CN118081084A - 一种高速直线电机焊接运动平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速直线电机焊接运动平台，本发明涉及电机焊接生产技术领域，包括调节机构，所述调节机构固定安装在第一电机的输出端，所述调节机构用于对工件进行夹持限位，所述圆周滑轨固定安装在装置体的顶部。该高速直线电机焊接运动平台，喷嘴对工件表面的上方位置进行焊接，工件的中部位置作为直线坐标系中心，第一电机控制转动体转动，工件绕坐标系X轴旋转，在此基础上，第二电机控制中位板转动，工件绕坐标系Y轴旋转，导滑台对中位板的转动进行滑动支撑，有效增加了工件的移动范围，喷嘴在防不稳机构的带动下对工件的表面进行焊接，解决了工件移动范围有限造成焊接过程中需要人工调节工件位置的问题。

Description

一种高速直线电机焊接运动平台

技术领域

本发明涉及电机焊接生产技术领域，具体为一种高速直线电机焊接运动平台。

背景技术

直线电机又被称为线性马达、推杆马达，其原理可以看作将旋转电机沿径向切开，取其定子作为初级，动子作为次级，当绕组通入三相电流后，由原来的旋转运动变成了直线运动，由于直线电机相对于传统旋转电机与工件台之间无机械传动环节，因此具有高速、高精度、零传动和无污染的特点，广泛应用于光刻机、IC封装设备等多种加工设备中。焊接过程中，工件和焊料熔化形成熔融区域，熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接，现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等，现有焊接技术中机架上的下沉式夹具大多高凸设置，之后将待加工物品安放在下沉式夹具之上，高速直线电机移动时受到较大的向下推力，会导致激光焊枪在焊接移动过程中晃动的问题，这会影响焊缝的质量及焊接的效果。叠片式直线电机感应板的铁芯工作面由18根20mm*30mm*2500mm的方钢平铺，并与8根短槽钢组件呈直角布置焊接而成，直线电动机与旋转磁场一样，定子铁心也是由硅钢片叠成，表面开有齿槽，槽中嵌有三相、两相或单相绕组，单相直线异步电动机可制成罩极式，也可通过电容移相。

现有的高速直线电机焊接运动平台，由于结构设计缺陷，存在工件移动范围有限造成焊接过程中需要人工调节工件位置，以及焊接重心处在较高的位置上会导致激光焊枪在焊接移动过程中重心不稳的问题。

发明内容

本发明提供了一种高速直线电机焊接运动平台，解决了上述背景技术中所提到的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高速直线电机焊接运动平台，包括装置体，以及固定安装在所述装置体表面中部位置的第一电机；还包括：

调节机构，所述调节机构转动安装在装置体内侧面的中部位置，所述调节机构用于对工件进行夹持限位，所述调节机构表面的中部位置与第一电机的输出端固定连接；

圆周滑轨，所述圆周滑轨固定安装在装置体的顶部，所述圆周滑轨的内侧面滑动连接有滑缸；

喷嘴，所述喷嘴用于对工件的表面进行焊接；

防不稳机构，所述防不稳机构固定安装在滑缸的顶部，所述防不稳机构用于调节喷嘴与工件之间的位置关系；

其中调节机构包括中位板，所述中位板的底部固定连接有定心组件，所述定心组件的顶部固定连接有夹持组件，所述中位板的顶部用于放置工件，所述夹持组件用于对工件表面的下方位置进行夹持，所述定心组件用于调节夹持组件对工件进行夹持定心。

优选的，所述调节机构还包括转动体，所述转动体表面的中部位置固定安装在第一电机的输出端，所述转动体的表面固定连接有第二电机，所述转动体表面远离第二电机的一侧固定连接有导滑台，工件被放置在转动体的顶部，定心组件控制夹持组件靠近工件，四个夹持组件均匀设置在转动体的顶部，在定心组件的引导下，对向设置的夹持组件靠近工件，从而将工件的中心限制在中位板的中部位置，工件表面的下方位置被夹持组件夹定。

优选的，所述定心组件包括双头电机，所述双头电机固定安装在中位板底部的中部位置，所述双头电机输出端的螺纹杆连接有限位板。

优选的，所述定心组件还包括电动缸和稳固板，所述电动缸固定安装在限位板的表面，所述稳固板的表面固定连接有腰形筒，所述电动缸的输出端与腰形筒的内侧面滑动连接。

优选的，所述夹持组件包括套接体，所述套接体的内侧面固定安装在稳固板表面远离腰形筒的位置，所述套接体的顶部固定连接有刚性板。

优选的，所述夹持组件还包括橡胶框，所述橡胶框的表面固定安装在刚性板的表面，所述刚性板靠近橡胶框的一侧固定连接有U型板，所述U型板的内侧面转动连接有滚轮。

优选的，所述防不稳机构包括定子板，所述定子板的底部固定安装在滑缸的顶部，所述定子板内侧面的中部位置滑动连接有动子体，所述动子体的表面转动连接有齿轮，工件放置在转动体的顶部，双头电机控制螺纹杆旋转，螺纹杆的表面与限位板的内侧面通过螺纹连接，由于螺纹升力特性，对向设置的限位板相互靠近，腰形筒对电动缸的输出端进行滑动支撑，限位板的靠近使得工件的底面中心被推动至坐标系X轴上，电动缸带动腰形筒靠近限位板。

优选的，所述防不稳机构还包括固定圆台，所述固定圆台表面的中部位置固定安装在动子体的内侧面，所述固定圆台表面的上方位置滑动连接有稳固组件，所述固定圆台的内侧面滑动连接有转动焊接组件。

优选的，所述稳固组件包括转动辊，所述转动辊的部门与动子体的内侧面转动连接，所述转动辊的顶部固定连接有延伸柱，现有装置中，直线电机的动子垂直设置，动子带动重量较大的焊接部件快速移动，焊接部件的重心偏低容易造成工件焊接不稳，该装置利用对向设置的齿轮带动转动焊接组件转动，固定圆台对转动焊接组件进行滑动支撑，动子体在定子板的表面往复滑动。

优选的，所述稳固组件还包括套接固定体，所述套接固定体的内侧面固定安装在延伸柱表面的上方位置，所述套接固定体的表面固定连接有折弯杆，限位板以及稳固板的表面均开设有槽，限位板相互靠近推动工件，随后，电动缸带动稳固板靠近工件，稳固板与限位板表面的槽相互错开，从而避免稳固板与限位板相互移动时受到干扰，限位板以及稳固板将工件底面的中心限制在中位板顶部的中部位置。

优选的，所述转动焊接组件包括齿面环，所述齿面环的表面与固定圆台的内侧面滑动连接，所述齿面环表面的下方位置固定连接有固定杆，定子板的内侧面与地面垂直设置，动子体的底部被定子板支撑滑动，动子体快速移动时，固定圆台对齿面环进行支撑，激光发生器的重量较大，激光发生器设置在固定圆台的表面，从而将激光发生器的重心升高，延伸柱设置在齿面环与转动辊之间的位置，齿面环被齿轮带动旋转时，动子体对转动辊进行转动支撑，使得激光发生器在转动时不易晃动。

优选的，所述转动焊接组件还包括激光发生器，所述激光发生器的底部与喷嘴的顶部固定连接，所述激光发生器的内侧面固定连接有内嵌滑壳。

本发明提供了一种高速直线电机焊接运动平台。具备以下有益效果：

1、该高速直线电机焊接运动平台，喷嘴对工件表面的上方位置进行焊接，工件的中部位置作为直线坐标系中心，第一电机控制转动体转动，工件绕坐标系X轴旋转，在此基础上，第二电机控制中位板转动，工件绕坐标系Y轴旋转，导滑台对中位板的转动进行滑动支撑，有效增加了工件的移动范围，喷嘴在防不稳机构的带动下对工件的表面进行焊接，解决了工件移动范围有限造成焊接过程中需要人工调节工件位置的问题。

2、该高速直线电机焊接运动平台，限位板相互靠近使得工件的中心被推动至坐标系原点，限位板对工件施加相同的压力，刚性板作为刚性支撑，滚轮与工件的表面紧密贴合，随着刚性板的挤压，橡胶材质的U型板被挤压变形，使得多个滚轮都能够与复杂表面的工件紧密贴合，橡胶框对滚轮进行防护，同时，又能增加工件的移动阻力，从而使得工件调整焊接角度时不易晃动。

3、该高速直线电机焊接运动平台，滑缸在圆周滑轨的内侧面圆周滑动，转动焊接组件的重心被提高，同时，固定圆台对转动焊接组件进行支撑，动子体的表面与地面平行，定子板通过磁电带动动子体快速滑动，动子体移动时不会收到较大的向下压力，工件被夹持组件夹定限位后，喷嘴对工件进行焊接，由于转动焊接组件的调节，喷嘴的焊接角度可稳定改变，解决了焊接重心处在较高的位置上会导致激光焊枪在焊接移动过程中重心不稳的问题。

4、该高速直线电机焊接运动平台，当需要调整喷嘴与工件之间的角度时，齿面环被带动旋转，转动辊的转动以及内嵌滑壳的滑动支撑，使得齿面环带动激光发生器转动时更加稳定，在动子体带动激光发生器快速移动时，避免了现有技术中由于激光发生器重心较低而喷嘴晃动的问题。

5、该高速直线电机焊接运动平台，激光通过喷嘴打在工件的表面进行热熔焊接，焊接时，工件可沿坐标系X轴以及Y轴旋转，同时，齿面环在固定圆台的内侧面转动，内嵌滑壳的内侧面与固定圆台的表面滑动连接，激光发生器的转动使得喷嘴与工件的角度发生改变，滑缸与圆周滑轨的配合使得喷嘴沿坐标系Z轴旋转，从而有效增加了喷嘴对工件表面的焊接范围，使得复杂表面的工件焊接精度更高。

附图说明

图1为本发明高速直线电机焊接运动平台整体顶部的立体图；

图2为本发明高速直线电机焊接运动平台内部底部的立体图；

图3为本发明调节机构的结构示意图；

图4为本发明定心组件的结构示意图；

图5为本发明夹持组件的结构示意图；

图6为本发明防不稳机构的结构示意图；

图7为本发明稳固组件的结构示意图；

图8为本发明转动焊接组件的结构示意图。

图中：1、装置体；2、第一电机；3、调节机构；31、转动体；32、第二电机；33、中位板；34、导滑台；35、定心组件；351、双头电机；352、限位板；353、电动缸；354、稳固板；355、腰形筒；36、夹持组件；361、套接体；362、刚性板；363、橡胶框；364、U型板；365、滚轮；4、圆周滑轨；5、滑缸；6、防不稳机构；61、定子板；62、动子体；63、固定圆台；64、齿轮；65、稳固组件；651、转动辊；652、延伸柱；653、套接固定体；654、折弯杆；66、转动焊接组件；661、齿面环；662、固定杆；663、激光发生器；664、内嵌滑壳；7、喷嘴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例：如图1-图3所示，本发明提供一种技术方案：一种高速直线电机焊接运动平台，包括装置体1，以及固定安装在装置体1表面中部位置的第一电机2；还包括：

调节机构3，调节机构3转动安装在装置体1内侧面的中部位置，调节机构3用于对工件进行夹持限位，调节机构3表面的中部位置与第一电机2的输出端固定连接；

圆周滑轨4，圆周滑轨4固定安装在装置体1的顶部，圆周滑轨4的内侧面滑动连接有滑缸5；

喷嘴7，喷嘴7用于对工件的表面进行焊接；

防不稳机构6，防不稳机构6固定安装在滑缸5的顶部，防不稳机构6用于调节喷嘴7与工件之间的位置关系；

其中调节机构3包括中位板33，中位板33的底部固定连接有定心组件35，定心组件35的顶部固定连接有夹持组件36，中位板33的顶部用于放置工件，夹持组件36用于对工件表面的下方位置进行夹持，定心组件35用于调节夹持组件36对工件进行夹持定心；

调节机构3还包括转动体31，转动体31表面的中部位置固定安装在第一电机2的输出端，转动体31的表面固定连接有第二电机32，转动体31表面远离第二电机32的一侧固定连接有导滑台34。

使用时，工件被放置在转动体31的顶部，定心组件35控制夹持组件36靠近工件，四个夹持组件36均匀设置在转动体31的顶部，在定心组件35的引导下，对向设置的夹持组件36靠近工件，从而将工件的中心限制在中位板33的中部位置，工件表面的下方位置被夹持组件36夹定，喷嘴7对工件表面的上方位置进行焊接，此时，工件的中部位置作为直线坐标系中心，第一电机2控制转动体31转动，工件绕坐标系X轴旋转，在此基础上，第二电机32控制中位板33转动，工件绕坐标系Y轴旋转，导滑台34对中位板33的转动进行滑动支撑，有效增加了工件的移动范围，喷嘴7在防不稳机构6的带动下对工件的表面进行焊接，解决了工件移动范围有限造成焊接过程中需要人工调节工件位置的问题。

第二实施例：如图3、图4、图5所示，定心组件35包括双头电机351，双头电机351固定安装在中位板33底部的中部位置，双头电机351输出端的螺纹杆连接有限位板352，定心组件35还包括电动缸353和稳固板354，电动缸353固定安装在限位板352的表面，稳固板354的表面固定连接有腰形筒355，电动缸353的输出端与腰形筒355的内侧面滑动连接，夹持组件36包括套接体361，套接体361的内侧面固定安装在稳固板354表面远离腰形筒355的位置，套接体361的顶部固定连接有刚性板362，夹持组件36还包括橡胶框363，橡胶框363的表面固定安装在刚性板362的表面，刚性板362靠近橡胶框363的一侧固定连接有U型板364，U型板364的内侧面转动连接有滚轮365。

使用时，工件放置在转动体31的顶部，双头电机351控制螺纹杆旋转，螺纹杆的表面与限位板352的内侧面通过螺纹连接，由于螺纹升力特性，对向设置的限位板352相互靠近，腰形筒355对电动缸353的输出端进行滑动支撑，限位板352的靠近使得工件的底面中心被推动至坐标系X轴上，此时，电动缸353带动腰形筒355靠近限位板352，限位板352相互靠近使得工件的中心被推动至坐标系原点，限位板352对工件施加相同的压力，刚性板362作为刚性支撑，滚轮365与工件的表面紧密贴合，随着刚性板362的挤压，橡胶材质的U型板364被挤压变形，使得多个滚轮365都能够与复杂表面的工件紧密贴合，橡胶框363对滚轮365进行防护，同时，又能增加工件的移动阻力，从而使得工件调整焊接角度时不易晃动。

第三实施例：如图3、图6所示，中位板33的底部固定连接有定心组件35，定心组件35的顶部固定连接有夹持组件36，中位板33的顶部用于放置工件，夹持组件36用于对工件表面的下方位置进行夹持，定心组件35用于调节夹持组件36对工件进行夹持定心；

调节机构3还包括转动体31，转动体31表面的中部位置固定安装在第一电机2的输出端，转动体31的表面固定连接有第二电机32，转动体31表面远离第二电机32的一侧固定连接有导滑台34，防不稳机构6包括定子板61，定子板61的底部固定安装在滑缸5的顶部，定子板61内侧面的中部位置滑动连接有动子体62，动子体62的表面转动连接有齿轮64，防不稳机构6还包括固定圆台63，固定圆台63表面的中部位置固定安装在动子体62的内侧面，固定圆台63表面的上方位置滑动连接有稳固组件65，固定圆台63的内侧面滑动连接有转动焊接组件66。

使用时，现有装置中，直线电机的动子垂直设置，动子带动重量较大的焊接部件快速移动，焊接部件的重心偏低容易造成工件焊接不稳，齿轮64由电机进行驱动，该装置利用对向设置的齿轮64带动转动焊接组件66转动，固定圆台63对转动焊接组件66进行滑动支撑，动子体62在定子板61的表面往复滑动，滑缸5在圆周滑轨4的内侧面圆周滑动，转动焊接组件66的重心被提高，同时，固定圆台63对转动焊接组件66进行支撑，动子体62的表面与地面平行，定子板61通过磁电带动动子体62快速滑动，动子体62移动时不会收到较大的向下压力，工件被夹持组件36夹定限位后，喷嘴7对工件进行焊接，由于转动焊接组件66的调节，喷嘴7的焊接角度可稳定改变，解决了焊接重心处在较高的位置上会导致激光焊枪在焊接移动过程中重心不稳的问题。

第四实施例：如图6、图7、图8所示，稳固组件65包括转动辊651，转动辊651的部门与动子体62的内侧面转动连接，转动辊651的顶部固定连接有延伸柱652，稳固组件65还包括套接固定体653，套接固定体653的内侧面固定安装在延伸柱652表面的上方位置，套接固定体653的表面固定连接有折弯杆654，转动焊接组件66包括齿面环661，齿面环661的表面与固定圆台63的内侧面滑动连接，齿面环661表面的下方位置固定连接有固定杆662，转动焊接组件66还包括激光发生器663，激光发生器663的底部与喷嘴7的顶部固定连接，激光发生器663的内侧面固定连接有内嵌滑壳664。

使用时，定子板61的内侧面与地面垂直设置，动子体62的底部被定子板61支撑滑动，动子体62快速移动时，固定圆台63对齿面环661进行支撑，激光发生器663的重量较大，激光发生器663设置在固定圆台63的表面，从而将激光发生器663的重心升高，延伸柱652设置在齿面环661与转动辊651之间的位置，齿面环661被齿轮64带动旋转时，动子体62对转动辊651进行转动支撑，使得激光发生器663在转动时不易晃动，当需要调整喷嘴7与工件之间的角度时，齿面环661被带动旋转，转动辊651的转动以及内嵌滑壳664的滑动支撑，使得齿面环661带动激光发生器663转动时更加稳定，在动子体62带动激光发生器663快速移动时，避免了现有技术中由于激光发生器663重心较低而喷嘴7晃动的问题。

第五实施例：如图4、图8所示，双头电机351固定安装在中位板33底部的中部位置，双头电机351输出端的螺纹杆连接有限位板352，定心组件35还包括电动缸353和稳固板354，电动缸353固定安装在限位板352的表面，稳固板354的表面固定连接有腰形筒355，电动缸353的输出端与腰形筒355的内侧面滑动连接，齿面环661的表面与固定圆台63的内侧面滑动连接，齿面环661表面的下方位置固定连接有固定杆662，转动焊接组件66还包括激光发生器663，激光发生器663的底部与喷嘴7的顶部固定连接，激光发生器663的内侧面固定连接有内嵌滑壳664。

使用时，限位板352以及稳固板354的表面均开设有槽，限位板352相互靠近推动工件，随后，电动缸353带动稳固板354靠近工件，稳固板354与限位板352表面的槽相互错开，从而避免稳固板354与限位板352相互移动时受到干扰，限位板352以及稳固板354将工件底面的中心限制在中位板33顶部的中部位置，激光通过喷嘴7打在工件的表面进行热熔焊接，焊接时，工件可沿坐标系X轴以及Y轴旋转，同时，齿面环661在固定圆台63的内侧面转动，内嵌滑壳664的内侧面与固定圆台63的表面滑动连接，激光发生器663的转动使得喷嘴7与工件的角度发生改变，滑缸5与圆周滑轨4的配合使得喷嘴7沿坐标系Z轴旋转，从而有效增加了喷嘴7对工件表面的焊接范围，使得复杂表面的工件焊接精度更高。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个……限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

Claims (8)

1.一种高速直线电机焊接运动平台，包括装置体（1），以及固定安装在所述装置体（1）表面中部位置的第一电机（2）；其特征在于，还包括：

调节机构（3），所述调节机构（3）转动安装在装置体（1）内侧面的中部位置，所述调节机构（3）用于对工件进行夹持限位，所述调节机构（3）表面的中部位置与第一电机（2）的输出端固定连接；

圆周滑轨（4），所述圆周滑轨（4）固定安装在装置体（1）的顶部，所述圆周滑轨（4）的内侧面滑动连接有滑缸（5）；

喷嘴（7），所述喷嘴（7）用于对工件的表面进行焊接；

防不稳机构（6），所述防不稳机构（6）固定安装在滑缸（5）的顶部，所述防不稳机构（6）用于调节喷嘴（7）与工件之间的位置关系；

其中调节机构（3）包括中位板（33），所述中位板（33）的底部固定连接有定心组件（35），所述定心组件（35）的顶部固定连接有夹持组件（36），所述中位板（33）的顶部用于放置工件，所述夹持组件（36）用于对工件表面的下方位置进行夹持，所述定心组件（35）用于调节夹持组件（36）对工件进行夹持定心；

所述防不稳机构（6）包括定子板（61），所述定子板（61）的底部固定安装在滑缸（5）的顶部，所述定子板（61）内侧面的中部位置滑动连接有动子体（62），所述动子体（62）的表面转动连接有齿轮（64）；

所述防不稳机构（6）还包括固定圆台（63），所述固定圆台（63）表面的中部位置固定安装在动子体（62）的内侧面，所述固定圆台（63）表面的上方位置滑动连接有稳固组件（65），所述固定圆台（63）的内侧面滑动连接有转动焊接组件（66）。

2.根据权利要求1所述的一种高速直线电机焊接运动平台，其特征在于：所述调节机构（3）还包括转动体（31），所述转动体（31）表面的中部位置固定安装在第一电机（2）的输出端，所述转动体（31）的表面固定连接有第二电机（32），所述转动体（31）表面远离第二电机（32）的一侧固定连接有导滑台（34）。

3.根据权利要求2所述的一种高速直线电机焊接运动平台，其特征在于：所述定心组件（35）包括双头电机（351），所述双头电机（351）固定安装在中位板（33）底部的中部位置，所述双头电机（351）输出端的螺纹杆连接有限位板（352）。

4.根据权利要求3所述的一种高速直线电机焊接运动平台，其特征在于：所述定心组件（35）还包括电动缸（353）和稳固板（354），所述电动缸（353）固定安装在限位板（352）的表面，所述稳固板（354）的表面固定连接有腰形筒（355），所述电动缸（353）的输出端与腰形筒（355）的内侧面滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种高速直线电机焊接运动平台，其特征在于：所述夹持组件（36）包括套接体（361），所述套接体（361）的内侧面固定安装在稳固板（354）表面远离腰形筒（355）的位置，所述套接体（361）的顶部固定连接有刚性板（362）。

6.根据权利要求5所述的一种高速直线电机焊接运动平台，其特征在于：所述夹持组件（36）还包括橡胶框（363），所述橡胶框（363）的表面固定安装在刚性板（362）的表面，所述刚性板（362）靠近橡胶框（363）的一侧固定连接有U型板（364），所述U型板（364）的内侧面转动连接有滚轮（365）。

7.根据权利要求1所述的一种高速直线电机焊接运动平台，其特征在于：所述转动焊接组件（66）包括齿面环（661），所述齿面环（661）的表面与固定圆台（63）的内侧面滑动连接，所述齿面环（661）表面的下方位置固定连接有固定杆（662）。

8.根据权利要求7所述的一种高速直线电机焊接运动平台，其特征在于：所述转动焊接组件（66）还包括激光发生器（663），所述激光发生器（663）的底部与喷嘴（7）的顶部固定连接，所述激光发生器（663）的内侧面固定连接有内嵌滑壳（664）。