CN110435159B - 一种适用于汽车碳罐的超声波焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种适用于汽车碳罐的超声波焊接设备，其包括基座、立柱、导向板、超声波焊接工作部、滑轨滑块组件以及驱动部。超声波焊接工作部包括焊机本体、超声波焊接头以及碳罐压靠装置。碳罐压靠装置布置于焊机本体的正下方，其包括压靠板、导向杆。其中，在压靠板的中心位置开设有开孔，以供超声波焊接头穿越。导向杆的数量设置为多个，围绕超声波焊接头进行布置，且其一端固定于压靠板，另一端可自由滑动的穿设于焊机本体的底壁。这样一来，在实际焊接阶段，可借助于碳罐压靠装置的自重对碳罐进行可靠顶靠，防止碳罐在无纺布具体焊接过程中相对位置发生改变，不但有效地保证了碳罐侧壁的熔深，且确保了焊点相对位置的精确性。

Description

一种适用于汽车碳罐的超声波焊接设备

技术领域

本发明涉及汽车碳罐制造技术领域，尤其是一种适用于汽车碳罐的超声波焊接设备。

背景技术

碳罐一般装于汽车油箱与发动机之间，因其内装有具有吸附作用的活性碳，故可以用于收集汽油蒸汽以重复利用，从而提高能源利用率，降低环境污染。碳罐包括罐体，位于罐体上的吸附口、脱附口以及大气口，罐体内设置有容纳腔，容纳腔通过间隔组件间隔成为连续的通道，通道内设置有碳粉，且碳粉的外侧衬垫有无纺布。油气在进入容纳腔后，会沿着通道逐渐蔓延，使得油气能够被通道内的碳粉充分吸附，达到良好吸附和脱附的效果。在现有技术中，无纺布仅贴靠于碳罐的内壁上，不进行任何固定，这样一来，无纺布自身易发生“塌边”现象，且其相对位置易发生改变，为后道工序的碳粉填装造成极大的不便，影响装配效率。近些年来，出现了超声波焊接工艺，虽说解决了很好解决了上述技术问题，但是在对无纺布进行多点焊接的过程中，碳罐受外界因素（如基台的震动以及超声波焊接头的误触碰等）影响其自身位置会不可避免的发生改变，从而影响焊点的相对位置精确度，更甚者，会导致焊接过程无法正常进行。另外，超声波焊接头相对于碳罐侧壁的距离会严重影响热熔深度，进而影响焊点的牢固性，因而，亟待技术人员解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构设计简单，工作效率较高，且使得碳罐在焊接过程中位置保持不变，确保焊点位置精准的适用于汽车碳罐的超声波焊接设备。

为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种适用于汽车碳罐的超声波焊接设备，其包括基座、立柱、导向板、超声波焊接工作部、滑轨滑块组件以及驱动部。立柱用来对导向板进行支撑，且竖放于基座上。上述超声波焊接工作部借助于滑轨滑块组件实现与导向板的连接，且其在驱动部的作用下沿着上下方向进行定向滑动。超声波焊接工作部包括焊机本体、超声波焊接头以及碳罐压靠装置。碳罐压靠装置布置于焊机本体的正下方，其包括压靠板、导向杆。其中，在压靠板的中心位置开设有开孔，以供超声波焊接头穿越。导向杆的数量设置为多个，围绕超声波焊接头进行布置，且其一端固定于压靠板，另一端可自由滑动的穿设于焊机本体的底壁。

作为上述技术方案的进一步改进，碳罐压靠装置还包括导向套，以供导向杆穿越。上述导向套可拆卸地固定于焊机本体的底壁。

作为上述技术方案的进一步改进，碳罐压靠装置还包括弹性件。弹性件套设于导向杆上，且其一端始终顶靠于焊机本体的底壁，另一端始终顶靠于压靠板的上表面。

作为上述技术方案的更进一步改进，弹性件为柱状弹簧。

作为上述技术方案的进一步改进，上述适用于汽车碳罐的超声波焊接设备还包括限位装置。该限位装置包括接近开关、接近开关支架以及感应片。感应片固定于其中一件导向杆的顶端，相应地，接近开关借助于接近开关支架固定于焊机本体的底壁上。

作为上述技术方案的更进一步改进，接近开关可相对于接近开关支架沿上下方向进行位置调整。

作为上述技术方案的进一步改进，驱动部包括承力支座以及气压缸。承力支座布置于超声波焊接工作部的上方，且固定于导向板的侧壁上。气压缸的缸体铰接于承力支座上，且其活塞杆与超声波焊接工作部相连接。

作为上述技术方案的进一步改进，沿导向板背面侧壁的上下方向外延有2个支撑臂，相应地，上述适用于汽车碳罐的超声波焊接设备还包括2个卡紧件。卡紧件分别借助于螺栓可拆卸地、一一对应地固定于上述支撑臂上。在卡紧件上周缘开设有开口缝，且借助于螺钉来实现对其开口大小进行调整，以实现导向板相对于立柱高度位置的锁定。

作为上述技术方案的进一步改进，上述适用于汽车碳罐的超声波焊接设备还包括立柱位移调整部。该立柱位移调整部包括第一导向块、第二导向块、第一螺杆调节机构、第二螺杆调节机构以及沿着由下至上方向依序叠放于所述基座上第一调整板和第二调整板。其中，立柱焊接固定于第二调整板的上表面。在第一调整板开设有第一腰形通孔，且借助螺栓实现与基座的固定。第一调整板在第一螺杆调节机构及第一导向块的共同作用下相对于基座进行平移运动。在第二调整板开设有第二腰形通孔，且亦借助螺栓实现与第一调整板的固定。第二调整板在第二螺杆调节机构及第二导向块的共同作用下相对于第一调整板进行平移运动。第一腰形通孔的延伸方向与第二腰形通孔的延伸方向相垂直。

作为上述技术方案的更进一步改进，在第一调整板上、靠近第一导向块的位置设置有刻度标示，相对应地，在第一导向块上设置有读数基准。在第二调整板上、靠近第二导向块的位置亦设置有刻度标示，相对应地，在第二导向块上同样设置有读数基准。

相较于传统设计结构的适用于汽车碳罐的超声波焊接设备，在本发明所公开的技术方案中，借助于碳罐压靠装置对碳罐进行顶靠，防止碳罐在无纺布具体焊接过程中相对位置发生改变，这样一来，不但有效地保证了碳罐侧壁的熔深，确保无纺布固定的可靠性；另外，还确保了焊点相对位置的精确性，满足焊接质量检测标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中适用于汽车碳罐的超声波焊接设备第一种实施方式的立体示意图。

图2是本发明中适用于汽车碳罐的超声波焊接设备第一种实施方式的主视图。

图3是本发明中适用于汽车碳罐的超声波焊接设备第一种实施方式的右视图

图4是图1的I局部放大图。

图5是本发明中适用于汽车碳罐的超声波焊接设备第一种实施方式的立体示意图（去除焊机本体的防护外壳）。

图6是图5的II局部放大图。

图7是本发明中适用于汽车碳罐的超声波焊接设备第一种实施方式另一种视角的立体示意图。

图8是本发明中适用于汽车碳罐的超声波焊接设备第二种实施方式的主视图。

图9是本发明适用于汽车碳罐的超声波焊接设备中卡紧件的立体示意图。

1-基座；2-立柱；3-导向板；31-支撑臂；4-超声波焊接工作部；41-焊机本体；42-超声波焊接头；43-碳罐压靠装置；431-压靠板；432-导向杆；433-导向套；434-柱状弹簧；5-滑轨滑块组件；6-驱动部；61-承力支座；62-气压缸；7-限位装置；71-接近开关；72-接近开关支架；73-感应片；8-卡紧件；81-开口缝；9-立柱位移调整部；91-第一导向块；911-读数基准；92-第二导向块；93-第一螺杆调节机构；94-第二螺杆调节机构；95-第一调整板；951-第一腰形通孔；952-刻度标示；96-第二调整板；961-第二腰形通孔。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面结合具体实施例，对本发明所公开的技术方案作一个详细的说明，图1、图2以及图3分别示出了本发明中适用于汽车碳罐的超声波焊接设备的立体示意图、主视图、右视图，其主要由基座1、立柱2、导向板3、超声波焊接工作部4、滑轨滑块组件5以及驱动部6等几部分构成。其中，立柱2用来对导向板3进行支撑，且竖放于基座1上。上述超声波焊接工作部4借助于滑轨滑块组件5实现与导向板3的连接，且其在驱动部6的作用下沿着上下方向进行定向滑动。上述超声波焊接工作部4包括焊机本体41、超声波焊接头42以及碳罐压靠装置43。在此需要着重说明的是，碳罐压靠装置43布置于焊机本体41的正下方，其主要由压靠板431、导向杆432构成。其中，在压靠板431的中心位置开设有开孔，以供上述超声波焊接头42穿越。导向杆432的数量设置为多个，围绕超声波焊接头42进行布置，且其一端固定于压靠板431，另一端可自由滑动的穿设于焊机本体41的底壁。通过采用上述技术方案进行设置，在实际焊接过程中，超声波焊接装置借助于碳罐压靠装置43对碳罐进行顶靠，防止碳罐在实际无纺布焊接过程中相对位置发生改变，这样一来，不但有效地保证了碳罐侧壁的熔深，确保无纺布固定的可靠性；另外，还确保了焊点相对位置的精确性，满足焊接质量检测标准。

上述碳罐压靠装置的工作原理如下：当碳罐相对于定位工装置放到位后，超声波焊接工作部4在驱动部6的作用下整体下移，首先，超声波焊接头42进入到碳罐的内腔，与此同时，压靠板431依靠其自身重力对碳罐进行压紧，保证碳罐在焊接进程中其相对位置保持不变，确保焊点位置的精确性。

已知，在导向杆432相对于焊机本体41进行上下往复滑动过程中，其易对设置于焊机本体41底壁上的安装孔造成磨损，从而影响配合精度以及增大了后期维护频率以及成本，为此，作为上述适用于汽车碳罐的超声波焊接设备的进一步改进，上述碳罐压靠装置43还可以额外设置有导向套433，以供上述导向杆432穿越（如图6中所示）。上述导向套433借助螺栓可拆卸地固定于焊机本体41的底壁上，从而确保导向杆432的运动精度。

图8示出了本发明中适用于汽车碳罐的超声波焊接设备第二种实施方式的主视图，其相较于上述第一种实施方式的区别点在于，还可以在导向杆432的外围套设有柱状弹簧434，且其一端始终顶靠于焊机本体41的底壁，另一端始终顶靠于压靠板431的上表面。这样一来，在实际工作过程中，压靠板431的自重力以及柱状弹簧434的弹性力共同作用于罐体的顶部，确保其相对位置保持不变。

在此需要说明的是，在上述技术方案中，选用柱状弹簧434作为增力件，当然，亦可以根据实际情况选用橡胶套等其他弹性件。

再者，作为上述技术方案的更进一步的优化，该适用于汽车碳罐的超声波焊接设备还可以额外设置有限位装置7（如图5、6中所示），其具体布置方式可以参照如下进行：限位装置7由接近开关71、接近开关支架72以及感应片73等几部分构成，其中，感应片73固定于其中一件导向杆432的顶端，相应地，接近开关71借助于接近开关支架72固定于焊机本体41的底壁上。这样一来，在实际工作过程中，随着超声波焊接头42进入到碳罐内腔深度的增大，感应片73在导向杆432的带动下亦相对于碳罐进行上升运动，直至其进入到接近开关71的感应槽内，此时，驱动部6停止运行，从而确定了超声波焊接头42相对于碳罐预焊接处的距离，确保了碳罐侧壁的熔深值，使得焊点具有良好的成型质量。

不同型号的碳罐，其深度值亦不同，因此，超声波焊接头42的下降值亦各有不同。为了解决这一技术问题，接近开关71可相对于接近开关支架72沿上下方向进行位置调整。当适配不同的碳罐时，仅需调整接近开关71的相对高度值即可，从而有效的扩大该超声波焊接装置的适用范围。具体实施方案可以参照如下进行：在接近开关支架72的侧壁上开设T形凹槽，借助于螺栓实现接近开关71与接近开关支架72的固定（如图6中所示）。螺栓可在T形凹槽内自由滑动，当接近开关71的高度位置确定后，借助于螺母锁紧即可。需要说明的是，T形凹槽的槽宽应小于螺栓的螺头直径或为该螺栓配置防脱垫片。

再者，作为上述驱动部6结构的进一步细化，其设置有承力支座61以及气压缸62（如图1中所示）。其中，承力支座61布置于超声波焊接工作部4的上方，且借助于螺栓可拆卸地固定于导向板3的侧壁上。气压缸62的缸体铰接于承力支座上，且其活塞杆与超声波焊接工作部4相连接。

需要说明的是，用来驱动超声波焊接工作部4沿上下方向进行运动的动力元件除了可以选用上述的气压缸62，当然，亦可以根据具体情况选配液压缸、直线电机以及电缸直线模组等。

为了实现导向板3与立柱2的可靠固定，且便于进行后续的调整，还可以沿导向板3背面侧壁的上下方向外延有2个支撑臂31，相隔距离不小于1/2导向板3的长度尺寸，相应地，上述适用于汽车碳罐的超声波焊接设备还包括有2个卡紧件8（如图7中所示）。卡紧件8分别借助于螺栓可拆卸地、一一对应地固定于上述支撑臂31上。在卡紧件8上周缘开设有开口缝81（如图9中所示），且借助于螺钉来实现对其开口大小进行调整，以实现导向板3相对于立柱2高度位置的锁定。这样一来，根据产线实际布局需要，当需要对导向板3的相对高度以及角度方位进行调整时，拧松螺钉即可。

为了便于对超声波焊接工作部5的相对位置进行调整，还可以作如下设置：上述适用于汽车碳罐的超声波焊接设备额外设置有立柱位移调整部9（如图4中所示）。该立柱位移调整部9包括第一导向块91、第二导向块92、第一螺杆调节机构93、第二螺杆调节机构94以及沿着由下至上方向依序叠放于上述基座上第一调整板95和第二调整板96。其中，立柱2焊接固定于第二调整板96的上表面。在第一调整板95开设有第一腰形通孔951，且借助螺栓实现与基座1的固定。第一调整板95在第一螺杆调节机构93及第一导向块91的共同作用下相对于基座1进行平移运动。另外，在第二调整板96开设有第二腰形通孔961，且亦借助螺栓实现与第一调整板95的固定。第二调整板96在第二螺杆调节机构94及第二导向块92的共同作用下相对于第一调整板95进行平移运动。第一腰形通孔951的延伸方向与第二腰形通孔961的延伸方向相垂直。当需要对超声波焊接工作部4的相对位置进行调整时，通过旋动第一螺杆调节机构93即可实现第一调整板95沿着左右方向相对位置的改变；通过旋动第二螺杆调节机构94即可实现第二调整板96沿着前后方向相对位置的改变。

最后，还可以在第一调整板95上、靠近第一导向块91的位置设置有刻度标示952，相对应地，在第一导向块91上设置有读数基准911，从而使得操作人员在调整过程中做到“心中有数”，确保第一调整板95的位置调整精度，。当然，第二调整板96亦可以参照上述方式进行设置，具体为：在第二调整板96上、靠近第二导向块92的位置亦设置有刻度标示，相对应地，在第二导向块92上同样设置有读数基准。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种适用于汽车碳罐的超声波焊接设备，其特征在于，包括基座、立柱、导向板、超声波焊接工作部、滑轨滑块组件以及驱动部；所述立柱用来对所述导向板进行支撑，且竖放于所述基座上；所述超声波焊接工作部借助于滑轨滑块组件实现与所述导向板的连接，且其在驱动部的作用下沿着上下方向进行定向滑动；所述超声波焊接工作部包括焊机本体、超声波焊接头、碳罐压靠装置；所述碳罐压靠装置布置于所述焊机本体的正下方，其包括压靠板、导向杆；其中，在所述压靠板的中心位置开设有开孔，以供所述超声波焊接头穿越；所述导向杆的数量设置为多个，围绕所述超声波焊接头进行布置，且其一端固定于所述压靠板，另一端可自由滑动的穿设于所述焊机本体的底壁；

还包括立柱位移调整部；所述立柱位移调整部包括第一导向块、第二导向块、第一螺杆调节机构、第二螺杆调节机构以及沿着由下至上方向依序叠放于所述基座上第一调整板和第二调整板；所述立柱焊接固定于所述第二调整板的上表面；在所述第一调整板开设有第一腰形通孔，且借助螺栓实现与所述基座的固定；所述第一调整板在所述第一螺杆调节机构及所述第一导向块的共同作用下相对于所述基座进行平移运动；在所述第二调整板开设有第二腰形通孔，且亦借助螺栓实现与所述第一调整板的固定；所述第二调整板在所述第二螺杆调节机构及所述第二导向块的共同作用下相对于所述第一调整板进行平移运动；所述第一腰形通孔的延伸方向与所述第二腰形通孔的延伸方向相垂直。

2.根据权利要求1所述的适用于汽车碳罐的超声波焊接设备，其特征在于，所述碳罐压靠装置还包括导向套，以供所述导向杆穿越；所述导向套可拆卸地固定于所述焊机本体的底壁。

3.根据权利要求1所述的适用于汽车碳罐的超声波焊接设备，其特征在于，所述碳罐压靠装置还包括弹性件；所述弹性件套设于所述导向杆上，且其一端始终顶靠于所述焊机本体的底壁，另一端始终顶靠于所述压靠板的上表面。

4.根据权利要求3所述的适用于汽车碳罐的超声波焊接设备，其特征在于，所述弹性件为柱状弹簧。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的适用于汽车碳罐的超声波焊接设备，其特征在于，还包括限位装置；所述限位装置包括接近开关、接近开关支架以及感应片；所述感应片固定于其中一件所述导向杆的顶端，相应地，所述接近开关借助于所述接近开关支架固定于所述焊机本体的底壁上。

6.根据权利要求5所述的适用于汽车碳罐的超声波焊接设备，其特征在于，所述接近开关可相对于所述接近开关支架沿上下方向进行位置调整。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的适用于汽车碳罐的超声波焊接设备，其特征在于，所述驱动部包括承力支座以及气压缸；所述承力支座布置于所述超声波焊接工作部的上方，且固定于所述导向板的侧壁上；所述气压缸的缸体铰接于所述承力支座上，且其活塞杆与所述超声波焊接工作部相连接。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的适用于汽车碳罐的超声波焊接设备，其特征在于，沿所述导向板背面侧壁的上下方向外延有2个支撑臂，相应地，所述适用于汽车碳罐的超声波焊接设备还包括2个卡紧件;所述卡紧件分别借助于螺栓可拆卸地、一一对应地固定于所述支撑臂上；在所述卡紧件上周缘开设有开口缝，且借助于螺钉来实现对其开口大小进行调整，以实现导向板相对于所述立柱高度位置的锁定。

9.根据权利要求1所述的适用于汽车碳罐的超声波焊接设备，其特征在于，在所述第一调整板上、靠近所述第一导向块的位置设置有刻度标示，相对应地，在所述第一导向块上设置有读数基准；在所述第二调整板上、靠近所述第二导向块的位置亦设置有刻度标示，相对应地，在所述第二导向块上同样设置有读数基准。