CN109396720A - 一种多工位真空焊接台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多工位真空焊接台，包括转盘及安装在转盘上的多个卡盘，还包括用于驱动转盘绕转盘自身轴线转动的第一驱动部，还包括用于驱动各卡盘绕各卡盘自身轴线转动的第二驱动部，所述第二驱动部包括数量与卡盘数量相等的自转轴，各卡盘均通过一根自转轴及至少一个第三轴承与转盘相连，所述第二驱动部还包括从动齿轮，所述从动齿轮的数量与卡盘的数量相等，各自转轴上均安装有一个从动齿轮，所述第二驱动部还包括第二电机及齿形带；各从动齿轮均与齿形带齿连接，所述第二电机用于驱动齿形带转动。本焊接台的结构设计不仅其可提高焊接效率，同时适用于无润滑材料使用的工况。

Description

一种多工位真空焊接台
技术领域
本发明涉及焊接用设备技术领域，特别是涉及一种多工位真空焊接台。
背景技术
当前在特种焊接领域，如电子束、激光、等离子焊接，相应焊接设备所配置的焊接转台通常是单工位的，也有少部分多工位转台，以上多工位转台可有效提高焊接效率。
现有技术中的多工位转台为实现各个转台的自转及转台之间同步自转，均为采用基于太阳轮-行星轮的传动结构，该传动机构不仅重量重、体积大，而且配合精度不高、反向间隙较大，需要专门设计制造各种非标的如齿轮这样的转矩传递部件；同时，太阳轮-行星轮的相互约束或配合也为传动机构装配调试精度提出了更高的要求，不易满足设计精度指标；这样的结构在真空条件下由于无法使用润滑材料，使得传动结构零部件易产生磨损，维修更换成本高且操作麻烦。
进一步优化用于焊接的焊接转台的结构设计，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。
发明内容
针对上述提出的进一步优化用于焊接的焊接转台的结构设计，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题的问题，本发明提供了一种多工位真空焊接台，本焊接台的结构设计不仅其可提高焊接效率，同时适用于无润滑材料使用的工况。
为解决上述问题，本发明提供的一种多工位真空焊接台通过以下技术要点来解决问题：一种多工位真空焊接台，包括转盘及安装在转盘上的多个卡盘，还包括用于驱动转盘绕转盘自身轴线转动的第一驱动部，还包括用于驱动各卡盘绕各卡盘自身轴线转动的第二驱动部，所述第二驱动部包括数量与卡盘数量相等的自转轴，各卡盘均通过一根自转轴及至少一个第三轴承与转盘相连，所述第二驱动部还包括从动齿轮，所述从动齿轮的数量与卡盘的数量相等，各自转轴上均安装有一个从动齿轮，所述第二驱动部还包括第二电机及齿形带；
各从动齿轮均与齿形带齿连接，所述第二电机用于驱动齿形带转动。
具体的，以上第一驱动部即用于实现转盘绕转盘轴转动，以上第二驱动部即用于实现各卡盘绕各自的轴线转动，以上卡盘即为焊接台上的待焊接件固定工位，卡盘的具体形式可采用如三抓卡盘、其他多抓卡盘、通/专用工装等。
以上针对各卡盘，与各卡盘相连的从动齿轮即相当于为现有技术中的行星轮，所述的齿形带即用于替代现有太阳轮的功能：在第二电机的作用下齿形带旋转时，齿形带与各从动齿轮之间的齿传递转矩，即可使得各卡盘在第二电机的作用下各自绕自身轴线旋转。
本方案中，通过设置为包括第一驱动部，可使得各卡盘可在第一驱动部的作用下在空间中的位置可变换，以更好的适应实际焊接位置需要；设置为包括齿形带，通过齿形带与从动齿轮啮合传递第二电机输出的转矩至各转盘上，这样，不仅可实现转盘同步转动，同时齿形带与从动齿轮啮合相较于太阳轮-行星轮齿轮系，不仅体积更小、重量更小、对装配和尺寸精度要求降低，同时在具体使用时，利用齿形带具有一定柔性和弹性的特点，在不使用润滑材料的情况下亦可长期可靠的传动，故本方案特别适用于真空环境下的焊接，避免了使用润滑材料导致真空环境受到污染或不利于真空环境的真空度等，避免了不采用润滑材料所造成的短期内传动精度降低、部件磨损等问题；同时本方案中包括多个卡盘，可有效提高采用本焊接台进行焊接时的焊接效率。
优选的，为利于齿形带与从动齿轮的配合精度，以提高传动精度或降低反向间隙等，优选设置为齿形带及从动齿轮上的齿条均为人字形齿。为方便控制卡盘自转的转速以匹配焊接速度，结合现有电机形式，优选设置为所述第二电机通过第二减速机与齿形带间接连接。同时作为本领域技术人员，以上第二减速机的输出端与齿形带齿啮合即可。
更进一步的技术方案为：
作为一种一体化方案，还包括支架，所述支架上设置有电机安装架，所述转盘上还连接有盘轴，所述盘轴通过第二轴承安装于支架上，所述第一驱动部包括与盘轴相连的第一电机。以上盘轴即为转盘的转轴，第一电机用于驱动盘轴旋转即可实现转盘上卡盘在空间中的位置调整。优选的，设置为所述盘轴与第一电机的轴线同轴，优选的，为简化结构、减小体积、方便控制卡盘停留位置的准确度，所述第一电机采用力矩电机、伺服电机直接驱动。同时，为优化本焊接台的受力，设置为盘轴可位于竖直状态，此时卡盘的卡口端朝上，第一电机位于第二电机的下方。为利于实现本焊接台上的电缆连接或信号连接，避免线缆缠绕实现第一电机的无限制旋转，设置为第一电机的转子为对穿第一电机定子的电滑环。
为实现对待焊接件的可靠约束，还包括与转盘同轴的安装轴，所述安装轴上安装有顶尖固定盘，所述顶尖固定盘上安装有数量与卡盘数量相等的活动顶尖，活动顶尖相互之间的位置与卡盘相互之间的位置对应，还包括用于调节顶尖固定盘在安装轴轴线上位置的固定装置。本方案中，所述顶尖固定盘作为活动顶尖的安装板，活动顶尖与卡盘一一对应用于对待焊接工件实现两端约束，且所述两端为一对相对端。所述固定装置可扩大活动顶尖与卡盘之间间隙的宽度范围，以使得本焊接台对工件的尺寸具有更好的适应能力。
所述安装轴与转盘的相对位置固定通过安装轴与转盘固定连接实现，且装轴与转盘的连接关系为可拆卸连接关系；
完成装轴与转盘的固定后，卡盘与活动顶尖呈一一对应关系，且呈一一对应关系的卡盘与活动顶尖两者中，卡盘的夹持端与活动顶尖的顶尖端呈正对关系。采用本方案，在需要对待焊接工件进行两端约束时将安装轴固定于转盘上即可，在不需要进行两端约束时，可移除转盘与安装轴的连接以方便卡盘与待焊接工件配合、减小本焊接台的占用空间大小、优化本焊接台的受力等。
作为安装轴、固定装置的具体实现形式，所述安装轴为花键轴，所述顶尖固定盘与安装轴键连接，所述固定装置为花键螺母。
如上所述，通过所述第一电机仅能调整各卡盘在一个固定的环形转动轨迹上的位置，为使得本焊接台上卡盘在空间中的位置可调范围更大，以更好的适应不同焊接要求，设置为：还包括旋转部，所述旋转部用于实现驱动转盘在空间中旋转，且旋转部驱动转盘转动时的转轴的轴线方向与转盘的轴线方向不同。即所述旋转部为区别于第一驱动部的驱动部件，如设置为：转盘、第二电机随第一电机的转子同步转动，第一电机连接在所述旋转部上即可。
具体的，设置为：旋转部驱动转盘翻转的转轴的轴线方向与转盘的轴线方向相互垂直。
作为旋转部的具体实现方式，所述旋转部包括相互啮合的蜗轮及蜗杆，所述旋转部驱动转盘翻转的转轴与蜗轮同轴，还包括连接在蜗杆上的手轮。本方案中，所述手轮即为向旋转部施加转矩的部件，如通过人工转动的方式，不仅可实现转盘的翻转，同时以上旋转部的具体形式可利用其自锁性能，确保卡盘位置停留的准确性和可靠性。
作为一种一体化方案，还包括支架，所述旋转部驱动转盘翻转的转轴通过第四轴承安装于支架上，所述蜗杆通过第一轴承安装于支架上。
作为一种支架可可靠约束旋转部的具体方案，所述支架呈U形，所述支架包括两侧的立板及中部的底板，所述旋转部驱动转盘翻转的转轴的两端分别通过第四轴承支撑于两块立板上；
作为一种具体的内嵌式旋转部安装形式，设置为：至少有一块立板为内部具有空腔的中空结构，所述蜗轮及蜗杆均安装于所述空腔中。
本发明具有以下有益效果：
本方案中，通过设置为包括第一驱动部，可使得各卡盘可在第一驱动部的作用下在空间中的位置可变换，以更好的适应实际焊接位置需要；设置为包括齿形带，通过齿形带与从动齿轮啮合传递第二电机输出的转矩至各转盘上，这样，不仅可实现转盘同步转动，同时齿形带与从动齿轮啮合相较于太阳轮-行星轮齿轮系，不仅体积更小、重量更小、对装配和尺寸精度要求降低，同时在具体使用时，利用齿形带具有一定柔性和弹性的特点，在不使用润滑材料的情况下亦可长期可靠的传动，故本方案特别适用于真空环境下的焊接，避免了使用润滑材料导致真空环境受到污染或不利于真空环境的真空度等，避免了不采用润滑材料所造成的短期内传动精度降低、部件磨损等问题；同时本方案中包括多个卡盘，可有效提高采用本焊接台进行焊接时的焊接效率。
附图说明
图1为本发明所述的一种多工位真空焊接台一个具体实施例的结构示意图，该示意图为主视剖视图；
图2为本发明所述的一种多工位真空焊接台一个具体实施例的局部示意图，该示意图反映旋转部的具体结构；
图3为本发明所述的一种多工位真空焊接台一个具体实施例的结构示意图，该示意图为俯视图；
其中，图1为按照图3所示A-A方向得到的剖视图，图2为按照图3所示B-B方向得到的剖视图。
其中图中的标记分别为：1、支架，2、手轮，3、第一减速机，4、蜗轮，5、蜗杆，6、第一轴承，7、电机安装架，8、电滑环，9、第一电机，10、第二轴承，11、转盘，12、卡盘，13、隔磁罩，14、活动顶尖，15、顶尖固定盘，16、花键螺母，17、安装轴，18、第二电机，19、第二减速机，20、第三轴承，21、自转轴，22、从动齿轮，23、齿形带。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：
实施例1：
如图1至图3所示，一种多工位真空焊接台，包括转盘11及安装在转盘11上的多个卡盘12，还包括用于驱动转盘11绕转盘11自身轴线转动的第一驱动部，还包括用于驱动各卡盘12绕各卡盘12自身轴线转动的第二驱动部，所述第二驱动部包括数量与卡盘12数量相等的自转轴21，各卡盘12均通过一根自转轴21及至少一个第三轴承20与转盘11相连，所述第二驱动部还包括从动齿轮22，所述从动齿轮22的数量与卡盘12的数量相等，各自转轴21上均安装有一个从动齿轮22，所述第二驱动部还包括第二电机及齿形带23；
各从动齿轮22均与齿形带23齿连接，所述第二电机用于驱动齿形带23转动。
具体的，以上第一驱动部即用于实现转盘11绕转盘11轴转动，以上第二驱动部即用于实现各卡盘12绕各自的轴线转动：第一驱动部用于实现卡盘12绕转盘11轴公转，第二驱动部用于实现卡盘12各自的自转，以上卡盘12即为焊接台上的待焊接件固定工位，卡盘12的具体形式可采用如三抓卡盘、其他多抓卡盘、通/专用工装等。
以上针对各卡盘12，与各卡盘12相连的从动齿轮22即相当于为现有技术中的行星轮，所述的齿形带23即用于替代现有太阳轮的功能：在第二电机的作用下齿形带23旋转时，齿形带23与各从动齿轮22之间的齿传递转矩，即可使得各卡盘12在第二电机的作用下各自绕自身轴线旋转。
本方案中，通过设置为包括第一驱动部，可使得各卡盘12可在第一驱动部的作用下在空间中的位置可变换，以更好的适应实际焊接位置需要；设置为包括齿形带23，通过齿形带23与从动齿轮22啮合传递第二电机输出的转矩至各转盘11上，这样，不仅可实现转盘11同步转动，同时齿形带23与从动齿轮22啮合相较于太阳轮-行星轮齿轮系，不仅体积更小、重量更小、对装配和尺寸精度要求降低，同时在具体使用时，利用齿形带23具有一定柔性和弹性的特点，在不使用润滑材料的情况下亦可长期可靠的传动，故本方案特别适用于真空环境下的焊接，避免了使用润滑材料导致真空环境受到污染或不利于真空环境的真空度等，避免了不采用润滑材料所造成的短期内传动精度降低、部件磨损等问题；同时本方案中包括多个卡盘12，可有效提高采用本焊接台进行焊接时的焊接效率。
优选的，为利于齿形带23与从动齿轮22的配合精度，以提高传动精度或降低反向间隙等，优选设置为齿形带23及从动齿轮上的齿条均为人字形齿。为方便控制卡盘12自转的转速以匹配焊接速度，结合现有电机形式，优选设置为所述第二电机通过第二减速机19与齿形带23间接连接。同时作为本领域技术人员，以上第二减速机19的输出端与齿形带23齿啮合即可。
实施例2：
如图1至图3所示，本实施例在实施例1提供的技术方案上作进一步限定，作为一种一体化方案，还包括支架1，所述支架1上设置有电机安装架7，所述转盘11上还连接有盘轴，所述盘轴通过第二轴承10安装于支架1上，所述第一驱动部包括与盘轴相连的第一电机。以上盘轴即为转盘11的转轴，第一电机用于驱动盘轴旋转即可实现转盘11上卡盘12在空间中的位置调整。优选的，设置为所述盘轴与第一电机的轴线同轴，优选的，为方便控制卡盘12停留位置的准确度，所述第一电机采用力矩电机、伺服电机直接驱动。同时，为优化本焊接台的受力，设置为盘轴可位于竖直状态，此时卡盘12的卡口端朝上，第一电机位于第二电机18的下方。为利于实现本焊接台上的电缆连接或信号连接，避免线缆缠绕实现第一电机的无限制旋转，设置为第一电机的转子为对穿第一电机定子的电滑环8。
为实现对待焊接件的可靠约束，还包括与转盘11同轴的安装轴17，所述安装轴17上安装有顶尖固定盘15，所述顶尖固定盘15上安装有数量与卡盘12数量相等的活动顶尖14，活动顶尖14相互之间的位置与卡盘12相互之间的位置对应，还包括用于调节顶尖固定盘15在安装轴17轴线上位置的固定装置。本方案中，所述顶尖固定盘15作为活动顶尖14的安装板，活动顶尖14与卡盘12一一对应用于对待焊接工件实现两端约束，且所述两端为一对相对端。所述固定装置可扩大活动顶尖14与卡盘12之间间隙的宽度范围，以使得本焊接台对工件的尺寸具有更好的适应能力。
所述安装轴17与转盘11的相对位置固定通过安装轴17与转盘11固定连接实现，且装轴与转盘11的连接关系为可拆卸连接关系；
完成装轴与转盘11的固定后，卡盘12与活动顶尖14呈一一对应关系，且呈一一对应关系的卡盘12与活动顶尖14两者中，卡盘12的夹持端与活动顶尖14的顶尖端呈正对关系。采用本方案，在需要对待焊接工件进行两端约束时将安装轴17固定于转盘11上即可，在不需要进行两端约束时，可移除转盘11与安装轴17的连接以方便卡盘12与待焊接工件配合、减小本焊接台的占用空间大小、优化本焊接台的受力等。
作为安装轴17、固定装置的具体实现形式，所述安装轴17为花键轴，所述顶尖固定盘15与安装轴17键连接，所述固定装置为花键螺母16。
如上所述，通过所述第一电机9仅能调整各卡盘12在一个固定的环形转动轨迹上的位置，为使得本焊接台上卡盘12在空间中的位置可调范围更大，以更好的适应不同焊接要求，设置为：还包括旋转部，所述旋转部用于实现驱动转盘11在空间中旋转，且旋转部驱动转盘11转动时的转轴的轴线方向与转盘11的轴线方向不同。即所述旋转部为区别于第一驱动部的驱动部件，如设置为：转盘11、第二电机随第一电机9的转子同步转动，第一电机连接在所述旋转部上即可。
具体的，设置为：旋转部驱动转盘11转动的转轴的轴线方向与转盘11的轴线方向相互垂直。
作为旋转部的具体实现方式，所述旋转部包括相互啮合的蜗轮4及蜗杆5，所述旋转部驱动转盘11转动的转轴与蜗轮4同轴，还包括连接在蜗杆5上的手轮2。本方案中，所述手轮2即为向旋转部施加转矩的部件，如通过人工转动的方式，不仅可实现转盘11的旋转，同时以上旋转部的具体形式可利用其自锁性能，确保卡盘12位置停留的准确性和可靠性。
作为一种一体化方案，还包括支架1，所述旋转部驱动转盘11转动的转轴通过第四轴承安装于支架1上，所述蜗杆5通过第一轴承6安装于支架1上。
作为一种支架1可可靠约束旋转部的具体方案，所述支架1呈U形，所述支架1包括两侧的立板及中部的底板，所述旋转部驱动转盘11转动的转轴的两端分别通过第四轴承支撑于两块立板上；
作为一种具体的内嵌式旋转部安装形式，设置为：至少有一块立板为内部具有空腔的中空结构，所述蜗轮4及蜗杆5均安装于所述空腔中。
本实施例中，针对所述旋转部的具体连接形式，优选设置为支架1上包括用于安装第一电机9的电机安装架7，电机安装架7，通过旋转部驱动转盘11转动的转轴安装于支架1上。为避免本焊接台工作时其产生的磁场影响焊接，设置为还包括隔磁罩13，所述隔磁罩13作为第一电机9和/或第二电机18。与卡盘12之间的磁隔离罩。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多工位真空焊接台，包括转盘(11)及安装在转盘(11)上的多个卡盘(12)，还包括用于驱动转盘(11)绕转盘(11)自身轴线转动的第一驱动部，还包括用于驱动各卡盘(12)绕各卡盘(12)自身轴线转动的第二驱动部，所述第二驱动部包括数量与卡盘(12)数量相等的自转轴(21)，各卡盘(12)均通过一根自转轴(21)及至少一个第三轴承(20)与转盘(11)相连，所述第二驱动部还包括从动齿轮(22)，所述从动齿轮(22)的数量与卡盘(12)的数量相等，各自转轴(21)上均安装有一个从动齿轮(22)，其特征在于，所述第二驱动部还包括第二电机(18)及齿形带(23)；
各从动齿轮(22)均与齿形带(23)齿连接，所述第二电机(18)用于驱动齿形带(23)转动。
2.根据权利要求1所述的一种多工位真空焊接台，其特征在于，还包括支架(1)，所述支架(1)上设置有电机安装架(7)，所述转盘(11)上还连接有盘轴，所述盘轴通过第二轴承(10)安装于支架(1)上，所述第一驱动部包括与盘轴相连的第一电机(9)。
3.根据权利要求1所述的一种多工位真空焊接台，其特征在于，还包括与转盘(11)同轴的安装轴(17)，所述安装轴(17)上安装有顶尖固定盘(15)，所述顶尖固定盘(15)上安装有数量与卡盘(12)数量相等的活动顶尖(14)，活动顶尖(14)相互之间的位置与卡盘(12)相互之间的位置对应，还包括用于调节顶尖固定盘(15)在安装轴(17)轴线上位置的固定装置。
4.根据权利要求3所述的一种多工位真空焊接台，其特征在于，所述安装轴(17)与转盘(11)的相对位置固定通过安装轴(17)与转盘(11)固定连接实现，且装轴(17)与转盘(11)的连接关系为可拆卸连接关系；
完成装轴(17)与转盘(11)的固定后，卡盘(12)与活动顶尖(14)呈一一对应关系，且呈一一对应关系的卡盘(12)与活动顶尖(14)两者中，卡盘(12)的夹持端与活动顶尖(14)的顶尖端呈正对关系。
5.根据权利要求3所述的一种多工位真空焊接台，其特征在于，所述安装轴(17)为花键轴，所述顶尖固定盘(15)与安装轴(17)键连接，所述固定装置为花键螺母(16)。
6.根据权利要求1所述的一种多工位真空焊接台，其特征在于，还包括旋转部，所述旋转部用于实现驱动转盘(11)在空间中旋转，且旋转部驱动转盘(11)转动时的转轴的轴线方向与转盘(11)的轴线方向不同。
7.根据权利要求6所述的一种多工位真空焊接台，其特征在于，旋转部驱动转盘(11)转动的转轴的轴线方向与转盘(11)的轴线方向相互垂直。
8.根据权利要求6或7所述的一种多工位真空焊接台，其特征在于，所述旋转部包括相互啮合的蜗轮(4)及蜗杆(5)，所述旋转部驱动转盘(11)转动的转轴与蜗轮(4)同轴，还包括连接在蜗杆(5)上的手轮(2)。
9.根据权利要求8所述的一种多工位真空焊接台，其特征在于，还包括支架(1)，所述旋转部驱动转盘(11)转动的转轴通过第四轴承安装于支架(1)上，所述蜗杆(5)通过第一轴承(6)安装于支架(1)上。
10.根据权利要求9所述的一种多工位真空焊接台，其特征在于，所述支架(1)呈U形，所述支架(1)包括两侧的立板及中部的底板，所述旋转部驱动转盘(11)转动的转轴的两端分别通过第四轴承支撑于两块立板上；
至少有一块立板为内部具有空腔的中空结构，所述蜗轮(4)及蜗杆(5)均安装于所述空腔中。
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