防止在高速運(yùn)動(dòng)中焊絲仍被繼續(xù)帶動(dòng)，造成回抽量Sb的不恒定，在機(jī)構(gòu)中設(shè)置了一個(gè)焊絲阻尼管8，如圖7所示。圖中81是一根空心管，兩端有小孔。焊絲6從管子一端的小孔進(jìn)入，從另一端小孔出去，。管子中部有一個(gè)螺絲82，壓在焊絲上，使焊絲彎曲。調(diào)節(jié)螺絲可改變焊絲的彎曲程度，使焊絲通過(guò)管子的阻力改變，從而保證焊絲不會(huì)被打開(kāi)的夾頭的摩擦力所帶動(dòng)。 由于脈動(dòng)送絲機(jī)構(gòu)工作的特殊性，工作時(shí)往往伴隨著較大的振動(dòng)與噪音，有時(shí)甚
至能成為決定送絲機(jī)構(gòu)壽命、工作可靠性及能否被生產(chǎn)所接受的關(guān)鍵因素。 上述送絲機(jī)構(gòu)中由于電機(jī)軸上帶著偏心輪座21，而其重心不在電機(jī)軸心0上，所
以在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)。輪座21外面還裝著夾頭等許多上下左右晃動(dòng)的零件，
更使振動(dòng)進(jìn)一步加強(qiáng)。 這兩種振動(dòng)的性質(zhì)是不同的，所以必須采用不同的措施加以解決。 圖8所示為本發(fā)明的平衡塊圖。平衡塊3內(nèi)部為偏心圓塊31，其形狀和重量與偏
心輪座21完全相同，只是在電機(jī)軸上的位置相差180° ，相對(duì)而立。這樣兩個(gè)偏心件所引起
的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)就基本抵消了。 軸承32套在偏心圓塊31的外面，軸承外又套平衡環(huán)33，該環(huán)與基座5通過(guò)彈簧34相連。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，平衡環(huán)33不會(huì)跟著一起轉(zhuǎn)，只是上下左右地晃動(dòng)。
由于平衡環(huán)33的運(yùn)動(dòng)方式與偏心輪座外面21所帶的夾頭等物體非常相似，都是上下左右的晃動(dòng)，因此當(dāng)選擇平衡環(huán)33的重量與偏心輪座21外面所帶的物體重量大致相等時(shí)，因晃動(dòng)而引起的振動(dòng)可以得到基本消除。
權(quán)利要求
一種推拉脈動(dòng)送絲裝置，由電機(jī)、偏心輪、送絲夾頭、阻尼管組成，電機(jī)通過(guò)偏心輪帶動(dòng)送絲夾頭，使夾持在夾頭內(nèi)的焊絲送進(jìn)，其特征是偏心輪座(21)上所帶的夾頭(1)由兩個(gè)夾持作用相反的夾頭1A和夾頭1B所組成；夾頭1A只允許焊絲后退，夾頭1B只允許焊絲前進(jìn)；當(dāng)夾頭(1)向前運(yùn)動(dòng)時(shí)焊絲被夾持前進(jìn)，當(dāng)夾頭(1)向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，焊絲被夾持一起回退，但回退到中途，夾頭1A上的突塊(17)被偏心輪座(21)的弧狀突出(25)提起，從而使與突塊(17)相連的滑片(12A)及滾輪(10A)從斜楔(11A)上提起，使夾頭1A的夾持作用被消除，焊絲停止回退，夾頭(1)滑回出發(fā)點(diǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的推拉脈動(dòng)送絲裝置，其特征是在夾頭(1)內(nèi)與斜楔(IIA)、 (11B)相配合的焊絲夾持物是滾輪，或者是鋼球、滑塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的推拉脈動(dòng)送絲裝置，其特征是夾頭(1)的底架(14)內(nèi)有一 個(gè)插入片(18)，一部分寬，一部分窄，夾頭IB的劃片(12B)底部呈尖角突起。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的推拉脈動(dòng)送絲裝置，其特征是焊絲通道上有阻尼管(8)，兩 端有較焊絲直徑稍大的小孔，中間孔直徑較大，有螺絲(82)壓住焊絲。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的推拉脈動(dòng)送絲裝置，其特征是電機(jī)軸上裝有平衡塊(3)，其 內(nèi)部的偏心圓塊(31)的形狀和重量與偏心輪座(21)完全相同，但方位相差180° ，正好相 對(duì)而立，外部的平衡環(huán)(33)通過(guò)彈簧(34)與機(jī)座(5)相連，其重量與偏心輪座(21)外部 所帶的物體大致相等。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種推拉脈動(dòng)送絲裝置。電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)偏心輪，偏心輪上有一個(gè)能夾持焊絲的夾頭。夾頭內(nèi)有兩個(gè)夾持方向相反的斜楔，一個(gè)只允許焊絲向前，另一個(gè)只允許焊絲后退。當(dāng)夾頭被偏心輪帶動(dòng)向前時(shí)，焊絲向前送進(jìn)；當(dāng)夾頭被帶動(dòng)向后時(shí)，焊絲被向后回抽。但到一定位置時(shí)，回抽焊絲的斜楔突然被打開(kāi)，于是回抽停止。這樣造成了焊絲一進(jìn)一退，但進(jìn)多退少的脈動(dòng)送進(jìn)作用。本裝置的特點(diǎn)是動(dòng)作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕巧，振動(dòng)小。
文檔編號(hào)B23K9/133GK101733520SQ20091025863
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者侯潤(rùn)石, 吳勇健, 孫子建, 王仕凱, 王光輝, 王海輝, 禇華 申請(qǐng)人:杭州凱爾達(dá)電焊機(jī)有限公司