一种片式散热器加强筋焊接的双摆臂式等距定位装置的制作方法

本发明属于电工专用装备领域，具体涉及一种片式散热器加强筋焊接的双摆臂式等距定位装置，是片式散热器斜直加强筋焊接工作站中不可缺少的核心功能部件。

背景技术：

目前，国内外电力设备行业变压器用片式散热器多以人工焊接散热器斜直加强筋为主，散热器片定位方式传统，基本上采用卡板(如图2上半部分)的方式，散热器焊接摆放方式为横置(如图2下半部分)，在焊接加工过程中存在等距定位需人工保证、同一散热器两侧加强筋需吊车人工翻转后再次焊接、斜直加强筋定位完全依赖人工等问题。散热器斜直加强筋的焊接效率、焊接质量问题已严重影响到散热器行业的发展。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

本发明的目的是提供一种片式散热器加强筋焊接的双摆臂式等距定位装置，其目的是解决当前散热器斜直加强筋的焊接效率与焊接质量问题，实现散热器单元片间距精准等分、斜直加强筋与单元片准确自动定位、为机器人焊接提供准确的空间坐标点同时大幅提高焊接效率。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种片式散热器加强筋焊接的双摆臂式等距定位装置，包括底部移载滑台、重载铰链座、可调节升降定位支撑平台、等距定位分隔单元、刚性支撑定位摆臂、回转支撑滑台、顶部自适应移载滑台、加强筋同步夹持机构、一体式加强筋校形-进给-定位机构。所述底部移载滑台与重载铰链座和可调节升降定位支撑平台连为一体，所述底部移载滑台内部固定高精度导向机构与精密驱动机构，所述重载铰链座用于刚性支撑定位摆臂与底部移载滑台的摆动导向，所述可调节升降定位支撑平台具有调节等距定位分隔单元相对位置的功能，所述刚性支撑定位摆臂与回转支撑平台的内侧连为一体，所述回转支撑平台外侧与顶部自适应移载滑台连为一体，所述顶部自适应移载滑台内部固定高精度导向机构与精密驱动机构，所述底部移载滑台与顶部自适应移载滑台x轴方向运动行程一致，所述等距定位分隔单元在刚性支撑定位摆臂内的导向机构内随动，所述顶部自适应移载滑台和回转支撑滑台与刚性支撑定位摆臂的角度方向无独立驱动仅使用回转支撑进行随动导向。

所述底部移载滑台包括支撑固定底板、高精度导向机构、精加工安装板、高精度行星减速机、伺服驱动电机，所述支撑固定底板与高精度导向机构连为一体，所述高精度导向机构和高精度传动机构的滑动端与精加工安装板连为一体，所述高精度导向机构与高精度行星减速机连为一体，所述高精度行星减速机与伺服驱动电机连为一体，所述精加工安装板在导向和传动机构在支撑固定底板内做高精度进给行走。

所述重载铰链座包括重载支座、双列深沟球轴承、回转销轴，所述重载支座与两组双列深沟球轴承连为一体，所述双列深沟球轴承内圈与回转销轴连为一体，所述回转销轴中间定位圆孔与刚性支撑定位摆臂连为一体。

所述可调节升降定位支撑平台包括支撑底板，所述支撑底板底面与底部移载滑台的精加工安装板连为一体，所述支撑底板顶面与调节立板连为一体，所述调节立板顶部与升降支撑座连为一体，所述调节立板侧面固定调节螺杆，所述调节螺杆顶部与升降支撑座为调节支撑点。

所述等距定位分隔单元包括平行定位板、下滑块、上导轨、随动转向轴、摆向导轨、底端基准支撑导轨、顶端悬挂导轨、分隔定位滑板、定位销轴、滚针轴承、深沟球轴承、散热片导向套，所述底端基准支撑导轨与可调升降定位支撑平台连为一体，所述下滑块与底端基准支撑导轨滑动连接，所述平行定位板与下滑块连为一体，所述上导轨与平行定位板连为一体，所述深沟球轴承与平行定位板转动连接，所述深沟球轴承与随动转向轴连为一体，所述摆向导轨与随动转向轴滑动连接，所述分隔定位滑板与平行定位板连为一体，所述滚针轴承与分隔定位滑板连为一体，所述散热片导向套与滚针轴承连为一体。

其中，所述等距定位分隔单元为叠层方式安装，底层与所述可调节升降定位支撑平台连为一体，顶层与顶部自适应移载滑台连为一体，所述每组等距定位分隔单元的散热器导向套用于在摆向角度发生变化时的z轴方向等距分隔支撑，所述等距定位分隔单元同时具有支撑和矫正散热器单元片的作用。

所述刚性支撑定位摆臂包括底部支撑轴座、刚性摆臂杆、上部吊装支撑架、分隔转向轴连接导轨、加强筋校形-进给-定位机构用同步导轨，所述底部支撑轴座与重载铰链座连为一体，所述分隔转向轴连接导轨与刚性摆臂杆连为一体，所述加强筋校形-进给-定位机构用同步导轨与刚性摆臂杆连为一体，所述上部吊装支撑架与刚性摆臂件通过回转支撑滑台转向连接。

所述回转支撑滑台包括转向连接板、回转支撑轴承、滑动支撑板，所述转向连接板与回转支撑轴承的转动端连为一体，所述滑动支撑板与回转支撑轴承的固定端连接一体，所述回转支撑滑台的转向动作随底部移载滑台和顶部自适应移载滑台进行转动角度自适应调整。

所述顶部自适应移载滑台包括顶部固定板、高精度导向轨、高预压滑块、滑块连接板、精密减速机、伺服电机、回形连接框架，所述顶部固定板与高精度导向轨连为一体，所述高精度导向轨与高预压滑块为滑动连接，所述滑块连接板与高预压滑块连为一体，所述精密减速机与滑块连接板连为一体，所述伺服电机与精密减速机连为一体，所述回形框架与滑块连接板连为一体，所述回形框架为一体式框架，其底部与所述顶端悬挂导轨连为一体，所述顶部自适应移载滑块在沿所述高精度导向轨行走中带到所述刚性支撑定位摆臂一同运动。

所述加强筋同步夹持机构包括直角安装架、直线运动模组、进给伺服电机、滑动连接板、回转支撑减速机、回转伺服电机、校形连接框架、伸缩预紧缸、浮动连接件、预紧导向销、斜直加强筋卡紧工装，所述直角安装架直角部分与所得刚性支撑定位摆臂5的加强筋校形-进给-定位机构用同步滑块连为一体，所述直线运动模组与直接安装架连为一体，所述直线运动模组驱动端与进给伺服电机连为一体用联轴器连接，所述滑动连接板底面与模组进给滑块连为一体，所述滑动连接板顶面与回转支撑减速机底面连为一体，所述回转伺服电机连接于回转支撑减速机的驱动端连为一体，所述校形连接框架与回转支撑减速机的回转台面连为一体，所述伸缩预紧缸与校形连接框架连为一体，所述浮动连接件和预紧导向销一端与伸缩预紧缸连为一体，另外一端在所述斜直加强筋卡紧工装内滑动，所述斜直加强筋卡紧工装与目标加强筋使用预紧导向销卡紧固定。

所述一体式加强筋校形-进给-定位机构，包括加强筋同步夹持机构1、加强筋同步夹持机构2、加强筋同步夹持机构3，此处将相同的加强筋同步夹持机构分别命名以便说明运动原理，所述三套加强筋同步夹持机构可根据散热器的叠层情况和偏斜角度，所述三套加强筋同步夹持机构在刚性支撑定位摆臂内行走，调整夹持加强筋位置，所述加强筋同步夹持机构1和加强筋同步夹持机构3始终处于加强筋的两侧端头位置，所述加强筋同步夹持机构2永远处于加强筋中间位置，所述加强筋校形均在上述三处进行加强筋弧度校形，所述加强筋进给是由三套加强筋同步夹持机构分别在直线运动模组内同步运动，所述加强筋定位是由三套加强筋同步夹持机构分别在对应位置与散热器单元片外形弧度进行定位。

(三)有益效果

与现有散热器斜直加强筋的焊接生产方式相比，本发明提供了一种片式散热器加强筋焊接的双摆臂式等距定位装置，具备以下有益效果：

1、该双摆臂式等距定位装置，通过上、下两套独立运动的移载滑台带动刚性支撑定位摆臂沿重载铰链轴进行摆动，上部移载滑台连为一体的回转支撑滑台使刚性支撑定位摆臂在其轨道范围内摆动，等距定位分隔单元沿刚性支撑定位摆臂的方向进行x轴方向的随型运动。等距定位分隔单元内的散热片导向套可逐层对散热器单元片进行高度定位支撑，使其在散热器斜直加强筋的焊接过程中，等距定位分隔单元距离斜直加强筋距离最近，等距定位效果更精准，完全取代了传统的卡板式定位方式，与机器人自动化焊接工艺方式更加契合，且兼容性与一致性更佳。

2、该一体式加强筋校形-进给-定位机构，三组加强筋同步夹持机构对来料斜直加强筋进行直线度校形，校形完成后通过回转支撑减速机将加强筋调转至散热片方向，三组加强筋同步夹持机构再次进行同步运动，将加强筋准确运送至与散热片对接的焊接位置。本明发中涉及的一体式加强筋校形-进给-定位机构大幅提高了斜直加强筋与散热器本体的相对位置精度，为机器人自动化焊接提供了更高精度的定位，从而提高整体的焊接精度。

附图说明

图1为本发明提出的双摆臂式等距定位装置的总体结构示意图。

图2为散热器斜直加强筋焊接时的现有定位方式。

图3为双摆臂焊接直加强筋的位置；

图4为双摆臂焊接右倾斜加强筋的位置；

图5为双摆臂焊接左倾斜加强筋的位置；

图6为底部移载滑台、重载铰链座、可调节升降定位支撑平台。

图7为等距定位分隔单元及底端基准支撑导轨；

图8为等距定位分隔单元及顶端悬挂导轨；

图9为一体式加强筋校形-进给-定位机构；

图中：1、底部移载滑台；2、重载铰链座；3、可调节升降定位支撑平台；4、等距定位分隔单元；5、刚性支撑定位摆臂；6、回转支撑滑台；7、顶部自适应移载滑台；8、加强筋同步夹持机构；9、一体式加强筋校形-进给-定位机构；10、支撑固定底板；11、高精度导向机构；12、高精度滑块；13、精加工安装板；14、高精度行星减速机；15、伺服驱动电机；16、精密传动机构；17、重载支座及回转销轴；18、平行定位板；19、支撑底板；20、调节立板及升降支撑座；21、平行定位板；22、底端基准支撑导轨；23、下滑块；24、分隔定位滑板；25、随动转向轴；26、摆向导轨；27、深沟球轴承；28、顶端悬挂导轨；29、分隔转向轴连接导轨；30、上部吊装支撑架；31、直角安装架；32、直线运动模组及进给伺服电机；33、滑动连接板；34、回转支撑减速机；35、回转伺服电机；36、校形连接框架；37、伸缩预紧缸；38浮动连接件及预紧导向销；39、斜直加强筋卡紧工装。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细描述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1所示，本发明提供的一种片式散热器加强筋焊接的双摆臂式等距定位装置，包括相对于散热器集油管中心面左右对称，双摆臂式等距定位装置对称安装，运行状态下同时对散热器进行准确定位导向。散热器整体沿x轴方向运动过程中双摆臂式等距定位装置对散热器进行跟随等距定位，保证在全程焊接过程中的精准定位。

参阅图6、图7、图8所示，本发明中，片式散热器加强筋焊接的双摆臂式等距定位装置包括支撑固定底板10，其特征在于：支撑固定底板10连接有两条平行的高精度导向机构11和精密传动机构16，精密传动机构16与高精度行星减速机14连接固定，高精度行星减速机14与精加工安装板13和伺服驱动电机15固定连接，精加工安装板13与重载支座及回转销轴17和支撑底板19连接固定，支撑底板19与调节立板及升降支撑座20连接固定，平行定位板21与底端基准支撑导轨22连接固定，高精度滑块12在高精度导向机构11平行滑动，平行定位板21在调节立板及升降支撑座20上下滑块，平行定位板21与底端基准支撑导轨22固定连接，底端基准支撑导轨22与下滑块23滑动连接，下滑块23与分隔定位滑板24固定连接，随动转向轴25与分隔定位滑板24使用深沟球轴承27转动连接，摆向导轨26与随动转向轴25固定连接，重复下滑块23、分隔定位滑板24、随动转向轴25、摆向导轨26、深沟球轴承27的连接方式至图8所示位置，顶端悬挂导轨28与分隔定位滑板24固定连接，分隔转向轴连接导轨29与顶端悬挂导轨28固定连接，上部吊装支撑架30与分隔转向轴连接导轨29固定连接。以上所述的传动系统保证了散热器每一个单元片在前进运行的过程中，垂直方向上的等间距分隔，同时也保证了斜直加强筋在不同焊接方式下的近距离精准定位分隔，解决了散热器加强筋在焊接过程中的等距定位问题，满足了机器人在焊接过程中对散热器焊接位置的精度定位需求。

参阅图9所示，本发明中，片式散热器加强筋焊接的双摆臂式等距定位装置包含了斜直加强筋的校形-进给-定位功能，其中包括直角安装架31，其特征在于直角安装架31与直线运动模组及进给伺服电机32固定连接，直线运动模组及进给伺服电机32与滑动连接板33滑动连接，回转支撑减速机34的底面与滑动连接板33固定连接，回转伺服电机35与回转支撑减速机34的顶面和校形连接框架36固定连接，伸缩预紧缸37与校形连接框架固定连接，浮动连接件及预紧导向销38与伸缩预紧缸37通过无油衬套滑动连接，斜直加强筋卡紧工装39与校形连接框架36固定连接。本套斜直加强筋的校形-进给-定位功能在斜直加强筋上料口后对加强筋本体进行直线度上的校形，再通过检测的数据反馈使加强筋与散热器单元片的位置精度进行校正。

本发明中，所述等距定位分隔单元包括下滑块23、分隔定位滑板24、随动转向轴25、摆向导轨26、深沟球轴承27，所述分隔定位滑板24为基准安装件，下滑块23、摆向导轨26和随动转向轴25与分隔定位滑板24固定连接，深沟球轴承27的外圈与分隔定位滑板24内圈固定连接，深沟球轴承27内圈与随动转向轴25圆轴固定连接，所述等距定位分隔单元与刚性支撑定位摆臂为铰链结构，使其适应在摆臂倾斜的过程中扔按照图示1中x轴方向平行进给。

本发明中，所述回转支撑平台6包括固定安装板、回转支撑轴承、转动连接板，所述固定安装板与顶部自适应移载滑台固定连接，回转支撑轴承的固定面与固定安装板固定连接，回转支撑轴承的转动面与刚性支撑定位摆臂固定连接，所述回转支撑平台6对底部移载滑台1和顶部自适应移载滑台7的相对运动行走起到角度随动作用，对刚性支撑定位摆臂5起到伸缩调整长度作用。

参阅图1、3、4、5所示，从装置的总体运行角度观察，本发明提供了一种片式散热器加强筋焊接的双摆臂式等距定位装置，包括了三种工作状态，下面将对三种类型的工作状态逐一详细描述：

第一种工作状态，参阅图3所示：本发明提供的一种片式散热器加强筋焊接的双摆臂式等距定位装置处于垂直状态，底部移载滑台和顶部自适应移载滑台均处于初始状态，在此状态下可对散热器单元片垂直方向上进行等距分隔，同时应用加强筋同步夹持机构和一体式加强筋校形-进给-定位机构对所需焊接的散热器直加强筋进行校形-进给-定位，满足机器人焊接的位置要求。

第二种工作状态，参阅图4所示：本发明提供的一种片式散热器加强筋焊接的双摆臂式等距定位装置处于左侧倾斜状态，顶部自适应移载滑台处于初始状态，底部移载滑台沿箭头方向行走，刚性支撑定位摆臂及其随动的等距定位分隔单元随着移动位置改为而做出整体的摆动角度，底部移载滑台沿箭头方向行走的过程中可对任意点进行精准定位，以适应向图示右侧斜度的斜加强筋精准定位。

第三种工作状态，参阅图5所示：本发明提供的一种片式散热器加强筋焊接的双摆臂式等距定位装置处于左侧倾斜状态，底部移载滑台处于初始状态，顶部自适应移载滑台沿箭头方向行走，刚性支撑定位摆臂及其随动的等距定位分隔单元随着移动位置的改变而做出整体的摆动角度，顶部自适应移载滑台沿箭头方向行走的过程中可对任意点进行精准定位，以适应向图示左侧斜的斜加强筋精准定位。

以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护应以所附权利要求为准。