CN102922134B - 一种激光焊接表芯的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种激光焊接表芯的装置。通过推杆、支座、顶杆、中间板、右侧板、左侧板、外罩、螺杆、左侧轴承、右侧轴承、顶杆压盖，推杆压盖、挡板和外罩压盖等结构实现在焊接石英挠性加速度计表芯时，既整周同轴旋转表芯又偏心加载预紧力的目的。本发明与目前激光焊接装置相比，可实现表芯在焊接装置上整周同轴连续焊接，提高生产效率，降低生产成本；本发明提供的装置，减少了人为因素对产品质量的影响，提高了激光焊接质量和表芯焊接质量的一致性；与目前激光焊接装置相比，本发明实现了表芯整周焊接时始终受预紧力夹紧，确保表芯装配时预紧力的有效传递。

Description

一种激光焊接表芯的装置
技术领域
本发明属于一种激光焊接辅助装置，具体涉及一种焊接石英挠性加速度计表芯的装置。
背景技术
石英挠性加速度计(以下简称加速度计)由表头和伺服电路构成，其中表头由表芯、隔离环及壳体组成，而表芯由上力矩器、摆组件、下力矩器和腹带组成。部分型号加速度计表芯装配时，由V形块定位上、下力矩器和摆组件位置；由于表芯中心不能受力，所以偏心施加预紧力将三者夹紧；将腹带套在上、下力矩器及摆组件三者结合处，并通过激光焊接将上、下力矩器和腹带牢固焊接在一起，实现表芯装配。作为加速度计的核心部件，表芯的装配质量直接影响加速度计的整体性能。
现有技术中，存在一种预紧力施加装置，该装置如图1、图2所示，表芯受顶杆3和推杆1所施加预紧力偏心加载，即预紧力施力点与表芯中心不重合，表芯偏心加载如图6、图7所示。激光焊接时首先手动翻转表芯，表芯以加载施力点为轴偏心转动。此时在腹带两侧依次点焊，通过点焊将腹带与上、下力矩器预固定；点焊后，手动拆下表芯，将表芯固定于激光机卡盘，由卡盘旋转实现表芯腹带连续焊或部分连续焊接。
上述激光焊接装置存在如下缺陷：采用现有装置的表芯在绕施力点旋转时，待焊接处无法始终位于激光焊接平面，因此表芯无法在焊接装置上实现整周连续焊接；采用手动翻转表芯进行点焊，若操作不当，易使表芯受力点偏移；先点焊后连续焊的方式，无法实现表芯在整个焊接过程中始终受预紧力夹紧，且增加了作业者操作难度和劳动强度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种实现加速度计表芯整周同轴旋转焊接，同时，可以保证预紧力偏心加载于加速度计表芯的石英挠性加速度计表芯自动焊接装置。
一种激光焊接表芯的装置，包括推杆、支座、顶杆、中间板、右侧板、左侧板、外罩、螺杆、左侧轴承、右侧轴承、顶杆压盖、推杆压盖、挡板和外罩压盖等。
所述的左侧板中心为阶梯孔，阶梯孔的大径部分与左侧轴承的外圈配合，左侧轴承内圈与外罩的外圆小径段配合，外罩为阶梯型圆筒结构，通过外罩压盖固定于左侧板，外罩左端由左侧板的左侧伸出，伸出长度为便于激光焊接机卡盘夹持的尺寸，右端安装顶杆，顶杆为阶梯柱状结构，大径端与外罩内圆大径配合，小径端穿过顶杆压盖，顶杆压盖为中间带通孔的圆片结构，顶杆压盖与外罩连接实现顶杆的径向定位。
所述的中间板中心开有阶梯孔，右侧轴承外圈与阶梯孔的大径部分配合，右侧轴承内圈与推杆阶梯轴的小径端配合，推杆大径端从推杆压盖的中心孔伸出，推杆压盖与中间板连接，实现推杆的径向定位，挡板固定在中间板右侧。
所述的推杆和顶杆的小径前端分别设有柱状结构，该柱状结构中心线偏离推杆的中心线，所述的推杆小径前端的柱状结构与顶杆小径前端的柱状结构同轴。其相对于顶杆和推杆中心线的偏移量为表芯偏心加载的偏移量。
所述的右侧板中心为螺纹孔结构，螺杆的螺纹部分，旋合穿过螺纹通孔，并与固定在中间板右侧的挡板接触。
表芯在焊接时，左端与顶杆接触，右端与推杆接触，螺杆与挡板接触，旋转螺杆，螺杆推动挡板，使中间板沿表芯轴向移动，实现表芯的夹紧。
本发明与现有技术相比的有益效果：
(1)本发明通过在左侧板和中间板分别同轴安装左侧轴承和右侧轴承，在推杆和顶杆小径前端分别设置同轴的偏心柱状结构，可以保证在整周旋转焊接时，预紧力始终偏心加载于加速度计表芯上，不会损坏加速度计表芯，同时实现表芯在焊接装置上整周连续焊接，提高生产效率，降低生产成本。
(2)本发明提供的装置，减少了人为因素对产品质量的影响，提高了激光焊接质量和表芯焊接质量的一致性，与目前激光焊接装置相比，本发明实现了表芯整周焊接时始终受预紧力夹紧，确保表芯装配时预紧力的有效传递。
附图说明
图1为目前激光焊接装置结构正视示意图；
图2为目前激光焊接装置结构俯视示意图；
图3为本发明提供的激光焊接装置结构正视示意图；
图4为本发明提供的激光焊接装置结构俯视示意图；
图5为本发明提供的激光焊接装置结构A-A剖视旋转后示意图；
图6为表芯偏心加载侧面示意图。
图7为表芯偏心加载正面示意图。
图中1为推杆，2为支座，3为顶杆，4为中间板，5为右侧板，6为左侧板，7为外罩，8为螺钉，9为螺杆，10为力传感器，11为信号处理电路，12、13为轴承，14为顶杆压盖，15为推杆压盖，16为挡板，17为外罩压盖，18为中间板压板。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明进行介绍：
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种实现整周同轴旋转且预紧力偏心加载的石英挠性加速度计表芯自动焊接装置，如图3、图4和图5所示。
本发明包括支座2、左侧板6、中间板4、右侧板5、顶杆3、推杆1、螺杆9和预紧力测试系统。
左侧板6中心为阶梯孔，阶梯孔的大径部分与左侧轴承12的外圈配合，左侧轴承12内圈与外罩7的外圆小径段配合，外罩7通过顶杆压盖14固定于左侧板6，外罩7为阶梯型圆筒结构，其左端由左侧板6的左侧伸出，伸出长度为便于激光焊接机卡盘夹持的尺寸，外罩7通过顶杆压盖14固定于左侧板6，顶杆压盖14为中间带通孔的圆片结构，顶杆压盖14与外罩7连接实现顶杆3的径向定位。
右侧板5中心为螺纹孔结构，螺杆9的螺纹部分，旋合穿过螺纹通孔，并与固定在中间板4右侧的挡板16接触。
中间板4中心开有阶梯孔，右侧轴承13外圈与阶梯孔的大径部分配合，右侧轴承13内圈与推杆1阶梯轴的大径端配合，推杆1另一端从推杆压盖15的中心孔伸出，推杆压盖15与中间板4连接，实现推杆1的径向定位，表芯在焊接时左端与顶杆3接触，右端与推杆1接触，中间板4可相对于支座2沿表芯轴向移动，实现表芯的夹紧。
左侧板2中安装的左侧轴承12和中间板4安装的左侧轴承13成对使用，二者是可承受轴向载荷的轴承，包括角接触球轴承或圆锥滚子轴承。
顶杆3为阶梯圆柱结构，大径端与外罩7内圆大径配合，小径端穿过顶杆压盖14，小径前端是偏心圆柱结构。
推杆1大径端与右侧轴承13内圈配合，小径端从推杆压盖15的中心孔伸出，推杆压盖15与中间板4连接，实现推杆1的径向定位，推杆1小径前端是偏心圆柱结构。
推杆1前端的圆柱结构与顶杆3前端的圆柱结构中心线共线，圆柱相对于顶杆3和推杆1中心线的偏移量为表芯偏心加载的偏移量。
中间板的支脚19下表面与支座2上表面接触，上表面与中间板压板下表面接触，使中间板4座落于支座2之上
左侧板6通过螺栓紧固方式与支座2连接，或与支座2做成一体式。
顶杆3小径前端的偏心圆柱结构与顶杆3连接或成一体式。
推杆1小径前端的偏心圆柱结构可与推杆1连接或成一体式。
挡板16可与中间板4连接或成一体式。
右侧板5与支座2连接或成一体式。
外罩7内部安装力传感器10，其左端与外罩7内圆阶梯轴轴肩接触，右端与顶杆3接触，力传感器10通过导线与信号处理电路11连接，信号处理电路11用于处理力传感器信号并显示预紧力值。信号处理电路11是带LED显示的信号处理电路。
轴承12、轴承13、力传感器10、顶杆3、推杆1和螺杆9中心线共线。
本发明工作原理：
参见图2所示，表芯经V形块定位后，旋转螺杆9推动中间板4沿支座2向表芯方向移动，移动过程中顶杆3前端的小圆柱及推杆1前端的小圆柱中心线共线，且穿过表芯预紧力施力点。继续旋转螺杆9直至推杆1、表芯和顶杆3三者紧密接触，此时精密测力传感器10受力，并在带LED显示的信号处理电路显示力值，当带LED显示的线号处理电路11显示预紧力达到要求后，向上提起本发明装置与V形块脱离，并将本发明装置置于激光焊接机工作台，确保外罩7的中心轴线与激光焊接机卡盘中心共线。用卡盘夹紧外罩7从左侧板6探出的外伸部分，启动激光焊接机，并调用相应焊接程序，从装置顶端对表芯进行焊接。借助于左侧轴承12，激光机卡盘带动外罩7旋转，从而带动推杆1旋转，由于预紧力的存在，表芯和推杆1借助于右侧轴承13实现整周旋转，从而实现表芯整周激光焊接。
本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (2)

1.一种激光焊接表芯的装置，其特征在于：包括推杆(1)、支座(2)、顶杆(3)、中间板(4)、右侧板(5)、左侧板(6)、外罩(7)、螺杆(9)、左侧轴承(12)、右侧轴承(13)、顶杆压盖(14)、推杆压盖(15)、挡板(16)和外罩压盖(17)；
所述的左侧板(6)中心为阶梯孔，阶梯孔的大径部分与左侧轴承(12)的外圈配合，左侧轴承(12)内圈与外罩(7)的外圆小径段配合，外罩(7)为阶梯型圆筒结构，通过外罩压盖(17)固定于左侧板(6)，外罩(7)左端由左侧板(6)的左侧伸出，右端安装顶杆(3)，顶杆(3)为阶梯柱状结构，大径端与外罩(7)内圆大径配合，小径端穿过顶杆压盖(14)，顶杆压盖(14)为中间带通孔的圆片结构，顶杆压盖(14)与外罩(7)连接实现顶杆的径向定位；
所述的中间板(4)中心开有阶梯孔，右侧轴承(13)外圈与阶梯孔的大径部分配合，右侧轴承(13)内圈与推杆(1)阶梯轴的大径端配合，推杆(1)小径端从推杆压盖(15)的中心孔伸出，推杆压盖(15)与中间板(4)连接，实现推杆(1)的径向定位，挡板(16)固定在中间板(4)右侧；
所述的推杆(1)和顶杆(3)小径前端分别设有柱状结构，该柱状结构中心线偏离推杆(1)的中心线，所述的推杆(1)小径前端的柱状结构与顶杆(3)小径前端的柱状结构同轴；
所述的右侧板(5)中心为螺纹孔结构，螺杆(9)的螺纹部分，旋合穿过螺纹通孔，并与固定在中间板(4)右侧的挡板(16)接触；
表芯在焊接时，左端与顶杆(3)接触，右端与推杆(1)接触，螺杆(9) 与挡板(16)接触，旋转螺杆(9)，螺杆(9)推动挡板(16)，使中间板(4)沿表芯轴向移动，实现表芯的夹紧。
2.根据权利要求1所述的一种激光焊接表芯的装置，其特征在于，所述的推杆(1)前端的柱状结构与顶杆(3)前端的柱状结构的中心线相对于顶杆(3)和推杆(1)中心线的偏移量为表芯偏心加载的偏移量。
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