CN212446380U - 一种高精度的穿刺焊接机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及焊接技术领域，公开了一种高精度的穿刺焊接机构，其特征在于，包括底座，所述底座上设有移动机构，所述移动机构上安装有超声波换能器，所述超声波换能器的输出端安装有超声波穿刺焊头，所述底座上设有气缸，所述气缸的活塞杆固定连接有连接块，所述连接块远离所述气缸的缸筒的一侧固定连接移动机构以及检测所述超声波换能器的移动位移的检测机构。本实用新型所述的一种高精度的穿刺焊接机构，通过深度传感器自动检测实际焊接深度，消除产品变形和胎具变异，可避免气缸行程不精准的问题，达到伺服电机的精度要求并且成本低。

Description

一种高精度的穿刺焊接机构

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，特别是涉及一种高精度的穿刺焊接机构。

背景技术

目前，在汽车内饰中有大量需要将同种材质的或不同材质的产品(通常指塑料件)组立装配在一起需要利用机器人超声波焊接，即在将产品及其配件固定在需要焊接的位置，然后通过机器人移动到焊接的位置上方压住产品，超声波焊枪启动进行发波熔化配件焊点位置及产品本身一定量的肉厚，通过配件及产品融化的肉相互混合待冷却后便将配件固定在产品上。但产品会存在变形，治具胎膜存在磨损，长时间生产后降低产品与配件之间的拉脱力，由此造成产品质量不合格。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种高精度的穿刺焊接机构来解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种高精度的穿刺焊接机构，其特征在于，包括底座，所述底座上设有移动机构，所述移动机构上安装有超声波换能器，所述超声波换能器的输出端安装有超声波穿刺焊头，所述底座上设有气缸，所述气缸的活塞杆固定连接有连接块，所述连接块远离所述气缸的缸筒的一侧固定连接移动机构以及检测所述超声波换能器的移动位移的检测机构。

本技术方案中，通过气缸的伸缩带动移动机构移动，从而来实现超声波换能器的移动，在超声波换能器移动的过程中，可以通过检测机构来检测超声波换能器移动的位移。

作为优化，所述移动机构包括固定座和直线导轨，所述固定座与所述连接块固定连接，所述超声波换能器安装在所述固定座上，所述直线导轨固定在所述底座上，且所述直线导轨的长度方向与所述气缸的伸缩方向平行，所述固定座的下表面向安装有与所述直线导轨匹配的滑块，所述滑块滑动安装在所述直线导轨上。

这样，气缸的伸缩带动固定座在直线导轨上移动，从而带动超声波换能器的移动。

作为优化，所述检测机构包括直线位移传感器，所述直线位移传感器包括滑轨和滑片，所述滑轨固定在所述底座上，且所述滑轨的长度方向与所述直线导轨的长度方向平行，所述滑片与所述连接块固定连接。

这样，滑轨为可变电阻滑轨，气缸带动滑片在滑轨上移动，通过将可变电阻滑轨定置在传感器的固定部位，即底座上，通过滑片在滑轨上的位移来测量不同的阻值。传感器滑轨连接稳态直流电压，允许流过微安培的小电流，滑片和始端之间的电压，与滑片移动的长度成正比。

作为优化，所述固定座上还安装有吹气冷却管，所述吹气冷却管的吹气口位于所述超声波穿刺焊头的后上方，且所述吹气冷却管的吹气口的吹气方向朝向所述超声波穿刺焊头的焊接点。

这样，当焊接完毕后，通过吹气冷却管对焊接点进行吹冷气，可加快冷却时间，节约总的工作时间。

作为优化，所述气缸连接两个可调进气管，两个所述可调进气管分别用于调节所述气缸的伸长与收缩。

这样，通过控制可调进气管，从而实现对气缸伸缩的控制。

作为优化，所述底座呈“L”型，且所述底座未安装所述超声波换能器的一端固定连接有连接件，所述连接件用于与机器人进行连接。

这样，机器人通过连接件与底座连接，从而操作此焊接机构。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型所述的一种高精度的穿刺焊接机构，通过深度传感器自动检测实际焊接深度，消除产品变形和胎具变异，可避免气缸行程不精准的问题，达到伺服电机的精度要求并且成本低。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种高精度的穿刺焊接机构的结构示意图；

图2为图1的另一个角度的结构示意图；

图3为图1的右视图；

图4为图1的正视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，绝不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。需要理解的是，方位词如“前、后”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词说明书并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1-4所示，一种高精度的穿刺焊接机构，包括底座1，所述底座上设有移动机构，所述移动机构上安装有超声波换能器5，所述超声波换能器5的输出端安装有超声波穿刺焊头4，所述底座上设有气缸2，气缸2的活塞杆的长度方向与底座安装有气缸的一面的表面平行，所述气缸2的活塞杆固定连接有连接块12，本技术方案中，气缸的活塞杆前端约20mm固定连接块，连接块采用铁片，所述连接块12远离所述气缸2的缸筒的一侧固定连接移动机构以及检测所述超声波换能器5的移动位移的检测机构。超声波换能器的输入端与超声波发生器 (图中未标识)电连接，此为现有技术，这里就不再赘述了，超声波发生器又称超声波驱动电源、电子箱、超声波控制器，是大功率超声系统的重要组成部分。超声波发生器作用是把市电转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号，驱动超声波换能器工作。

本技术方案中，通过气缸的伸缩带动移动机构移动，从而来实现超声波换能器的移动，在超声波换能器移动的过程中，可以通过检测机构来检测超声波换能器移动的位移。

本实施例中，所述移动机构包括固定座3和直线导轨6，所述固定座3与所述连接块12固定连接，所述超声波换能器5安装在所述固定座3上，所述直线导轨6固定在所述底座1上，且所述直线导轨6的长度方向与所述气缸2的伸缩方向平行，所述固定座3的下表面向安装有与所述直线导轨6匹配的滑块7，所述滑块7滑动安装在所述直线导轨6上。

这样，气缸的伸缩带动固定座在直线导轨上移动，从而带动超声波换能器的移动。

本实施例中，所述检测机构包括直线位移传感器，所述直线位移传感器包括滑轨8和滑片13，所述滑轨8固定在所述底座上，且所述滑轨8的长度方向与所述直线导轨6的长度方向平行，所述滑片13与所述连接块12固定连接。直线位移传感器用于检测连接块移动的距离，即超声波换能器移动的距离。连接块12的形状为异形，与滑轨接触的地方设有缺口，可避免与滑轨接触。直线位移传感器的功能在于把直线机械位移量转换成电信号，为了达到这一效果，通常将可变电阻滑轨定置在传感器的固定部位，通过滑片在滑轨上的位移来测量不同的阻值。传感器滑轨连接稳态直流电压，允许流过微安培的小电流，滑片和始端之间的电压，与滑片移动的长度成正比。将传感器用作分压器可最大限度降低对滑轨总阻值精确性的要求，因为由温度变化引起的阻值变化不会影响到测量结果。

因此，本技术方案中共你，滑轨为可变电阻滑轨，气缸带动滑片在滑轨上移动，通过将可变电阻滑轨定置在传感器的固定部位，即底座上，通过滑片在滑轨上的位移来测量不同的阻值。

本实施例中，所述固定座3上还安装有吹气冷却管9，所述吹气冷却管9的吹气口位于所述超声波穿刺焊头4的后上方，且所述吹气冷却管9的吹气口的吹气方向朝向所述超声波穿刺焊头4的焊接点。吹气冷却管的输入端可以通过管道与冷气机连接，冷气机采用一般的工业冷气机即可，可以采用型号为 FDK-26/60的工业冷气机。这里的后上方可以结合图3来看，即，吹气冷却管由具有向下弯折的折弯部的管道组成，且折弯部位于不超过超声波穿刺焊头的端部的上方，折弯部的延伸直线(即吹气冷却管的吹起口的吹气方向)与超声波穿刺焊头的眼神直线的相交点即为焊接点。

这样，当焊接完毕后，通过吹气冷却管对焊接点进行吹冷气，可加快冷却时间，节约总的工作时间。

本实施例中，所述气缸2连接两个可调进气管10，两个所述可调进气管10 分别用于调节所述气缸2的伸长与收缩。一个进气管为气缸活塞杆伸出进气管，一个进气管为气缸活塞杆后退进气管，此为现有技术，这里就不再赘述了。气缸采用双作用气缸，双作用气缸的活塞在正、反两个方向上都靠气压推动，型号可以为费斯托的536234AND-20-5-A-P-A，或者也可以采用其他型号的双作用气缸。

这样，通过控制可调进气管，从而实现对气缸伸缩的控制。

本实施例中，所述底座1呈“L”型，且所述底座1未安装所述超声波换能器5的一端固定连接有连接件11，所述连接件11用于与机器人进行连接。连接件的具体形状可以根据与机器人的连接来设定，不是本申请的保护范围，这里就不再赘述了。机器人可以为机械臂。

这样，机器人通过连接件与底座连接，从而操作此焊接机构。

直线位移传感器、超声波发生器以及冷气机均与PLC电连接，这是本领域技术人员的一般技术，这里就不再赘述了。直线传感器连接至PLC，并在上位机增加实时监控焊接深度及输入可调节焊接深度值，可以参考专利号为“CN201110073046.2”的调节方式。焊接方式：气缸的活塞杆伸出，机器人移动到焊点并慢速下压使超声波换能器与超声波焊头及直线传感器滑轨共同向上移动，PLC测出直线传感器现在位置的数值1，然后超声波发生器启动进行焊接，超声波换能器与超声波焊头及直线传感器滑轨共同向下移动，PLC测出直线传感器实时位置的数值N，通过计算出1-N的值与上位机设定的值对比，如1-N的值小于上位机设定的值则超声波系统继续发波，如1-N的值等于上位机设定的值则超声波系统停止发波，此时，冷气机将冷气通过冷气吹气管对焊接点进行冷却，冷却后气缸的活塞杆缩回。通过直线传感器精准测量出焊接深度及可通过上位机调整焊接深度值，精确焊接，焊接深度不受产品轻微变形及胎膜磨损影响。

本实用新型一种高精度的穿刺焊接机构的具体实施，可能涉及到实用软件，但所使用的软件均是本领域技术人员最常用的软件，并且，并非专利申请权利要求所要保护的范围。

最后应说明的是：本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等统计数的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。

Claims (6)

1.一种高精度的穿刺焊接机构，其特征在于，包括底座(1)，所述底座上设有移动机构，所述移动机构上安装有超声波换能器(5)，所述超声波换能器(5)的输出端安装有超声波穿刺焊头(4)，所述底座上设有气缸(2)，所述气缸(2)的活塞杆固定连接有连接块(12)，所述连接块(12)远离所述气缸(2)的缸筒的一侧固定连接移动机构以及检测所述超声波换能器(5)的移动位移的检测机构。

2.根据权利要求1所述的一种高精度的穿刺焊接机构，其特征在于，所述移动机构包括固定座(3)和直线导轨(6)，所述固定座(3)与所述连接块(12)固定连接，所述超声波换能器(5)安装在所述固定座(3)上，所述直线导轨(6)固定在所述底座(1)上，且所述直线导轨(6)的长度方向与所述气缸(2)的伸缩方向平行，所述固定座(3)的下表面向安装有与所述直线导轨(6)匹配的滑块(7)，所述滑块(7)滑动安装在所述直线导轨(6)上。

3.根据权利要求2所述的一种高精度的穿刺焊接机构，其特征在于，所述检测机构包括直线位移传感器，所述直线位移传感器包括滑轨(8)和滑片(13)，所述滑轨(8)固定在所述底座上，且所述滑轨(8)的长度方向与所述直线导轨(6)的长度方向平行，所述滑片(13)与所述连接块(12)固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种高精度的穿刺焊接机构，其特征在于，所述固定座(3)上还安装有吹气冷却管(9)，所述吹气冷却管(9)的吹气口位于所述超声波穿刺焊头(4)的后上方，且所述吹气冷却管(9)的吹气口的吹气方向朝向所述超声波穿刺焊头(4)的焊接点。

5.根据权利要求1所述的一种高精度的穿刺焊接机构，其特征在于，所述气缸(2)连接两个可调进气管(10)，两个所述可调进气管(10)分别用于调节所述气缸(2)的伸长与收缩。

6.根据权利要求1所述的一种高精度的穿刺焊接机构，其特征在于，所述底座(1)呈“L”型，且所述底座(1)未安装所述超声波换能器(5)的一端固定连接有连接件(11)，所述连接件(11)用于与机器人进行连接。

Images