CN104675816A - 一种斜面对接接头粘接装置及粘接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种斜面对接接头粘接装置，包括基座、固定压条、顶块、位置测量机构、驱动机构以及控制器。基座上设置有V形定位槽，固定压条，通过螺钉固定在所述基座V形定位槽的两侧，顶块与第二接头非粘接端相接触，推动第二接头向第一第一接头靠近；并使用位置测量机构测量所述顶块的位置。控制器控制驱动机构运作带动顶块移动使第一接头和第二接头间距达到目标距离。本发明具有较好的通用性，能满足多种不同角度的斜面对接接头粘接，驱动机构具有两种不同的传动比，能够实现驱动顶块以不同的速度运动，在靠近粘接目标距离时使顶块缓慢移动，以达到准确的目标距离，实现了无回调粘接，减少了粘接失败的风险，降低了产生废件的概率。

Description

一种斜面对接接头粘接装置及粘接方法

技术领域

本发明涉及粘接工装夹具技术领域，具体涉及一种可精确控制多种不同角度斜面对接接头粘接试件胶层厚度的粘接装置及粘接方法。

背景技术

胶接技术与传统铆接、焊接、螺接等方法相比，由于具有适用范围广、受材料种类及胶接件几何形状的影响较小；强度与质量比高，有利于轻量化；减震和耐冲击性较好等优点，在当今的工业生产中得到越来越多的应用。根据现有研究，胶粘试样的连接强度与胶层厚度密切相关，故胶层厚度的控制对于胶接技术的应用尤其重要。但是因为胶接技术采用的粘接剂都具有一定的弹性，且粘接过程中，两粘接试样间只能相对靠近不能相对远离，这就使得对于胶层厚度的精确控制较为困难。现有设备下，一般都是把试样粘接好之后再对胶层厚度进行测量，很难做到对胶层厚度的精确控制。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种斜面对接接头粘接装置，本发明能够精确调整两待粘接接头粘合面的距离，进而达到精确控制粘接接头间胶层的厚度的目的，提高了粘接的质量。

本发明提供的技术方案为：

一种斜面对接接头粘接装置，包括

基座，其上设置有V形定位槽，用于放置待粘接的第一接头和第二接头，所述V形定位槽设置成两段，之间留有操作空间；

固定压条，其通过螺钉固定在所述基座V形定位槽的两侧，使所述固定压条中部压紧置于所述基座上的第一接头或第二接头；

顶块，其配置成与第二接头非粘接端相接触，推动第二接头向第一接头靠近；

位置测量机构，其用于测量所述顶块的位置，以确定第一接头和第二接头间的距离；

驱动机构，其与所述顶块相连接，用于驱动所述顶块沿所述V形定位槽轴向方向移动；

控制器，其配置成接收所述位置测量机构测量的位置数据，并根据目标胶层厚度，控制所述驱动机构工作；

其中，所述驱动机构包括：

电机；

齿轮箱，其与所述电机相连接，所述齿轮箱设置有第一输出轴和第二输出轴，在所述电机的驱动下，所述第一输出轴和第二输出轴具有相同的旋转方向和相同的转速；

齿条，其前端与所述顶块固定连接，所述齿条从所述基座右挡板中穿过；

第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮分别与所述齿条啮合，所述第一齿轮的节圆直径大于所述第二齿轮的节圆直径；

离合器，其配置成可选择性的将所述第一输出轴的动力传递给所述第一齿轮或将第二输出轴的动力传递给所述第二齿轮。

优选的是，所述离合器包括

花键轴，其设置在所述第一输出轴和第二输出轴上，并与所述第一输出轴和第二输出轴具有移动副，能够沿所述第一输出轴和第二输出轴轴向方向前后移动；

花键槽，其设置在所述第一齿轮和第二齿轮上，所述花键槽的轴线与所述第一齿轮和第二齿轮上的轴线重合。

其中，所述花键轴在所述控制器的控制下，可选择性的向前移动，并与所述花键槽相配合，将所述第一输出轴或第二输出轴输出的动力传递给所述第一齿轮或第二齿轮。

优选的是，所述位置测量机构包括数显卡尺，所述数显卡尺的活动卡爪与所述顶块固定连接，尺身与所述基座固定连接，所述尺身的方向与所述顶块的移动方向平行。

优选的是，所述位置测量机构包括数显百分表，所述数显百分表的测量头与所述顶块相接触，并且所述数显百分表测量头的移动方向与所述顶块的移动方向平行。

优选的是，所述位置测量机构的测量精度为0.01mm。

优选的是，所述基座设置有左挡板，所述左挡板与所述第一接头的非粘接端相接触，所述左挡板上安装有压力传感器，用于测量所述第一接头施加给所述左挡板的力。

一种斜面对接接头粘接装置，包括

基座，其上设置有V形定位槽，用于放置待粘接的第一接头和第二接头，所述V形定位槽设置成两段，之间留有操作空间；

固定压条，其通过螺钉固定在所述基座V形定位槽的两侧，使所述固定压条中部压紧置于所述基座上的第一接头或第二接头；

顶块，其配置成与第二接头非粘接端相接触，推动第二接头向第一接头靠近；

位置测量机构，其用于测量所述顶块的位置，以确定第一接头和第二接头间的距离；

驱动机构，其与所述顶块相连接，用于驱动所述顶块沿所述V形定位槽轴向方向移动；

其中，所述驱动机构包括旋紧螺杆和旋转手柄，所述旋紧螺杆安装于所述基座右挡板上，并与所述右挡板上的螺纹孔相配合，所述旋紧螺杆的左端与所述顶块连接，转动所述旋转手柄能够带动所述顶块左右移动从而调节第二接头的左右位置。

优选的是，所述旋转手柄为圆盘状，圆盘轴线与所述旋紧螺杆轴线重合。

优选的是，所述旋转手柄为长杆状，其一端与所述旋紧螺杆连接，并且该长杆的轴线与所述旋紧螺杆的轴线垂直，该长杆的长度为300-600毫米。

一种斜面对接接头粘接方法，使用上述的斜面对接接头粘接装置，并包括以下步骤：

a、用固定压条将第一接头完全固定到基座上，用固定压条将第二接头预固定到基座上，使第二接头在外力作用下可沿V形槽滑动，所述第一接头和第二接头待粘接面相对；

b、控制器控制所述驱动机构工作，带动所述顶块向左移动，从而推动第二接头相第一接头靠近，直到第一接头和第二接头的待粘接面完全贴合，并使用位置测量机构测量顶块的位置，并将此位置标记为零点；

c、进行预检验，从基座上拆下第二接头并按b步骤重新安装所述第二接头，并重新记录零点位置，多次重复后检验多个零点位置是否一致；

d、将第二接头拆下，在其待粘接面上用注胶枪打上粘接剂并涂匀，重新将第二接头安装到型槽内并预固定好；

e、控制器控制所述电机转动，并控制离合器将所述第一输出轴的动力传递给所述第一齿轮，从而驱动所述顶块快速移动，在顶块接近目标位置时电机停止转动，控制离合器解除第一输出轴和第一齿轮间的动力传递，并将第二输出轴的动力传递给第二齿轮，然后重新启动电机，驱动所述顶块慢速移动，直到顶块到达目标位置时使电机停止转动，目标位置距零点的距离与胶层的厚度具有如下关系：

$\mathrm{\δ}=\frac{t}{\sin \mathrm{\θ}},$

其中δ为目标位置距零点的距离，t为胶层的厚度，θ为接头待粘接面与接头轴线的角度。

本发明所述的有益效果是：本发明所述的斜面对接接头粘接装置具有较好的通用性，能满足多种不同角度的斜面对接接头粘接。采用数显游标卡尺或数显千分尺作为测量工具，具有测量精度高，测量值可输出等优点，有利于精确控制粘接胶层的厚度。本发明的驱动机构具有两种不同的传动比，能够实现驱动顶块以不同的速度运动，在靠近粘接目标距离时使顶块缓慢移动，以达到准确的目标距离，实现了无回调粘接，减少了粘接失败的风险，降低了产生废件的概率。在粘接前进行预检验，对于几次示数离散性较大的接头进行舍弃，节省了粘接剂成本的投入，且使得粘接的一致性和互换性较好。

附图说明

图1为本发明所述的斜面对接接头粘接装置总体结构示意图。

图2为本发明所述的斜面对接接头粘接装置实施例1总体结构俯视图。

图3为本发明所述的基座结构示意图。

图4为本发明所述的固定压条结构示意图。

图5为本发明所述的驱动机构结构示意图。

图6为本发明所述的驱动机构俯视图。

图7为本发明所述的离合器结构示意图。

图8为本发明所述的接头粘接装置另一实施方式总体结构示意图。

图9为本发明所述的斜面对接接头粘接装置实施例2总体结构示意图。

图10为本发明实施例2所述的采用盘状手柄的驱动机构结构示意图。

图11为本发明实施例2所述的采用杆状手柄的驱动机构结构示意图。

图12为本发明所述的胶层厚度与接头距离关系示意图。

图13为粘接后接头示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1

如图1、图2所示，本发明一种斜面对接接头粘接装置包括基座1、固定压条2、顶块3、位置测量机构4、驱动机构100以及控制器。作为一种优选的，所述基座1由金属材料制成。一并参阅图3，基座1上设置有V形定位槽5，待粘接的第一接头6和第二接头7放置于V形定位槽5内。V形定位槽5设置成两段，之间留有操作空间，使第一接头6和第二接头7的粘接处不与基座1相接触，能够防止胶水触碰到基座1，起到保护基座1的作用。固定压条2通过螺钉8固定在所述基座V形定位槽5的两侧，使所述固定压条2中部压紧置于所述基座1上的第一接头6或第二接头7。顶块3与第二接头7的非粘接端相接触，推动第二接头7向第一接头6靠近。测量机构4与顶块3相连接，用于测量所述顶块3的位置，以确定第一接头6和第二接头7之间的距离，并且测量机构4能够将测量结果实时输出。驱动机构100与所述顶块3相连接，用于驱动所述顶块沿所述V形定位槽5轴向方向移动。在控制器的控制之下，驱动机构100带动顶块3向左移动，从而推动第二接头7向第一接头6靠近，所述控制器还实时接收位置测量机构4测量的位置数据，在顶块3到达目标位置时，控制驱动机构100停止驱动。通过这种布置，能够将第一接头6和第二接头7间的距离进行精确控制，从而得到理想的粘接胶层厚度。

如图4所示，作为一种优选的，所述固定压条2为具有弹性的长条薄片，并且所述固定压条2的压紧侧贴有聚四氟乙烯片。

一并参阅图5、图6，所述驱动机构100包括电机9、齿轮箱10、齿条11、第一齿轮12、第二齿轮13、以及离合器。齿轮箱10与电机9相连接，用于接收电机9输出的动力。所述齿轮箱10设置有第一输出轴14和第二输出轴15，在所述电机9的驱动下，所述第一输出轴14和第二输出轴15具有相同的旋转方向和相同的转速。齿条11的前端与顶块3固定连接，所述齿条11从所述基座1的右挡板16中穿过。第一齿轮12和第二齿轮13分别与齿条11啮合，并且所述第一齿轮12的节圆直径大于所述第二齿轮13的节圆直径。离合器配置成可选择性的将所述第一输出轴14的动力传递给所述第一齿轮12或将第二输出轴15的动力传递给所述第二齿轮13。通过这种布置，在电机9转速一定的情况下，通过离合器的选择，可实现不同的传动比。即当离合器选择将第一输出轴14的动力传递给所述第一齿轮12时，可实现齿条11较快的移动，而当离合器选择将第二输出轴15的动力传递给所述第二齿轮13时，可实现齿条11较慢的移动。采用这种不同的传动比，能够在第一接头6和第二接头7距离较远时，选择令齿条11较快的移动以节省时间，而当第一接头6和第二接头7间的距离接近目标距离时，选择令齿条11较慢的移动，从而精确的控制距离，防止移动距离超过目标距离。

一并参阅图7，所述离合器包括花键轴17和花键槽18，所述花键轴17分别设置在第一输出轴14和第二输出轴15上，并与第一输出轴14和第二输出轴15具有移动副，能够沿所述第一输出轴14和第二输出轴15轴向方向前后移动，并能够随着第一输出轴14和第二输出轴15的旋转而转动。花键槽18设置在所述第一齿轮12和第二齿轮13上，所述花键槽18的轴线与所述第一齿轮12和第二齿轮13的轴线重合。花键轴17在控制器的控制下，可选择性的向前移动，并与所述花键槽18相配合，将所述第一输出轴14或第二输出轴15输出的动力传递给所述第一齿轮12或第二齿轮13。

所述离合器只能择一的选择将动力传递给第一齿轮12或第二齿轮13。即第一齿轮12和第二齿轮13中其一接收来自电机9输出的动力，带动齿条11移动，而另一齿轮会随着齿条11的移动而进行空转，起到一个同步轮的作用，即保持齿条11的受力均匀，防止齿条在移动过程中上下受力不均，产生上下的翘起，使摩擦力增大，进而卡死。

作为一种优选的，所述位置测量机构4包括数显卡尺，所述数显卡尺的活动卡爪19与所述顶块3固定连接，尺身20与所述基座1固定连接，所述尺身20的方向与所述顶块3的移动方向平行。数显卡尺能够将测量结果实时的传输给控制器，并且数显卡尺的测量精度为0.01mm。

如图8所示，作为另一种优选的，所述位置测量机构4包括数显百分表，所述数显百分表的测量头21与所述顶块3相接触，并且所述数显百分表测量头21的移动方向与所述顶块3的移动方向平行。数显百分表能够将测量结果实时的传输给控制器，并且数显百分表的测量精度为0.01mm。

所述基座1设置有左挡板22，所述左挡板22与所述第一接头6的非粘接端相接触，所述左挡板22上安装有压力传感器23，用于测量所述第一接头6施加给所述左挡板22的力。在将第一接头6固定在基座1上以后，驱动机构100带动顶块3推动第二接头7向靠近第一接头6的方向移动，在第二接头7与第一接头6贴紧后，驱动机构100继续工作会推动第一接头6给压力传感器23施加一压力，当此压力值大于预设值时需要停止驱动机构100的工作，防止驱动机构100过载损坏，此时也确定了第一接头6和第二接头7贴紧的位置。

实施例2

本实施例与实施例1相比，采用了不同的驱动机构100。如图9所示，本实施例中，驱动机构100包括旋紧螺杆24和旋转手柄，所述旋紧螺杆24安装于所述基座右挡板16上，并与所述右挡板16上的螺纹孔相配合，所述旋紧螺杆24的左端与所述顶块3连接，转动所述旋转手柄能够带动所述顶块3左右移动从而调节第二接头6的左右位置。

旋紧螺杆24的右端呈正棱柱形，优选的为正八棱柱形，旋转手柄与旋紧螺杆24的右端连接，方便带动旋紧螺杆24旋转。

作为优选的，所述旋转手柄采用圆盘状手柄25或杆状手柄26，如图10、图11所示。圆盘状手柄25的轴线与所述旋紧螺杆24的轴线重合，圆盘状手柄25的中心设置有正八棱柱形的孔，该正八棱柱形的孔正好可套接在旋紧螺杆24的右端，手持圆盘状手柄25能够转动旋紧螺杆24并实现大的传动比，可快速的将顶块3向左移动。

杆状手柄26一端与所述旋紧螺杆24连接，并且所述杆状手柄26的轴线与所述旋紧螺杆24的轴线垂直，杆状手柄26的长度为300-600毫米，并且杆状手柄26上设置有手持部，便于握持。手持杆状手柄26转动可带动旋紧螺杆24旋转，并实现较小的传动比，能够微调顶块3向左移动的距离。

本发明提供斜面对接接头粘接方法包括以下步骤：

a、用固定压条将第一接头完全固定到基座上，用固定压条将第二接头预固定到基座上，使第二接头在外力作用下可沿V形槽滑动，所述第一接头和第二接头待粘接面相对；

b、控制器控制所述驱动机构工作，带动所述顶块向左移动，从而推动第二接头相第一接头靠近，直到第一接头和第二接头的待粘接面完全贴合，并使用位置测量机构测量顶块的位置，并将此位置标记为零点；

c、进行预检验，从基座上拆下第二接头并按b步骤重新安装所述第二接头，并重新记录零点位置，多次重复后检验多个零点位置是否一致；

d、将第二接头拆下，在其待粘接面上用注胶枪打上粘接剂并涂匀，重新将第二接头安装到型槽内并预固定好；

e、控制器控制所述电机转动，并控制离合器将所述第一输出轴的动力传递给所述第一齿轮，从而驱动所述顶块快速移动，在顶块接近目标位置时电机停止转动，控制离合器解除第一输出轴和第一齿轮间的动力传递，并将第二输出轴的动力传递给第二齿轮，然后重新启动电机，驱动所述顶块慢速移动，直到顶块到达目标位置时使电机停止转动，如图12所示，目标位置距零点的距离与胶层的厚度具有如下关系：

$\mathrm{\δ}=\frac{t}{\sin \mathrm{\θ}},$

其中δ为目标位置距零点的距离，t为胶层的厚度，θ为接头待粘接面与接头轴线的角度。

刮除多余的固态粘接剂并带接剂固化后可将接头拆下，取出粘接件，完成粘接过程，如图13所示。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种斜面对接接头粘接装置，其特征在于，包括

基座，其上设置有V形定位槽，用于放置待粘接的第一接头和第二接头，所述V形定位槽设置成两段，之间留有操作空间；

固定压条，其通过螺钉固定在所述基座V形定位槽的两侧，使所述固定压条中部压紧置于所述基座上的第一接头或第二接头；

顶块，其配置成与第二接头非粘接端相接触，推动第二接头向第一接头靠近；

位置测量机构，其用于测量所述顶块的位置，以确定第一接头和第二接头间的距离；

驱动机构，其与所述顶块相连接，用于驱动所述顶块沿所述V形定位槽轴向方向移动；

控制器，其配置成接收所述位置测量机构测量的位置数据，并根据目标胶层厚度，控制所述驱动机构工作；

其中，所述驱动机构包括：

电机；

齿轮箱，其与所述电机相连接，所述齿轮箱设置有第一输出轴和第二输出轴，在所述电机的驱动下，所述第一输出轴和第二输出轴具有相同的旋转方向和相同的转速；

齿条，其前端与所述顶块固定连接，所述齿条从所述基座右挡板中穿过；

第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮分别与所述齿条啮合，所述第一齿轮的节圆直径大于所述第二齿轮的节圆直径；

离合器，其配置成可选择性的将所述第一输出轴的动力传递给所述第一齿轮或将第二输出轴的动力传递给所述第二齿轮。

2.根据权利要求1所述的斜面对接接头粘接装置，其特征在于，所述离合器包括

花键轴，其设置在所述第一输出轴和第二输出轴上，并与所述第一输出轴和第二输出轴具有移动副，能够沿所述第一输出轴和第二输出轴轴向方向前后移动；

花键槽，其设置在所述第一齿轮和第二齿轮上，所述花键槽的轴线与所述第一齿轮和第二齿轮上的轴线重合。

其中，所述花键轴在所述控制器的控制下，可选择性的向前移动，并与所述花键槽相配合，将所述第一输出轴或第二输出轴输出的动力传递给所述第一齿轮或第二齿轮。

3.根据权利要求1或2所述的斜面对接接头粘接装置，其特征在于，所述位置测量机构包括数显卡尺，所述数显卡尺的活动卡爪与所述顶块固定连接，尺身与所述基座固定连接，所述尺身的方向与所述顶块的移动方向平行。

4.根据权利要求1或2所述的斜面对接接头粘接装置，其特征在于，所述位置测量机构包括数显百分表，所述数显百分表的测量头与所述顶块相接触，并且所述数显百分表测量头的移动方向与所述顶块的移动方向平行。

5.根据权利要求1或2所述的斜面对接接头粘接装置，其特征在于，所述位置测量机构的测量精度为0.01mm。

6.根据权利要求5所述的斜面对接接头粘接装置，其特征在于，所述基座设置有左挡板，所述左挡板与所述第一接头的非粘接端相接触，所述左挡板上安装有压力传感器，用于测量所述第一接头施加给所述左挡板的力。

7.一种斜面对接接头粘接装置，其特征在于，包括

基座，其上设置有V形定位槽，用于放置待粘接的第一接头和第二接头，所述V形定位槽设置成两段，之间留有操作空间；

固定压条，其通过螺钉固定在所述基座V形定位槽的两侧，使所述固定压条中部压紧置于所述基座上的第一接头或第二接头；

顶块，其配置成与第二接头非粘接端相接触，推动第二接头向第一接头靠近；

位置测量机构，其用于测量所述顶块的位置，以确定第一接头和第二接头间的距离；

驱动机构，其与所述顶块相连接，用于驱动所述顶块沿所述V形定位槽轴向方向移动；

其中，所述驱动机构包括旋紧螺杆和旋转手柄，所述旋紧螺杆安装于所述基座右挡板上，并与所述右挡板上的螺纹孔相配合，所述旋紧螺杆的左端与所述顶块连接，转动所述旋转手柄能够带动所述顶块左右移动从而调节第二接头的左右位置。

8.根据权利要求7所述的斜面对接接头粘接装置，其特征在于，所述旋转手柄为圆盘状，圆盘轴线与所述旋紧螺杆轴线重合。

9.根据权利要求7所述的斜面对接接头粘接装置，其特征在于，所述旋转手柄为长杆状，其一端与所述旋紧螺杆连接，并且该长杆的轴线与所述旋紧螺杆的轴线垂直，该长杆的长度为300-600毫米。

10.一种斜面对接接头粘接方法，其特征在于，使用如权利要求1-9中任一项所述的斜面对接接头粘接装置，并包括以下步骤：

a、用固定压条将第一接头完全固定到基座上，用固定压条将第二接头预固定到基座上，使第二接头在外力作用下可沿V形槽滑动，所述第一接头和第二接头待粘接面相对；

b、控制器控制所述驱动机构工作，带动所述顶块向左移动，从而推动第二接头相第一接头靠近，直到第一接头和第二接头的待粘接面完全贴合，并使用位置测量机构测量顶块的位置，并将此位置标记为零点；

c、进行预检验，从基座上拆下第二接头并按b步骤重新安装所述第二接头，并重新记录零点位置，多次重复后检验多个零点位置是否一致；

d、将第二接头拆下，在其待粘接面上用注胶枪打上粘接剂并涂匀，重新将第二接头安装到型槽内并预固定好；

e、控制器控制所述电机转动，并控制离合器将所述第一输出轴的动力传递给所述第一齿轮，从而驱动所述顶块快速移动，在顶块接近目标位置时电机停止转动，控制离合器解除第一输出轴和第一齿轮间的动力传递，并将第二输出轴的动力传递给第二齿轮，然后重新启动电机，驱动所述顶块慢速移动，直到顶块到达目标位置时使电机停止转动，目标位置距零点的距离与胶层的厚度具有如下关系：

$\mathrm{\δ}=\frac{t}{\sin \mathrm{\θ}},$

其中δ为目标位置距零点的距离，t为胶层的厚度，θ为接头待粘接面与接头轴线的角度。