CN106903417B - 液力变矩器涡轮叶片芯圈点焊装置 - Google Patents

Abstract

本发明给出了一种液力变矩器涡轮叶片芯圈点焊装置，包括机架和焊接组件，焊接组件包括变压器、过渡板、第一导轨、焊接气缸和两个电极棒，焊接气缸的缸体和第一导轨的滑动杆都固定连接在过渡板上，焊接气缸的活塞杆与第一导轨的滑座固定连接，焊接气缸的活塞杆的运动方向和第一导轨的走向都为上、下方向，两个电极棒分别通过压板固定在滑座上，两个电极棒分别伸出滑座下侧，两个电极棒分别与变压器连通，变压器则与外部电源连通；焊接组件的变压器、两个电极棒分别与涡轮叶片、芯圈接触构成回路。本点焊装置结构合理、可以自动完成叶片芯圈点焊作业的液力变矩器涡轮叶片芯圈点焊装置。

Description

液力变矩器涡轮叶片芯圈点焊装置

技术领域

本发明涉及一种点焊装置，特别涉及一种液力变矩器涡轮叶片芯圈的点焊装置。

背景技术

冲压焊接型液力变矩器涡轮和泵轮两工作轮主要由壳体、一个芯圈和多个叶片组成，每个叶片与芯圈接触处均有两个焊点，一个位于内圈，一个位于外圈；叶片91需要与芯圈92的焊接(如图1所示)，但传统工序以单点电阻焊点焊为主，焊点位置不易保证，定位精度低，焊接工作繁琐。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构合理、可以自动完成叶片芯圈点焊作业的液力变矩器涡轮叶片芯圈点焊装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种液力变矩器涡轮叶片芯圈点焊装置，至少包括机架和焊接组件，焊接组件设置在机架上，焊接组件包括变压器、过渡板、第一导轨、焊接气缸和两个电极棒，焊接气缸的缸体和第一导轨的滑动杆都固定连接在过渡板上，焊接气缸的活塞杆与第一导轨的滑座固定连接，焊接气缸的活塞杆的运动方向和第一导轨的走向都为上、下方向，两个电极棒分别通过压板固定在滑座上，两个电极棒分别伸出滑座下侧，两个电极棒分别与变压器连通，变压器则与外部电源连通；

焊接作业时，焊接组件的变压器、两个电极棒分别与涡轮叶片、芯圈接触构成回路。

采用这样的结构后，两个电极棒在两个焊接气缸的带动下沿第一导轨可以上下移动，当电极棒落到工装定位组件中的叶片、芯圈上时，两电极棒可同时到达两个叶片小翻边处并与之接触，同时，变压器、两个电极棒分别与涡轮叶片、芯圈接触构成回路，在电流和压力的共同作用下，完成两个点位的焊接工作；点焊结束后，两个电极棒在焊接气缸的带动下脱离叶片，使回路断开，工件旋转一定角度后，可对新的点位进行叶片、芯圈的点焊作业，直至完成全部叶片内外两处焊点的焊接。

为了更清楚地阐述本发明的技术内容，以下将本液力变矩器涡轮叶片芯圈点焊装置简称为本点焊装置。

本点焊装置的焊接组件通过升降组件设置在机架上，升降组件至少包括安装板、至少一个升降气缸和至少一组第二导轨，安装板通过所述第二导轨与机架连接，第二导轨的走向为上下走向，所述升降气缸的缸体与机架固定连接，所述升降气缸的活塞杆与安装板固定连接；采用这样的结构后，焊接组件可以在升降气缸的作用下沿第二导轨方向上、下运动，安装板处于最高行程时，方便跟换焊接组件下侧的叶片、芯圈工件，安装板处于最低行程时，焊接组件的两个电极棒靠近叶片、芯圈工件。

本点焊装置的升降组件还包括第一电机、减速器和第一丝杠，第一丝杠的螺杆支撑在机架上，螺杆的长度方向与竖直方向一致，第一电机和减速器驱动第一丝杠的螺杆转动，第一丝杠的螺母与安装板固定连接；采用这样的结构后，针对不同液力变矩器涡轮叶片、芯圈工件的尺寸，利用第一丝杠调节安装板的高度，使本点焊装置适用不同尺寸的工件。

本点焊装置的焊接组件包括一一对应的两个过渡板、两组第一导轨、两个焊接气缸和两个电极棒，一个焊接气缸的缸体和一组第一导轨的滑动杆都对应固定连接在一个过渡板上，焊接气缸的活塞杆与对应第一导轨的滑座固定连接；

两个过渡板分别通过两组滑动组件设置在升降组件的安装板上，所述滑动组件包括第二丝杆、第三导轨、第二电机和减速器，过渡板通过所述第三导轨与升降组件的安装板连接，第三导轨的走向为水平走向，第二丝杆的螺杆支撑在安装板上，螺杆的长度方向与第三导轨的走向一致，第二电机和减速器驱动第二丝杆的螺杆转动，第二丝杆的螺母与过渡板固定连接。

采用这样的结构后，滑动组件可以带动过渡板、电极棒和第一导轨左右移动，方便电极棒定位。

本点焊装置还包括底座、焊接底板、至少一组旋转组件和至少一组工装定位组件，底座固定在机架旁侧，焊接底板设置在底座上，焊接底板处于焊接组件的两个电极棒下侧，所述旋转组件安装在焊接底板上侧，旋转组件包括第三电机、回转式减速器、旋转编码器、上夹盘和定位轴，第三电机驱动回转式减速器运转，定位轴固定连接在上夹盘的中心位置，上夹盘与回转式减速器运转的回转支撑固定连接，旋转编码器感应上夹盘及定位轴的转动角度，并且控制第三电机带动回转式减速器运转，定位轴上端面开有螺纹孔；

所述工装定位组件包括叶片座板、叶片定位轴套、下垫板、芯圈电极、垫板和锁紧螺栓，叶片座板下端面开有容纳液力变矩器涡轮的叶片和芯圈的凹槽，叶片座板上端面开有若干供焊接组件两个电极棒进出凹槽的电极孔，电极孔的位置与叶片与芯圈结合处焊接位置对应，凹槽的槽壁上设置有若干限制液力变矩器涡轮的叶片位置的定位销，叶片定位轴套固定连接在叶片座板的凹槽中心位置，叶片定位轴套上部贯穿叶片座板上端面，叶片定位轴套的内孔与定位轴配合，叶片定位轴套外壁中部设有限制液力变矩器涡轮的叶片位置的定位齿，叶片定位轴套外壁下部设有外螺纹，芯圈电极固定连接在下垫板的上端面，芯圈电极的上端面设有契合芯圈外轮廓的凸起，下垫板中心固定连接有贯穿其上下端面的拧紧螺母，下垫板的拧紧螺母套装在叶片定位轴套外且与叶片定位轴套的外螺纹配合，垫板套装锁紧螺栓在外壁，锁紧螺栓与定位轴的螺纹孔配合。

采用这样的结构后，液力变矩器涡轮的叶片和芯圈放置在工装定位组件，可以起到定位的作用，旋转组件可以带动装载叶片和芯圈的工装定位组件步进转动，方便连续的进行点焊作用。

本点焊装置还包括换位组件，焊接底板通过换位组件设置在底座上，换位组件包括第四导轨、换位气缸，第四导轨的滑杆支撑在底座上，第四导轨的滑块与焊接底板固定连接，焊接气缸的缸体固定连接在底座上，焊接气缸的活塞杆与焊接底板固定连接，焊接气缸的活塞杆移动方向与第四导轨的走向一致。

采用这样的结构后，可以利用换位组件控制焊接底板沿第四导轨走向移动，方便更换或者拆卸旋转组件上的工装定位组件。

附图说明

图1是点焊完成的涡轮叶片、芯圈示意图。

图2是本点焊装置实施例的结构示意图。

图3是本点焊装置实施例焊接组件和两组滑动组件的结构示意图。

图4是本点焊装置实施例机架和升降组件的结构示意图。

图5是本点焊装置实施例焊接状态电流循行回路示意图。

图6是本点焊装置实施例换位组件的结构示意图。

图7是本点焊装置实施例旋转组件的结构示意图。

图8是本点焊装置实施例工装定位组件的结构示意图。

图9是本点焊装置实施例工装定位组件的分解示意图。

图10是本点焊装置实施例工装定位组件的部分结构剖视图。

图11是本点焊装置实施例单次焊接点焊位置示意图。

具体实施方式

如图2至11所示(图8与图9中工装的放置朝向相反)

本点焊装置包括机架1、焊接组件、升降组件、两组滑动组件、底座5、焊接底板51、换位组件、两组旋转组件7、三组工装定位组件。

机架1为一个框架结构，机架1竖直放置在地面上。

焊接组件包括变压器21、两个过渡板22、两组第一导轨24、两个焊接气缸23和两个电极棒25，两个过渡板22、两组第一导轨24、两个焊接气缸23和两个电极棒25为一一对应关系，两个过渡板22左、右布置，每个焊接气缸23的缸体和对应的第一导轨24的滑动杆都通过螺栓固定在对应的过渡板22上，焊接气缸23的活塞杆与对应的第一导轨24的滑座通过螺栓固定，焊接气缸23的活塞杆的运动方向和第一导轨24的走向都为上、下方向，两个电极棒25分别通过压板26固定在第一导轨24的滑座上，两个电极棒25分别伸出第一导轨24的滑座下侧，两个电极棒25分别软接线27与变压器21连通，变压器21则与外部电源连通。

焊接组件通过升降组件设置在机架1上，升降组件包括安装板31、两个升降气缸33、两组第二导轨32、第一电机35、减速器和第一丝杠34，安装板31通过两组第二导轨32与机架1连，第二导轨32的滑杆与机架1的侧壁焊接，第二导轨32的滑块与安装板31端面通过螺栓固定，第二导轨32的走向为上下走向，两组升降气缸33的缸体与机架1上端通过螺栓固定，安装板31上焊接有两个分水块31a，升降气缸33的活塞杆与安装板31的分水块31a焊接；

第一丝杠34的螺杆支撑在机架1上，螺杆的长度方向与竖直方向一致，第一电机35和减速器驱动第一丝杠34的螺杆转动，第一丝杠34的螺母与安装板31通过螺栓固定连接，第一电机35为伺服电机。

焊接组件的两个过渡板22分别通过两组滑动组件设置在升降组件的安装板31上，滑动组件包括第二丝杆42、第三导轨41、第二电机43和减速器，过渡板22通过所述第三导轨41与升降组件的安装板31连接，第三导轨41的滑杆与安装板31端面焊接，第三导轨41的滑块与过渡板22通过螺栓固定，第三导轨41的走向为水平走向，第二丝杆42的螺杆支撑在安装板31上，螺杆的长度方向与第三导轨41的走向一致，第二电机43和减速器驱动第二丝杆42的螺杆转动，第二丝杆42的螺母与过渡板22通过螺栓固定。

底座5固定在机架1旁侧的地面上，底座5同样为一个框架结构，焊接底板51处于焊接组件的两个电极棒25下侧，焊接底板51通过换位组件设置在底座5上，换位组件包括第四导轨61和换位气缸62，第四导轨61的滑杆支撑在底座5上，第四导轨61的滑块与焊接底板51通过螺栓固定，焊接气缸23的缸体焊接在底座5上，焊接气缸23的活塞杆与焊接底板51固定，焊接气缸23的活塞杆移动方向与第四导轨61的走向一致。

两组旋转组件7安装在焊接底板51上侧，旋转组件7包括第三电机71、回转式减速器72、旋转编码器75、上夹盘74和定位轴73，第三电机71和回转式减速器72通过螺栓固定在焊接底板51上侧，第三电机71驱动回转式减速器72运转，定位轴73上端面开有螺纹孔，定位轴73通过螺栓固定在上夹盘74的中心位置，上夹盘74与回转式减速器72运转的回转支撑焊接固定，旋转编码器75感应回定位轴73与上夹盘74的转动频率和角度，并且旋转编码器75感应控制第三电机71的通断电，以控制回转式减速器72运转，旋转组件7能够实现工装夹具在工位上的准确定位和焊接过程中的分度定位。

工装定位组件包括叶片座板81、叶片定位轴套82、下垫板85、芯圈电极84、垫板86和锁紧螺栓87，叶片座板81下端面开有容纳液力变矩器涡轮的叶片91和芯圈92的凹槽，叶片座板81上端面开有多组供焊接组件两个电极棒25进出凹槽的电极孔81a，电极孔81a的位置与叶片91与芯圈92结合处焊接位置对应；

多根定位销83贯穿叶片座板81侧壁伸入凹槽内，定位销83起到限制液力变矩器涡轮的叶片91一侧位置的作用，叶片定位轴套82通过螺栓固定在在叶片座板81的凹槽中心位置，叶片定位轴套82上部贯穿叶片座板81上端面，叶片定位轴套82的内孔可与定位轴73配合，叶片定位轴套82外壁中部设有限制液力变矩器涡轮的叶片91另一侧位置的定位齿82a，叶片定位轴套82外壁下部设有外螺纹；

芯圈电极84固定在下垫板85的上端面，芯圈电极84的上端面设有契合液力变矩器涡轮的芯圈92轮廓的凸起，下垫板85中心联接有贯穿其上下端面的拧紧螺母85a，下垫板85的拧紧螺母85a套装在叶片定位轴套82外且与叶片定位轴套82的外螺纹配合，垫板86套装锁紧螺栓87在外壁，锁紧螺栓87与定位轴73的螺纹孔配合；

工装定位组件及处于工装定位组件内的工件一起，被放置在对应的旋转组件7上，旋转组件7的定位轴73伸入工装定位组件的叶片定位轴套82内，锁紧螺栓87与定位轴73的螺纹孔配合后，锁紧螺栓87带动垫板86抵靠在工装定位组件的叶片座板81上端面，起到将工装定位组件与旋转组件7的位置相对固定的目的。

使用时，根据工件形态，调整焊接组件在第三导轨41上的位置；

将两组装有待焊接叶片91、芯圈92的工装定位组件放置在两组旋转组件7上，通过锁紧螺栓87及垫板86固定二者的位置；

通过升降组件的两个升降气缸33带动安装板31移动至工装定位组件上方位置，过渡板22带动对应焊接组件的焊接气缸23和电极棒25移动至对准叶片座板81的电极孔81a，再启动两个焊接气缸23，焊接气缸23带动电极棒25落下，当电极棒25落到工装定位组件中的叶片91、芯圈92上时，两电极棒25可同时到达两个叶片91小翻边处并与之接触，同时，变压器21、两个过渡板22、两个滑座、两个电极棒25、叶片91、芯圈92、芯圈电极84构成循行回路，在电流和压力的共同作用下，完成两个点位的焊接工作；

在本实施例中，同时与芯圈92相焊接的两个叶片91之间间隔六个叶片91，左侧电极棒25点焊内圈焊点A，右侧电极棒25点焊外圈焊点B。

完成一次叶片91与芯圈92的焊接作业后，启动两个焊接气缸23，焊接气缸23带动电极棒25上升至移出叶片座板81的电极孔81a外，然后启动旋转组件7的第三电机71，第三电机71带动回转式减速器72和上夹盘74转动，由旋转编码器75检测旋转角度以控制电机启停，带动工装定位组件转动一定角度，两个电极棒25对准新的未焊接的叶片91，再次启动焊接气缸23，焊接气缸23带动电极棒25落下完成一次两个点位的焊接工作。

根据需要焊接的叶片91芯圈92组件中叶片91数目设定焊接循环中焊接动作的次数，每完成一次焊接动作，焊接气缸23带动电极棒25完成小幅度的起升动作，换位组件带动工装定位组件和正在焊接的叶片91、芯圈92转动一定角度，焊接气缸23带动上电极组件落下，进行下一次焊接动作，直至完成全部叶片91内外两处焊点的焊接。

如此往复，直至整个所有叶片91都与芯圈92完成焊接作业后，启动换位组件的换位气缸62，焊接底板51沿第四导轨61方向移动，完成焊接作业的工装定位组件移动出焊接组件的电极棒25的下侧位置，另一个装有待焊接叶片91、芯圈92的工装定位组件移动至电极棒25的下侧位置，继而可以对新的叶片91和芯圈92进行焊接作业。

在本实施例中，共有三套工装定位组件，一套工装定位组件位于右侧工位旋转组件7上，其所加紧的叶片91、芯圈92已完成焊接，等待卸下；一套工装定位组件位于左侧工位旋转组件7上，其所夹持的叶片91、芯圈92正在焊接；一套工装定位组件位于外部的工作台上，已完成叶片91芯圈92的装配夹紧，待右侧工位完成焊接的叶片91、芯圈92及其工装定位组件取下后，即可放置在右侧工位上。

所述焊接状态电流循行回路所涉及到的变压器21、软接线27、过渡板22、左右滑座与相邻非导流用结构件之间，均设有绝缘防护措施。

以上所述的仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种液力变矩器涡轮叶片芯圈点焊装置，其特征为：至少包括机架和焊接组件，焊接组件设置在机架上，焊接组件包括变压器、过渡板、第一导轨、焊接气缸和两个电极棒，焊接气缸的缸体和第一导轨的滑动杆都固定连接在过渡板上，焊接气缸的活塞杆与第一导轨的滑座固定连接，焊接气缸的活塞杆的运动方向和第一导轨的走向都为上、下方向，两个电极棒分别通过压板固定在滑座上，两个电极棒分别伸出滑座下侧，两个电极棒分别与变压器连通，变压器则与外部电源连通；

焊接作业时，焊接组件的两个电极棒分别与变压器、涡轮叶片、芯圈接触构成回路；

所述的焊接组件通过升降组件设置在机架上，升降组件至少包括安装板、至少一个升降气缸和至少一组第二导轨，安装板通过所述第二导轨与机架连接，第二导轨的走向为上下走向，所述升降气缸的缸体与机架固定连接，所述升降气缸的活塞杆与安装板固定连接；

所述升降组件还包括第一电机、减速器和第一丝杠，第一丝杠的螺杆支撑在机架上，螺杆的长度方向与竖直方向一致，第一电机和减速器驱动第一丝杠的螺杆转动，第一丝杠的螺母与安装板固定连接；

所述焊接组件包括一一对应的两个过渡板、两组第一导轨、两个焊接气缸和两个电极棒，一个焊接气缸的缸体和一组第一导轨的滑动杆都对应固定连接在一个过渡板上，焊接气缸的活塞杆与对应第一导轨的滑座固定连接；

两个过渡板分别通过两组滑动组件设置在升降组件的安装板上，所述滑动组件包括第二丝杆、第三导轨、第二电机和减速器，过渡板通过所述第三导轨与升降组件的安装板连接，第三导轨的走向为水平走向，第二丝杆的螺杆支撑在安装板上，螺杆的长度方向与第三导轨的走向一致，第二电机和减速器驱动第二丝杆的螺杆转动，第二丝杆的螺母与过渡板固定连接；

还包括底座、焊接底板、至少一组旋转组件和至少一组工装定位组件，底座固定在机架旁侧，焊接底板设置在底座上，焊接底板处于焊接组件的两个电极棒下侧，所述旋转组件安装在焊接底板上侧，旋转组件包括第三电机、回转式减速器、旋转编码器、上夹盘和定位轴，第三电机驱动回转式减速器运转，定位轴固定连接在上夹盘的中心位置，上夹盘与回转式减速器运转的回转支撑固定连接，旋转编码器感应上夹盘及定位轴的转动角度，并且控制第三电机带动回转式减速器运转，定位轴上端面开有螺纹孔；

所述工装定位组件包括叶片座板、叶片定位轴套、下垫板、芯圈电极、垫板和锁紧螺栓，叶片座板下端面开有容纳液力变矩器涡轮的叶片和芯圈的凹槽，叶片座板上端面开有若干供焊接组件两个电极棒进出凹槽的电极孔，电极孔的位置与叶片与芯圈结合处焊接位置对应，凹槽的槽壁上设置有若干限制液力变矩器涡轮的叶片位置的定位销，叶片定位轴套固定连接在叶片座板的凹槽中心位置，叶片定位轴套上部贯穿叶片座板上端面，叶片定位轴套的内孔与定位轴配合，叶片定位轴套外壁中部设有限制液力变矩器涡轮的叶片位置的定位齿，叶片定位轴套外壁下部设有外螺纹，芯圈电极固定连接在下垫板的上端面，芯圈电极的上端面设有契合芯圈外轮廓的凸起，下垫板中心固定连接有贯穿其上下端面的拧紧螺母，下垫板的拧紧螺母套装在叶片定位轴套外且与叶片定位轴套的外螺纹配合，垫板套装锁紧螺栓在外壁，锁紧螺栓与定位轴的螺纹孔配合；

利用本液力变矩器涡轮叶片芯圈点焊装置进行液力变矩器涡轮叶片芯圈电焊的方法包括以下步骤：

调整焊接组件在第三导轨上的位置；

将两组装有待焊接叶片、芯圈的工装定位组件放置在两组旋转组件上，通过锁紧螺栓及垫板固定二者的位置；

通过升降组件的两个升降气缸带动安装板移动至工装定位组件上方位置，过渡板带动对应焊接组件的焊接气缸和电极棒移动至对准叶片座板的电极孔，再启动两个焊接气缸，焊接气缸带动电极棒落下，当电极棒落到工装定位组件中的叶片、芯圈上时，两电极棒可同时到达两个叶片小翻边处并与之接触，同时，变压器、两个过渡板、两个滑座、两个电极棒、叶片、芯圈、芯圈电极构成循环回路，在电流和压力的共同作用下，完成两个点位的焊接工作；

完成一次叶片与芯圈的焊接作业后，启动两个焊接气缸，焊接气缸带动电极棒上升至移出叶片座板的电极孔外，然后启动旋转组件的第三电机，第三电机带动回转式减速器和上夹盘转动，由旋转编码器检测旋转角度以控制电机启停，带动工装定位组件转动一定角度，两个电极棒对准新的未焊接的叶片，再次启动焊接气缸，焊接气缸带动电极棒落下完成一次两个点位的焊接工作；

根据需要焊接的叶片芯圈组件中叶片数目设定焊接循环中焊接动作的次数，每完成一次焊接动作，焊接气缸带动电极棒完成小幅度的起升动作，换位组件带动工装定位组件和正在焊接的叶片、芯圈转动一定角度，焊接气缸带动上电极组件落下，进行下一次焊接动作，直至完成全部叶片内外两处焊点的焊。

2.根据权利要求1所述的液力变矩器涡轮叶片芯圈点焊装置，其特征是：

还包括换位组件，焊接底板通过换位组件设置在底座上，换位组件包括第四导轨、换位气缸，第四导轨的滑杆支撑在底座上，第四导轨的滑块与焊接底板固定连接，焊接气缸的缸体固定连接在底座上，焊接气缸的活塞杆与焊接底板固定连接，焊接气缸的活塞杆移动方向与第四导轨的走向一致。