专利名称：非连续焊接齿条机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种金属板焊接设备，特别是一种适用于环形精密导轨输送定位
机的非连续焊接齿条机构。
背景技术：
激光拼焊是将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材或铝材焊接成一块整体板，以满足零部件对材料性能的不同要求。激光焊接凭着多项显著的优点，非常适合用于生产轿车用拼焊板。激光拼焊在汽车工业中已成为标准工艺，车身面板经激光拼焊后再进行冲压，这样制成的面板结构能达到最合理的金属组合。目前，激光拼焊技术已在欧洲、美国、日本等国家得到应用。但是，研发使用的设备都局限于短板拼接，且焊接工作台运动轨迹均是穿梭式往复工作方式。对于板长超过3.5M的不等厚两板焊接没有解决方案。究其原因主要是设备对于焊接板材的输送及定位问题没有解决。因此提供一种理想的焊接板材定位装置是研发新一代激光拼焊输送定位机的关键课题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种非连续焊接齿条机构，能实现对不等厚两块短板、多组进行输送定位，也能对板长超过3. 5M的不等厚两块钢板实施连续输送定位，从而满足精密导轨输送定位机的使用要求。 本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的它包括底座、超薄气缸、其特征是底座上固定连接导柱，在导柱上滑动组装滑动座，在底座上组装顶起滑动座的超薄气缸，滑动座上部固接驱动水平齿条的超薄气缸，超薄气缸的活塞杆连接吊耳，在吊耳上通过连接轴连接水平齿条，水平齿条位于齿条轨道上。 本实用新型的积极效果是能实现对不等厚两块短板、多组进行输送定位，也能对板长超过3. 5M的不等厚两块钢板实施连续输送定位。通过此机构控制台板磁力吸合装置、使定位准确的非连续焊接钢板从而满足精密导轨输送定位机的使用要求。该实用新型总体结构尺寸小，工作台的长度不超过非连续焊接工件长度的2. 5倍，待焊接工件的上表面没
有压紧装置，激光头的运动空间开阔，可焊接或切割异型工件。安全可靠、定位精确、且结构紧凑，成本低廉。
图1是本实用新型的结构主视图。 图1-1 、1-2是吊耳的主视图、俯视图。 图2是图1的左视图。 图3是组装有本实用新型装置的精密导轨输送定位机的示意图。 图4是图1的I部放大示意图。 图5是图1的II部放大示意图。
3[0012] 图6是图1的III部放大示意图。[0013] 图7是图4的俯视图。[0014] 图8是图5的俯视图。[0015] 图9是图6的俯视图。 图10是本实用新型与精密导轨输送定位机的相关部件连接示意图。[0017] 图11是图10的左视图。[0018] 图12是图4的A-A剖视图。 图13是图12的局部放大示意图(滑块与导轨的组装结构)。 图14是图4的B部结构放大示意图(连续焊上料侧齿条机构)。 图15是图14的左视图。 图16是连续焊上料侧齿条机构的主视图。 图17是图15的K-K剖视图。 图18是图5的D部结构放大示意图(磁力吸合装置)。 图19是图18的左视图(只表达磁力吸合装置部分)。 图20是图5的C部结构放大示意图(气控多点精密定位装置)。 图21是图20的左视图。 图22是图20的G-G剖视图。 图23是20的俯视图。 图24是图6的F部结构放大示意图(连续焊下料侧齿条机构与精密导轨输送定
位机的相关部件连接)。 图25是图24的左视图。 图26、图27是连续焊下料侧齿条机构的主视图、左视图。
具体实施方式
见图l、l-l、l-2、2，本实用新型的具体结构如下底座1上固定连接四个导柱3，在导柱3上滑动组装滑动座4，在底座1的两侧组装两个顶起滑动座的超薄气缸2，滑动座4的上部固接驱动水平齿条的超薄气缸6，超薄气缸6的活塞杆连接吊耳5，吊耳5通过连接轴9连接直角弯水平齿条7，水平齿条7在齿条轨道8上滑动，齿条轨道8固定在超薄气缸6的上部。 工作原理当需要进入工作状态时，启动超薄气缸2，滑动座4向上位移，其上的水平齿条7与系统的齿条啮合进入工作状态，启动超薄气缸6，驱动水平齿条7水平运动，即带动磁力吸合装置的离合齿轮14-2工作(见图10、11)。 本实用新型装置组装在精密导轨输送定位机上，将底座1连接在精密导轨输送定位机的支撑框架10上。水平齿条7能与磁力吸合装置的离合齿轮14-2啮合(见图10、 11)。[0036] 本实用新型应用涉及的精密导轨输送定位机的技术内容如下见图3-9，在支撑框架10上组装两组4条并列的上下闭环状导轨ll，在导轨11上组装多个滑块22，各滑块22上固定能沿环形导轨运行的单元工作台板21 (见图7、 12)，由多个单元工作台板21组成环状运行的工作台面。 见图4-9，设备的主传动轮20和从传动轮12均为齿轮，两个传动轮上组装带啮合齿的同步带13，在外侧有连接凸耳23(见图18)。主传动轮20与伺服电机减速装置传动连接。主传动轮的传动轴与从传动轮的传动轴分别安装在主传动轴支撑架和从传动轴支撑架上。 见图4、18、19，在每个单元工作台面的台板21上组装磁力吸合装置14，其结构如下在台板21上镶装上磁钢架14-7，在上磁钢架14-7内排列组装由磁钢14-13与隔磁板14-12相间隔的磁钢组，在上磁钢架14-7的下面设置箱体14-4，箱体14-4通过连接件固定于台板21上，箱体14-4内上部设置下磁钢架14-6，下磁钢架14-6内排列组装由磁钢14-11与隔磁板14-10相间隔的磁钢组，下磁钢架14-6内的底部设置两偏心轴作用侧板14-8，并设置与箱体底面滑动配合的滑动平面，在箱体14-4内下部组装转轴14-3，转轴14-3的外端连接磁力离合齿轮14-2，与转轴10-3整体连接偏心轴14-5，偏心轴14-5位于两偏心轴作用侧板14-8内侧。箱体的下端连接传动架14-1，传动架14-1上组装销轴14-9。传动架
14- 1通过销轴14-9连接同步带13上的连接凸耳23 (见图18)。 工作原理当在台板21上的待焊金属板需要定位焊接时，通过对离合齿轮14-2的传动，偏心轴14-5发生转动，被作用的下磁钢架14-6发生位移一定位置，此位置的下部磁钢与上部磁钢相对应，产生的磁力对待焊金属板牢牢吸住，即可进行下属工序，当在台板21上的金属板需要脱离磁力时，通过对离合齿轮14-2的传动，偏心轴14-5发生转动，被作用的下磁钢架14-6发生一定位移，此位置的下部磁钢与上部磁钢相互错开，产生的磁力消失，台板21上的金属板即可移动。 见图4、14-17，在支撑框架10的端部组装连续焊上料侧齿条机构15，它是用于板长超过3. 5M的不等厚两块钢板的焊接定位。在底座15-1的侧板上通过连接件固接超薄气缸15-2，在底座11-1的水平板上固定连接四个导柱15-5，在导柱11-5上滑动组装齿条滑动座15-4，齿条滑动座15-4上端设置内齿条15-3。齿条滑动座11-4同时设置作用底板
15- 11，在作用底板15-11的上表面设置有作用斜面15-10，在作用斜面15-10的上方留有作用轴承运行空间。超薄气缸15-2的活塞连接吊耳15-13，在吊耳15-13上通过连接轴15-15连接一个作用轴承15-12和接触限位轨道的两个轴承15-14。在底座15-1上通过螺杆15-6和连接套15-8固接限位压板15-7，限位压板15-7设置两条朝向下的限位轨道15-16，以便于两个轴承15-14在上滚动。在齿条滑动座15-4的下面组装顶起弹簧15-9。 工作原理当超薄气缸15-2工作，活塞杆伸出时，吊耳15-13驱动三个轴承运行，其中作用轴承15-12通过作用底板的作用斜面15-10爬到作用底板15-11的上表面，与此同时弹簧15-9被压縮，齿条滑动座15-4向下滑动一定位置，其上端的内齿条151-3也向下位移了一定位置，从而使内齿条15-3与磁力吸合装置的离合齿轮14-2接触啮合，即带动离合齿轮14-2转动。反之，当超薄气缸15-2工作，活塞杆縮回时，吊耳15-13驱动三个轴承反向运行，其中作用轴承15-12脱离作用底板15-11的上表面，与此同时弹簧15-9释放，顶起齿条滑动座15-4向上滑动一定位置，其上端的内齿条15-3也向上位移了一定位置，使内齿条15-3脱离磁力吸合装置的离合齿轮14-2，结束了传动的工作状态。[0042] 见图5、20-23，在两条工作台面之间的支撑框架10上组装多台气控多点精密定位装置17，它用于两块待焊拼板的拼接定位。此装置通过底座17-2与支撑框架6用连接件固定。装置的底座17-2上通过连接件固定连接基座组件，基座组件是由将四周围起、而中间为装配空间的两个基座17-8. 1、17-8. 2组成。在两侧分别固接带两个长滑孔17-10的镶块17-9、 17-14。在基座组件内组装两个能上下滑动的靠平件17-12、 17-13，两个靠平件的定位 上端面一个为平面，另一个为斜面。在两个靠平件的两侧分别固定滑销17-11，滑销17-11 的外端插入到两侧镶块的长滑孔17-10中。在基座组件的两侧分别组装超薄气缸17-5、 17-15，两超薄气缸的活塞分别连接吊耳17-5. 1、17-5.2，两个靠平件的下端分别连接由平 连杆17-4. 1 (17-4. 2)与Y型连杆17-7. 1 (17-7. 2)组成的两连杆，两连杆的另一端连接吊 耳17-5. 1、17-5. 2。两连杆的中间轴17-6. 1(17-6. 2)连接下连杆17-3. 1(17-3. 2)，下连杆 通过销轴17-17转动连接在基座上。 工作原理当控制使汽缸17-15工作、推动连杆机构使靠平件17-13向上移动，靠 平件上端凸起此机构的上平面约3mm。此时，将待焊接钢板b(薄钢板)的一端面靠紧定位 靠平件17-13的内侧面。此后，磁力吸合装置工作，牢牢吸住待焊接钢板b，接着汽缸17-15 反向工作，活塞杆带动连杆机构使靠平件17-13向下移动至与此机构上表面为同一平面； 然后汽缸17-5工作、通过连杆机构使靠平件17-12向上移动，靠平件上端凸起此机构的上 平面约l 1.5mm。此时，将待焊接钢板a(厚钢板)的一端面靠紧靠平件17-12的内侧面。 此后、磁力吸合装置工作，牢牢吸住待焊接钢板a，接着汽缸17-5反向工作，汽缸杆带动连 杆机构使靠平件17-12向下移动至与此机构上表面为同一平面； 随后，同步带带动磁力吸合装置按直线导轨的轨迹运动，激光头(图3中上方部 件)开始实施对待焊接件a、 b进行焊接。 见图6、24-27，在支撑框架10的端部组装连续焊下料侧齿条机构，它是用于两块 钢板焊接后的脱离吸盘操作。结构如下在底座19-1的侧板上通过连接件固接超薄气缸 19-2，在底座1的水平板上设置轨道19-7并固定连接四个导柱19-5，在导柱19-5上滑动 组装齿条滑动座19-4，齿条滑动座19-4上端设置外齿条19-3。齿条滑动座19-4的下表面 设置作用斜面19-6。超薄气缸19-2的活塞杆连接吊耳19-10，在吊耳19-10上通过连接轴 19-11连接一个作用轴承8和在轨道上滚动的两个轴承19-9。 工作原理当超薄气缸19-2工作，活塞杆伸出时，吊耳19-10驱动三个轴承运行， 其中两个轴承19-9在轨道19-7上滚动，作用轴承19-8通过作用齿条滑动座19-4下表面 的作用斜面19-6，逐渐顶起齿条滑动座19-4，其上端的外齿条19-3也向上位移了一定位 置，从而使外齿条19-3与磁力吸合装置的离合齿轮10-2接触啮合，即带动离合齿轮10-2 转动。反之，当超薄气缸19-2工作，活塞杆縮回时，吊耳19-10驱动三个轴承反向运行，其 中作用轴承19-8逐渐脱离齿条滑动座19-4下表面的作用斜面19-6，齿条滑动座19-4落下 一定位置，其上端的外齿条19-3也向上位移了 一定位置，使外齿条19-3与磁力吸合装置的 离合齿轮14-2脱离，结束了传动的工作状态。 组装本实用新型装置的精密导轨输送定位机工作过程1、对板长超过3. 5M的不 等厚两块钢板进行连续焊接当要拼焊的钢板准确定位后，通过自动控制系统控制使伺服 电机工作，主传动轮、从传动轮同步转动。同步带拖动磁力吸合装置，与之连接的单元工作 台面沿精密导轨轨迹运动。当该磁力吸合装置运行到连续焊上料侧齿条机构处时，通过自 动控制系统控制执行汽缸工作，使连续焊上料侧齿条机构的齿条带动离合齿轮转动，磁力 吸合装置吸住待焊接的两块钢板，并与同步带沿精密导轨的轨迹行走，同时激光焊接设备 工作，对待焊接的钢板焊缝实施焊接。当焊接完成的钢板行走到连续焊下料侧齿条机构时， 连续焊下料侧齿条机构按其系统指令执行，执行汽缸工作，使连续焊下料侧齿条机构的齿条带动磁力吸合装置的离合齿轮反向转动，吸盘磁场消失，焊接后的钢板按精密导轨方向
继续移动，使其脱离工作台，后续待焊接钢板按其工作流程工作即完成连续焊接。
对不等厚两块短板的非连续焊接主传动轮通过同步带使从传动轮同步转动。同
步带拖动磁力吸合装置，与之连接的单元工作台面沿精密导轨轨迹运动。当该磁力吸合装
置运行到连续焊上料侧齿条机构处时，通过自动控制系统控制执行汽缸工作，使连续焊下
料侧齿条机构的齿条带动离合齿轮-转动，磁力吸合装置产生强大吸力同时吸住待焊接的
两块钢板，并与同步带沿精密导轨的轨迹行走，同时激光焊接设备工作，对待焊接的钢板焊
缝实施焊接。当焊接完成的钢板行走到另一侧的非连续焊接齿条机构时，该齿条机构按其
系统指令使磁力吸合装置的离合齿轮反方向转动，磁力吸合装置磁场消失，焊接后的钢板
按精密导轨方向继续移动，使其脱离工作台，并被直角坐标机器人将此工件移至下一工位。
权利要求一种非连续焊接齿条机构，它包括底座、超薄气缸、其特征是底座上固定连接导柱，在导柱上滑动组装滑动座，在底座上组装顶起滑动座的超薄气缸，滑动座上部固接驱动水平齿条的超薄气缸，超薄气缸的活塞杆连接吊耳，在吊耳上通过连接轴连接水平齿条，水平齿条位于齿条轨道上。
专利摘要一种非连续焊接齿条机构，它包括底座、超薄气缸，其特征是底座上固定连接导柱，在导柱上滑动组装滑动座，在底座上组装顶起滑动座的超薄气缸，滑动座上部固接驱动水平齿条的超薄气缸，超薄气缸的活塞杆连接吊耳，在吊耳上通过连接轴连接水平齿条，水平齿条位于齿条轨道上。本实用新型的优点是能实现对不等厚两块短板、多组进行输送定位，也能对板长超过3.5M的不等厚两块钢板实施连续输送定位，从而满足精密导轨输送定位机的使用要求。安全可靠、定位精确、且结构紧凑，成本低廉。
文档编号B23K26/42GK201442160SQ20092001687
公开日2010年4月28日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者亢亚敏, 李兴云, 汪九佳 申请人:沈阳元生电气有限公司;汪九