一种移动式高精度焊接设备及工艺的制作方法

本发明涉及焊接，具体涉及一种移动式高精度焊接设备及工艺。

背景技术：

1、移动式高精度焊接设备广泛应用于汽车制造、机器人加工等领域。随着焊接自动化程度不断提高，机械臂带动焊枪完成焊接动作已成为常见方案。焊枪通常包括连接头、鹅颈管、导电嘴和保护套，焊丝依次穿过连接头、鹅颈管和导电嘴后由保护套伸出，导电嘴与焊丝通电，使焊丝在与工件接触时熔化并形成焊缝。在此过程中，导电嘴既承担导电功能，又承担焊丝导向功能，其结构精度和稳定性直接影响焊接质量。

2、然而，现有焊接设备中的导电嘴多采用固定导向孔或简单弹性夹持结构。焊接时焊丝持续通过导电嘴，导向通道内壁容易被磨损，使用一段时间后导向通道尺寸逐渐变大，导致焊丝在输送过程中发生径向偏移和摆动，进而引起电弧不稳、焊缝偏移，难以满足高精度焊接要求。现有导电嘴的夹紧力调节能力有限，固定式夹持结构难以适应导向通道的磨损变化，夹紧力过大时会增加送丝阻力，夹紧力过小时又无法有效抑制焊丝摆动；一些分体式导电嘴虽然能够张开或收拢，但缺少随磨损量自动补偿的可靠机构，难以在长期使用中保持焊丝的稳定输送。

技术实现思路

1、本发明提供一种移动式高精度焊接设备及工艺，以解决现有焊接设备的导电嘴对焊丝夹持效果难以自适应影响焊丝稳定输送的问题。

2、本发明的一种移动式高精度焊接设备及工艺采用如下技术方案：

3、一种移动式高精度焊接设备，包括工作站、机械臂和焊枪；机械臂设置于工作站内，焊枪安装于机械臂的末端执行器上，由机械臂驱动其完成焊接动作；焊枪包括与机械臂连接的连接头、与连接头连接的鹅颈管、与鹅颈管连接的导电嘴和安装于导电嘴外的保护套；导电嘴包括与保护套同轴的底座和连接于底座一侧且绕底座周向交替贴合设置的四个短臂和四个长臂，短臂与长臂均沿底座轴向延伸，长臂的长度大于短臂的长度，且长臂远离底座的一端设置有弧形块，四个弧形块围成具有十字间隙的柱状结构，十字间隙的中心为用于焊丝通过的导向通道；柱状结构远离短臂的一侧设置有弹性抱箍，短臂与弧形块之间设置有弹片组件；焊丝穿过短臂和长臂围成的空间，顶推短臂和长臂绕底座变形张开时，弹片组件拉动弹性抱箍套设于柱状结构外；焊丝穿过导向通道顶推四个弧形块张开时，弹片组件施力使弹性抱箍向远离底座方向移动，且移动的距离与初始状态下导向通道的大小呈正相关。

4、弹性抱箍由两个弹板首尾滑动连接组成且连接位置设置有阻碍两个弹板脱离的挡杆；两个弹板具有相互贴合的趋势且初始状态下相互贴合；弹片组件有两组，关于柱状结构的中心对称设置；每个弹片组件包括第一弹片，第一弹片连接短臂和一个弹板；第一弹片具有向靠近柱状结构中心拱起的趋势；焊丝穿过短臂和长臂围成的空间时，短臂绕底座变形张开，通过两个弹片组件的第一弹片拉动两个弹板远离并套箍于柱状结构外；焊丝穿过导向通道时，四个弧形块张开顶推弹性抱箍向靠近底座一侧移动进一步挤压第一弹片向靠近柱状结构中心拱起变形，第一弹片蓄力使弹性抱箍具有向远离底座一侧移动的趋势，进而使四个弧形块收拢夹持焊丝。

5、弹片组件还包括第二弹片，第二弹片连接短臂和一个弧形块，且第二弹片具有向远离柱状结构中心拱起的趋势；第一弹片与第二弹片在柱状结构的周向上依次设置，第二弹片与短臂连接的一端位于第一弹片靠近柱状结构中心的一侧，第一弹片和第二弹片均倾斜设置，且在拱起时在柱状结构的周向上有相抵接的趋势。

6、每个弧形块靠近柱状结构中心的一侧均设置有弧面，四个弧面限定出用于焊丝通过的导向通道。

7、弹板靠近柱形结构端面的一侧设置有端面刮刀。

8、每个弹性组件的第一弹片和第二弹片均成对设置且一一对应，两个第一弹片沿柱状结构周向相邻设置，两个第二弹片分别位于两个第一弹片的两侧。

9、每个短臂外均固定有第一绝缘层，每个弧形块外均固定有第二绝缘层，第一弹片的一端安装于一个第一绝缘层，第二弹片的两端分别安装于一个第一绝缘层和一个第二绝缘层。

10、弧形块靠近弹性抱箍的一侧均设置有弧形倒角，用于引导弹性抱箍的两个弹板套设于柱状结构外。

11、焊枪还包括连接管，连接管与鹅颈管螺纹连接，底座与连接管螺纹连接，保护套套设于导电嘴外并与鹅颈管螺纹连接。

12、一种移动式高精度焊接工艺，根据上述移动式高精度焊接设备，包括以下步骤：

13、s100，将工件装入工作站并固定；

14、s200，机械臂带动焊枪移动至待焊接位置；

15、s300，焊丝依次穿过连接头、鹅颈管、导电嘴后从保护套伸出并在与工件接触时熔化实现焊接，同时机械臂带动焊枪移动形成焊缝；

16、s400，焊接完成后，停止焊丝输送，并将工件送出工作站。

17、本发明的有益效果是：本发明的移动式高精度焊接设备设置四个弧形块限定出用于焊丝通过的导向通道，能够使焊丝在输送过程中保持居中对中，减少偏移带来的焊接误差。弹性抱箍套设于柱状结构外时，越远离底座一侧，对多个弧形块收拢的力越大，通过调整弹性抱箍在柱状结构外的位置，以补偿导向通道磨损造成的夹紧力差异，使得焊丝始终被稳定夹持并输送。

18、进一步地，焊丝在进入短臂和长臂限定出的空间顶推短臂转动，进而带动第一弹片移动形变时，两个弹板在第一弹片的拉动下抵接于柱状结构的端面移动相互远离，对柱状结构的端面，也即导电嘴的端面进行清理，避免了焊渣残留导致的导电不良问题。且弹性抱箍一侧的弹性刮刀在初始状态下处于十字间隙内，在移动时能从十字间隙内向柱状结构的端面移动对十字间隙和端面同步清理。

19、进一步地，长臂和短臂交替设置，使得长臂在远离底座的一侧形成间隙，提高导电嘴散热效率。

1.一种移动式高精度焊接设备，其特征在于，包括工作站、机械臂和焊枪；

2.根据权利要求1所述的移动式高精度焊接设备，其特征在于，弹性抱箍由两个弹板首尾滑动连接组成且连接位置设置有阻碍两个弹板脱离的挡杆；两个弹板具有相互贴合的趋势且初始状态下相互贴合；弹片组件有两组，关于柱状结构的中心对称设置；每个弹片组件包括第一弹片，第一弹片连接短臂和一个弹板；第一弹片具有向靠近柱状结构中心拱起的趋势；焊丝穿过短臂和长臂围成的空间时，短臂绕底座变形张开，通过两个弹片组件的第一弹片拉动两个弹板远离并套箍于柱状结构外；焊丝穿过导向通道时，四个弧形块张开顶推弹性抱箍向靠近底座一侧移动进一步挤压第一弹片向靠近柱状结构中心拱起变形，第一弹片蓄力使弹性抱箍具有向远离底座一侧移动的趋势，进而使四个弧形块收拢夹持焊丝。

3.根据权利要求2所述的移动式高精度焊接设备，其特征在于，弹片组件还包括第二弹片，第二弹片连接短臂和一个弧形块，且第二弹片具有向远离柱状结构中心拱起的趋势；第一弹片与第二弹片在柱状结构的周向上依次设置，第二弹片与短臂连接的一端位于第一弹片靠近柱状结构中心的一侧，第一弹片和第二弹片均倾斜设置，且在拱起时在柱状结构的周向上有相抵接的趋势。

4.根据权利要求1所述的移动式高精度焊接设备，其特征在于，每个弧形块靠近柱状结构中心的一侧均设置有弧面，四个弧面限定出用于焊丝通过的导向通道。

5.根据权利要求2所述的移动式高精度焊接设备，其特征在于，弹板靠近柱形结构端面的一侧设置有端面刮刀。

6.根据权利要求3所述的移动式高精度焊接设备，其特征在于，每个弹性组件的第一弹片和第二弹片均成对设置且一一对应，两个第一弹片沿柱状结构周向相邻设置，两个第二弹片分别位于两个第一弹片的两侧。

7.根据权利要求3所述的移动式高精度焊接设备，其特征在于，每个短臂外均固定有第一绝缘层，每个弧形块外均固定有第二绝缘层，第一弹片的一端安装于一个第一绝缘层，第二弹片的两端分别安装于一个第一绝缘层和一个第二绝缘层。

8.根据权利要求2所述的移动式高精度焊接设备，其特征在于，弧形块靠近弹性抱箍的一侧均设置有弧形倒角，用于引导弹性抱箍的两个弹板套设于柱状结构外。

9.根据权利要求1所述的移动式高精度焊接设备，其特征在于，焊枪还包括连接管，连接管与鹅颈管螺纹连接，底座与连接管螺纹连接，保护套套设于导电嘴外并与鹅颈管螺纹连接。

10.一种移动式高精度焊接工艺，根据权利要求1至9中任一项所述的移动式高精度焊接设备，其特征在于，包括以下步骤：