CN115055798B - 一种用于凸焊工艺的伺服加压机构及凸焊设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于凸焊工艺的伺服加压机构及凸焊设备，涉及加压设备领域，包括伺服单元、减速单元、传动机械单元和动力传导单元；伺服单元下端连接减速单元上端，减速单元下端通过动力传导单元与传动机械单元连接；还包括第一安装座，传动机械单元的下端安装在第一安装座内，且第一安装座下端设有凹槽，凹槽内嵌入有第一紧固件；还包括蝶形弹性件和第二安装座，第二安装座中部设有安装孔，第一安装座下端安装在第二安装座的安装孔中，且安装孔的内壁和第二安装座的外壁之间形成有腔体，腔体内安装有蝶形弹性件。本发明利用旋转伺服电机结合碟形弹簧的结构特点，具有高灵敏、高响应特性，能实现短时内的压力变化跟随。
Description
技术领域
本发明涉及加压机构，具体涉及一种用于凸焊工艺的伺服加压机构及凸焊设备。
背景技术
凸焊是在一工件的贴合面上预先加工出一个或多个凸点，使其与另一工件表面相接触并通电加热，然后压塌，使这些接触点形成焊点的电阻焊方法。现有加压机构装置大多采用伺服加压方式，通过伺服电机和丝杆和丝杆副替代消耗压缩空气且产生较大噪音的气缸，具有控制精密、使用方便、节能、低噪的优点，但是，由于伺服加压是通过电机刹保持压力的，随动性较差。且现有的气动加压机构受气源影响稳定性较差、常常需要在设备气源进口处设计一个储气罐，当耗气量大的气动部件动作时，造成短时供气不足气压下降，使得设备气动部件出现不能正常工作，进而引发产品质量等一系列问题。
中国专利CN106583904A公开了一种随动性增强伺服加压机构装置，包括与伺服控制系统连接的伺服电机，与伺服电机连接的膜片联轴器、滚珠螺杆以及由螺杆螺母带动的传力轴，其特征在于设有稳压弹簧以及设置在稳压弹簧下方的压力传递机构，所述压力传递机构包括压块、紧贴在压块上的压力传感器及其安装座。利用稳压弹簧压缩得到的机械能释放稳定的弹簧力，使电阻焊机在焊接时不会受到伺服电机得到启动信号开始启动所需要的反应的影响，保证焊接过程中焊接压力保持相对稳定状态，不会出现焊接压力突然截断的现象，能够提供稳定而连续的加压力进行焊接，保证焊接质量工件焊接牢固，避免焊接时出现较大飞溅和“炸电极现象”，维护电极正常使用。但是该专利采用的是矩形弹簧实现的随动性，在实际操作过程中，若矩形弹簧损坏，则需要替换整条弹簧，结构复杂，使用成本高。
中国专利CN102478440A公开了一种新型机械式测力机，主要由机体、机架、称重传感器组、动力机构、加压机构、压缩位移增倍机构及操作仪表组成；动力机构由步进电机及摆线针轮减速器构成并固定在机体底座上方；加压机构由加压螺杆和螺母组成，并用传力杠杆改变受力方向；为了方便测力机的标定工作，承重台台面以上四立柱机架及压缩位移增倍机构组成整体快装机架；在压力下压缩位移增倍机构中的碟形弹簧收缩，使机架位移较传感器本身变形数十倍增大。实施例很轻松达到的测量精度值为64万分之一。
上述检索到的专利中记载的加压机构，仍存在受气源影响稳定性较差，以及在耗气量大的情况下，出现短时供气不足气压下降，设备气动部件出现不能正常工作的问题。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种一种用于凸焊工艺的伺服加压机构。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种用于凸焊工艺的伺服加压机构，包括伺服单元、减速单元、传动机械单元和动力传导单元；
伺服单元下端连接减速单元上端，减速单元下端通过动力传导单元与传动机械单元连接；
还包括第一安装座，传动机械单元的下端安装在第一安装座内，且第一安装座下端设有凹槽，凹槽内嵌入有第一紧固件；
还包括蝶形弹性件和第二安装座，第二安装座中部设有安装孔，第一安装座下端安装在第二安装座的安装孔中，且安装孔的内壁和第二安装座的外壁之间形成有腔体，腔体内安装有蝶形弹性件。
更进一步地，所述伺服加压机构还设有第三安装座、安装座支架和安装座端盖，第三安装座的上端包围在减速单元的下端，第三安装座的下端与安装座端盖固定连接，且第三安装座外部还安装有安装座支架。
更进一步地，所述伺服加压机构还设有密封件，通过密封件将第三安装座和安装座端盖固定连接。
更进一步地，所述伺服加压机构还包括第二紧固件，第二紧固件设于动力传导单元的下端，且第二紧固件安装在传动机械单元的外表面。
更进一步地，所述伺服加压机构还包括连接螺栓，连接螺栓的上端设有第二紧固件，连接螺栓上开设有若干个相互独立的第一安装槽和第二安装槽，第一安装槽内安装有深沟球轴承，第二安装槽内安装有推力球轴承，且深沟球轴承位于推力球轴承的上方。
更进一步地，所述伺服加压机构还包括第三紧固件，连接螺栓的下端安装在第三紧固件的上端面，第三紧固件的下端安装在传动机械单元外壁和第一安装座内壁之间。
更进一步地，所述第一安装座的上端开设有若干个限位孔，每个限位孔的内部分别安装一个防转钢珠。
更进一步地，所述第二安装座上开设有第一限位槽、第二限位槽和第三限位槽，所述第一限位槽内安装有蝶形弹性件和第一安装座的下端，第三限位槽内安装有第一紧固件的端部，第一限位槽和第三限位槽之间设有第二限位槽。
更进一步地，所述第二限位槽和第三限位槽之间设有限位块，限位块从第二安装座的内壁向内延伸，且限位块的中心位置设有通孔，通孔的截面直径小于第三限位槽的槽孔孔径，且通孔的截面直径小于第二限位槽的槽孔孔径。
更进一步地，伺服单元为与伺服控制系统连接的伺服电机。
更进一步地，减速单元为具有降低电机的转速以及可以同时增大输出转矩作用的行星减速机。
更进一步地，伺服单元的下端设有凸部，减速单元的上端设有凹部，伺服单元的凸部与减速单元的凹部卡接。
更进一步地，动力传导单元为联轴器。
更进一步地，传动机械单元为定位精度高、高寿命、低污染和可做高速正逆向的传动及变换传动等功能的滚珠螺杆。
更进一步地，蝶形弹性件为蝶形弹簧。
更进一步地，第一紧固件为内六角螺栓。
更进一步地，第二安装座为碟簧安装座。
更进一步地，第二紧固件为M20x1.5圆螺母。
更进一步地，第三紧固件为FSV圆螺母。
更进一步地，所述密封件为橡胶油封，设置该橡胶油封的作用是防尘防脏；还可以在需要油脂润滑的场合，把润滑油脂封存在腔体内部，并且匀薄润滑油脂，起到协助润滑作用。
一种凸焊设备，包括一种用于凸焊工艺的伺服加压机构。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明利用旋转伺服电机结合碟形弹簧的结构特点，具有高灵敏、高响应特性，能实现短时内(不大于50ms)的压力变化跟随；且利用碟形弹簧13受压时提供稳定需要的反作用压力，确保焊接工件所需要的稳定的焊接压力。本发明中的伺服加压机构结构合理，设计新颖，实用性强，使用稳定可靠，操作简单方便，可广泛应用于固定电阻焊机的焊接加压机构和自动化焊钳上，还可以应用在各种自动化压装设备、打磨设备、钻孔设备、小型自动化冲压、折弯设备上等等，应用场景广阔。
附图说明
图1为本发明中伺服加压机构的立视图；
图2为本发明中伺服加压机构的剖视图；
图3为本发明中伺服加压机构的俯视图；
图4为本发明中伺服加压机构初始状态下的结构示意图；
图5为本发明中伺服加压机构下压状态下的结构示意图；
图6本发明中碟形弹簧工作状态下的结构示意图；
图7为本发明中伺服加压机构横向安装的结构示意图；
图8为图7的剖面图；
图9为本发明中伺服加压机构安装到凸焊机上的结构示意图；
附图标记：1.伺服单元；2.减速单元；3.传动机械单元；4.动力传导单元；5.第一安装座；6.第一紧固件；7.蝶形弹性件；8.第二安装座；9.第三安装座；10.安装座支架；11.安装座端盖；12.密封件；13.第二紧固件；14.连接螺栓；15.深沟球轴承；16.推力球轴承；17.第三紧固件；18.防转钢珠；19.第一限位槽；20.第二限位槽；21.第三限位槽；22.限位块；23.伺服加压机构。
具体实施方式
值得说明的是，本发明中使用的原料均为普通市售产品，对其来源不做具体限定。
以下原料来源，为示例性说明：
实施例1
如图1-图8所示的一种用于凸焊工艺的伺服加压机构，包括伺服单元1、减速单元2、传动机械单元3和动力传导单元4；伺服单元1下端连接减速单元2上端，减速单元2下端通过动力传导单元4与传动机械单元3连接；还包括第一安装座5，传动机械单元3的下端安装在第一安装座5内，且第一安装座5下端设有凹槽，凹槽内嵌入有第一紧固件6；还包括蝶形弹性件7和第二安装座8，第二安装座8中部设有安装孔，第一安装座5下端安装在第二安装座8的安装孔中，且安装孔的内壁和第二安装座8的外壁之间形成有腔体，腔体内安装有蝶形弹性件7。第一安装座5的上端开设有若干个限位孔，每个限位孔的内部分别安装一个防转钢珠18。其中，第一安装座5为丝杆安装座。伺服单元1为与伺服控制系统连接的伺服电机。减速单元2为具有降低电机的转速以及可以同时增大输出转矩作用的行星减速机。伺服单元1的下端设有凸部，减速单元2的上端设有凹部，伺服单元1的凸部与减速单元2的凹部卡接。动力传导单元4为联轴器。传动机械单元3为定位精度高、高寿命、低污染和可做高速正逆向的传动及变换传动等功能的滚珠螺杆。蝶形弹性件7为蝶形弹簧。第一紧固件6为内六角螺栓，设置内六角螺栓，一方面可以起到连接与限位作用，主要用于连接蝶形弹簧和第一安装座，螺栓头起限位约束之用，假如无螺栓头，第一安装座直接掉下来；其次还可以起到导向约束的作用，此螺栓为非全牙螺栓，光身部分是起导向约束作用：当蝶形弹簧发生形变时，第一安装座可以同步随动，并且约束在光身螺柱外表面，不会有大的径向波动；另一方面选择内六角螺栓，是因为安装在腔体内部，拆装拆此螺栓可以利用内六角扳手即可，达到节省空间的效果。第二安装座8为用于安装碟形弹簧的碟簧安装座。
伺服加压机构还设有第三安装座9、安装座支架10和安装座端盖11，第三安装座9的上端包围在减速单元2的下端，第三安装座9的下端与安装座端盖11固定连接，且第三安装座9外部还安装有安装座支架10。伺服加压机构还设有密封件12，通过密封件12将第三安装座9和安装座端盖11固定连接。密封件12为橡胶油封，设置该橡胶油封一方面可以起到防尘防脏的作用，另一方面也可以在需要油脂润滑的场合，可以把润滑油脂封存在腔体内部，并且匀薄润滑油脂，起到协助润滑作用。
伺服加压机构还包括第二紧固件13，第二紧固件13设于动力传导单元4的下端，且第二紧固件13安装在传动机械单元3的外表面。其中，第二紧固件13为M20x1.5圆螺母。伺服加压机构还包括连接螺栓14，连接螺栓14的上端设有第二紧固件13，连接螺栓14上开设有若干个相互独立的第一安装槽和第二安装槽，第一安装槽内安装有深沟球轴承15，第二安装槽内安装有推力球轴承16，且深沟球轴承15位于推力球轴承16的上方。具体的，第一安装槽为连接螺栓14的侧壁与传动机械单元3外壁构成的开放槽孔，且第二紧固件13正对第一安装槽的槽孔上方；第二安装槽与第一安装槽不连通，且第二安装槽为连接螺栓14的侧壁与传动机械单元3外壁构成的封闭槽孔。伺服加压机构还包括第三紧固件17，连接螺栓14的下端安装在第三紧固件17的上端面，第三紧固件17的下端安装在传动机械单元3外壁和第一安装座5内壁之间。其中，第三紧固件17为FSV圆螺母。
第二安装座8上开设有第一限位槽19、第二限位槽20和第三限位槽21，第一限位槽19内安装有蝶形弹性件7和第一安装座5的下端，第三限位槽21内安装有第一紧固件6的端部，第一限位槽19和第三限位槽21之间设有第二限位槽20。具体的，内六角螺栓的一端从第三限位槽21依次穿过第二限位槽20、第一限位槽19，直至嵌入第一安装座5内。第二限位槽20和第三限位槽21之间设有限位块22，限位块22从第二安装座8的内壁向内延伸，且限位块22的中心位置设有通孔，通孔的截面直径小于第三限位槽21的槽孔孔径，且通孔的截面直径小于第二限位槽20的槽孔孔径。
本发明中的伺服加压机构的工作原理为：
当处于初始状态下压时：旋转伺服电机收到下压信号，启动旋转，带动行星减速机旋转，通过联轴器带动精密研磨滚珠螺杆旋转，FSV圆螺母因受到防转钢珠18的限定，只能沿精密研磨滚珠螺杆轴向方向运动，并通过连接螺栓14的连接，带动丝杆安装座沿滚珠螺杆轴向方向运动，通过碟形弹簧带动碟簧安装座沿滚珠螺杆轴向方向运动，具体的，由于滚珠螺杆和FSV圆螺母是配套使用，因滚珠螺杆只能周向旋转，与之配套的FSV圆螺母因受到防转钢珠18的限定，不能周向旋转，螺丝螺母结构特点决定了FSV圆螺母只能沿丝杆方向运动，而丝杆安装座是与FSV圆螺母组成一个整体，二者合二为一是依赖于连接螺栓进行实现的。当碟簧安装座连接部件压到工件时，精密研磨滚珠螺杆继续旋转，碟形弹簧开始受到丝杆安装座挤压，长度L变短，并将作用力传递到碟簧安装座上，作用力瞬时传递到工件上，通过碟形弹簧的随动性完美的将设定的作用力灵敏、精确作用在工件上。
当焊接完成后，进行上升复位状态时：当焊接完成后，旋转伺服电机收到上升信号，启动旋转，带动行星减速机旋转，通过联轴器带动精密研磨滚珠螺杆旋转，FSV圆螺母因受到防转钢珠18的限定，只能沿滚珠螺杆轴向方向运动，并通过连接螺栓14的连接，带动丝杆安装座沿滚珠螺杆轴向方向运动，碟形弹簧受压减小，长度L复原到初始长度后，通过丝杆安装座末端的内六角螺栓带动碟簧安装座作上升方向的运动，此时，碟簧安装座连接部件离开工件，整体逐步回复到初始位置。
如图9所示的一种凸焊设备，具体是将伺服加压机构安装到凸焊机上的结构示意图。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (2)
1.一种用于凸焊工艺的伺服加压机构，其特征在于：包括伺服单元(1)、减速单元(2)、传动机械单元(3)和动力传导单元(4)；伺服单元(1)下端连接减速单元(2)上端，减速单元(2)下端通过动力传导单元(4)与传动机械单元(3)连接；
还包括第一安装座(5)，传动机械单元(3)的下端安装在第一安装座(5)内，且第一安装座(5)下端设有凹槽，凹槽内嵌入有第一紧固件(6)；
还包括蝶形弹性件(7)和第二安装座(8)，第二安装座(8)中部设有安装孔，第一安装座(5)下端安装在第二安装座(8)的安装孔中，且安装孔的内壁和第一安装座(5)的外壁之间形成有腔体，腔体内安装有蝶形弹性件(7)；
伺服加压机构还设有密封件(12)，通过密封件(12)将第三安装座(9)和安装座端盖(11)固定连接；
伺服加压机构还设有第三安装座(9)、安装座支架(10)和安装座端盖(11)，第三安装座(9)的上端包围设置在减速单元(2)的下端，第三安装座(9)的下端与安装座端盖(11)固定连接，且第三安装座(9)外部还安装有安装座支架(10)；
伺服加压机构还包括第二紧固件(13)，第二紧固件(13)设于动力传导单元(4)的下端，且第二紧固件(13)安装在传动机械单元(3)的外表面；
伺服加压机构还包括连接螺栓(14)，连接螺栓(14)的上端设有第二紧固件(13)，连接螺栓(14)上开设有若干个相互独立的第一安装槽和第二安装槽，第一安装槽内安装有深沟球轴承(15)，第二安装槽内安装有推力球轴承(16)，且深沟球轴承(15)位于推力球轴承(16)的上方；
伺服加压机构还包括第三紧固件(17)，连接螺栓(14)的下端安装在第三紧固件(17)的上端面，第三紧固件(17)的下端安装在传动机械单元(3)外壁和第一安装座(5)内壁之间；
第一安装座(5)的上端开设有若干个限位孔，每个限位孔的内部分别安装一个防转钢珠(18)；
第二安装座上开设有第一限位槽(19)、第二限位槽(20)和第三限位槽(21)，所述第一限位槽(19)内安装有蝶形弹性件(7)和第一安装座(5)的下端，第三限位槽(21)内安装有第一紧固件(6)的端部，第一限位槽(19)和第三限位槽(21)之间设有第二限位槽(20)；
第二限位槽(20)和第三限位槽(21)之间设有限位块(22)，限位块(22)从第二安装座(8)的内壁向内延伸，且限位块(22)的中心位置设有通孔，通孔的截面直径小于第三限位槽(21)的槽孔孔径，且通孔的截面直径小于第二限位槽(20)的槽孔孔径。
2.一种凸焊设备，其特征在于，包括权利要求1中所述的一种用于凸焊工艺的伺服加压机构。
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