CN102059446A - 用于焊接器的快速转换工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于焊接器的快速转换工具。一种焊接组件包括：具有焊接端的焊头，其内适合于接收焊头的一部分的极座，以距焊头的焊接端预定距离联接到极座的第一调整环，和邻近第一调整环联接到极座的第二调整环，其中第二调整环包括用于调整第一调整环和第二调整环的相对位置的精细调整装置。

Description

用于焊接器的快速转换工具

技术领域

本发明总的涉及高频焊接。更具体地，本发明涉及焊接组件和用于快速转换焊接组件的方法。

背景技术

目前的超声波焊接系统并非装配为支持大规模的生产设备。超声波焊头的故障频度和焊头故障的方式经常是不可预测的。许多故障造成了“紧急设备维修”，以及延长的停工时间和对于客户的运输计划的显著风险。

本领域中目前的超声波焊接系统不适合快速的转换特征或标准的基准特征。因此，对于在生产设备内使用的超声波焊接系统，目前没有标准化的和可重复的替换设定。

希望的是开发用于超声波焊接系统的焊接组件和用于焊接组件的设定夹具，其中焊接组件和设定夹具提供了用于快速转换、可重复设定、目标极调整和标准离线初始设定的装置。

发明内容

根据本发明，令人惊奇地获得了用于超声波焊接系统的焊接组件和用于焊接组件的设定夹具，其中焊接组件和设定夹具提供了用于快速转换、可重复设定、目标极调整和标准离线初始设定的装置。

在一个实施例中，焊接组件包括具有焊接端的焊头，其内适合于接收焊头的一部分的极座，以距焊头的焊接端预定距离联接到极座的第一调整环，和邻近第一调整环联接到极座的第二调整环，其中第二调整环包括用于调整第一调整环和第二调整环的相对位置的精细调整装置。

在另一个实施例中，用于焊接组件的设定夹具包括框架，联接到框架的用于接收焊接组件的芯轴定位器，联接到框架的用于接收焊接组件的焊头的焊接端且将焊头定位在希望的径向位置的径向定位器，和邻近径向定位器布置且邻接焊接组件的极座的焊头定位器，其中焊头定位器便于将焊接组件的构造标准化。

本发明也提供了用于构造焊接组件的方法。

一个方法包括如下步骤：提供具有框架的设定夹具；提供联接到框架的适合于允许焊接组件的极座通过的芯轴连接器；提供联接到框架且邻接焊接组件的极座的焊头定位器，其中焊头定位器便于将焊接组件的构造标准化；和提供联接到框架的用于接收焊接组件的焊头的焊接端且将焊头定位在希望的旋转位置的径向定位器。

本发明提供以下技术方案：

方案1.一种焊接组件包括：具有焊接端的焊头；适于在其内接收焊头的一部分的极座；以距焊头的焊接端预定距离联接到极座的第一调整环；和与第一调整环相邻地联接到极座的第二调整环，其中第二调整环包括用于调整第一调整环和第二调整环的相对位置的精细调整装置。

方案2.根据方案1所述的焊接组件，进一步包括联接到极座的定位器，其中定位器包括圆形端部以接合焊头。

方案3根据方案1所述的焊接组件，其中焊头包括基准结构以与定位器协作。

方案4.根据方案1所述的焊接组件，其中第一调整环和第二调整环的至少一个是裂口环。

方案5.根据方案1所述的焊接组件，其中第一调整环和第二调整环的至少一个包括用于调整其内径的快速联接器。

方案6.根据方案1所述的焊接组件，其中第一调整环包括形成在其上的槽以接收用于调准焊接组件的销。

方案7.根据方案6所述的焊接组件，其中第一调整环包括布置在槽内的柔性片以调整槽的尺寸。

方案8.根据方案1所述的焊接组件，其中精细调整装置是布置为在从第一调整环的表面突出的调准销上施加力的千分尺，以调整第一调整环和第二调整环的相对位置。

方案9.根据方案1所述的焊接组件，其中焊头与加速器联接，且加速器的至少一部分被极座接收。

方案10.一种用于焊接组件的设定夹具，该设定夹具包括：框架；联接到框架的用于接收焊接组件的芯轴定位器；联接到框架的用于接收焊接组件的焊头的焊接端且将焊头定位在希望的径向位置的径向定位器；和邻近径向定位器布置且邻接焊接组件的极座的焊头定位器，其中焊头定位器便于将焊接组件的构造标准化。

方案11.根据方案10所述的设定夹具，其中框架的一部分包括开孔以便于接近焊接组件。

方案12.根据方案10所述的设定夹具，其中芯轴定位器包括从该芯轴定位器的表面突出的销以用于将焊接组件定位在希望的定向。

方案13.根据方案12所述的设定夹具，其中焊接组件包括形成在其内的槽以用于接收从芯轴定位器突出的销。

方案14.根据方案10所述的设定夹具，其中焊头定位器定位在距芯轴定位器预定的距离处以便于将焊接组件的构造标准化。

方案15.根据方案10所述的设定夹具，进一步包括联接到框架的夹板以将焊接组件的极座的位置相对于设定夹具固定。

方案16.一种用于构造焊接组件的方法，所述方法包括如下步骤：提供具有框架的设定夹具；提供联接到框架的芯轴连接器，该芯轴连接器适于允许焊接组件的极座通过其中；提供联接到框架且邻接焊接组件的极座的焊头定位器，其中焊头定位器便于将焊接组件的构造标准化；和提供联接到框架的用于接收焊接组件的焊头的焊接端且将焊头定位在希望的旋转位置的径向定位器。

方案17.根据方案16所述的方法，其中芯轴定位器包括从该芯轴定位器的表面突出的销以用于将焊接组件定位在希望的定向。

方案18.根据方案17所述的方法，其中焊接组件包括形成在其内的槽以用于接收从芯轴定位器突出的销。

方案19.根据方案16所述的方法，其中焊头定位器定位在距芯轴定位器预定的距离处以便于将焊接组件的构造标准化。

方案20.根据方案16所述的方法，进一步包括将极座和焊接组件的焊头的位置相对于设定夹具固定的步骤。

附图说明

本发明的以上的和其他的优点将从如下的优选实施例的详细描述中结合附图考虑对于本领域一般技术人员而言变得清楚，附图中：

图1是根据本发明的实施例的焊接组件的侧透视图，其中焊接组件示出为处于竖直位置；

图2是图1的焊接组件的前透视图，其中焊接组件示出为处于水平位置；

图3是图1和图2的焊接组件的设定夹具的前透视图；

图4是图3的设定夹具的后透视图；

图5是图1和图2的焊接组件的座的左侧透视图；和

图6是图5的座的右侧透视图。

具体实施方式

如下的详细描述和附图描述且图示了本发明的多种实施例。描述和附图用于使本领域一般技术人员能够制造和使用本发明，且不意图于以任何方式限制本发明的范围。在所公开的方法方面，给出的步骤在本质上是示例性的，因此步骤的次序不是必需的或关键的。

图1至图2图示了根据本发明的实施例的快速改变焊接组件10或超声波组件。如所示出，焊接组件10包括极座12或套，焊头14，加速器16或增幅器，第一调整环18和第二调整环20。

极座12是大体圆柱形形状的中空管。然而，可以使用任何形状和尺寸。极座12适合于在其内接收焊头14和加速器16的至少一个。在示出的实施例中，极座12包括多个开孔，所述开孔用于接收定位器22和多个用于将焊头14按希望地在极座12内调准的定位螺钉24的至少一个。作为非限制性示例，定位器22安装到极座12的外侧表面26，其中定位器22的圆形端部28延伸通过极座12以接合焊头14。应理解的是定位器可以具有预定的尺寸，用于将焊头14调准且定位在极座12内。作为另一个非限制性示例，极座12接收三个定位螺钉24，定位螺钉24的每个具有用于接合焊头14的平的端部。应理解的是极座12可以包括用于接收任何个数的定位螺钉24和定位器22的任何个数的开孔和通孔。

焊头14包括具有焊接端32的主体30。焊头14联接到加速器16，以向焊头14提供预定的运动或振动。作为非限制性示例，焊头14以超声波频率水平被驱动。在示出的示例中，焊头14和加速器16接收在极座12内。焊头14包括基准结构33，例如用于接收定位器22且定位焊头14的凹陷。作为非限制性示例，基准结构33定位在焊头的主体30上的节点处。然而，任何个数的基准结构可用于将焊头14按希望地在极座12内调准。

第一调整环18围绕极座12的外侧表面26布置。第一调整环18典型地是裂口环，所述裂口环具有用于调整裂口环内径的联接器34。如所示出，联接器34是快速联接器，它具有布置为通过第一调整环18的裂口部分的联接棒36。联接棒36的一端包括调整螺母38，且联接棒36的相对端包括凸轮杆40。应理解的是，调整螺母38和凸轮杆40协作以调整第一调整环18的内径。进一步理解的是可使用用于调整第一调整环18的内径的任何装置，且可使用任何类型的调整环。

第一调整环18也包括形成在第一调整环18的外侧边缘44中的可调整宽度的槽42。柔性片46邻近槽42布置，且适合于接收来自多个销48或定位螺钉的“挠曲”力。例如，销48在片46上施加力以调整槽42的尺寸。作为另外的示例，片46形成在第一调整环18的外侧边缘44中。应理解的是任何个数的销可用于在片46上施加力以调整槽42的宽度。进一步应理解的是槽42可具有任何尺寸且可定位在任何位置处，且可使用任何类型的调整环。

第二调整环20布置为围绕极座12的外侧表面26且邻近第一调整环18。第二调整环20典型地是裂口环，所述裂口环具有用于调整裂口环内径的联接器50。如所示出，联接器50是布置为通过第二调整环20的裂口部分的螺栓或螺钉。应理解的是可使用用于调整第一调整环18的内径的任何装置，例如类似于联接器34的快速联接装置。

第二调整环20也包括精细调整装置52。如所示出，精细调整装置52是千分尺。特别地，销54布置在第一调整环18内且在第二调整环20的方向上从第一调整环18延伸。精细调整装置52的调整构件56布置为通过第二调整环20的一部分，且邻接销54。张紧装置58(例如，弹簧加载的销)布置在第二调整环20的一部分内与调整手柄56对齐且邻接销54。调整手柄56的旋转运动在定位销上施加力以调整第一调整环18和第二调整环20的相对位置。

图3至图4图示了根据本发明的实施例的用于接收焊接组件10的设定夹具59。设定夹具59包括框架60，所述框架60具有基部62和背板64，径向定位器66，焊头定位器68，芯轴定位器70和夹板72。

径向定位器66联接到基部62且包括用于接收焊头14的焊接端32的槽74。焊头定位器68联接到径向定位器66且包括用于接收焊头14的至少部分的焊头槽76。

芯轴定位器70联接到背板64且适合于允许焊接组件10的一部分通过其中。芯轴定位器70也包括从其表面突出的销80。作为非限制性示例，销80定位为被第一调整环18的可调整宽度的槽42接收。

夹板72是裂口环，所述裂口环具有用于调整其内径的联接器82。如所示出，联接器82是类似于联接器34的快速联接器。然而，可以使用用于调整夹板72的内径的任何装置。

当设定夹具59使用时，极座12布置为穿过芯轴定位器70和夹板72，其中极座12的一部分邻接焊头定位器68。第一调整环18布置为围绕极座12且邻近芯轴定位器70。作为非限制性示例，第一调整环18定位为将销80布置在可调整宽度的槽42内。第二调整环20布置为围绕极座12且定位为接收调整手柄56和张紧装置58之间的定位销54。作为非限制性示例，精细调整装置52设定为“零”或中点位置。应理解的是第一调整环18和第二调整环20可相对彼此移动，直至一个充分地紧固到极座12。

焊头14和加速器16布置在极座12内，其中焊头14的一部分延伸通过焊头槽76，且焊头14的焊接端32接收在径向定位器66的槽74内。应理解的是焊头定位器68的尺寸提供了用于焊头14相对于极座12的位置的标准。进一步理解的是径向定位器66提供了焊头14在极座12内的径向调准。

一旦焊头14布置在极座12内，则定位器22的圆形端部28与焊头14的基准结构33对齐，且定位器22联接到极座12。夹板72通过锁定凸轮杆82固定到极座12。第一调整环18和第二调整环20每个固定到极座12。应理解的是第一调整环18相对于焊接端32的位置基于设定夹具59的尺寸被标准化。定位螺钉24抵靠焊头14拧紧。作为非限制性示例，背板64包括开孔83以提供接近位于邻近背板64的至少一个定位螺钉24的通道。一旦定位螺钉24的每个被紧固，则焊接组件10从设定夹具59移开用于使用。

图5和图6图示了根据本发明的实施例的用于焊接组件10的座84。如所示出，座84包括壳体86，所述壳体86限定了接收焊接组件10的腔。夹88布置在腔内且联接到壳体86。作为非限制性示例，夹88是用于在其内接收和固定极座12的延长的裂口环。夹88包括多个用于调整夹88的内径的联接器90。如所示出，联接器90的每个是类似于联接器34的快速联接器。夹88也包括从其表面突出的销92。作为非限制性示例，销92定位为被焊接组件10的第一调整环18的可调整宽度的槽42接收。应理解的是可使用任何个数的联接器90和用于调整夹88的内径的任何装置。进一步应理解的是任何安装装置和结构可用于将焊接组件10联接到任何控制系统，例如机器人系统或机器人臂。

在使用中，焊接组件10布置在夹88内，其中第一调整环18邻接夹88和壳体86的至少一个的一部分。应理解的是第一调整环18与焊头14的焊接端32基于设定夹具59的预定尺寸间隔开。一旦焊接组件10到位，则夹88的联接器90调整为将焊接组件10固定在其内。

根据本发明的焊接组件10、设定夹具59、座84和方法提供了优于现有技术的多个益处。本发明最小化了对于手工工具的需要，因此简化了设定，转换和替换过程，且最小化了所要求的较高水平支撑的介入。本发明提供了快速的转换工具，使得整个焊接组件10可在数分钟内替换，因此最小化了停机时间且最大化了生产效率。本发明也提供了目标的极调整。焊接组件10、设定夹具59和座84为操作者提供了基准位置和目标测量系统以进行进一步调整。特别地，焊头14包括基准结构33以最小化关键的应力产生因素，最小化了不希望的停机时间，简化了焊头14的更换，且使得所得到的焊接在转换后大体上可重复。

对于前述描述，本领域一般技术人员可容易地获知本发明的本质特征，且对本发明进行多种改变和修改而不偏离本发明的精神和范围，以使本发明适合于多种使用和条件。

Claims (10)

1.一种焊接组件，包括：

具有焊接端的焊头；

适于在其内接收焊头的一部分的极座；

以距焊头的焊接端预定距离联接到极座的第一调整环；和

与第一调整环相邻地联接到极座的第二调整环，其中第二调整环包括用于调整第一调整环和第二调整环的相对位置的精细调整装置。

2.根据权利要求1所述的焊接组件，进一步包括联接到极座的定位器，其中定位器包括圆形端部以接合焊头。

3.根据权利要求1所述的焊接组件，其中焊头包括基准结构以与定位器协作。

4.根据权利要求1所述的焊接组件，其中第一调整环包括形成在其上的槽以接收用于调准焊接组件的销。

5.根据权利要求4所述的焊接组件，其中第一调整环包括布置在槽内的柔性片以调整槽的尺寸。

6.根据权利要求1所述的焊接组件，其中精细调整装置是布置为在从第一调整环的表面突出的调准销上施加力的千分尺，以调整第一调整环和第二调整环的相对位置。

7.根据权利要求1所述的焊接组件，其中焊头与加速器联接，且加速器的至少一部分被极座接收。

8.一种用于焊接组件的设定夹具，该设定夹具包括：

框架；

联接到框架的用于接收焊接组件的芯轴定位器；

联接到框架的用于接收焊接组件的焊头的焊接端且将焊头定位在希望的径向位置的径向定位器；和

邻近径向定位器布置且邻接焊接组件的极座的焊头定位器，其中焊头定位器便于将焊接组件的构造标准化。

9.根据权利要求8所述的设定夹具，进一步包括联接到框架的夹板以将焊接组件的极座的位置相对于设定夹具固定。

10.一种用于构造焊接组件的方法，所述方法包括如下步骤：

提供具有框架的设定夹具；

提供联接到框架的芯轴连接器，该芯轴连接器适于允许焊接组件的极座通过其中；

提供联接到框架且邻接焊接组件的极座的焊头定位器，其中焊头定位器便于将焊接组件的构造标准化；和

提供联接到框架的用于接收焊接组件的焊头的焊接端且将焊头定位在希望的旋转位置的径向定位器。

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