本實(shí)用新型涉及一種推拉式送絲裝置。

背景技術(shù)：

氣體保護(hù)焊（簡稱氣保焊）具有生產(chǎn)效率高、成本低、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)實(shí)踐中被廣泛應(yīng)用。同時(shí)，氣保焊也存在焊接飛濺不穩(wěn)定、焊縫成形偏差等缺點(diǎn)。為了降低氣保焊的飛濺率、改善焊縫質(zhì)量，必須讓氣保焊熔滴過渡變得有規(guī)律。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)最有效的途徑是改變傳統(tǒng)的等速連續(xù)送絲方式，即采用推拉送絲。

推拉送絲是指在送絲步距和推拉頻率合適的情況下，氣保焊中的熔滴過渡一改等速送絲時(shí)的雜亂性而變成“一步一個(gè)熔滴”，即每次送進(jìn)都造成一次短路過渡，過渡的頻率等于推拉送絲的頻率。由于瞬間的臨界短路狀態(tài)（似短路非短路狀態(tài)）在機(jī)械的回拉力作用下，使得電弧形成穩(wěn)定熔滴，并且有規(guī)律地過渡到了熔池中，達(dá)到了完全無飛濺的焊接效果。采用推拉式送絲方式，即“前進(jìn)—回退—前進(jìn)—回退”（前進(jìn)的位移量大于回退的位移量），目前國外只能利用高性能伺服電機(jī)（高頻率正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)交替運(yùn)行）實(shí)現(xiàn)。采用伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)的這種方式價(jià)格高昂，難以實(shí)現(xiàn)市場廣泛應(yīng)用。

具備焊絲“前進(jìn)—回退—前進(jìn)—回退”功能的推拉送絲裝置，其核心部件是一種三鋼球送絲夾頭（圖1所示）。這種夾頭主要由圓筒套管1、錐套2、彈簧3、鋼球保持器4、焊絲導(dǎo)絲管5、鋼球6構(gòu)成。這種夾頭的基本特征：夾頭固定不動(dòng)，焊絲向前移動(dòng)時(shí)，三個(gè)鋼球被推開。由于彈簧的作用，焊絲與三個(gè)鋼球之間沒有完全松開，而是具有適當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)（或滾動(dòng)）摩擦力；焊絲向后移動(dòng)時(shí)，三個(gè)鋼球自動(dòng)加緊焊絲，產(chǎn)生巨大的靜摩擦力，夾頭具備“焊絲自鎖”功能。

為實(shí)現(xiàn)推拉送絲功能，采用機(jī)械式推拉送絲裝置的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于采用高性能伺服電機(jī)的成本。焊接市場尤其是工業(yè)機(jī)器人焊接市場，急需一種低成本的具備焊絲“前進(jìn)—回退—前進(jìn)—回退”功能的精準(zhǔn)推拉式送絲裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，低成本、高可靠性的具備“一送一回”功能的精準(zhǔn)推拉式送絲裝置。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：

一種精準(zhǔn)推拉式送絲裝置，其特征是：包括一根雙曲軸，軸的一端與電機(jī)連接，軸上有兩個(gè)同向偏心的凸輪A和凸輪B。凸輪A的偏心半徑為r₁，凸輪B的偏心半徑為r₂，r₁≠r₂，兩個(gè)或多個(gè)三鋼球送絲夾頭前后布置、且分別與凸輪A和凸輪B用不同活動(dòng)連桿連接；當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心凸輪發(fā)生旋轉(zhuǎn)，各三鋼球送絲夾頭分別在不同活動(dòng)連桿的支撐下作與偏心同步的前后移動(dòng)；

所述三鋼球送絲夾頭包括圓筒套管，圓筒套管內(nèi)設(shè)置鋼球保持架，鋼球保持架前端裝三鋼球機(jī)構(gòu)，鋼球保持架上設(shè)置復(fù)位彈簧，在圓筒套管內(nèi)側(cè)、三鋼球機(jī)構(gòu)外側(cè)設(shè)置與三鋼球機(jī)構(gòu)接觸、對(duì)鋼球進(jìn)行限位的錐套，且錐套的內(nèi)徑小端位于后側(cè)，錐套大端位于前側(cè)；鋼球保持架中設(shè)置焊絲導(dǎo)絲管。

凸輪A的偏心半徑＞凸輪B的偏心半徑。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，具有低成本、高可靠性；可以實(shí)現(xiàn)焊絲作“前進(jìn)—回退—前進(jìn)—回退”的推拉運(yùn)動(dòng)。推拉送絲的規(guī)律性使得氣保焊熔滴過渡變得有規(guī)律。在焊絲“回退”過程中，電弧瞬間快速回拉，再次拉開弧長，使焊絲端頭形成熔滴，然后焊絲快速“前進(jìn)”，將熔滴強(qiáng)制按入熔池完成短路過渡，這種強(qiáng)制性的短路過渡方式可以有效地克服斑點(diǎn)壓力，幫助熔滴順利進(jìn)入熔池，因此飛濺大大降低，達(dá)到幾乎無飛濺的狀態(tài)。由于飛濺得到控制，就可以適當(dāng)提高電弧電壓，這樣焊縫成形也得到明顯改善。同時(shí)，降低飛濺也減少了焊槍噴嘴堵塞的概率，大大降低了焊接勞動(dòng)的工作負(fù)荷，提高了焊接效率，特別滿足機(jī)器人精準(zhǔn)焊接的要求。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖1是三鋼球送絲夾頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的A-A視圖。

圖3是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的不同工作狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

一種精準(zhǔn)推拉式送絲裝置，包括一根雙曲軸7，軸的一端與電機(jī)8連接，軸上有兩個(gè)同向偏心的凸輪A和凸輪B。凸輪A的偏心半徑為r₁，凸輪B的偏心半徑為r₂，r₁≠r₂，兩個(gè)或多個(gè)三鋼球送絲夾頭前后布置、且分別與凸輪A和凸輪B用不同活動(dòng)連桿9、10連接；活動(dòng)連桿的數(shù)量不受限制。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心凸輪發(fā)生旋轉(zhuǎn)，各三鋼球送絲夾頭分別在不同活動(dòng)連桿的支撐下作與偏心同步的前后移動(dòng)，前后移動(dòng)的距離等于偏心半徑的兩倍；

所述三鋼球送絲夾頭包括圓筒套管1，圓筒套管內(nèi)設(shè)置鋼球保持架4，鋼球保持架前端裝三鋼球機(jī)構(gòu)，鋼球保持架上設(shè)置復(fù)位彈簧3，在圓筒套管內(nèi)側(cè)、三鋼球機(jī)構(gòu)外側(cè)設(shè)置與三鋼球機(jī)構(gòu)接觸、對(duì)鋼球6進(jìn)行限位的錐套2，且錐套的內(nèi)徑小端位于后側(cè)，錐套大端位于前側(cè)；鋼球保持架中設(shè)置焊絲導(dǎo)絲管4。

以夾頭C為例，當(dāng)夾頭向前移動(dòng)的速度大于焊絲向前移動(dòng)的速度，三個(gè)鋼球自動(dòng)加緊焊絲，產(chǎn)生巨大的靜摩擦力，夾頭具備“焊絲自鎖”功能，那么焊絲向前的位移量等于夾頭向前的位移量；當(dāng)夾頭向前移動(dòng)的速度小于焊絲向前移動(dòng)的速度，三個(gè)鋼球被推開并且在焊絲表面作滑動(dòng)或滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，夾頭在焊絲11上做滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，那么焊絲向前的位移量取決于焊絲向前移動(dòng)的速度和時(shí)間。

以夾頭C（即第二三鋼球送絲夾頭）為例，當(dāng)夾頭向后移動(dòng)的速度大于焊絲向后移動(dòng)的速度，三個(gè)鋼球被推開。由于彈簧的作用，焊絲與三個(gè)鋼球之間沒有完全松開，而是具有適當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)（或滾動(dòng)）摩擦力，焊絲表面作滑動(dòng)或滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)；夾頭在焊絲上做滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，那么焊絲向后的位移量取決于焊絲向后移動(dòng)的速度和時(shí)間；當(dāng)夾頭向后移動(dòng)的速度小于焊絲向后移動(dòng)的速度，三個(gè)鋼球自動(dòng)加緊焊絲，產(chǎn)生巨大的靜摩擦力，夾頭具備“焊絲自鎖”功能，那么焊絲向后的位移量等于夾頭向后的位移量。

圖3、圖4中還有夾頭導(dǎo)軌12，使各三鋼球送絲夾頭沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)用新型的實(shí)施過程，由圖3和圖4的狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換所得。

假設(shè)r₁＞r₂：

雙曲軸從圖3的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)180度到圖4的狀態(tài)（前進(jìn)運(yùn)動(dòng)），凸輪A帶動(dòng)夾頭D（即第一三鋼球送絲夾頭）向前移動(dòng)2 r₁的位移量，凸輪B帶動(dòng)夾頭C向前移動(dòng)2 r₂的位移量。由于r₁＞r₂，所以夾頭D向前移動(dòng)的速度大于夾頭C向前移動(dòng)的速度，夾頭D的三個(gè)鋼球自動(dòng)加緊焊絲，產(chǎn)生巨大的靜摩擦力，夾頭D具備“焊絲自鎖”功能，焊絲向前移動(dòng)的速度等于夾頭D向前移動(dòng)的速度，并且焊絲向前移動(dòng)的位移量等于夾頭D向前移動(dòng)的位移量2 r₁。由于夾頭C向前移動(dòng)速度小于焊絲向前移動(dòng)的速度，三個(gè)鋼球被推開并且在焊絲表面作滑動(dòng)或滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，夾頭C在焊絲上做滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

雙曲軸從圖4的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)180度到圖3的狀態(tài)（后退運(yùn)動(dòng)），凸輪A帶動(dòng)夾頭D向后移動(dòng)2 r₁的位移量，凸輪B帶動(dòng)夾頭C向后移動(dòng)2 r₂的位移量。由于r₁＞r₂，所以夾頭D向后移動(dòng)的速度大于夾頭C向后移動(dòng)的速度，夾頭C的三個(gè)鋼球自動(dòng)加緊焊絲，產(chǎn)生靜摩擦力，夾頭C具備“焊絲自鎖”功能，焊絲向后移動(dòng)的速度等于夾頭C向后移動(dòng)的速度，并且焊絲向后移動(dòng)的位移量等于夾頭C向后移動(dòng)的位移量2 r₂。由于夾頭D向后移動(dòng)速度大于焊絲向后移動(dòng)的速度，三個(gè)鋼球被推開并且在焊絲表面作滑動(dòng)或滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，夾頭D在焊絲上做滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

綜上所述，從圖3的狀態(tài)到圖4的狀態(tài)，電機(jī)帶動(dòng)雙曲軸旋轉(zhuǎn)180度，焊絲向前移動(dòng)的位移量等于夾頭D向前移動(dòng)的位移量2 r₁；從圖4的狀態(tài)到圖3的狀態(tài)，電機(jī)帶動(dòng)雙曲軸又旋轉(zhuǎn)180度，焊絲向后移動(dòng)的位移量等于夾頭C向后移動(dòng)的位移量2 r₂。在電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)（360度），焊絲前進(jìn)了2 r₁，然后回退了2 r₂，實(shí)現(xiàn)了“一送一回”推拉式送絲功能。