柔性超声波焊接快换结构的制作方法

本实用新型为超声波焊接结构，特别涉及柔性超声波焊接快换结构，属于超声波焊接自动化设备技术领域。

背景技术：

对工程塑料的超声波焊接所能达到的焊接强度，能接近于原材料本体强度，达成完美的焊接；直径超大，长度超长的塑胶焊件，无需加粘各种帖剂类辅助品，具有独特的效果，超声波可通过计算机程序控制，来实施对大件和不规则工件的焊接，能满足各种产品的需要，能为用户提高生产效率，产生显著的经济效果。焊接是汽车配件制造中的关键环节，汽车中塑料部件越来越多，超声波焊接对汽车整机产品的质量至关重要。

在常规的用超声波焊接试制和生产各类汽车塑料部件的过程中，不同的汽车塑料产品有各自的底框架。这样，当多种不同的汽车塑料产品进行超声波焊接时，需要先将需要加工的汽车塑料部件安装到各自的底框架上，再同机器人配合组装。由于汽车塑料部件都是比较大的部件，如汽车前保险杠、汽车后保险杠、汽车扰流板和汽车扰流板护板等。上述汽车塑料部件分别与各自的底框架组装后，往往体积庞大，搬运组装过程费事费力，使汽车塑料部件的超声波焊接效率大打折扣。对新产品试制影响尤其大，甚至有时会因超声波焊接成本过高，而使焊接过程中断。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述超声波焊接结构的现有技术中，存在搬运组装过程费事费力，超声波焊接效率大打折扣、成本过高的缺陷，提供了柔性超声波焊接快换结构，可以达到易搬运、易组装，超声波焊接效率明显提高、降低成本的目的。

为了实现上述目的本实用新型采取的技术方案是：柔性超声波焊接快换结构，包括若干不同的汽车塑料产品、快换刀架和机器人；

还包括2个底框架，产品承托架和左、右叉车脚；所述2个底框架结构相同、对称地斜向分设在机器人左、右两旁，每项汽车塑料产品与1个产品承托架组成汽车塑料产品及承托架组件；所述左右叉车脚与叉车连接；

所述底框架包括底框架主体，左、右底框升降气缸，左、右底框定位插销，左、右气控快插，左、右导向架，前、后产品框架限位块，3个以上左、右叉车导向轮，左、右信号测件，电快插机构插头，所述底框架主体包括左底框和右底框，左底框和右底框之间形成叉车脚空间；

所述底框架主体上设置有4个以上底框架基准平面，所述左、右底框升降气缸分设在左底框和右底框的中心，所述左、右底框定位插销分设在左底框上方和右底框上方，所述左、右气控快插分设在左底框左侧和右底框右侧；

所述左、右导向架分设在左底框左侧和右框架右侧，左、右导向架内侧各设置有若干个产品承托架下降导向滚轮；所述左底框前、后侧各设置着前产品框架限位块、后产品框架限位块,所述右底框前、后侧各设置着前产品框架限位块、后产品框架限位块，所述左、右叉车导向轮分设在左底框的右侧边和右底框的左侧边；所述左、右信号测件分设在左底框左后端和右底框右后端，所述电快插机构插头设置在右底框后端；

所述产品承托架包括4个以上产品承托架基准平面，左、右承托架定位座，左、右叉车定位孔，左、右叉车挡板，左、右承托模到位信号检测，电快插机构插座和产品安装台；左叉车挡板与左底框之间形成左叉车槽，右叉车挡板与右底框之间形成右叉车槽；

所述左、右承托架定位座分设在产品承托架左、右部，所述左、右叉车定位孔分设在产品承托架中后部两侧；所述左、右叉车挡板分设在产品承托架下面中部两侧，所述左、右承托模到位信号检测分设在产品承托架左后端、右后端，所述电快插机构插座设置在产品承托架右后部；所述产品安装台设置在产品承托架中部；

所述左叉车脚包括左快换小车脚主体和左叉车定位柱；所述左快换小车脚主体设在左叉车槽内，所述左叉车定位柱设在左快换小车脚主体的后部；

所述右叉车脚包括右快换小车脚主体和右叉车定位柱；所述右快换小车脚主体设在右叉车槽内，所述右叉车定位柱设在右快换小车脚主体的后部；

当产品承托架放到左、右叉车脚上时，产品承托架的左叉车定位孔与叉车脚的左叉车定位柱上、下对应，产品承托架的右叉车定位孔与叉车脚的右叉车定位柱上、下对应，左、右叉车定位孔分别套接到左、右叉车定位柱上，起到定位作用；

当产品承托架放到底框架上时，产品承托架的左承托架定位座与底框架的左底框定位插销上、下对应，产品承托架的右承托架定位座与底框架的右底框定位插销上、下对应，左、右底框定位插销分别插接到左、右承托架定位座内，起到定位作用。

所述机器人的型号为FANUC CR-20iA，机器人可以根据不同产品焊接位形状及角度不同，通过快换刀架上的焊接头，实现不同焊接位的焊接，无需人工更换。

所述底框架主体包括横向后长梁、2根横向前短梁、2根纵向长梁和2根纵向短梁；左侧的1根横向前短梁、1根纵向长梁和1根纵向短梁与横向后长梁左部组成左底框的骨架，右侧的1根横向前短梁、1根纵向长梁和1根纵向短梁与横向后长梁右部组成右底框的骨架。

所述底框架主体还包括后挡板、机器人连接梁和地脚固定板；所述后挡板设在底框架主体的后侧上，所述机器人连接梁设置在底框架主体的向后突出部，底框架与机器人通过机器人连接梁固连成一体；所述地脚固定板设置在底框架主体下部的角部。

所述产品承托架还包括承托轮，所述承托轮设置在产品承托架底部两侧；当产品承托架装入柔性超声波焊接快换结构前，能置放在地面上、通过产品承托架在地面上滑动。

所述每个底框架各包括5个左、右叉车导向轮；所述底框架主体上设置有8个底框架基准平面，所述产品承托架包括8个产品承托架基准平面。

所述汽车塑料产品及承托架组件为汽车后保险杠及承托架组件；所述汽车后保险杠及承托架组件包括产品承托架、汽车后保险杠产品、压紧机构、压紧机构支撑骨架、鱼骨架式承托机构；所述鱼骨架式承托机构安装在产品承托架的产品安装台上，所述汽车后保险杠产品固定在鱼骨架式承托机构上方，所述压紧机构支撑骨架设置在汽车后保险杠产品上方，所述压紧机构设置在压紧机构支撑骨架上。产品承托架用来承托鱼骨架式承托机构，并用来与设备快换底座快速定位的一个过渡框架；压紧机构及压紧机构支撑骨架是用来承托产品并压紧副件产品，使其定位精准。

所述汽车塑料产品及承托架组件为汽车扰流板护板及承托架组件；所述汽车扰流板护板及承托架组件包括产品承托架、汽车扰流板护板产品、台式承托机构、汽车扰流板护板翻转夹具；所述台式承托机构安装在产品承托架的产品安装台上，所述汽车扰流板护板产品固定在台式承托机构上，所述汽车扰流板护板翻转夹具设置在汽车扰流板护板产品一侧。扰流板产品型腔定位，承托机构模具是有CNC数控加工设备仿产品型腔加工而成，并由翻转夹具固定压紧，使产品面完全和模具贴合，保证每次焊接精度及过程一致性。

还包括安全护栏和安全光栅，所述安全护栏设置在柔性超声波焊接快换结构的外围，所述安全光栅设置在安全护栏上。安全光栅通过发射红外线，产生保护光幕，当光幕被遮挡时，安全光栅发出遮光信号，控制具有潜在危险的柔性超声波焊接快换结构部件停止工作，避免发生安全事故。安全护栏和安全光栅可以有效地避免安全事故的发生，避免操作工人及第三方的危险，减少事故综合成本。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：由于总体结构为柔性超声波焊接快换结构，具体地说，总体结构由底框架、产品承托架和叉车脚等分体组成，使搬运比较方便；左、右叉车定位孔分别套接到左、右叉车定位柱上，左、右底框定位插销分别插接到左、右承托架定位座内，使组装相当容易，超声波焊接效率明显提高，成本大为降低，有力地促进了汽车塑料产品的新产品试制和汽车塑料产品正常的超声波焊接生产过程，推动了汽车工业自动化高效率生产迈上了新的台阶。

附图说明

图1是：本实用新型俯视图(无产品承托架)；

图2是：本实用新型立体图(无产品承托架)；

图3是：底框架，产品承托架和左、右叉车脚组装主视图；

图3-1是：底框架，产品承托架和左、右叉车脚组装俯视图；

图3-2是：底框架，产品承托架和左、右叉车脚组装后视图；

图3-3是：底框架，产品承托架和左、右叉车脚组装立体图；

图4-1是：底框架和左、右叉车脚组装主视图；

图4-2是：底框架和左、右叉车脚组装俯视图；

图4-3是：底框架和左、右叉车脚组装立体图；

图5-1是：产品承托架主视图；

图5-2是：产品承托架俯视图；

图5-3是：产品承托架立体图；

图6是：汽车后保险杠及承托架组件图；

图7是：汽车扰流板护板及承托架组件图。

附图标记说明：快换刀架1、机器人2、底框架3、底框架主体301、横向后长梁3011、横向前短梁3012、纵向长梁3013、纵向短梁3014、底框架基准平面3015、后挡板3016、机器人连接梁3017、地脚固定板3018、左底框升降气缸302、右底框升降气缸303、左底框定位插销304、右底框定位插销305、左气控快插306、右气控快插307、左导向架308、右导向架309、前产品框架限位块310、后产品框架限位块311、左叉车导向轮312、右叉车导向轮313、左信号测件314、右信号测件315、电快插机构插头316、左底框317、右底框318、产品承托架4、左承托架定位座401、右承托架定位座402、左叉车定位孔403、右叉车定位孔404、左叉车挡板405、右叉车挡板406、左承托模到位信号检测407、右承托模到位信号检测408、电快插机构插座409、产品安装台410、承托轮411、产品承托架基准平面412、左叉车脚5、左快换小车脚主体501、左叉车定位柱502、右叉车脚6、右快换小车脚主体601、右叉车定位柱602、汽车后保险杠及承托架组件7、压紧机构701、压紧机构支撑骨架702、鱼骨架式承托机构703、汽车扰流板护板及承托架组件8、台式承托机构801、汽车扰流板护板翻转夹具802、导向滚轮9、汽车后保险杠产品10、汽车扰流板护板产品11、安全护栏 12、安全光栅13、左叉车槽14、右叉车槽15。

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，但不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1至图6所示，柔性超声波焊接快换结构，包括汽车塑料产品、快换刀架1和机器人2；所述机器人2的型号为FANUC CR-20iA，机器人2可以根据不同产品焊接位形状及角度不同，通过快换刀架1上的焊接头，实现不同焊接位的焊接，无需人工更换。

还包括2个底框架3，产品承托架4和左叉车脚5、右叉车脚6；所述2个底框架3结构相同、对称地斜向分设在机器人2左、右两旁，汽车塑料产品与1个产品承托架4组成汽车塑料产品及承托架组件；所述汽车塑料产品及承托架组件为汽车后保险杠及承托架组件7；所述左叉车脚5、右叉车脚6与叉车(图中未显示)连接；

所述底框架3包括底框架主体301，左底框升降气缸302、右底框升降气缸303，左底框定位插销304、右底框定位插销305，左气控快插306、右气控快插307，左导向架308、右导向架309，前产品框架限位块310、后产品框架限位块311，5个左叉车导向轮312、5个右叉车导向轮313，左信号测件314、右信号测件315，电快插机构插头316，所述底框架主体 301包括左底框317和右底框318，左底框317和右底框318之间形成叉车脚空间；

所述底框架主体301包括横向后长梁3011、2根横向前短梁3012、2根纵向长梁3013和 2根纵向短梁3014；左侧的1根横向前短梁3012、1根纵向长梁3013和1根纵向短梁3014 与横向后长梁3011左部组成左底框317的骨架，右侧的1根横向前短梁3012、1根纵向长梁 3013和1根纵向短梁3014与横向后长梁3011右部组成右底框318的骨架。

所述底框架主体301还包括后挡板3016、机器人连接梁3017和地脚固定板3018；所述后挡板3016设在底框架主体301的后侧上，所述机器人连接梁3017设置在底框架主体301 的向后突出部，底框架3与机器人2通过机器人连接梁3017固连成一体；所述地脚固定板 3018设置在底框架主体301下部的角部。

所述底框架主体301上设置有10个底框架基准平面3015，所述左底框升降气缸302、右底框升降气缸303分设在左底框317和右底框318的中心，所述左底框定位插销304、右底框定位插销305分设在左底框317上方和右底框318上方，所述左气控快插306、右气控快插307分设在左底框317左侧和右底框318右侧；

所述左导向架308、右导向架309分设在左底框317左侧和右框架318右侧，左导向架308、右导向架309内侧各设置有若干个产品承托架4下降导向滚轮9；所述左底框317前、后侧各设置着前产品框架限位块310、后产品框架限位块311,所述右底框318前、后侧各设置着前产品框架限位块310、后产品框架限位块311,所述左叉车导向轮312、右叉车导向轮 313分设在左底框3的右侧边和右底框318的左侧边；所述左信号测件314、右信号测件315 分设在左底框3左后端和右底框318右后端，所述电快插机构插头316设置在右底框318后端；所述产品承托架4包括10个产品承托架基准平面412，左承托架定位座401、右承托架定位座402，左叉车定位孔403、右叉车定位孔404，左叉车挡板405、右叉车挡板406，左承托模到位信号检测407、右承托模到位信号检测408，电快插机构插座409和产品安装台 410；左叉车挡板405与左底框317之间形成左叉车槽14，右叉车挡板406与右底框318之间形成右叉车槽15；

所述左承托架定位座401、右承托架定位座402分设在产品承托架4左、右部，所述左叉车定位孔403、右叉车定位孔404分设在产品承托架4中后部两侧；所述左叉车挡板405、右叉车挡板406分设在产品承电快插机构插座409设托架下面中部两侧，所述左承托模到位信号检测407、右承托模到位信号检测408分设在产品承托架4左后端、右后端，所述置在产品承托架4右后部；所述产品安装台410设置在产品承托架4中部；

所述左叉车脚5包括左快换小车脚主体501和左叉车定位柱502；所述左快换小车脚主体501设在左叉车槽内14，所述左叉车定位柱502设在左快换小车脚主体501的后部；

所述右叉车脚6包括右快换小车脚主体601和右叉车定位柱602；所述右快换小车脚主体601设在右叉车槽内15，所述右叉车定位柱602设在右快换小车脚主体601的后部；

当产品承托架4放到左叉车脚5、右叉车脚6上时，产品承托架4的左叉车定位孔403 与叉车脚的左叉车定位柱502上、下对应，产品承托架4的右叉车定位孔404与叉车脚的右叉车定位柱602上、下对应，左叉车定位孔403、右叉车定位孔404分别套接到左叉车定位柱502、右叉车定位柱602上，起到定位作用；

当产品承托架4放到底框架3上时，产品承托架4的左承托架定位座401与底框架3的左底框定位插销304上、下对应，产品承托架4的右承托架定位座402与底框架3的右底框定位插销305上、下对应，左底框定位插销304、右底框定位插销305分别插接到左承托架定位座401、右承托架定位座402内，起到定位作用。

所述产品承托架4还包括承托轮411，所述承托轮411设置在产品承托架4底部两侧；当产品承托架4装入柔性超声波焊接快换结构前，能置放在地面上、通过承托轮411在地面上滑动。

所述汽车后保险杠及承托架组件7包括产品承托架4、汽车后保险杠产品10、压紧机构701、压紧机构支撑骨架702、鱼骨架式承托机构703；所述鱼骨架式承托机构703安装在产品承托架4的产品安装台410上，所述汽车后保险杠产品10固定在鱼骨架式承托机构703 上方，所述压紧机构支撑骨架702设置在汽车后保险杠产品10上方，所述压紧机构701设置在压紧机构支撑骨架702上。产品承托架4用来承托鱼骨架式承托机构703，并用来与设备快换底座快速定位的一个过渡框架；压紧机构701及压紧机构支撑骨架702是用来承托产品并压紧副件产品，使其定位精准。

还包括安全护栏12和安全光栅13，所述安全护栏12设置在柔性超声波焊接快换结构的外围，所述安全光栅13设置在安全护栏12上。安全光栅13通过发射红外线，产生保护光幕，当光幕被遮挡时，安全光栅13发出遮光信号，控制具有潜在危险的柔性超声波焊接快换结构部件停止工作，避免发生安全事故。安全护栏12和安全光栅13可以有效地避免安全事故的发生，避免操作工人及第三方的危险，减少事故综合成本。

操作过程：

①.把产品承托机构放到产品承托架4上组成产品承托架组件，由叉车将产品承托架组件撑起，左叉车定位柱502、右叉车定位柱602与产品承托架组件底部左叉车定位孔403、右叉车定位孔404、可以定位叉车上的产品承托架4，使之无法滑动；

②.启动左气控快插306、右气控快插307，使左底框升降气缸302、右底框升降气缸303 上升；

③.启动叉车，将产品承托架组件推入底框架3结构上方，缓慢降低叉车高度，使产品承托架组件落入具有导向机构的底框架3内部，直到两者水平基准平面完全接触；

④.电快插机构插头316插入电快插机构插座409，使机器人2与汽车塑料产品及承托架组件完成信号连接；

⑤.调整汽车塑料产品及承托架组件，使之处于工作状态；

⑥.切换到自动模式，点击启动按钮，机器人2根据自动识别产品来切换快换刀架1上的刀具；

⑦.按机器人2指令对汽车塑料产品进行超声波焊接；

⑧.完成超声波焊接，退出焊接程序，操作同上述过程相反，不再赘述。

实施例2：

柔性超声波焊接快换结构，包括汽车塑料产品、快换刀架1和机器人2；所述机器人2 的型号为FANUC CR-20iA，机器人2可以根据不同产品焊接位形状及角度不同，通过快换刀架1上的焊接头，实现不同焊接位的焊接，无需人工更换。

还包括2个底框架3，产品承托架4和左叉车脚5、右叉车脚6；所述2个底框架3结构相同、对称地斜向分设在机器人2左、右两旁，汽车塑料产品与1个产品承托架4组成汽车塑料产品及承托架组件；所述汽车塑料产品及承托架组件为汽车扰流板护板及承托架组件 8；所述左叉车脚5、右叉车脚6与叉车(图中未显示)连接；

如图7所示，所述汽车扰流板护板及承托架组件8包括产品承托架4、汽车扰流板护板产品11、台式承托机构801、汽车扰流板护板翻转夹具802；所述台式承托机构801安装在产品承托架4的产品安装台410上，所述汽车扰流板护板产品11固定在台式承托机构801上，所述汽车扰流板护板翻转夹具802设置在汽车扰流板护板产品11一侧。汽车扰流板护板产品 11型腔定位，台式承托机构801模具是有CNC数控加工设备仿产品型腔加工而成，并由翻转夹具固定压紧，使产品面完全和模具贴合，保证每次焊接精度及过程一致性。

余同实施例1。

以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式的两种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。