具有快速釋放插入件的焊接頭的可調節的夾持機構的制作方法
【專利摘要】描述針對焊接頭(100)的技術、系統以及裝置，所述焊接頭(100)包括可調節的夾持機構(200)和/或快速釋放插入件。在一個方面，焊接頭具有可調節的夾持機構(200)，來夾持焊接工件，所述焊接頭包括焊接頭容納(106)結構、夾持構件(101)、柄部構件(103)以及致動器，所述焊接頭容納(106)結構具有接納焊接工件的開口(180)，所述夾持構件(101)位于所述焊接頭容納(106)結構的所述開口(180)內并且包括樞軸點來將所述焊接工件夾持到所述焊接頭，所述柄部構件(103)在所述樞軸點連接到所述夾持構件(101)，來在所述柄部構件(103)被移動時旋轉所述夾持構件(101)，所述致動器耦合到所述夾持構件(101)，以使所述夾持構件能夠在所述樞軸點樞轉到不同的夾持位置，以夾持不同大小的焊接工件。
【專利說明】具有快速釋放插入件的焊接頭的可調節的夾持機構

【背景技術】
[0001]本專利文件涉及焊接系統、裝置和方法。
[0002]大型工業應用(例如，金屬極惰性氣體(MIG)和鎢極惰性氣體(TIG)管或板焊接)中的焊接會涉及到在軌道焊接過程中將厚的工件焊接在一起。在軌道焊接中，焊接頭可以被安裝到工件上并且由馬達驅動來繞工件(例如管)連續旋轉360度，或者在管的一側繞管旋轉180度，然后在管的另一側重復頭旋轉。從小的標準工件到較大規格的工件，許多焊接應用要求精準焊接。軌道焊接過程可以是機械化和自動化的，這相對于手動焊接過程具有如下優勢，即包括一致的焊接可重復性、改善的焊接質量、減少的操作者疲勞、較高的生產輸出率和較低的廢品率以及在緊湊余隙下和難以達到的位置處進行焊接的降低的復雜度。例如，軌道焊接過程可以包括機械化的TIG焊接過程，所述機械化的TIG焊接過程使用夾合式(clamp-on)焊接接頭來結合管和管體段，其中所述管(或管體)保持固定并且焊炬可以繞焊接接頭自動旋轉，來完成整個焊接工作。夾合式焊接頭在焊接期間可以通過夾持機構以與所述管同心的方式被固定。夾合式焊接頭的夾持機構會顯著影響所述焊接的準確性。例如，通過所述夾持機構所述焊接頭到所述管的不穩定的或錯位的附接會造成不精準的焊接，這隨后會導致過早疲勞、損壞或破損。


【發明內容】

[0003]描述針對焊接系統的示例性技術、系統和裝置，所述焊接系統使用根據權利要求1、8或14中的任一項所述的焊接頭，所述焊接頭包括可調節的夾持機構和/或快速釋放插入件(insert)。
[0004]在所公開的技術的一個方面，根據權利要求1，具有可調節的夾持機構以夾持焊接工件的焊接頭被提供為包括焊接頭容納構件、夾持構件、柄部構件以及致動器，所述焊接頭容納構件被構造來包括接納焊接工件的開口 ；所述夾持構件位于所述焊接頭容納構件的所述開口內并且被構造為繞樞軸點是可移動的，來將所述焊接工件夾持到所述焊接頭，所述柄部構件在所述樞軸點連接到夾持構件，來在所述柄部構件被移動時旋轉所述夾持構件；所述致動器耦合到夾持構件，來使所述夾持構件能夠繞所述樞軸點樞轉到不同的夾持位置，以夾持不同大小的焊接工件。特別地，所述致動器可以被固定到所述焊接頭容納構件，和/或所述致動器的外端的旋鈕、凹陷或槽中的至少一個可以被配置來通過工具被轉動和/或所述柄部構件可以在接合處連接到被固定到所述焊接頭容納構件的錨部件，和/或夾持盤可以包括具有一定輪廓的表面和/或所述夾持盤可以是可互換的，和/或所述焊接工件可以包括管、管體、圓柱形工件、錐形工件或者矩形工件中的至少一個。
[0005]在另一方面，根據權利要求8，具有可釋放的插入機構來保持(hold)焊接工件的焊接頭包括焊接頭容納構件、夾持構件、插入部件以及附接機構，所述焊接頭容納構件被構造來包括接納焊接工件的開口和在所述開口內側的腔，所述夾持構件位于所述焊接頭容納構件的開口內，用來將所述焊接工件夾持到所述焊接頭，所述插入部件具有第一端和第二端，所述第一端適配所述腔，所述第二端被成形來相對所述夾持構件支撐所述焊接工件，所述附接機構在所述腔中，所述附接機構可釋放地接合所述腔中的所述插入部件的所述第一端。特別地，所述插入部件可以與另一插入部件是可互換的，和/或所述插入部件可以包括至少一個接觸盤來與所述焊接工件進行接觸，和/或所述至少一個接觸盤可以與其他接觸盤是可互換的。
[0006]在另一方面，根據權利要求14，具有可調節的夾持機構來接合焊接工件的焊接頭包括焊接頭容納構件、夾持構件、插入部件、附接機構、柄部構件以及致動器，所述焊接頭容納構件被構造來包括接納焊接工件的開口和在所述開口內側的腔，所述夾持構件位于所述焊接頭容納構件的所述開口內，用來將所述焊接工件夾持到所述焊接頭并且被構造來繞樞軸點樞轉，所述插入部件具有第一端和第二端，所述第一端適配所述腔，所述第二端被成形來相對所述夾持構件支撐所述焊接工件，所述附接機構在所述腔中，所述附接機構包括接合部分來可釋放地接合所述腔中的所述插入部件的所述第一端，所述柄部構件在所述樞軸點連接到所述夾持機構，來在所述柄部構件被移動時旋轉所述夾持構件，所述致動器I禹合到所述夾持機構，以使所述夾持機構能夠在樞軸接合處樞轉到不同的夾持位置，以夾持不同大小的焊接工件。
[0007]本專利文件中描述的主題可以以提供下述特征中的一個或更多個的具體方式來實施。例如，所公開的技術可以允許工件的夾持是容易地可調節和可達到的，例如通過允許使用者以一只手進行調節并且以另一只手進行夾持。夾持臂的夾持位置的調節可以被這樣實施，以致對柄部的夾持定位造成最小影響，例如，無論工件大小，柄部可以將任何大小的工件鎖定在同一位置。例如，鎖定位置可以便利通過夾持臂以少得多的為將柄部安置在鎖定位置的必須力來對工件施加很高的夾持力。附接到夾持臂的夾持板可以提供許多選項來與工件進行接觸。例如，夾持板可以被配置為具有長的長度以提供與工件的更多的軸接觸。夾持板還可以被成形來提供多于一個的接觸點。例如，夾持板可以針對工件的外徑被形成輪廓，例如，提供更大的接觸面積并且降低損壞工件的風險。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1A-圖1C示出以示例性可調節的夾持機構為特征的焊接頭的外部的示意圖。
[0009]圖2A-圖2B示出焊接頭中的示例性可調節的夾持機構的剖開視圖。
[0010]圖2C-圖2D示出在松開和夾持位置的示例性可調節的夾持機構的剖開視圖。
[0011]圖3A-圖3B示出被實施來夾持工件的示例性可調節的夾持機構的剖開視圖。
[0012]圖4A示出包括示例性快速釋放插入機構的焊接頭的外部的示意圖。
[0013]圖4B示出示例性快速釋放插入機構的剖開視圖。
[0014]圖4C示出包括具有釋放銷的示例性快速釋放插入機構的焊接頭的示意圖。
[0015]圖5A-圖5B示出示例性快速釋放插入機構的示意圖，其中插入部件固定到焊接頭并且從焊接頭釋放。
[0016]各個附圖中相似的參考符號和標號表不相似的部件。

【具體實施方式】
[0017]實施例被提供來圖示說明針對焊接系統的各種技術、系統和裝置，所述焊接系統使用焊接頭，所述焊接頭包括具有快速釋放插入件的可調節的夾持機構。
[0018]在一個方面，所公開的技術可以包括焊接系統(例如軌道焊接系統)中的焊接頭的可調節的夾持機構，其中焊接頭繞焊接工件行進。可調節的夾持機構可以被實施來將焊接頭固定到焊接工件(例如，管、管體或其他類型的焊接工件)上的適當位置。示例性焊接頭可以包括手持式或其他便攜式焊接頭。
[0019]圖1A示出以可調節的夾持機構為特征的示例性焊接頭100的外部的示意圖的二維頂部視圖。在本實施例中，焊接頭100被示為開放室的焊接頭(open-chamber weldhead)。在其他實施例中,焊接頭100可以為關閉室的焊接頭(closed-chamber weld head)。焊接頭100可以包括精密馬達和接合齒輪(例如，具有雙軸承的重載齒輪)，所述精密馬達和接合齒輪可以被裝在焊接頭容納構件(也被稱為焊接頭本體或容置部件)106中。焊接頭100包括蓋板(cover panel) 109，所述蓋板109覆蓋被裝于焊接頭容納構件106中的機構。例如，蓋板109可以為能夠通過螺釘或螺栓170被附接和分離的片狀金屬板。焊接頭100包括驅動齒輪175 (在剖開的框176中示出)，所述驅動齒輪175可以使焊接頭100在軌道焊接過程中能夠圍繞工件旋轉，例如在接合位置。焊接頭100包括開關閂408 (稍后在圖4A中示出)，所述開關閂408可以被用來脫開驅動齒輪175，例如使齒輪能夠自由轉動。焊接頭容納構件106可以容納生成電弧以進行焊接的電弧末梢、惰性氣體送進裝置以及焊絲送進器。這些示例性焊接部件可以經由環形齒輪177被配置在焊接頭100的另一側(例如，圖4A中所示的焊接頭100的視角)。焊接頭100包括為焊接操作者提供抓持區的主焊接頭柄105。焊接頭柄105可以是從容納構件106可分離的，例如，通過移除螺栓171 (稍后在圖1C中示出)。接口部件107被連接到焊接頭柄105的外端，這使焊接頭100和將電力供應至焊接頭100并且控制焊接頭100的焊接控制單元之間的電氣連接能夠實現。例如，接口部件107可以提供一裝置來便利對焊接頭100和焊接控制電路的供電、控制以及到焊接頭100和焊接控制電路和/或來自焊接頭100和焊接控制電路的數據傳輸。
[0020]如圖1A中所示,焊接頭容納構件106被構造來包括工件保持部件,所述工件保持部件具有開口 180來使焊接頭100能夠圍繞工件199進行結合。例如，工件199可以具有各種配置，包括，例如管、管體、其他圓柱形工件或者其他非圓柱形工件。工件保持部件包括開口 180內的可調節的夾持機構，用來接納并且保持不同尺寸的工件，從而焊接頭100可以可調適用于廣泛而多樣的焊接接頭。例如，焊接頭100被配置來保持不同尺寸或直徑的焊接工件，高達最大直徑181，所述最大直徑181由跨接合區域的虛線示出并且取決于開口 180及其間的夾持機構的配置。
[0021]圖1A通過所公開的技術的示例性可調節的夾持機構示出焊接頭100的夾持機構的某些細節。在該實施例中，可調節的夾持機構包括位于開口 180中的夾持臂101和在臂101的遠側端或靠近該遠側端的夾持板102。夾持臂101和夾持板102可以在周圍移動以改變或調節其位置來相對開口 180的內側夾緊工件。例如，夾持板102被這樣配置在夾持臂101上，以致其可以與工件199進行接觸。工件199可以被固定在本機構中的夾持臂101和某些其他固定的或可調節的聯動裝置(linkage)和表面(例如，插入件121和接觸盤122)之間。在某些實施例中，插入件121和接觸盤122可以為快速釋放(可附接的/可分離的)插入單元。在其他實施例中，焊接頭100可以包括被配置在固定位置的插入件121和接觸盤122 ;或者例如，接觸盤122可以直接被配置到容納構件106而沒有插入件121。示例性接觸盤122可以在工件199的一側提供夾持支撐，而示例性可調節的夾持機構的某些其他構件對另一側(例如夾持板102)供應夾持力。示例性可調節的夾持機構可以在工件199 (例如，夾持板102和工件199之間的接觸面)上提供至少一個接觸點和夾持力。
[0022]夾持臂101可以被連接到夾持柄部103，例如，所述夾持柄部103可以被示出為處于鎖定位置，沿著焊接頭柄105的邊延伸。調節旋鈕104被配置在焊接頭100的與夾持柄部103相對的側上。調節旋鈕104可以為使用者提供途徑來調節夾持臂101的位置，從而提供同心于工件的接觸和力。例如，當夾持柄部103在鎖定位置時(如圖1A中所示)，調節旋鈕104可以以一方向被旋轉來使夾持臂101朝向工件199移動，例如，如緊固使用。可替換地，例如，調節旋鈕104可以以相反的方向被旋轉來使調節旋鈕104移動離開工件199，例如，如放松使用。調節旋鈕104可以具有供手動轉動的帶滾花的端，或者調節旋鈕104可以具有旋鈕或凹陷或槽，例如，供利用工具轉動。在其他實施例中，調節旋鈕104可以為按鈕或其他配置來以平移的方式移動，以致調節臂104繞工件199緊固或放松。
[0023]圖1B和圖1C示出包括所公開的可調節的夾持機構的焊接頭100的各種三維視圖。圖1B示出可以與例如具有任何期望的形狀、輪廓或長度的另一接觸盤是可互換的示例性接觸盤122的表面。圖1C示出可以被制成任何期望的形狀、輪廓或長度的示例性夾持板102的表面。例如，各種夾持板可以被用于各種接觸選項并且針對各種接觸選項被互換。
[0024]圖2A示出可以在示例性焊接頭100中實施的可調節的夾持機構200的二維剖開視圖的實施例。在圖示說明的實施例中，可調節的夾持機構200包括六個部件(例如，201、202、203、204、205和106)。例如，部件201、202、203、204、205以及106可以由具有足以應付所施加的夾持力的足夠強度的材料制成，例如，鋼鐵和其他金屬材料或者復合材料。在某些配置中，例如，容納構件部件106例如可以由鋁制成，這可以提供減少的重量和更大的可加工性。在該實施例中，部件201在接合處211被連接到部件202。部件201可以具有在接合處211附接到部件202的一個樞軸點以及附接到焊接頭100的固定的樞軸點，例如，附接到容納構件106的結構的接合處215。在其他實施例中，部件201可以被包括作為焊接頭100的容納構件106的結構的一部分。部件202在接合處212被連接到部件203。還可以包括夾持柄部103的部件202可以通過使用接合處211和212在部件201和部件203之間創建聯接。部件203被連接到部件202和部件204并且可以包括夾持臂101。部件204可以為滑動件，所述滑動件被配置為處于這樣的位置，即在與部件203連接的接合處213具有樞軸點。部件205是可以被實施來移動夾持臂101的致動器。例如，致動器部件205可以為在部件204內自由旋轉、但相對于容置部件106被保持在適當位置上的螺釘。示例性螺釘式致動器部件205的外部區域可以包括調節旋鈕104。例如，部件204通過螺紋連接件214被連接到示例性螺釘式致動器部件205。示例性的螺釘式致動器部件205通過軸環216被保持在適當位置上，保持其在容置部件106中，從而致動器部件205得以自由旋轉而不進行軸向移動。例如，因為致動器部件205在軸向上被保持在容置部件106內的適當位置上，旋轉示例性螺釘式致動器部件205導致部件204的直線平移，例如，滑動運動。
[0025]可調節的夾持機構200在部件203上的一點(spot)和滑動部件204之間還可以具有張力彈簧。示例性彈簧207可以起到多種作用。例如，如圖2A中所示的，即使夾持臂101沒有被夾持在工件上，當夾持柄部103被移動到鎖定位置時，彈簧207可以將可調節的夾持機構200保持在鎖定位置。例如，鎖定位置可以包括同軸(in-line)(例如，以180角)或過心(over-center)(例如，過180度角)定向的部件201和202。例如，部件201和202的同軸或過心配置可以使夾持載荷能夠施加力來使角度進一步轉動過180度角(例如，而不是迫使夾持件到打開位置)。容置部件106和/或部件201和202可以進一步包括這樣的步驟或聯接構件，所述步驟或聯接構件提供進一步的支撐來防止進一步的旋轉并且保持可調節的夾持機構200鎖定在適當位置。例如，當聯接達到特定角度(例如，185度角)時，示例性步驟或聯接件可以提供從部件201到容置部件106的接觸，以防止進一步旋轉。打開位置可以包括以小于同軸的角度的角度(例如，如圖2C中所示的接近直角)定向的部件201和202。例如，當打開可調節的夾持機構200到打開位置(例如，通過將夾持柄部103旋轉離開焊接頭柄105)時，彈簧207可以輔助打開夾持臂101離開工件。
[0026]圖2B示出示例性可調節的夾持機構200的另一剖開視圖，示出致動器部件205為螺接到部件204的螺紋連接件214中的螺釘。示例性致動器部件205的調節旋鈕104區域可以在容置部件106的外側突伸，來為使用者提供調節夾持臂101位置的途徑。例如，當可調節的夾持機構200位于鎖定位置時，例如，部件201和202被鎖定為過心的(例如，以基本上180度角對齊)，轉動示例性螺釘式致動器部件205可以使部件204這樣滑動，以致其移動夾持臂101的樞軸點213 (例如，驅動部件203離開并且朝向夾持機構中的工件)。在該實施例中，部件205致動部件204以使部件203通過在接合處212進行樞轉來離開或朝向工件移動。這可以調節部件203的夾持位置以容納不同大小的工件(例如，具有不同外徑的管)。例如，致動器部件205可以被螺接到部件204的螺紋連接件214 (例如，通過容置部件106并且由軸環216保持在適當位置)，以致通過轉動螺釘式致動器部件205，部件204可以以平移運動滑動。例如，通過在一個方向上轉動致動器部件205，部件204可以向前滑動并且驅動部件203離開要被夾持的工件，例如，來精準地接合外徑相對較大的工件。同樣，例如，通過在另一方向上轉動致動器部件205，部件204可以向后滑動并且朝向要被夾持的工件驅動部件203，例如，來精準地接合外徑相對較小的工件。
[0027]圖2C和圖2D示出這樣的示例性剖開示意圖，所述示例性剖開示意圖以處于打開位置(圖2C)和夾持位置(圖2D)的夾持臂101和夾持柄部103的兩種安置方式為特征。例如，部件202的夾持柄部103區域可以被移動來驅動部件203設置夾持臂101的位置。例如，圖2C示出當夾持柄部103被移動到“打開”位置時，夾持臂101可以移動離開示例性工件，例如，擺動離開置于插入件121的接觸盤122上的管299。同樣，例如，圖2D示出當夾持柄部103被移動到“鎖定”位置時，夾持臂101可以朝向示例性工件移動，例如，朝向管299擺動。在這種情況下，部件201和202之間的旋轉可以被配置為是受限的，以致它們可以移動到略微過心的位置或者形成基本上180度角。部件201和202之間的這種示例性受限的旋轉可以使得可調節的夾持機構200當被夾持在管299上時，鎖定在適當位置。
[0028]圖3A和圖3B示出這樣的示例性剖開示意圖，所述示例性剖開示意圖以焊接頭100的夾持機構200的夾持或鎖定位置與不同外徑的工件同心為特征，例如，其中所述夾持柄部103被安置在相同的鎖定位置上。例如，圖3A示出被安置在鎖定位置的夾持柄部103以及夾持到置于插入件321的接觸盤322上的大型工件(具有大的外徑)398的夾持臂101。如圖3A中所示的，夾持臂101可以被安置在距離互補(complimentary)插入件321較遠距離處，以容納較大的工件398，例如，如先前描述的，通過使用調節旋鈕104經由部件204和205調節部件203的位置。圖3B示出被安置在鎖定位置的夾持柄部103以及被夾持到置于插入件323的接觸盤324上的小工件(具有比工件398更小的外徑)399的夾持臂101。如圖3B中所示的，夾持臂101可以被安置在距離互補插入件321較近距離處，以容納較小工件399，例如，如先前描述的，通過使用調節旋鈕104經由部件204和205調節部件203的位置。同樣，例如，為了容納較大工件398 (在圖3A中)或者較小工件399 (在圖3B中)，插入盤322和插入件321可以被配置為各種角度、間隔、形狀、輪廓或者其他設計參數。例如，插入件321可以通過包括在焊接頭100本體內的固定機構(例如，容納構件106)保持在適當位置。例如，如在本專利文件中稍后所描述的，固定機構可以包括釋放機構，例如固定到焊接頭100的本體的快速釋放銷，所述快速釋放銷可以通過插入件321中的孔被插入。
[0029]在用于實施可調節的夾持機構200的另一實施例中，夾持柄部103可以被包括作為部件201而不是部件202的一部分。在該示例性配置中，使用者可以以與鎖定或打開夾持機構200相反的方向旋轉夾持柄部103。
[0030]在可調節的夾持機構200的另一實施例中，接合處212可以被配置為固定的樞軸點，以致夾持臂101可以被用來夾持和松開工件。在該實施例中，致動器部件205可以被實施來移動滑動部件204，所述滑動部件204繞接合處212樞轉部件203，除了提供可調節的夾持功能外，這可以導致焊接頭被夾持到工件和/或從工件松開。在該實施例中，部件201和202可以從可調節的夾持機構200被排除。
[0031]所公開的可調節的夾持機構可以被這樣配置，以致調節旋鈕104在焊接頭100的與夾持柄部103相反的側上。該示例性配置可以允許夾持臂位置(例如，夾持臂101的位置)是可容易調節和接近的，例如，通過允許使用者以一只手進行調節并且以另一只手進行夾持。在實施例中，其中滑動部件204的行進方向接近垂直于部件203，夾持臂101的夾持位置的調節對柄部的夾持定位幾乎不造成影響。如此一來，對于夾持不同大小的工件來說，夾持柄部103可以鎖定到同一位置。例如，使用附接到夾持臂的夾持板提供許多選項來與工件進行接觸。示例性夾持板102可以被配置為具有長的長度來提供與工件的更多軸向接觸。夾持板102還可以被形成來提供多于一個接觸點。例如，夾持板102還可以針對示例性工件的外徑被配置來形成輪廓，例如，來提供更多的接觸面積并且降低使工件下凹的風險。在接合處211的鎖定位置(這可以將部件201和202安置在過心位置)，當將來自柄部的力傳送到夾持臂時，可以提供實質性的機械益處。例如，接合處211的鎖定位置可以通過夾持臂101對工件施以高夾持力，其中相對小量的力用來閉合柄部(例如，將夾持柄部103安置在鎖定位置)。
[0032]在另一方面，所公開的技術可以包括焊接頭夾持機構的快速釋放插入件，所述快速釋放插入件可以在通過焊接頭進行夾持期間為工件提供固定界面來進行接觸。圖4A示出包括快速釋放插入機構400的示例性焊接頭100的外部的示意圖的二維視圖。示例性可釋放的插入機構400可以包括插入部件421以及一個或更多個接觸盤422。圖4A中示出的示例性可釋放的插入機構400被配置來在工件499上提供至少兩個接觸點和力，例如，這可以在軌道焊接系統中實現，在軌道焊接系統中焊接頭100被固定到工件499。可釋放的插入機構400還可以被配置來在工件499上提供一個接觸點和力，例如，通過包括插入部件421和一個接觸盤422。示例性插入部件421被附接到焊接頭100的容納構件106。附接到插入部件421的示例性的一個或更多個接觸盤422可以在工件499的一側提供夾持支撐，而焊接頭100的夾持機構(例如，可調節的夾持機構200)的某些其他構件，例如夾持板102，對另一側供應夾持力。可釋放的插入機構400還可以包括固定裝置來將插入部件421相對于焊接頭100的本體保持在適當位置。在圖4A中的示例性視圖中還示出的是開關閂408，所述開關閂408可以被用來脫開驅動齒輪，例如，使齒輪繞夾持的工件499能夠自由轉動。焊接頭柄105可以例如通過移除螺栓171 (如圖1C中先前所示的)來與焊接頭100分離，并且在圖4A中沒有被示出。
[0033]圖4B示出包括可釋放的插入機構400的焊接頭100的示例性剖開視圖。示例性可釋放的插入機構400可以包括快速釋放銷423，所述快速釋放銷423具有可以被按壓來固定和/或移除插入部件421的按鈕424。例如，視圖框428示出快速釋放銷423的剖開視圖，這示出快速釋放銷423可以包括球427 (例如，兩個或四個球)，所述球427突伸于靠近釋放銷423的外部區域的軸的側之外。示例性的球427可以固定插入部件421。例如，按壓按鈕424可以允許球427縮回到軸中，由此允許插入部件421在釋放銷423上滑動或者滑離釋放銷423。在某些實施例中，快速釋放銷423可以包括另一裝置來固定插入部件421，例如，球427可以被配置為成角度的件，例如，爪。插入部件421可以被配置為一定形狀，以致其提供在焊接頭100的本體內的自對齊。例如，插入部件421可以包括成角度的表面425，所述成角度的表面425以基本上精準的方式與焊接頭100的本體的表面對齊。例如，成角度的表面425可以包括形成引導插入部件421就位的錐形部分的多個表面(例如，兩個表面)。快速釋放銷423的示例性功能可以包括將插入部件421保持在焊接頭100內的適當位置，以致焊接頭100可以置于工件上而相對于工件499是松開的，例如，工件499與一個或更多個接觸盤422接觸。例如，一旦夾持力被施加，則來自夾持的工件的載荷可以相對焊接頭100的本體直接壓抵插入部件421，并且所述本體可以承受該載荷。
[0034]圖4C示出包括具有釋放銷423和按鈕424的快速釋放插入機構400的焊接頭100的外部的三維示意視圖。該附圖示出按鈕424從銷423被包含于其中的凹陷區域429向外突伸。快速釋放銷423的按鈕424可以被包含在凹陷區域429中，例如，來防止按鈕的意外壓下而進行插入部件421的不期望的釋放。
[0035]圖5A-圖5B示出以固定在焊接頭100中并且從焊接頭100釋放的所公開的插入件為特征的示意圖的示例性三維視圖。例如，圖5A示出所公開的插入件(例如，插入部件421和接觸盤(一個或多個)422)安置在插入位置(例如，插入件置入(insert in))。圖5B示出所公開的插入件安置在釋放位置(例如,插入件取出(insert out))。圖5B中的示意圖還示出釋放銷423的終端突伸到焊接頭100的腔之外，所述釋放銷423的終端可以被配置來在成角度的表面425處與匹配其幾何形狀的插入部件421對齊。
[0036]所公開的該插入機構可以被包括作為所公開的軌道焊接頭系統中的可調節的夾持機構的一部分，例如，這可以將焊接頭牢固地保持在管上的適當位置。所公開的插入機構可以包括下述特征并且提供下述益處。所公開的插入件(例如，插入部件421和接觸盤(一個或多個)422)可以根據使用者的需要被制成許多不同類型。例如，使用者在現場可以攜帶許多不同類型的插入件并且根據所需對齊進行改換。例如，所公開的插入件可以被標記或彩色編碼，指示相應的管大小，從而使用者可以容易地識別所公開的插入件的哪種配置要被使用在工件上。此外，多個固定/釋放裝置可以被用在可釋放的插入機構400中。例如，插入部件421還可以通過彈簧加載球止動銷被保持在適當位置，例如，這可以涉及促使插入件置入和取出，以克服球的止動力。或者，例如，插入部件421還可以通過常規螺栓被保持在適當位置。
[0037]例如,每個插入件(例如,插入部件421和接觸盤(一個或多個)422)可以被設計用于特定大小的工件，例如，提供焊接頭關于工件的精確同心性，而不存在對位置方面調節的任何需要。一旦夾持載荷被施加，則所公開的可釋放的插入件的形狀以及所述可釋放的插入件位于其中的袋狀件可以被設計來將插入件自動定位在適當位置。所公開的插入件可以針對特定夾持接觸要求被配置。例如，所公開的插入件可以被制成為具有超長接觸板以在焊接頭和工件之間提供更好的垂直性；或者所公開的插入件可以被制成具有這樣的具有一定輪廓的夾持表面，所述具有一定輪廓的夾持表面匹配工件來防止下凹；或者所公開的插入件可以被制成來容納非圓形或非圓柱形管。這些示例性插入件可以根據期望或根據空間允許情況被容易地改換。例如，所公開的插入件可以通過快速釋放銷來保持并且所公開的插入件的安裝和移除可以利用推動按鈕來被容易地執行和實現。例如，所公開的插入件的安裝、調節、更換和/或移除可以在不使用工具的情況下執行。所公開的插入件可以將夾持載荷直接傳送通過插入件，進入焊接頭的主本體，由此使軌道焊接頭系統能夠是非常結實的并且禁得住非常高的夾持力，允許到管的非常剛性的連接。
[0038]盡管本專利文件包含許多細節，這些不應被認為是對任何發明或可以被要求保護的內容的范圍的限制，相反地，應當被認為是對這樣的特征的說明，所述特征對特定發明的特定實施方案可以是特有的。本專利文件中在單獨實施方案的上下文中描述的特定特征還可以在單個實施方案中以組合的方式來實現。相反地，單個實施方案的上下文中描述的各種特征還可以單獨地或以任何適合的子組合的方式以多個實施方案來實施。此外，盡管特征在上面可以被描述為以特定組合的方式起到作用，甚至是初始地如此被要求保護，可以在某些情形下從所要求保護的組合中去掉來自所述組合的一個或更多個特征，并且所要求保護的組合可以涉及子組合或子組合的變化方式。
[0039]只有若干實施方式和實施例被描述，可以基于在本專利文件中所描述和圖示說明的內容實現其他實施方式、增強形式和變化方式。
[0040]參考標號:
[0041]100焊接頭207彈簧
[0042]101夾持臂或構件211接合處
[0043]102夾持板或盤212接合處
[0044]103夾持柄部或構件 213樞軸點
[0045]104旋鈕214螺紋連接件
[0046]105焊接頭柄215接合處
[0047]106容納構件或容置部件216軸環
[0048]107接口部件299管
[0049]109蓋板321插入件
[0050]121插入件或插入部件 322接觸盤
[0051]122接觸盤323插入件
[0052]170螺釘或螺栓324接觸盤
[0053]171螺栓398工件
[0054]175驅動齒輪399工件
[0055]176剖開的框400插入機構
[0056]177環形齒輪408開關閂
[0057]180開口421插入部件
[0058]181最大直徑422接觸盤
[0059]199工件423銷或釋放銷
[0060]200夾持機構424按鈕
[0061]201部件425表面
[0062]202部件427球
[0063]203部件428視圖框
[0064]204滑動部件429凹陷區域
[0065]205部件499工件
【權利要求】
1.一種焊接頭(100)，所述焊接頭(100)具有可調節的夾持機構(200)來夾持焊接工件，所述焊接頭(100)包括: 焊接頭容納構件(106)，所述焊接頭容納構件(106)被構造來包括接納焊接工件的開口 (180)； 夾持構件，所述夾持構件位于所述焊接頭容納構件(106)的所述開口內并且被構造為繞樞軸點是可移動的來將所述焊接工件夾持到所述焊接頭(100)； 柄部構件(103)，所述柄部構件(103)在所述樞軸點被連接到所述夾持構件(101)，來在所述柄部構件(103)被移動時旋轉所述夾持構件(101);以及 致動器，所述致動器耦合到所述夾持構件(101)來使所述夾持構件能夠繞所述樞軸點樞轉到不同的夾持位置，以夾持不同大小的焊接工件。
2.如權利要求1所述的焊接頭，其中所述致動器通過連接在所述夾持構件和所述致動器之間的滑動構件被耦合到所述夾持構件，其中，特別地，所述滑動構件包括帶螺紋的腔來連接被配置為螺釘的致動器。
3.如權利要求2所述的焊接頭，其中所述致動器，特別地被配置為螺釘，通過在軸向方向上移動所述滑動構件以致使所述夾持構件繞所述樞軸點漸進地旋轉來設定所述夾持構件的夾持位置。
4.如權利要求1至3中的任一項所述的焊接頭，還包括連接所述夾持機構和所述滑動機構的張力彈簧。
5.如權利要求1至4中的任一項所述的焊接頭，其中所述柄部構件使所述夾持構件能夠在所述柄部構件朝向第一位置被移動時在夾持方向上旋轉到夾持位置，并且使所述夾持構件能夠在所述柄部構件朝向第二位置被移動時在松開方向上旋轉到松開位置。
6.如權利要求1至5中的任一項所述的焊接頭，還包括在所述致動器的外端的旋鈕(104)，所述旋鈕(104)被配置有供手動轉動的滾花表面。
7.如權利要求1所述的焊接頭，其中所述夾持構件(101)包括夾持盤(102)來提供針對所述焊接工件的接觸區域。
8.一種焊接頭(100)，所述焊接頭(100)具有可釋放的插入機構(400)來保持焊接工件，所述焊接頭(100)包括: 焊接頭容納構件(106)，所述焊接頭容納構件(106)被構造來包括接納焊接工件的開口(180)和在所述開口內側的腔； 夾持構件(101)，所述夾持構件(101)位于所述焊接頭容納構件(106)的所述開口(180)內，來將所述焊接工件夾持到所述焊接頭(100)； 插入部件(121 ;421)，所述插入部件(121 ；421)具有第一端和第二端，所述第一端適配所述腔，所述第二端被成形來相對所述夾持構件(101)支撐所述焊接工件；以及 所述腔中的附接機構，所述附接機構可釋放地接合所述腔中的所述插入部件(121 ；421)的所述第一端。
9.如權利要求8所述的焊接頭，其中所述插入部件(421)的所述第一端具有成角度的表面，所述成角度的表面被配置來將所述插入部件與所述腔內的所述焊接頭容納構件(106)的互補的成角度的表面對齊。
10.如權利要求8或9所述的焊接頭，其中所述插入部件(121；421)被配置為在被附接到所述焊接頭時具有延伸出所述腔的特定長度。
11.如權利要求8至10中的任一項所述的焊接頭，其中所述附接機構包括銷(423)，所述銷(423)使所述插入部件(421)能夠附接到所述焊接頭(100)并且能夠與所述焊接頭(100)分離，特別地，其中所述銷是彈簧加載的球止動銷。
12.如權利要求11所述的焊接頭，其中所述銷(423)包括按鈕(424)，所述按鈕(424)在被按壓時使所述插入部件(421)能夠與所述焊接頭(100)分離。
13.如權利要求12所述的焊接頭，其中所述按鈕(424)被容納在所述焊接頭容納構件(106)的凹陷的腔中。
14.一種焊接頭(100)，所述焊接頭(100)具有可調節的夾持機構，來接合焊接工件，所述焊接頭(100)包括: 焊接頭容納構件(106)，所述焊接頭容納構件(106)被構造來包括接納焊接工件的開口(180)和在所述開口(180)內側的腔； 夾持構件(101)，所述夾持構件(101)位于所述焊接頭容納構件(106)的所述開口(180)內，用來將所述焊接工件夾持到所述焊接頭(100)，所述夾持構件(101)被構造來繞樞軸點樞轉； 插入部件(121 ;421)，所述插入部件(121 ；421)具有第一端和第二端，所述第一端適配所述腔，所述第二端被成形來相對所述夾持構件(101)支撐所述焊接工件； 所述腔中的附接機構，所述附接機構包括接合部分來可釋放地接合所述腔中的所述插入部件(121 ；421)的所述第一端； 柄部構件(103)，所述柄部構件(103)在所述樞軸點被連接到所述夾持構件(101)，來在所述柄部構件(103)被移動時旋轉所述夾持構件(101);以及 致動器，所述致動器耦合到所述夾持構件(101)來使所述夾持構件能夠繞所述樞軸點樞轉到不同的夾持位置，以夾持不同大小的焊接工件。
15.如權利要求14所述的焊接頭，其中所述接合部分包括銷(423)和按鈕(424)，所述銷(423)使所述插入部件(121 ；421)能夠附接到所述焊接頭(100)，所述按鈕(424)在被按壓時使所述插入部件能夠與所述焊接頭(100)分離。
【文檔編號】B23K37/053GK104321160SQ201380026007
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年5月17日 優先權日:2012年5月18日
【發明者】J·C·斯尼德, V·米勒 申請人:林肯環球股份有限公司