用于焊接的送丝机制造技术

一种焊丝输送机构(12)，优选用于焊接、熔覆或加性制造设备，具有可连接到电机的滑动离合器机构(42)。此焊丝输送机构可包含用于在焊接系统中送给电极焊丝(314)的送丝机(108)，所述送丝机(108)具有驱动辊组件(402)，所述驱动辊组件(402)包括用于夹持电极焊丝并从电极焊丝源朝向导管拉动电极焊丝的多个驱动辊；以及转矩管理装置，操作性地耦接在电机与驱动辊组件之间，其中转矩管理装置(406)从第一电机接收旋转力并调节第一转矩以将第二转矩输出到驱动辊组件。

Wire feeder for welding

A wire conveying mechanism (12), preferably for welding, cladding or additive manufacturing equipment, has a sliding clutch mechanism (42) that can be connected to a motor. The wire conveying mechanism may include a wire feeder (108) for feeding electrode wire (314) in a welding system, the wire feeder (108) having a drive roller assembly (402) comprising a plurality of drive rollers for clamping electrode wire and pulling electrode wire from the electrode wire source toward the guide pipe; and a torque management device. The torque management device (406) receives rotating force from the first motor and adjusts the first torque to output the second torque to the drive roller assembly.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于焊接的送丝机
技术介绍
焊接就其核心来说是结合两片金属的方式。一些焊接工艺随着它们被执行而消耗焊丝。此焊丝可被称为电极焊丝、填充焊丝、加性焊丝或自耗焊丝等。送丝机用于各种焊接或熔覆应用中以将此焊丝送给到焊接或熔覆点。例如，送丝机可将焊丝提供到焊枪，其中焊枪转而将焊丝送给到电弧。本公开总的来说涉及送丝机，并且更明确地说，涉及用于例如焊接、熔覆和加性制造应用等金属加工应用中的送丝机。在电弧焊工艺(例如，熔化极气体保护电弧焊或药芯电弧焊)中，电极焊丝用于产生焊缝。在电极与工件的基底金属之间产生的电弧用于使工件的一部分熔融以形成熔融熔池，其中熔融熔池在凝固时产生焊缝。在这些情况下，焊丝被送给到熔池中或熔池附近。在钨极惰性气体(TIG)焊接中，例如，焊丝被送给到TIG电弧。以此方式，当工件相对于焊接布置移动(无论是工件移动还是焊接装备移动)时，熔池可被维持以产生连续焊缝或熔覆层。热丝焊接/熔覆是一种过程，其中金属填充焊丝通常被电阻性地加热到软化/塑性/半液相状态，这典型地是通过使电流在金属填充焊丝中流过而实现的。这减小所加热的焊丝被施加至的工件的基底金属所需的来自另一高功率能源的所添加的热的量。有益的是，将焊丝加热可使其失去水分，因此当焊丝进入焊接/熔覆熔池时，焊丝相对不含孔隙而且清洁，并且质量显著优于冷丝。焊丝通常是在例如激光或等离子体等高功率能量源之前或之后送给，其中高功率能量源进一步使焊丝材料或焊丝材料与工件的基底金属一起熔融以产生焊缝或熔覆层。在热丝焊接中，送丝的开始被极精确地定序以在所述过程可变得稳定并且处于稳态中之前防止焊丝的起弧或过度送给。通常，首先起始送丝。第二，焊丝接触工件。第三，将加热电力(例如，通过具有某电阻的焊丝而施加的电流)施加到焊丝。第四，焊丝在焊接/熔覆点(即，焊接/熔覆熔池)处加热到塑性/半液相。最终，在稳态中发生焊丝的送给和持续的高功率能量加热。例如钨极惰性气体焊接等热丝焊接的使用往往是较与部件和行业相关的。例如，热丝TIG广泛用于运输和发电行业中，包含用于造船业和用于改造大型发电厂的涡轮轴。热丝TIG还用于熔覆极大阀体焊缝(例如，石油行业的阀体焊缝)，其中焊机以高性能合金来熔覆阀体焊缝的内部。送丝机机构必须能够处置不同材料和大小的焊丝以适合于将被焊接的工件和将被执行的焊接操作。焊丝的典型大小范围是直径从约0.023英寸到0.052英寸。焊丝的典型材料包含钢、不锈钢和铝。电力可在送丝机处或在焊枪处施加到焊丝。送丝机通常具有可更换的焊丝卷轴，其中正被送给到电弧的焊丝从所述可更换的焊丝卷轴退绕。一个或更多个驱动辊夹持焊丝并从卷轴拉动焊丝，从而将焊丝穿过导管推动到焊枪和电弧。一些送丝机以恒定送给速率送给焊丝，但其它送丝机可响应于电弧长度和电压而改变送给速率。在推拉式送丝机中，例如，焊丝电极可按恒定转矩送给。推拉式焊机在焊丝电极的每一端包含电机。也就是说，送丝机中的电机推动焊丝电极，并且送丝枪中的电机拉动焊丝电极，因此通过保持焊丝电极被捕获在焊接导管内而减轻扭结。包含具有推动电机的送丝机以及具有拉动电机的焊炬组件的实例送丝系统由共同拥有的授予PeterDonaldMehn等人的第8,604,386号美国专利提供，该美国专利名为“焊丝送给系统和方法(WeldingWireFeedingSystemsandMethods)”。此外，送丝机可用于加性制造(有时被称为3D打印)中。在加性制造中，焊丝熔融以形成三维物体。因此，熔融焊丝的连续层在计算机控制下铺设。这些物体可以几乎是任何形状或几何结构，并且可从3D模型或其它电子数据源产生。现有技术送丝机机构很好地工作，并且已获得广泛认可，然而，现有推拉式送丝机使用恒定转矩电机以提供恒定送给速率，这是昂贵且具有局限性的。例如，在推拉式送丝机系统中使用恒定转矩电机需要系统仅专用于推拉式配置。因此，具有恒定转矩电机的现有系统无法在恒定速度仅推动模式中使用，而恒定速度仅推动模式是焊丝电极送给机的较常见的形式。因此，需要焊丝电极送给机机构的驱动送给辊的改进。
技术实现思路
本专利技术涉及焊接机，并且更明确地说，涉及在电弧焊接机中送给焊丝的设备，基本上如附图中的至少一幅所图示和/或结合附图中的至少一幅所描述，如权利要求书中更全面地阐述。根据第一方面，一种用于在焊接系统中送给电极焊丝的送丝机包括：驱动辊组件，所述驱动辊组件包括用于夹持电极焊丝并从电极焊丝源拉动电极焊丝并将电极焊丝朝向导管推动的多个驱动辊；第一电机，用于产生具有第一转矩的旋转力；以及转矩管理装置，操作性地耦接在第一电机与驱动辊组件之间，其中转矩管理装置从第一电机接收旋转力并调节第一转矩以将第二转矩输出到驱动辊组件。根据第二方面，一种用于在焊接系统中送给电极焊丝的送丝机包括：驱动辊组件，所述驱动辊组件包括驱动齿轮以及一个或更多个从动齿轮，其中所述驱动齿轮将旋转运动传递到所述一个或更多个从动齿轮，所述一个或更多个从动齿轮中的每一个具有轮毂，所述轮毂的尺寸和形状适于紧固驱动辊来夹持电极焊丝并将电极焊丝从电极焊丝源朝向导管拉动；第一电机，用于产生具有第一转矩的旋转力；以及转矩管理装置，经由第一驱动轴而耦接到第一电机并经由第二驱动轴而耦接到驱动齿轮，其中转矩管理装置从第一电机接收旋转力并调节第一转矩以将第二转矩输出到驱动齿轮。根据第三方面，一种用于在焊接系统中送给电极焊丝的送丝机包括：驱动辊组件，所述驱动辊组件包括驱动齿轮以及一个或更多个从动齿轮，其中所述驱动齿轮将旋转运动传递到所述一个或更多个从动齿轮，所述一个或更多个从动齿轮中的每一个具有轮毂，所述轮毂的尺寸和形状适于紧固驱动辊来夹持电极焊丝并将电极焊丝从电极焊丝源朝向导管拉动；第一电机，用于产生具有第一转矩的旋转力；电磁张紧装置，用于从第一电机接收旋转力并调节第一转矩以将第二转矩输出到驱动齿轮，其中电磁张紧装置经由第一驱动轴而耦接到第一电机并经由第二驱动轴而耦接到驱动齿轮；以及控制电路，操作性地耦接到所述电磁张紧装置，其中控制电路实时地监视第二转矩并响应于第二转矩相对于目标转矩范围的偏差而调整电磁张紧装置的一个或更多个参数。根据第四方面，一种焊丝输送机构包括：可连接到电机的滑动离合器机构。根据第五方面，一种金属加工设备包括：送丝枪；以及送丝机，被设置成将焊丝送给到送丝枪，其中送丝机包含滑动离合器。根据第六方面，一种设备包括：送丝枪；以及送丝机，被设置成将焊丝送给到送丝枪，其中送丝机包含在焊丝遭遇高于阈值的阻力时阻止焊丝的送给的滑动离合器。在某些方面中，驱动辊组件包括驱动齿轮和从动齿轮，转矩管理装置耦接到驱动齿轮。在某些方面中，第二转矩大于送给转矩且小于鸟巢化转矩。在某些方面中，转矩管理装置经由第一驱动轴而与第一电机可移除地耦接。在某些方面中，转矩管理装置经由第二驱动轴而与驱动辊组件可移除地耦接。在某些方面中，转矩管理装置与驱动辊组件整合在一起。在某些方面中，转矩管理装置经由驱动轴而与第一电机可移除地耦接。在某些方面中，控制电路根据设置在导管的远端处的送丝枪中的第二电机的测得操作速度而设定第一电机的操作速度。在某些方面中，电极焊丝源是焊丝卷轴。在某些方面中，转矩管理装置是提供恒定转矩的滑动离合器。在某些方面中，转矩管理装置是电磁过载保护耦接件。在某些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在焊接系统中送给电极焊丝的送丝机，所述送丝机包括：驱动辊组件，所述驱动辊组件包括用于夹持所述电极焊丝并从电极焊丝源拉动所述电极焊丝并将所述电极焊丝朝向导管推动的多个驱动辊；第一电机，用于产生具有第一转矩的旋转力；以及转矩管理装置，操作性地耦接在所述第一电机与所述驱动辊组件之间，其中所述转矩管理装置接收来自所述第一电机的所述旋转力并调节所述第一转矩以将第二转矩输出到所述驱动辊组件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.17 US 14/943,249;2016.04.15 US 62/322,933;1.一种用于在焊接系统中送给电极焊丝的送丝机，所述送丝机包括：驱动辊组件，所述驱动辊组件包括用于夹持所述电极焊丝并从电极焊丝源拉动所述电极焊丝并将所述电极焊丝朝向导管推动的多个驱动辊；第一电机，用于产生具有第一转矩的旋转力；以及转矩管理装置，操作性地耦接在所述第一电机与所述驱动辊组件之间，其中所述转矩管理装置接收来自所述第一电机的所述旋转力并调节所述第一转矩以将第二转矩输出到所述驱动辊组件。2.根据权利要求1所述的送丝机，其中所述驱动辊组件包括驱动齿轮和从动齿轮，所述转矩管理装置耦接到所述驱动齿轮。3.根据权利要求1所述的送丝机，其中所述第二转矩大于送给转矩且小于鸟巢化转矩。4.根据权利要求1所述的送丝机，其中所述转矩管理装置经由第一驱动轴而与所述第一电机可移除地耦接。5.根据权利要求4所述的送丝机，其中所述转矩管理装置经由第二驱动轴而与所述驱动辊组件可移除地耦接。6.根据权利要求1所述的送丝机，其中所述转矩管理装置与所述驱动辊组件整合在一起。7.根据权利要求6所述的送丝机，其中所述转矩管理装置经由驱动轴而与所述第一电机可移除地耦接。8.根据权利要求1所述的送丝机，其中控制电路根据位于所述导管的远端处的送丝枪中的第二电机的测量操作速度而设定所述第一电机的操作速度。9.根据权利要求1所述的送丝机，其中所述电极焊丝源是焊丝卷轴。10.根据权利要求1所述的送丝机，其中所述转矩管理装置是提供恒定转矩的滑动离合器。11.根据权利要求1所述的送丝机，其中所述转矩管理装置是电磁张紧装置。12.根据权利要求1所述的送丝机，其中所述转矩管理装置是电磁过载保护耦接件。13.根据权利要求1所述的送丝机，其中所述转矩管理装置是机械过载保护耦接器。14.根据权利要求1所述的送丝机，其中所述转矩管理装置是摩擦转矩限制器。15.根据权利要求1所述的送丝机，其中所述送丝机是长凳式送丝机。16.一种用于在焊接系统中送给电极焊丝的送丝机，所述送丝机包括：驱动辊组件，所述驱动辊组件包括驱动齿轮以及一个或更多个从动齿轮，其中所述驱动齿轮将旋转运动传递到所述一个或更多个从动齿轮，所述一个或更多个从动齿轮中的每一个具有轮毂，所述轮毂的尺寸和形状适于紧固驱动辊来夹持所述电极焊丝并将所述电极焊丝从电极焊丝源朝向导管拉动；第一电机，用于产生具有第一转矩的旋转力；以及转矩管理装置，经由第一驱动轴而耦接到所述第一电机并经由第二驱动轴而耦接到所述驱动齿轮，其中所述转矩管理装置接收来自所述第一电机的所述旋转力并调节所述第一转矩以将第二转矩输出到所述驱动齿轮。17.根据权利要求16所述的送丝机，还包括控制电路，用于根据位于所述导管的远端处的送丝枪中的第二电机的测量操作速度而设定所述第一电机的操作速度。18.根据权利要求17所述的送丝机，其中所述转矩管理装置是电磁张紧装置。19.根据权利要求18所述的送丝机，还包括用于响应于操作员输入而将所述第二转矩设定为期望转矩的操作员输入装置。20.根据权利要求19所述的送丝机，其中所述电磁张紧装置的磁力响应于所述操作员输入装置处的所述操作员输入而被调整。21.一种用于在焊接系统中送给电极焊丝的送丝机，所述送丝机包括：驱动辊组件，所述驱动辊组件包括驱动齿轮以及一个或更多个从动齿轮，其中所述驱动齿轮将旋转运动传递到所述一个或更多个从动齿轮，所述一个或更多个从动齿轮中的每一个具有轮毂，所述轮毂的尺寸和形状适于紧固驱动辊来夹持所述电极焊丝并将所述电极焊丝从电极焊丝源朝向导管拉动；第一电机，用于产生具有第一转矩的旋转力；电磁张紧装置，用于接收来自所述第一电机的所述旋转力并调节所述第一转矩以将第二转矩输出到所述驱动齿轮，其中所述电磁张紧装置经由第一驱动轴而耦接到所述第一电机并经由第二驱动轴而耦接到所述驱动齿轮；以及控制电路，操作性地耦接到所述电磁张紧装置，其中所述控制电路实时地监视所述第二转矩并响应于所述第二转矩相对于目标转矩范围的偏差而调整所述电磁张紧装置的一个或更多个参数。22.根据权利要求21所述的送丝机，其中所述一个或更多个参数包含由所述电磁张紧装置提供的磁力。23.根据权利要求22所述的送丝机，其中所述目标转矩范围是基于操作员输入装置处的操作员输入。24.一种焊丝输送机构，包括可连接到电机的滑动离合器机构。25.根据权利要求24所述的焊丝输送机构，其中所述滑动离合器机构具有阈值阻力选择机构，其中可经由所述阈值阻力选择机构以离散增量选择阈值阻力。26.根据权利要求24所述的焊丝输送机构，其中所述滑动离合器机构具有阈值阻力选择机构，其中可经由所述阈值阻力选择机构沿着闭联集选择阈值阻力。27.根据权利要求24所述的焊丝输送机构，其中所述滑动离合器机构是具有第一运动部件和第二运动部件以及轴的推动型摩擦离合器，所述第一运动部件包括接纳在所述轴上的旋转盘，所述第二运动部件包括安装在旋转构件上的摩擦构件，所述旋转构件也接纳在所述轴上。28.根据权利要求27所述的焊丝输送机构，其中所述旋转盘相对于所述旋转轴固定，并且所述旋转构件相对于所述旋转轴自由...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·D·拉赫蒂，理查德·比森，威廉·吉斯，埃里克·米勒，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US