CN220372483U - 校准设备 - Google Patents

Abstract

一种校准设备，构造成用于与一施力构件配合来校准平台的位置精度，包括：壳体，所述壳体固定到所述平台，并且设有在第一方向上穿过所述壳体的通孔；杆，所述杆穿过所述壳体的所述通孔延伸，并且能够沿着第一方向在第一位置和第二位置之间移动；筒，所述筒在第一方向上设置在所述壳体的一侧，所述杆相对于所述筒固定；探头，所述探头相对于所述筒固定，并从所述筒在第一方向上的所述一侧的端面突出一长度；传感装置，所述传感装置在第一方向上设置在所述杆的与所述一侧相反的另一侧，并且构造成当所述杆处于第二位置时能够检测到所述杆，在所述杆处于第一位置时与所述杆的所述另一侧的端面隔开第一距离。

Description

校准设备

技术领域

本公开涉及一种校准设备。

背景技术

焊接是现代机械加工领域中广泛应用的一项工艺。汽车制造中，焊接精度对改进车身强度、提高成品率是至关重要的。在焊接过程中，待焊接的工件固定在焊接平台上，由于联接部件的微小变形等原因，焊接平台可能会发生程度微小的移位，导致焊枪与焊接平台之间的相对定向和距离发生变化。在这种情况下如果按照预定程序对工件进行焊接，工件上的焊接位置就会发生错误，导致焊接不合格。

因此，需要对焊接平台进行位置校准，以防止发生焊枪与焊接平台失准的情况。在现有技术中，多数校准设备(例如变位机)能够校准的焊接平台位置误差在1mm以上。也就是说，当焊接平台发生1mm以上的移位时，现有技术的校准设备会检测到该移位并向控制系统发出告警，以提醒工程师或操作员介入。然而对于需要高焊接精度的工件来说，1mm的位置误差是不能接受的，需要提高校准设备的位置精度。在现有技术中，提高诸如变位机的校准设备的位置精度意味着更高的成本，因此需要一种低成本的高精度校准设备。

实用新型内容

本公开的目的之一是提供一种节省成本、提高校准精度的校准设备。

根据本公开的一个方面，提供了一种校准设备，构造成用于与一施力构件配合来校准平台的位置精度，所述校准设备包括：壳体，所述壳体固定到所述平台，并且设有在第一方向上穿过所述壳体的通孔；杆，所述杆穿过所述壳体的所述通孔延伸，并且能够沿着第一方向在第一位置和第二位置之间移动；筒，所述筒在第一方向上设置在所述壳体的一侧，所述杆相对于所述筒固定；探头，所述探头相对于所述筒固定，并从所述筒在第一方向上的所述一侧的端面突出一长度；传感装置，所述传感装置在第一方向上设置在所述杆的与所述一侧相反的另一侧，并且构造成当所述杆处于第二位置时能够检测到所述杆，在所述杆处于第一位置时与所述杆的所述另一侧的端面隔开第一距离。

优选地，所述校准设备还包括弹性间隔件，所述弹性间隔件的一端设置在所述筒内，另一端抵靠所述壳体。

优选地，所述校准设备还包括套管，所述套管相对于所述杆固定，设置在所述壳体在第一方向上的所述另一侧。

优选地，所述套管的内径等于所述杆的直径，所述套管的外径大于所述壳体的所述通孔的直径。

优选地，所述筒设置有供所述探头插入的第一开口和供固定构件插入的第二开口，所述固定构件构造成抵靠所述探头以将所述探头固定在所述筒中。

优选地，所述筒和所述杆一体成型。

优选地，所述筒和所述探头一体成型。

优选地，所述施力构件设置在所述探头在第一方向上的所述一侧，与所述探头隔开第二距离，并且所述施力构件设有末端开口，所述末端开口的直径大于或等于所述探头的直径，所述施力构件构造成能够在第一方向上以预定行程来回移动，当所述平台处于标称位置时，所述施力构件的所述末端开口与所述探头对准。

优选地，所述第一距离小于或等于所述行程与所述长度之间的差。

优选地，所述行程大于所述第二距离，小于或等于所述长度与所述第二距离之和。

优选地，所述传感装置通过有线或无线方式连接到控制系统，并且能够在检测到存在物体时向控制系统发出存在物体的信息。

优选地，所述控制系统配置成在接收到所述信息时发出告警。

附图说明

在结合附图阅读下文的具体实施方式后，将更好地理解本公开的多个方面，在附图中：

图1是示意性示出了根据本公开的实施例的校准设备的透视图；

图2是示意性示出了根据本公开的实施例的校准设备的正视图；

图3是示意性示出了根据本公开的实施例的校准设备的剖视图，其中未示出弹簧；

图4是示意性示出了根据本公开的实施例的校准设备的侧视图；

图5是示意性示出了根据本公开的实施例的校准设备与焊枪末端的剖视图，其中未示出弹簧；

图6是示意性示出了根据本公开的实施例的校准设备的筒的剖视图；

图7是示意性示出了根据本公开的实施例的校准设备的杆的图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本公开，其中的附图示出了本公开的若干实施例。然而应当理解的是，本公开可以以多种不同的方式呈现出来，并不局限于下文描述的实施例；事实上，下文描述的实施例旨在使本公开的公开更为完整，并向本领域技术人员充分说明本公开的保护范围。还应当理解的是，本文公开的实施例能够以各种方式进行组合，从而提供更多额外的实施例。此外，附图仅仅示意性示出实施例，并不一定按照比例绘制。

应当理解的是，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件。说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本公开。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构可以不再详细说明。

在说明书中，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用辞可以说明一个特征与另一特征在附图中的关系。应当理解的是，空间关系用辞除了包含附图所示的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其它特征“下方”的特征，此时可以描述为在其它特征的“上方”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位)，此时将相应地解释相对空间关系。

下面参照图1至图4描述根据本公开的实施例的校准设备的总体构造。

如图1至图4所示，本公开的校准设备100包括探头101、筒102、弹簧103、壳体104、传感装置105、杆106、套管107。探头101呈针状，从上方插入筒102的顶部开口1021中。筒102在竖直方向上延伸，并在上部开有侧开口1022(图6)。筒102的顶部开口1021的直径例如为1.8mm，探头101的直径例如为1.4mm-1.6mm。可以根据需要采用不同直径的顶部开口1021和探头101。筒102的侧开口1022设有内螺纹，当探头101插入顶部开口1021中时，可将螺钉(未示出)穿过侧开口1022使其抵靠筒102内的探头101，从而将探头101相对于筒102固定。在将探头101相对于筒102固定后，探头101从筒102上方突出一段长度H(图5)，例如大约2mm。

杆106装配在筒102内，相对于筒102固定，并且通过筒102的底部开口向下延伸穿过弹簧103和壳体104。弹簧103围绕杆106设置。弹簧103的上端设置在筒102内，下端抵靠在壳体104的顶表面上。壳体104通过螺栓等方式固定到焊接平台200(图1)。壳体104的侧面固定有在竖直方向上延伸的板1041(图4)，传感装置105沿水平方向设置在板1041的下端。在校准设备100组装完之后，壳体104和传感装置105相对于焊接平台200固定，探头101和杆106相对于筒102固定，筒102由弹簧103支撑为能够沿箭头F所示的竖直方向上下移动(图4)。

传感装置105包括存在传感器，其能够检测在检测路径上是否存在物体。存在传感器可以采用各种形式，例如光学传感器、声波传感器、接触传感器等等。传感装置105的检测路径在水平方向上延伸，并且在校准设备100组装完之后位于杆106的底表面下方，在竖直方向上与杆106的底表面相距预定距离D1。传感装置105通过有线或者无线方式连接到未示出的控制系统，并且能够在检测到存在物体时向控制系统发出存在物体的信息。控制系统可以在接收到该信息时发出告警，例如通过显示屏、报警声等等告知工程师或操作员。

下面描述校准设备100的各个部件的细节。

如图6所示，筒102具有纵向轴线L-L，包括伸出部分1023和本体部分1024。本体部分1024呈圆筒状，伸出部分1023从本体部分1024向上伸出。伸出部分1023具有顶表面1025，顶部开口1021设置在顶表面1025中。伸出部分1023在侧壁上设置有侧开口1022。如前所述，探头101从顶部开口1021插入伸出部分1023，未示出的螺钉穿过侧开口1022抵靠筒102内的探头101，从而将探头101相对于筒102固定。

本体部分1024的内部开有孔部分1029，并且从上到下设置有内螺纹1026、环形的第一台阶表面1027和第二台阶表面1028。第二台阶表面1028的外径和弹簧103的直径大于第一台阶表面1027的外径，并且第二台阶表面1028的外径等于或略大于弹簧103的直径。内螺纹1026设计成能够与下文所述的杆106顶部的外螺纹1061(图7)相匹配，以用于杆106在本体部分1024内的组装。

如图7所示，杆106在顶部设有外螺纹1061和环形凸缘表面1062，并且在顶表面设有供探头101插入的开口1063。在组装后，杆106的下部分1064从壳体104的底表面露出。如图3所示，杆106的下部分1064的直径与套管107的内径相当，套管107的外径大于壳体104的通孔1042的直径。杆106的下部分1064设置有外螺纹，套管107设置有与杆106的下部分的外螺纹相匹配的内螺纹。

下面描述校准设备100的组装过程。

在组装校准设备100时，传感装置105固定到壳体104的板1041，壳体104固定到焊接平台200。将杆106的顶部拧入筒102中，使得杆106的外螺纹1061与本体部分1024的内螺纹1026啮合，并且杆106的凸缘表面1062抵靠本体部分1024的第一台阶表面1027，从而将杆106与筒102相对固定。然后将弹簧103插入本体部分1024的孔1029中，使得弹簧103的上端抵靠在筒102的本体部分1024的第二台阶表面1028上。接着，将杆106插入壳体104的通孔1042中，使得杆106的下部分1064从壳体104的底表面露出，并且弹簧103抵靠壳体104的顶表面。将套管107拧到杆106的下部分1064上，使得下部分1064的外螺纹与套管107的内螺纹啮合，并且套管107的顶表面抵靠壳体104的底表面，从而完成校准设备100的组装。

下面参照图5描述校准设备100和焊枪300之间的关系。

如图5所示，焊枪300的末端包括开口301和底表面302，开口301的直径与探头101的直径基本相等。在焊接平台200处于标称位置的情况下，焊枪300末端的开口301与探头101对准。在焊接平台200发生移位的情况下，焊枪300末端的开口301与探头101未对准。

下面描述使用校准设备100的校准过程。

在即将使用校准设备100校准焊接平台200的位置之前，焊枪300的底表面302处于在探头101和筒102的上方的初始位置，与探头101的顶端相距预定距离D2，此时杆106的底表面处于较高的第一位置。在使用校准设备100校准焊接平台200的位置时，使焊枪300的末端下降预定行程S。行程S、距离D2和探头101从筒102上方突出的长度H满足D2+H≥S>D2。

如果在校准时焊接平台200处于标称位置，则探头101插入焊枪300的末端开口301中，并且在焊枪300的底表面302刚刚接触或者未接触筒102的顶表面时焊枪300停止下降，因而不会对筒102施加任何压力，筒102不会发生移动。此时杆106未进入传感装置105的检测路径，传感装置105不向控制系统发送任何信息，控制系统也不会发出告警。之后，使焊枪300的末端向上移回到初始位置，校准过程结束。

如果在校准时焊接平台200发生移位，则探头101与焊枪300的末端开口301未对准。在焊枪300的末端下降的过程中，探头101与焊枪300的底表面302接触并受到底表面302施加的向下作用力，从而探头101与筒102、杆106一起抵抗弹簧103的作用向下移动S-D2的距离，直到杆106的底表面处于较低的第二位置。由于传感装置105的检测路径与杆106的底表面相距的预定距离D1设定成满足D1≤S-D2，所以在第二位置处杆106的底表面进入传感装置105的检测路径而被传感装置105检测到。此时，传感装置105检测到检测路径中存在物体，并将该信息发送到控制系统，从而向工程师或操作员发出告警。之后，使焊枪300的末端向上移回到初始位置。筒102和杆106在弹簧103的作用力下向上返回，直到套管107的顶表面与壳体104的底表面接触，从而杆106的底表面处于第一位置，校准过程结束。

通过以上的校准设备和校准过程，以低成本实现了对焊接平台的位置校准，并且与现有技术相比提高了校准精度。

以上描述了本公开的一个实施例，但是应理解本公开并不限于此。本领域技术人员可以想到多种变型而不脱离本申请的范围。

可选地，在以上描述的实施例中，采用了套管107与杆106的下部分1064接合，但是也可以不使用套管107。在这种情况下，如果在校准时焊接平台200发生移位，杆106的底表面由于焊枪300的末端对探头101施加的作用力而下降到第二位置，在之后使焊枪300的末端向上回到初始位置的过程中，杆106在弹簧103的作用力下向上返回，而最终在杆106和筒102的重力作用下使得杆106的底表面处于第一位置。

可选地，在以上描述的实施例中，杆106在竖直方向上移动，然而杆106也可以在与竖直方向交叉的方向上移动，只需将焊枪末端的移动方向调整为与杆106的移动方向一致即可。

可选地，在以上描述的实施例中，设置了弹簧103使得筒102和杆106能够在校准完成后返回初始位置，然而也可以不使用弹簧103实现这一效果。例如，利用由弹性变形较大的材料(例如泡沫橡胶)制成的弹性间隔件替代弹簧103。或者在筒102和壳体104的相应位置处设置磁体，利用磁体之间的排斥力替代弹簧103的弹力。

可选地，在以上描述的实施例中，焊枪300的开口301的直径与探头101的直径基本相等，然而根据所需的位置精度，焊枪300的开口301的直径可设置成大于探头101的直径。例如在需要校准平台超过0.1mm的移位且探头101的直径为1.4mm时，开口301的直径可设置为1.5-1.6mm。

可选地，在以上描述的实施例中，利用焊枪与探头101和筒102的相互作用来进行校准，然而可以采用其它施力构件来替代焊枪。可选地，校准设备100不仅可用于焊接，也可以用于其它工艺中的位置校准。

可选地，在以上描述的实施例中，筒102和杆106分开设置并相互固定，然而也可以将筒102和杆106设置成一体成型。

可选地，在以上描述的实施例中，在筒102上设置有侧开口和顶部开口，以便于更换探头101，然而在不需要更换探头101的情况下，可以将筒102和探头101设置成一体的，从而省去侧开口和顶部开口。

本领域技术人员应当理解的是，在本质上不脱离本公开的精神和范围的情况下能够对本公开的示范实施例进行多种变化和改变。因此，所有变化和改变均包含在权利要求所限定的本公开的保护范围内。本公开由附加的权利要求限定，并且这些权利要求的等同物也包含在内。

Claims (12)

1.一种校准设备，构造成用于与一施力构件配合来校准平台的位置精度，其特征在于，所述校准设备包括：

壳体，所述壳体固定到所述平台，并且设有在第一方向上穿过所述壳体的通孔；

杆，所述杆穿过所述壳体的所述通孔延伸，并且能够沿着第一方向在第一位置和第二位置之间移动；

筒，所述筒在第一方向上设置在所述壳体的一侧，所述杆相对于所述筒固定；

探头，所述探头相对于所述筒固定，并从所述筒在第一方向上的所述一侧的端面突出一长度；

传感装置，所述传感装置在第一方向上设置在所述杆的与所述一侧相反的另一侧，并且构造成当所述杆处于第二位置时能够检测到所述杆，在所述杆处于第一位置时与所述杆的所述另一侧的端面隔开第一距离。

2.根据权利要求1所述的校准设备，其特征在于，所述校准设备还包括弹性间隔件，所述弹性间隔件的一端设置在所述筒内，另一端抵靠所述壳体。

3.根据权利要求1所述的校准设备，其特征在于，所述校准设备还包括套管，所述套管相对于所述杆固定，设置在所述壳体在第一方向上的所述另一侧。

4.根据权利要求3所述的校准设备，其特征在于，所述套管的内径等于所述杆的直径，所述套管的外径大于所述壳体的所述通孔的直径。

5.根据权利要求1所述的校准设备，其特征在于，所述筒设置有供所述探头插入的第一开口和供固定构件插入的第二开口，所述固定构件构造成抵靠所述探头以将所述探头固定在所述筒中。

6.根据权利要求1所述的校准设备，其特征在于，所述筒和所述杆一体成型。

7.根据权利要求1所述的校准设备，其特征在于，所述筒和所述探头一体成型。

8.根据权利要求1所述的校准设备，其特征在于，所述施力构件设置在所述探头在第一方向上的所述一侧，与所述探头隔开第二距离，并且所述施力构件设有末端开口，所述末端开口的直径大于或等于所述探头的直径，所述施力构件构造成能够在第一方向上以预定行程来回移动，当所述平台处于标称位置时，所述施力构件的所述末端开口与所述探头对准。

9.根据权利要求8所述的校准设备，其特征在于，所述第一距离小于或等于所述行程与所述长度之间的差。

10.根据权利要求8所述的校准设备，其特征在于，所述行程大于所述第二距离，小于或等于所述长度与所述第二距离之和。

11.根据权利要求1所述的校准设备，其特征在于，所述传感装置通过有线或无线方式连接到控制系统，并且能够在检测到存在物体时向控制系统发出存在物体的信息。

12.根据权利要求11所述的校准设备，其特征在于，所述控制系统配置成在接收到所述信息时发出告警。