CN103612113B - 压电换能器螺母与套筒扳手对准装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压电换能器螺母与套筒扳手对准装置，包括皮带，螺栓，伺服电机支座，轴承端盖，圆锥齿轮，伺服电机，螺母，支撑板，圆锥滚子轴承，传动杆，压板，丝杠，套筒扳手，激光接收器，法兰，三爪卡盘，压电换能器，支架，定位元件，激光发生器，导柱，压片，丝杠副，大带轮，小带轮，伺服电机支架和半圆键，本发明扭力更加准确，并且扭矩值在拧紧对的过程中保持不变；拧紧过程中，力的大小连贯准确对压电换能器螺母损伤更小；换能器的装配精度更高；实现自动化，方便快捷。

Description

压电换能器螺母与套筒扳手对准装置

技术领域

本发明涉及一种压电换能器螺母与套筒扳手对准装置，其属于自动装配领域。

背景技术

现今压电换能器广泛用于功率超声产品中。它由压电陶瓷片，电极，前端盖，后端盖，螺柱，螺母组成。

压电换能器现有的装配方法是通过扭矩扳手和液压扳手。这种传统的压电换能器装配方法转换效率很低，易发热，陶瓷片易碎，压电换能器易松开，压电换能器和超声发生器难以匹配等问题。

在国内压电换能器装配机还处在研制阶段，研制中的压电换能器装配机是依靠电机为套筒扳手提供加紧力。但是套筒扳手与压电换能器螺母的定位必须通过手动操作实现，即将压电换能器的螺母手动放入压电换能器装配机的套筒扳手内。这种方法不能满足装配机快速准确的要求，而且费时费力。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种压电换能器螺母与套筒扳手对准装置。

本发明提出了一种压电换能器螺母与套筒扳手对准装置。包括皮带，第一螺栓，第一伺服电机支座，第一轴承端盖，第二螺栓，第一圆锥齿轮，第一伺服电机，第二圆锥齿轮，第一螺母，第二轴承端盖，支撑板，第三螺栓，第一圆锥滚子轴承，第四螺栓，传动杆，压板，丝杠，第五螺栓，套筒扳手，激光接收器，法兰，三爪卡盘，压电换能器，支架，第六螺栓，定位元件，激光发生器，导柱，压片，丝杠副，大带轮，第七螺栓，第二伺服电机，小带轮，第八螺栓，第二伺服电机支架，第二螺母，第二圆锥滚子轴承，第一半圆键，第二半圆键，第三半圆键，第四半圆键，第九螺栓，第十螺栓。

支架上开有四个螺纹孔，压板和支撑板上分别开有四个圆柱孔。四根导柱分别旋入支架上的四个螺纹孔，从下到上依次通过压板和支撑板上的四个圆柱孔，用八个第二螺母将导柱固定在支撑板上。

第一伺服电机支架通过第一螺栓固定在支撑板的上底面，第一伺服电机通过第二螺栓与第一伺服电机支架连接固定。第一伺服电机的输出端通过第二半圆键与第一圆锥齿轮相连。第二圆锥齿轮与第一圆锥齿轮相啮合，并通过第一半圆键与传动杆相连接。支撑板上开有圆柱孔，圆柱孔内安装第一圆锥滚子轴承，第一圆锥滚子轴承通过第一轴承端盖进行密封定位。第一轴承端盖通过第四螺栓与支撑板固定。第一圆锥滚子轴承内圈与传动杆配合。传动杆与套筒扳手以滑套形式连接。压板上开有阶梯孔，套筒扳手和两个半圆压片放入阶梯孔内，两个半圆压片用以支撑套筒扳手。定位元件通过螺栓与套筒扳手连接，激光发生器和激光接收器分别粘结在定位元件的两端，激光发生器和激光接收器的连线与套筒扳手的垂直边在同一平面内，且该平面与水平方向垂直。

第二伺服电机支架通过第七螺栓与支撑板相连，第二伺服电机通过第八螺栓与第二伺服电机支架连接固定。第二伺服电机的输出端通过第四半圆键与小带轮相连，皮带为大带轮和小带轮传递转矩。大带轮通过第三半圆键与丝杠连接。支撑板上开有另一个圆柱孔，圆柱孔内装有第二圆锥滚子轴承，第二圆锥滚子轴承靠支撑板上下两个第二轴承端盖定位。第二轴承端盖与支撑板用第三螺栓连接。丝杠穿过第二圆锥滚子轴承内圈，上端用两个锁紧螺母定位。压板上开有圆柱孔，丝杠副通过第五螺栓固定在压板圆柱孔内。丝杠与丝杠副通过螺纹配合。

压电换能器置于三爪卡盘上，压电换能器与套筒扳手同轴设置，三爪卡盘通过螺栓与法兰连接，法兰通过第六螺栓与支架固定。

本发明一种压电换能器螺母与套筒扳手对准装置，该方法包括以下步骤：

首先，压电换能器放入三爪卡盘，电动机带动三爪卡盘卡爪夹紧压电换能器。

其次，(1)打开激光发生器，如激光接收器能立即检测到信号，则第一伺服电机带动套筒扳手旋转，如激光接收装置能一直检测到信号，则关闭第一伺服电机，打开第二伺服电机，第二伺服电机带动丝杠使压板下降一小段距离，再次检测直到激光发生器开启后，套筒扳手旋转后激光接收装置不能检测到信号，当下一次激光接收装置接收到激光后，第一伺服电机停止转动，第二伺服电机通过丝杠带动压板下降，套筒扳手卡紧压电换能器螺母。(2)打开激光发生器，如激光接收器不能立即检测到信号，则第一伺服电机带动套筒扳手旋转，当激光接收装置刚好检测到激光信号时，第一伺服电机停止转动，第二伺服电机通过丝杠带动压板下降，套筒扳手卡紧压电换能器螺母。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：扭力更加准确，并且扭矩值在拧紧对的过程中保持不变；拧紧过程中，力的大小连贯准确对压电换能器螺母损伤更小；换能器的装配精度更高；实现自动化，方便快捷。

附图说明

图1是压电换能器螺母与套筒扳手对准装置的主视图；

图2是压电换能器螺母与套筒扳手对准装置的俯视图；

图3(a)是压电换能器螺母位于套筒扳手下方时的状态图；

图3(b)是压电换能器螺母与套筒扳手同一水平时的状态图。

图1中皮带1，第一螺栓2，第一伺服电机支座3，第一轴承端盖4，第二螺栓5，第一圆锥齿轮6，第一伺服电机7，第二圆锥齿轮8，第一螺母9，第二轴承端盖10，支撑板11，第三螺栓12，第一圆锥滚子轴承13，第四螺栓14，传动杆15，压板16，丝杠17，第五螺栓18，套筒扳手19，激光接收器20，法兰21，三爪卡盘22，压电换能器23，支架24，第六螺栓25，定位元件26，激光发生器27，导柱28，压片29，丝杠副30，大带轮31，第七螺栓32，第二伺服电机33，小带轮34，第八螺栓35，第二伺服电机支架36，第二螺母37

图2中第二圆锥滚子轴承38，第一半圆键39。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明一种压电换能器螺母与套筒扳手对准装置。包括皮带1，第一螺栓2，第一伺服电机支座3，第一轴承端盖4，第二螺栓5，第一圆锥齿轮6，第一伺服电机7，第二圆锥齿轮8，第一螺母9，第二轴承端盖10，支撑板11，第三螺栓12，第一圆锥滚子轴承13，第四螺栓14，传动杆15，压板16，丝杠17，第五螺栓18，套筒扳手19，激光接收器20，法兰21，三爪卡盘22，压电换能器23，支架24，第六螺栓25，定位元件26，激光发生器27，导柱28，压片29，丝杠副30，大带轮31，第七螺栓32，第二伺服电机33，小带轮34，第八螺栓35，第二伺服电机支架36，第二螺母37，第二圆锥滚子轴承38，第一半圆键39，第二半圆键，第三半圆键，第四半圆键，第九螺栓和第十螺栓。

支架24上开有四个螺纹孔，压板16和支撑板11上分别开有四个圆柱孔。四根导柱28分别旋入支架上的四个螺纹孔，从下到上依次通过压板16和支撑板11上的四个圆柱孔，用8个第二螺母37将导柱28固定在支撑板11上。

第一伺服电机支架3通过第一螺栓2固定在支撑板11的上底面，第一伺服电机7通过第二螺栓5与第一伺服电机支架3连接固定。第一伺服电机7的输出端通过第二半圆键与第一圆锥齿轮6相连。第二圆锥齿轮8与第一圆锥齿轮6相啮合，并通过第一半圆键39与传动杆15相连接。支撑板11上开有圆柱孔，圆柱孔内安装第一圆锥滚子轴承13，第一圆锥滚子轴承13通过第一轴承端盖4进行密封定位。第一轴承端盖4通过第四螺栓14与支撑板11固定。第一圆锥滚子轴承13内圈与传动杆15配合。传动杆15与套筒扳手19以滑套形式连接。压板16上开有阶梯孔，套筒扳手19和两个半圆压片29放入阶梯孔内，两个半圆压片29用以支撑套筒扳手19。定位元件26通过螺栓与套筒扳手19连接，激光发生器27和激光接收器20分别粘结在定位元件26的两端，激光发生器27和激光接收器20的连线与套筒扳手19的垂直边在同一平面内，且该平面与水平方向垂直。

第二伺服电机支架36通过第七螺栓32与支撑板11相连，第二伺服电机33通过第八螺栓35与第二伺服电机支架36连接固定。第二伺服电机33的输出端通过第四半圆键与小带轮34相连，皮带1为大带轮31和小带轮34传递转矩。大带轮31通过第三半圆键与丝杠17连接。支撑板11上开有另一个圆柱孔，圆柱孔内装有第二圆锥滚子轴承38，第二圆锥滚子轴承38靠支撑板11上下两个第二轴承端盖10定位。第二轴承端盖10与支撑板11用第三螺栓12连接。丝杠17穿过第二圆锥滚子轴承38内圈，上端用两个锁紧螺母9定位。压板16上开有圆柱孔，丝杠副30通过第五螺栓18固定在压板16圆柱孔内。丝杠17与丝杠副30通过螺纹配合。

压电换能器23置于三爪卡盘22上，压电换能器23与套筒扳手19同轴设置，三爪卡盘22通过螺栓与法兰21连接，法兰21通过第六螺栓25与支架24固定。

装配过程中，首先，将压电换能器23放入三爪卡盘22，电动机带动三爪卡盘22卡爪夹紧压电换能器23。其次，如图3(a)打开激光发生器27，激光接收器20能立即检测到信号，则第一伺服电机7带动套筒扳手19旋转，如激光接收器20能一直检测到信号，则关闭第一伺服电机7，打开第二伺服电机33，第二伺服电机33带动丝杠17使压板16下降一小段距离，再次检测直到激光发生器27开启后，套筒扳手19旋转后激光接收器20不能检测到信号，当下一次激光接收器20接收到激光后，第一伺服电机7停止转动，第二伺服电机33通过丝杠17带动压板16下降，套筒扳手19卡紧压电换能器螺母。如图3(b)打开激光发生器27，如激光接收器20不能立即检测到信号，则第一伺服电机7带动套筒扳手19旋转，当激光接收器20刚好检测到激光信号时，第一伺服电机7停止转动，第二伺服电机33通过丝杠17带动压板16下降，套筒扳手19卡紧压电换能器螺母。

Claims (1)

1.压电换能器螺母与套筒扳手对准装置；包括皮带，第一螺栓，第一伺服电机支座，第一轴承端盖，第二螺栓，第一圆锥齿轮，第一伺服电机，第二圆锥齿轮，第一螺母，第二轴承端盖，支撑板，第三螺栓，第一圆锥滚子轴承，第四螺栓，传动杆，压板，丝杠，第五螺栓，套筒扳手，激光接收器，法兰，三爪卡盘，压电换能器，支架，第六螺栓，定位元件，激光发生器，导柱，压片，丝杠副，大带轮，第七螺栓，第二伺服电机，小带轮，第八螺栓，第二伺服电机支架，第二螺母，第二圆锥滚子轴承，第一半圆键，第二半圆键，第三半圆键，第四半圆键，第九螺栓和第十螺栓；

其特征在于：支架上开有四个螺纹孔，压板和支撑板上分别开有四个圆柱孔；四根导柱分别旋入支架上的四个螺纹孔，从下到上依次通过压板和支撑板上的四个圆柱孔，用八个第二螺母将导柱固定在支撑板上；

第一伺服电机支架通过第一螺栓固定在支撑板的上底面，第一伺服电机通过第二螺栓与第一伺服电机支架连接固定；第一伺服电机的输出端通过第二半圆键与第一圆锥齿轮相连；第二圆锥齿轮与第一圆锥齿轮相啮合，并通过第一半圆键与传动杆相连接；支撑板上开有圆柱孔，圆柱孔内安装第一圆锥滚子轴承，第一圆锥滚子轴承通过第一轴承端盖进行密封定位；第一轴承端盖通过第四螺栓与支撑板固定；第一圆锥滚子轴承内圈与传动杆配合；传动杆与套筒扳手以滑套形式连接；压板上开有阶梯孔，套筒扳手和两个半圆压片放入阶梯孔内，两个半圆压片用以支撑套筒扳手；定位元件通过螺栓与套筒扳手连接，激光发生器和激光接收器分别粘结在定位元件的两端，激光发生器和激光接收器的连线与套筒扳手的垂直边在同一平面内，且该平面与水平方向垂直；

第二伺服电机支架通过第七螺栓与支撑板相连，第二伺服电机通过第八螺栓与第二伺服电机支架连接固定；第二伺服电机的输出端通过第四半圆键与小带轮相连，皮带为大带轮和小带轮传递转矩；大带轮通过第三半圆键与丝杠连接；支撑板上开有另一个圆柱孔，圆柱孔内装有第二圆锥滚子轴承，第二圆锥滚子轴承靠支撑板上下两个第二轴承端盖定位；第二轴承端盖与支撑板用第三螺栓连接；丝杠穿过第二圆锥滚子轴承内圈，上端用两个锁紧螺母定位；压板上开有圆柱孔，丝杠副通过第五螺栓固定在压板圆柱孔内；丝杠与丝杠副通过螺纹配合；

压电换能器置于三爪卡盘上，压电换能器与套筒扳手同轴设置，三爪卡盘通过螺栓与法兰连接，法兰通过第六螺栓与支架固定。