CN101658995A - 连续焊下料侧齿条机构 - Google Patents

Abstract

一种连续焊下料侧齿条机构，它包括底座、超薄气缸、其特征是：底座上设置轨道并固定连接导柱，在导柱上滑动组装带外齿条的齿条滑动座，齿条滑动座的下表面设置作用斜面，超薄气缸的活塞杆连接吊耳，在吊耳上通过连接轴连接作用轴承和接触轨道的轴承。本发明的积极效果是：能实现对不等厚两块短板、多组进行输送定位，也能对板长超过3.5M的不等厚两块钢板实施连续输送定位，从而满足精密导轨输送定位机的使用要求。

Description

连续焊下料侧齿条机构

技术领域

本发明属于一种激光焊接设备，特别是一种适用于精密导轨输送定位机的连续焊下料侧齿条机构。

背景技术

激光拼焊是将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材或铝材焊接成一块整体板，以满足零部件对材料性能的不同要求。激光焊接凭着多项显著的优点，非常适合用于生产轿车用拼焊板。激光拼焊在汽车工业中已成为标准工艺，车身面板经激光拼焊后再进行冲压，这样制成的面板结构能达到最合理的金属组合。目前，激光拼焊技术已在欧洲、美国、日本等国家得到应用。但是，研发使用的设备都局限于短板拼接，且焊接工作台运动轨迹均是穿梭式往复工作方式。对于板长超过3.5M的不等厚两板焊接没有解决方案。究其原因主要是设备对于焊接板材的输送及定位问题没有解决。因此提供一种理想的焊接板材定位装置是研发新一代激光拼焊输送定位机的关键课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续焊下料侧齿条机构，能实现对不等厚两块短板、多组进行输送定位，也能对板长超过3.5M的不等厚两块钢板实施连续输送定位，满足精密导轨输送定位机的使用要求。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：它包括底座、超薄气缸、其特征是：底座上设置轨道并固定连接导柱，在导柱上滑动组装带外齿条的齿条滑动座，齿条滑动座的下表面设置作用斜面，超薄气缸的活塞杆连接吊耳，在吊耳上通过连接轴连接作用轴承和接触轨道的轴承。

本发明的积极效果是：能实现对不等厚两块短板、多组进行输送定位，也能对板长超过3.5M的不等厚两块钢板实施连续输送定位，从而满足精密导轨输送定位机的使用要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的俯视图。

图4a、b是吊耳的形状主视图、俯视图。

图5是组装有本发明装置的精密导轨输送定位机的示意图。

图6是图5的I部放大示意图。

图7是图5的II部放大示意图。

图8是图5的III部放大示意图。

图9是图6的俯视图。

图10是图7的俯视图。

图11是图8的俯视图。

图12是本发明与精密导轨输送定位机的相关部件传动关系示意图。

图13是图6的A-A剖视图。

图14是图13的局部放大示意图(滑块与导轨的组装结构)。

图15是图7的D部结构放大示意图(磁力吸合装置)。

图16是图15的左视图(只表达磁力吸合装置部分)。

图17是图6的B部结构放大示意图(连续焊上料侧齿条机构)。

图18是图17的左视图。

图19是连续焊上料侧齿条机构的主视图。

图20是图19的K-K剖视图。

图21是图7的E部放大示意图(非连续焊齿条机构)。

图22是图21的左视图。

图23、图24是非连续焊齿条机构的主视图、左视图。

图25是图7的C部结构放大示意图(气控多点精密定位装置)。

图26是图25的左视图。

图27是图25的G-G剖视图。

图28是26的俯视图。

具体实施方式

见图1-4，本发明具体结构如下：在底座1的侧板上通过连接件固接超薄气缸2，在底座1的水平板上设置轨道7并固定连接四个导柱5，在导柱5上滑动组装齿条滑动座4，齿条滑动座4上端设置外齿条3。齿条滑动座4的下表面设置作用斜面6。超薄气缸2的活塞杆连接吊耳10，在吊耳10上通过连接轴11连接一个作用轴承8和在轨道上滚动的两个轴承9。

工作原理：当超薄气缸2工作，活塞杆伸出时，吊耳10驱动三个轴承运行，其中两个轴承9在轨道7上滚动，作用轴承8通过作用齿条滑动座4下表面的作用斜面6，逐渐顶起齿条滑动座4，其上端的外齿条3也向上位移了一定位置，与整个工作系统中的磁力吸合装置离合齿轮17-2接触啮合，即带动离合齿轮17-2转动。反之，当超薄气缸2工作，活塞杆缩回时，吊耳10驱动三个轴承反向运行，其中作用轴承8逐渐脱离齿条滑动座4下表面的作用斜面6，齿条滑动座4落下一定位置，其上端的外齿条3也向上位移了一定位置，使外齿条3在整个工作系统中与磁力吸合装置的离合齿轮17-2脱离，结束了传动的工作状态。

本发明应用涉及的精密导轨输送定位机的技术内容如下：

见图5-11，在支撑框架13上组装两组4条并列的上下闭环状导轨14。在导轨14上组装多个滑块23，各滑块23上固定能沿环形导轨运行的单元工作台板22(见图9、13、14)，由多个单元工作台板22组成环状运行的工作台面。

见图5-11，设备的主传动轮21和从传动轮15均为齿轮，两个传动轮上组装带啮合齿的同步带16，在外侧有连接凸耳24(见图16)。主传动轮21与伺服电机减速装置传动连接。主传动轮的传动轴与从传动轮的传动轴分别安装在主传动轴支撑架和从传动轴支撑架上。

见图17、15、16，在每个单元工作台面的台板22上组装磁力吸合装置17，其结构如下：在台板22上镶装上磁钢架17-7，在上磁钢架17-7内排列组装由磁钢17-13与隔磁板17-12相间隔的磁钢组，在上磁钢架21-7的下面设置箱体17-4，箱体17-4通过连接件固定于台板22上，箱体17-4内上部设置下磁钢架17-6，下磁钢架17-6内排列组装由磁钢17-11与隔磁板17-10相间隔的磁钢组，下磁钢架17-6内的底部设置两偏心轴作用侧板17-14，并设置与箱体底面滑动配合的滑动平面，在箱体17-4内下部组装转轴17-3，转轴17-3的外端连接磁力离合齿轮17-2，与转轴17-3整体连接偏心轴17-5，偏心轴17-5位于两偏心轴作用侧板17-14内侧。箱体的下端连接传动架17-8，传动架17-8上组装销轴17-9。传动架17-8通过销轴17-9连接同步带16上的连接凸耳24。

工作原理：当在台板22上的待焊金属板需要定位焊接时，通过对离合齿轮17-2的传动，偏心轴17-5发生转动，被作用的下磁钢架17-6发生位移一定位置，此位置的下部磁钢与上部磁钢相对应，产生的磁力对待焊金属板牢牢吸住，即可进行下属工序，当在台板22上的金属板需要脱离磁力时，通过对离合齿轮17-2的传动，偏心轴17-5发生转动，被作用的下磁钢架17-6发生一定位移，此位置的下部磁钢与上部磁钢相互错开，产生的磁力消失，台板22上的金属板即可移动。

见图6、17-20，在支撑框架13的端部组装连续焊上料侧齿条机构18，它是用于板长超过3.5M的不等厚两块钢板的焊接定位。在底座18-1的侧板上通过连接件固接超薄气缸18-2，在底座18-1的水平板上固定连接四个导柱18-5，在导柱18-5上滑动组装齿条滑动座18-4，齿条滑动座18-4上端设置内齿条18-3。齿条滑动座18-4同时设置作用底板18-11，在作用底板18-11的上表面设置有作用斜面18-10，在作用斜面18-10的上方留有作用轴承运行空间。超薄气缸18-2的活塞连接吊耳18-13，在吊耳18-13上通过连接轴18-15连接一个作用轴承18-12和接触限位轨道的两个轴承18-14。在底座18-1上通过螺杆18-6和连接套18-8固接限位压板18-7，限位压板18-7设置两条朝向下的限位轨道18-16，以便于两个轴承18-14在上滚动。在齿条滑动座18-4的下面组装顶起弹簧18-9。

当超薄气缸18-2工作，活塞杆伸出时，吊耳18-13驱动三个轴承运行，其中作用轴承18-12通过作用底板的作用斜面18-10爬到作用底板18-11的上表面，与此同时弹簧18-9被压缩，齿条滑动座18-4向下滑动一定位置，其上端的内齿条18-3也向下位移了一定位置，从而使内齿条18-3与磁力吸合装置的离合齿轮17-2接触啮合，即带动离合齿轮转动。反之，当超薄气缸18-2工作，活塞杆缩回时，吊耳18-13驱动三个轴承反向运行，其中作用轴承18-12脱离作用底板18-11的上表面，与此同时弹簧18-9释放，顶起齿条滑动座18-4向上滑动一定位置，其上端的内齿条18-3也向上位移了一定位置，使内齿条18-3脱离磁力吸合装置的离合齿轮17-2，结束了传动的工作状态。

见图6、21-24，在支撑框架13上排列组装多个非连续焊接齿条机构19，它是用于不等厚两块短板焊接定位，其结构是：底座19-1上固定连接四个导柱19-3，在导柱19-3上滑动组装滑动座19-4，在底座19-1的两侧组装两个顶起滑动座的超薄气缸19-2，滑动座19-4的上部固接驱动水平齿条的超薄气缸19-6，超薄气缸19-6的活塞连接吊耳19-5，吊耳19-5通过连接轴19-9连接直角弯水平齿条19-7，水平齿条19-7在齿条轨道19-8上滑动，齿条轨道19-8固定在超薄气缸19-6的上部。水平齿条19-7能与磁力吸合装置的离合齿轮17-2啮合传动。

当需要进入工作状态时，启动超薄气缸19-2，滑动座19-4向上位移，其上的水平齿条19-7与离合齿轮17-2接触啮合，启动超薄气缸19-6，驱动水平齿条19-7水平运动，即带动离合齿轮17-2转动。

见图7、25-28，在两条工作台面之间的支撑框架13上组装多台气控多点精密定位装置20，它用于两块待焊拼板的拼接定位。此装置通过底座20-2与支撑框架13用连接件固定。装置的底座20-2上通过连接件固定连接基座组件，基座组件是由将四周围起、而中间为装配空间的两个基座20-8.1、20-8.2组成。在两侧分别固接带两个长滑孔20-10的镶块20-9、20-14。在基座组件内组装两个能上下滑动的靠平件20-12、20-13，两个靠平件的定位上端面一个为平面，另一个为斜面。在两个靠平件的两侧分别固定滑销20-11，滑销20-11的外端插入到两侧镶块的长滑孔20-10中。在基座组件的两侧分别组装超薄气缸20-5、20-15，两超薄气缸的活塞分别连接吊耳20-5.1、20-5.2，两个靠平件的下端分别连接由平连杆20-4.1(20-4.2)与Y型连杆20-7.1(20-7.2)组成的两连杆，两连杆的另一端连接吊耳20-5.1、20-5.2。两连杆的中间轴20-6.1(20-6.2)连接下连杆20-3.1(20-3.2)，下连杆通过销轴20-1转动连接在基座上。

工作原理：当控制使汽缸20-15工作、推动连杆机构使靠平件20-13向上移动，靠平件上端凸起此机构的上平面约3mm。此时，将待焊接钢板b(薄钢板)的一端面靠紧定位靠平件20-13的内侧面。此后，磁力吸合装置工作，牢牢吸住待焊接钢板b，接着汽缸20-15反向工作，活塞杆带动连杆机构使靠平件20-13向下移动至与此机构上表面为同一平面；然后汽缸20-5工作、通过连杆机构使靠平件20-12向上移动，靠平件上端凸起此机构的上平面约1～1.5mm。此时，将待焊接钢板a(厚钢板)的一端面靠紧靠平件20-12的内侧面。此后、磁力吸合装置工作，牢牢吸住待焊接钢板a，接着汽缸20-5反向工作，汽缸杆带动连杆机构使靠平件20-12向下移动至与此机构上表面为同一平面；

随后，同步带带动磁力吸合装置按直线导轨的轨迹运动，激光头(图5中上方部件)开始实施对待焊接件a、b进行焊接。

此定位机构的优点是两块待焊接板的定位过程中两快板之间不直接发生定位撞击，不产生位移，因此可提高焊缝质量。

组装本发明装置的精密导轨输送定位机工作过程：

1、对板长超过3.5M的不等厚两块钢板进行连续焊接：当要拼焊的钢板准确定位后，通过自动控制系统控制使伺服电机工作，主传动轮25、从传动轮19同步转动。同步带20拖动磁力吸合装置，与之连接的单元工作台面沿精密导轨轨迹运动。当该磁力吸合装置运行到连续焊上料侧齿条机构22处时，通过自动控制系统控制执行汽缸工作，使连续焊上料侧齿条机构的齿条带动离合齿轮转动，磁力吸合装置吸住待焊接的两块钢板，并与同步带沿精密导轨的轨迹行走，同时激光焊接设备工作，对待焊接的钢板焊缝实施焊接。当焊接完成的钢板行走到连续焊下料侧齿条机构24时，连续焊下料侧齿条机构24按其系统指令执行，执行汽缸工作，使连续焊下料侧齿条机构的齿条带动磁力吸合装置的离合齿轮反向转动，吸盘磁场消失，焊接后的钢板按精密导轨方向继续移动，使其脱离工作台，后续待焊接钢板按其工作流程工作即完成连续焊接。

2、对不等厚两块短板的非连续焊接：主传动轮25通过同步带20使从传动轮19同步转动。同步带20拖动磁力吸合装置0，与之连接的单元工作台面沿精密导轨轨迹运动。当该磁力吸合装置运行到连续焊上料侧齿条机构22处时，通过自动控制系统控制执行汽缸工作，使连续焊下料侧齿条机构24的齿条带动离合齿轮-转动，磁力吸合装置产生强大吸力同时吸住待焊接的两块钢板，并与同步带沿精密导轨的轨迹行走，同时激光焊接设备工作，对待焊接的钢板焊缝实施焊接。当焊接完成的钢板行走到另一侧的非连续焊接齿条机构时，该齿条机构按其系统指令使磁力吸合装置的离合齿轮反方向转动，磁力吸合装置磁场消失，焊接后的钢板按精密导轨方向继续移动，使其脱离工作台，并被直角坐标机器人将此工件移至下一工位。

Claims (1)

1、一种连续焊下料侧齿条机构，它包括底座、超薄气缸、其特征是：底座上设置轨道并固定连接导柱，在导柱上滑动组装带外齿条的齿条滑动座，齿条滑动座的下表面设置作用斜面，超薄气缸的活塞杆连接吊耳，在吊耳上通过连接轴连接作用轴承和接触轨道的轴承。

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