台板磁力吸合装置 【技术领域】
本发明属于一种金属板焊接设备，特别是一种应用于精密导轨输送定位机的台板磁力吸合装置。
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。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种精密导轨输送定位机的台板磁力吸合装置，能实现对不等厚两块短板、多组进行输送定位，待焊工件上表面不需要压紧装置、即可将待焊钢板牢牢吸附在可移动的工作台面上，从而使焊接激光头或切割机光头工作空间不受限制，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。
与以往的夹紧装置有本质的区别。现有的夹紧装置主要是用气缸带动夹紧压块来夹持待焊工件，且只能作直线的往复运动，若要焊接超长焊缝、则必须有超常的工作台面，对此该焊接设备成本极高并且也极难实现。本装置是通过PLC自动控制其连续焊上料齿条机构、连续焊下料齿条机构和非连续焊接齿条机构来实现对待焊钢板连续焊接和非连续焊接。连续焊接、不限焊接长度
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：它包括台板、传动架，其特征是：在台板上镶装上磁钢架，在上磁钢架内排列组装由磁钢与隔磁板相间隔的磁钢组，在上磁钢架的下面设置固定于台板上的箱体，箱体内上部设置下磁钢架，下磁钢架内排列组装由磁钢与隔磁板相间隔的磁钢组，下磁钢架内的底部设置两偏心轴作用侧板，并设置与箱体底面滑动配合的滑动平面，在箱体内下部组装连接齿轮的偏心轴，偏心轴位于两偏心轴作用侧板内侧，偏心轴连接磁力离合齿轮。
本发明的积极效果是：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，从而满足精密导轨输送定位机的使用要求。
【附图说明】
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A-A截面示意图。
图3是图1的俯视图。
图4是组装有本发明装置的精密导轨输送定位机的示意图。
图5是图4的I部放大示意图。
图6是图4的II部放大示意图。
图7是图4的III部放大示意图。
图8是图5的俯视图。
图9是图6的俯视图。
图10是图7的俯视图。
图11的图5的A-A剖视图。
图12是图11的局部放大示意图(滑块与导轨的组装结构)。
图13是图5的B部结构放大示意图(连续焊上料侧齿条机构)。
图14是图13的左视图。
图15是连续焊上料侧齿条机构的主视图。
图16是图15的K-K剖视图。
图17是图6的E部结构放大示意图(非连续焊齿条机构)。
图18是图17的左视图。
图19、图20是非连续焊齿条机构的主视图、左视图。
图21是图6的C部结构放大示意图(气控多点精密定位装置)。
图22是图21的左视图。
图23是图21的G-G剖视图。
图24是21的俯视图。
图25是图7的F部结构放大示意图(连续焊下料侧齿条机构)。
图26是图25的左视图。
图27、图28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1-3，本发明的具体结构如下：在单元工作台面的台板1上镶装上磁钢架7，在上磁钢架7内排列组装由磁钢13与隔磁板12相间隔的磁钢组，在上磁钢架7的下面设置箱体4，箱体4通过连接件固定于台板1上，箱体4内上部设置下磁钢架6，下磁钢架6内排列组装由磁钢11与隔磁板10相间隔的磁钢组，下磁钢架6内地底部设置两偏心轴作用侧板14，并设置与箱体底面滑动配合的滑动平面，在箱体4内下部组装转轴3，转轴3的外端连接磁力离合齿轮2，与转轴3整体连接偏心轴5，偏心轴5位于两偏心轴作用侧板14内侧。箱体的下端连接传动架8，传动架8上组装销轴9。
本发明装置组装在精密导轨输送定位机上，将传动架8通过销轴9连接精密导轨输送定位机的同步带16的连接凸耳15上。
本发明工作原理：当在台板1上的待焊金属板需要定位焊接时，通过对离合齿轮2的传动，偏心轴5发生转动，被作用的下磁钢架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1上的金属板需要脱离磁力时，通过对离合齿轮2的传动，偏心轴5发生转动，被作用的下磁钢架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1上的金属板即可移动。
本发明应用涉及的精密导轨输送定位机的技术内容如下：
见图4-7、11，在支撑框架17上组装两组4条并列的上下闭环状导轨18。在导轨18上组装多个滑块26，各滑块26上固定能沿环形导轨运行的单元工作台板1(见图1、8、11、12)，由多个单元工作台板1组成环状运行的工作台面。
见图4-10，设备的主传动轮25和从传动轮19均为齿轮，两个传动轮上组装带啮合齿的同步带16，在外侧有连接凸耳15(见图2、5、6、7、10、)。主传动轮25与伺服电机减速装置20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6、7、17-20，在支撑框架17上排列组装多个非连续焊接齿条机构22，它是用于不等厚两块短板焊接定位，其结构是：底座22-1上固定连接四个导柱22-3，在导柱22-3上滑动组装滑动座22-4，在底座22-1的两侧组装两个顶起滑动座的超薄气缸22-2，滑动座22-4的上部固接驱动水平齿条的超薄气缸22-6，超薄气缸22-6的活塞连接吊耳22-5，吊耳22-5通过连接轴22-9连接直角弯水平齿条22-7，水平齿条22-7在齿条轨道22-8上滑动，齿条轨道22-8固定在超薄气缸22-6的上部。水平齿条22-7能与磁力吸合装置M的离合齿轮2啮合传动。
当需要进入工作状态时，启动超薄气缸22-2，滑动座22-4向上位移，其上的水平齿条22-7与本发明的离合齿轮2接触啮合，启动超薄气缸22-6，驱动水平齿条22-7水平运动，即带动离合齿轮2转动。
见图5、13-16，在支撑框架17的端部组装连续焊上料侧齿条机构21，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21-1的侧板上通过连接件固接超薄气缸21-2，在底座21-1的水平板上固定连接四个导柱21-5，在导柱21-5上滑动组装齿条滑动座21-4，齿条滑动座21-4上端设置内齿条21-3。齿条滑动座21-4同时设置作用底板21-11，在作用底板21-11的上表面设置有作用斜面21-10，在作用斜面21-10的上方留有作用轴承运行空间。超薄气缸21-2的活塞连接吊耳21-13，在吊耳21-13上通过连接轴21-15连接一个作用轴承21-12和接触限位轨道的两个轴承21-14。在底座21-1上通过螺杆21-6和连接套21-8固接限位压板21-7，限位压板21-7设置两条朝向下的限位轨道21-16，以便于两个轴承21-14在上滚动。在齿条滑动座21-4的下面组装顶起弹簧21-9。
当超薄气缸21-2工作，活塞杆伸出时，吊耳21-13驱动三个轴承运行，其中作用轴承21-12通过作用底板的作用斜面21-10爬到作用底板21-11的上表面，与此同时弹簧21-9被压缩，齿条滑动座21-4向下滑动一定位置，其上端的内齿条21-3也向下位移了一定位置，从而使内齿条21-3与本发明的离合齿轮2接触啮合，即带动离合齿轮2转动。反之，当超薄气缸21-2工作，活塞杆缩回时，吊耳21-13驱动三个轴承反向运行，其中作用轴承21-12脱离作用底板21-11的上表面，与此同时弹簧21-9释放，顶起齿条滑动座21-4向上滑动一定位置，其上端的内齿条21-3也向上位移了一定位置，使内齿条21-3脱离本发明的离合齿轮2，结束了传动的工作状态。
见图6、9、21-24，在两条工作台面之间的支撑框架17上组装多台气控多点精密定位装置23，它用于两块待焊拼板的拼接定位。此装置通过底座23-2与支撑框架17用连接件固定。装置的底座23-2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23-8.1、23-8.2组成。在两侧分别固接带两个长滑孔23-10的镶块23-9、23-14。在基座组件内组装两个能上下滑动的靠平件23-12、23-13，两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23-11，滑销23-11的外端插入到两侧镶块的长滑孔23-10中。在基座组件的两侧分别组装超薄气缸23-5、23-15，两超薄气缸的活塞分别连接吊耳23-5.1、23-5.2，两个靠平件的下端分别连接由平连杆23-4.1(23-4.2)与Y型连杆23-7.1(23-7.2)组成的两连杆，两连杆的另一端连接吊耳23-5.1、23-5.2。两连杆的中间轴23-6.1(23-6.2)连接下连杆23-3.1(23-3.2)，下连杆通过销轴23-1转动连接在基座上。
工作原理：当控制使汽缸23-15工作、推动连杆机构使靠平件23-13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23-13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23-15反向工作，活塞杆带动连杆机构使靠平件23-13向下移动至与此机构上表面为同一平面；然后汽缸23-5工作、通过连杆机构使靠平件23-12向上移动，靠平件上端凸起此机构的上平面约1～1.5mm。此时，将待焊接钢板a(厚钢板)的一端面靠紧靠平件23-12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23-5反向工作，汽缸杆带动连杆机构使靠平件23-12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4中上方部件)开始实施对待焊接件a、b进行焊接。
此定位机构的优点是两块待焊接板的定位过程中两快板之间不直接发生定位撞击，不产生位移，因此可提高焊缝质量。
见图7、10、25-28，在支撑框架17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24-1的侧板上通过连接件固接超薄气缸24-2，在底座1的水平板上设置轨道24-7并固定连接四个导柱24-5，在导柱24-5上滑动组装齿条滑动座24-4，齿条滑动座24-4上端设置外齿条24-3。齿条滑动座24-4的下表面设置作用斜面24-6。超薄气缸24-2的活塞杆连接吊耳24-10，在吊耳24-10上通过连接轴24-11连接一个作用轴承24-8和在轨道上滚动的两个轴承24-9。
工作原理：当超薄气缸24-2工作，活塞杆伸出时，吊耳24-10驱动三个轴承运行，其中两个轴承24-9在轨道24-7上滚动，作用轴承24-8通过作用齿条滑动座24-4下表面的作用斜面24-6，逐渐顶起齿条滑动座24-4，其上端的外齿条24-3也向上位移了一定位置，从而使外齿条24-3与磁力吸合装置的离合齿轮2接触啮合，即带动离合齿轮2转动。反之，当超薄气缸24-2工作，活塞杆缩回时，吊耳24-10驱动三个轴承反向运行，其中作用轴承24-8逐渐脱离齿条滑动座24-4下表面的作用斜面24-6，齿条滑动座24-4落下一定位置，其上端的外齿条24-3也向上位移了一定位置，使外齿条24-3与磁力吸合装置M的离合齿轮2脱离，结束了传动的工作状态。
组装本发明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。