压力实时监测的激光焊接工具用随行压轮机构.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310384870.2(22)申请日 2023.04.12(71)申请人 帕诺瓦智能科技（苏州）有限公司地址 215412 江苏省苏州市太仓市太仓港经济开发区北环路16号(72)发明人 金亚娟(74)专利代理机构 南京合砺专利商标代理事务所(普通合伙)32518专利代理师 鲍小龙(51)Int.Cl.B23K 26/21(2014.01)B23K 26/70(2014.01)G01L 5/00(2006.01)(54)发明名称一种压力实时监测的激光焊接工具用随行压轮机构(57)摘要本发明公开。

2、了一种压力实时监测的激光焊接用随行压轮机构，包括用于压轮封装的壳体，该机构中，压轮通过轴承座设置在压轮连接板上，压轮连接板与滑块固定，滑块沿着上滑板可滑动，上滑板与外壳固定。滑块通过连杆连接至滑动机构中的模组滑块，模组滑块在转轴的转动下可推进或收缩，进而在电机的作用下，可控制压轮的伸缩，与待焊接金属的表面相抵触。本发明将压轮的伸缩操作分为两级联动，将连杆与滑块之前的连接设置有一定的压缩空间，通过连杆外设置的弹簧阻止随意活动，并且弹簧与滑块之前的套设有压力传感器，用于实时监测到压轮因工件表面弧度变化产生的压力变化。权利要求书1页 说明书4页 附图4页CN 116604182 A2023.08.1。

3、8CN 116604182 A1.一种压力实时监测的激光焊接用随行压轮机构，包括壳体，其特征在于：压轮(2)通过轴承座(3)固定在压轮安装板(4)上，所述压轮安装板(4)与连接板(5)连接，所述的连接板(5)与滑块(6)固定，滑块(6)可沿上滑板(7)所设置的滑轨滑动；所述的滑块(6)和上滑板(7)为第一级滑动装置；第一级滑动装置中的滑块(6)通过弹性部件连接至第二级滑动装置，所述的第二级滑动装置包括与滑块(6)连接的模组滑块(9)，所述的模组滑块(9)与滑座(10)相对滑动，模组滑块(9)在转轴作用下控制行进，转轴由伺服电机(11)驱动；所述的第二级滑动装置用于控制压轮(2)在焊接时候相距工。

4、件表面距离的调节控制；该压轮机构通过设置于滑块端部的压力传感器获取到压力变化值，用于感知到压轮(2)在待焊工件表面的压力变化，然后将压力数值传输至PLC控制器，所述的PLC控制器用于控制伺服电机(11)的工作，且将压力数值转化为伺服电机(11)的控制指令，调节压轮(2)的位置高度。2.根据权利要求1所述的压力实时监测的激光焊接用随行压轮机构，其特征在于：所述的弹性部件为连杆和弹簧的组合，弹簧套设在连杆上，弹簧与滑块(6)之间固定连接，且连接端部设置压力传感器，所述的连杆用于限制弹簧只能纵向形变，不可发生横向扭曲。3.根据权利要求2所述的压力实时监测的激光焊接用随行压轮机构，其特征在于：所述的弹。

5、性部件为弹簧设置于连杆内部，连杆为中空结构，且弹簧与压力传感器抵触，且连接至滑块(6)上，压力传感器用于采集滑块传递过来的压轮(2)的压力变化。4.根据权利要求1所述的压力实时监测的激光焊接用随行压轮机构，其特征在于：所述的弹性部件还包括设有一气囊，所述气囊位于套筒内，限制其横向膨胀，且套筒气囊的两端连接有连接块，连接块在与滑块端部的接触位置处可设置压力传感器。5.根据权利要求1所述的压力实时监测的激光焊接用随行压轮机构，其特征在于：所述的第二级滑动装置包括滚珠丝杆和底座上设置的滚柱直线导轨，滚珠丝杆为转轴，伺服电机驱动滚珠丝杆转动，进而实现模组滑块的运动。6.根据权利要求1所述的压力实时监测。

6、的激光焊接用随行压轮机构，其特征在于：所述的伺服电机与转轴之间通过联轴器连接，包括采用万向联轴器。7.根据权利要求1所述的压力实时监测的激光焊接用随行压轮机构，其特征在于：所述的压轮机构设有定位片，所述的定位片配合有可视窗，包括设置有刻度尺，用于观察伺服电机控制压轮(2)伸出的长度。8.根据权利要求1所述的压力实时监测的激光焊接用随行压轮机构，其特征在于：所述的壳体包括上壳体(1)和底板(12)，上滑板(7)、滑座(10)和伺服电机(11)包括固定在上壳体中。9.根据权利要求1所述的压力实时监测的激光焊接用随行压轮机构构，其特征在于：第二级滑动装置包括设置为伺服电机直驱模组结构，包括底座，底座。

7、固定连接有伺服电动机，伺服电机输出端设置有螺杆且螺杆右端与模组滑块转动连接，模组滑块的两侧设有滑槽，沿滑槽向前行进。10.根据权利要求1所述的压力实时监测的激光焊接用随行压轮机构，其特征在于：所述的压轮安装板(4)和连接板(5)存在相互咬合的连接部，包括“Z”字型拼接或榫接。权利要求书1/1 页2CN 116604182 A2一种压力实时监测的激光焊接工具用随行压轮机构技术领域0001本发明属于激光焊接工具中的压轮机构，具体涉及一种压力实时监测的激光焊接工具用随行压轮机构。背景技术0002在激光焊接操作过程中，为了满足两块待焊工件之间的激光拼焊的质量要求，实现待焊接位置的精度装夹，控制二者之间。

8、的间隙应小于0.05mm，因此，在焊接工具中往往会设置一个压轮来提高焊接精度。0003现有技术针对压轮缺乏自动化控制，多采用简单的机械机构，硬装设计，不能很好的调节，其次是不能实现跟踪联动，不能实现自动跟随提供了解决方案(一种自适应焊缝跟踪的随行压轮激光焊接工具，2022209731981)，但是对于压轮压力的大小控制和焊接的精度提升效果还存在可以提升的空间，没有将压力的数据进行实时监测，并且反馈到控制器中，即无法实现压轮在焊接过程中的高度调节，也无法实现压力的及时反馈和调整。发明内容0004发明目的：为解决上述问题及提高焊接质量，本发明提供一种压力实时监测的激光焊接工具用随行压轮机构。000。

9、5技术方案：一种压力实时监测的激光焊接工具用随行压轮机构，包括壳体，压轮通过轴承座固定在压轮安装板上，所述压轮安装板与连接板连接，所述的连接板与滑块固定，滑块可沿上滑板所设置的滑轨滑动；0006所述的滑块和上滑板为第一级滑动装置；0007第一级滑动装置中的滑块通过弹性部件连接至第二级滑动装置，所述的第二级滑动装置包括与滑块连接的模组滑块，所述的模组滑块与滑座相对滑动，模组滑块在转轴作用下控制行进，转轴由伺服电机驱动；0008所述的第二级滑动装置用于控制压轮在焊接时候相距工件表面距离的调节控制；0009该压轮机构通过设置于滑块端部的压力传感器获取到压力变化值，用于感知到压轮在待焊工件表面的压力变。

10、化，然后将压力数值传输至PLC控制器，所述的PLC控制器用于控制伺服电机的工作，且将压力数值转化为伺服电机的控制指令，调节压轮的位置高度。0010进一步的，对于上述的弹性部件，所述的弹性部件为连杆和弹簧的组合，弹簧套设在连杆上，弹簧与滑块之间固定连接，且连接端部设置压力传感器，所述的连杆用于限制弹簧只能纵向形变，不可发生横向扭曲。0011对于弹性部件，还可以将弹簧设置于连杆内部，连杆为中空结构，且弹簧与压力传感器抵触，且连接至滑块上，压力传感器用于采集滑块传递过来的压轮的压力变化。0012对于弹性部件，其他实现结构中，所述的弹性部件还包括设有一气囊，所述气囊位于套筒内，限制其横向膨胀，且套筒气。

11、囊的两端连接有连接块，连接块在与滑块端部的接触位置处可设置压力传感器。说明书1/4 页3CN 116604182 A30013对于第二级滑动装置，包括滚珠丝杆和底座上设置的滚柱直线导轨，滚珠丝杆为转轴，伺服电机驱动滚珠丝杆转动，进而实现模组滑块的运动。0014所述机构中，伺服电机与转轴之间通过联轴器连接，包括采用万向联轴器。0015进一步的，所述的压轮机构设有定位片，所述的定位片配合有可视窗，包括设置有刻度尺，用于观察伺服电机控制压轮伸出的长度。0016进一步的，所述的壳体包括上壳体和底板，上滑板、滑座和伺服电机包括固定在上壳体中。0017更进一步的，第二级滑动装置包括设置为伺服电机直驱模组结。

12、构，包括底座，底座固定连接有伺服电动机，伺服电机输出端设置有螺杆且螺杆右端与模组滑块转动连接，模组滑块的两侧设有滑槽，沿滑槽向前行进。0018更进一步的，所述的压轮安装板和连接板存在相互咬合的连接部，包括“Z”字型拼接或榫接。0019有益效果：本发明与现有技术相比，实质性的进步和显著的效果主要包括如下三个方面，第一，本发明采用了二级滑动装置，较大程度的避免了机械硬性连接，可较大程度的避免压轮对于焊接工件表面在挤压的情况下造成的金属损伤，并且针对部分现有技术压力反馈及调节响应不及时等问题造成的焊接损伤，本发明所述机构具有较大的适用范围，通过弹性可缓解和承受的压力变化区间更大。第二，本发明在第一级。

13、滑动装置和第二级滑动装置中采用分离驱动，且弹性连接，存在减震提高稳定性的作用。第三，基于第一点和第二点可进一步设置联轴器实现伺服电机横向和纵向设置均可，可满足压轮机构体积和空间占用需要，并且还设有刻度尺及可视窗，结合观测效果保证压轮行程间距和焊接效果。附图说明0020图1是本发明所述机构外部结构封装图；0021图2是本发明所述机构拆除壳体后的结构示意图；0022图3是弹簧及连杆的方式结构示意图；0023图4是本发明所述机构在定位片处局部放大图。具体实施方式0024为了详细的说明本发明所公开的技术方案，下面结合说明书附图做进一步的描述。0025本发明所提供的是一种压力实时监测的激光焊接工具用随行。

14、压轮机构，其在包装之后的成品如图1所示。拆除上盖板1和底板12后其结构如图2所示，上盖板1和底板12可通过底部的螺栓13固定，且包括设置有线束通道。该随行压轮机构包括一压轮2，压轮2是与待焊接金属表面接触的，用于将两块待焊接的金属板材按压平整，保证焊接质量。压轮2通过轴承座3安装在压轮安装板4上，压轮安装板4避免阻碍压轮2的转动，则存在一定的弯折，但是不排除可直接平直的连接，轴承座3将其运动分离。压轮安装板4和连接板5连接，对于二者的连接方式，可采用直接拼接连接，也包括将压轮安装板4和连接板5通过一段相互咬合的结构进行连接，例如“Z”字型拼接或其他现有的榫接，该连接方式能够提高稳定性，保证压轮。

15、2收到车顶焊接时候受到的力可以有效传输，不至于在两者的连接处发生断裂或其他说明书2/4 页4CN 116604182 A4损伤，同时另一个技术效果是方便安装拼接。连接板5是与滑块6固定的，滑块6与上滑板7配合实现滑动，上滑板7的两侧设有滑轨，通过附图指出，根据现有技术实现的，且有助于滑块6和上滑板7发生滑动的辅助机构应视为本发明的常规实施方式之一，还包括在上滑板7的两端设置障碍装置，避免滑块6超出滑轨，即脱落。障碍装置设置为挡块即可。上滑板7是固定的，可固定在上壳体1内，通过螺钉固定，也包括将其和下端的滑滑座10进行连接固定。0026滑块6和上滑板7为第一级滑动装置。滑块6通过弹性部件连接至第。

16、二级滑动装置的模组滑块9上。0027进一步的说，滑块6固定在弹簧的一端，与弹簧连接，在车顶焊接的过程中，压轮2是垂直向下的，则此时的弹簧处于拉伸状态，足以支撑起压轮2的重量。在焊接机器人的焊接操作过程中，针对同一水平高度的作业下，车顶一般为拱形，存在弧度，则压轮2由低处往拱顶的过程就是压轮2受力的过程，在本申请中，不讨论其弹性零点位置(即弹簧处于非拉长和非压缩的原始状态，此时的压轮的重力由待焊接的车顶支撑)。针对压轮2行走的过程，只需要讨论压力的变化，按照范围来满足焊接的需要，不影响本发明所述机构的使用弹簧8的另一端连接第二级滑动装置中的模组滑块9，弹簧8可通过螺栓，且在固定板的配合下固定于模。

17、组滑块9的一端部，其弹性部件的连接方式之一如图3所述。压力传感器14位于其中一组弹簧也滑块6连接的处。0028对于滑块6和第二级滑动装置的模组滑块9之间采用的是弹性部件连接，基础的方式是采用弹簧和连接杆的组合，连接杆位于弹簧8中部，用于防止弹簧发生侧向扭曲，只能进行纵向的压缩或拉伸操作，连接的长度可以稍短与滑块6距离模组滑块9之间的距离，也可以将连杆一端固定，另一点可伸入滑块6端部的凹槽或通孔内，在实施中包括采用黄油润滑等。0029对于弹性部件，还可以将弹簧8设置于套筒内，套筒可以和连杆同时存在，套筒将其全部包括，也包括将弹簧8直接固定在套筒内，即将连杆设置为中空的方式，其他结构与上述设置的方。

18、式相同。0030对于弹性部件，还可以参考空气悬挂机构，比如在气动夹具等部件中诸多使用的气囊，将圆柱形的气囊位于套筒内，限制其横向膨胀，然后为了能够连接压轮，在套筒气囊的两端连接有连接块，连接块在与滑块端部的接触位置处可设置压力传感器。0031在此补充说明的是，对于弹性部件，可以设置多组，其中的压力传感器14，可以设置于其中一组及以上，也包括在弹簧与滑块6接触的某个点位上设置。所述的压力传感器包括用于采集压轮的压力变化，可以在使用过程中判断力的变化，而并不是限制其完全用于检测压轮从接触金属工件表面开始产生的压力值。压力传感器将采集的压力数值传输给PLC控制器。0032对于第二级滑动装置，为了更好。

19、的控制伸缩的精度，采用伺服电机11作为动力源，还包括滚珠丝杆和底座上设置的滚柱直线导轨，滚珠丝杆为转轴，伺服电机驱动滚珠丝杆转动，进而实现模组滑块的运动。在其他的一些实施例中，包括将第二级滑动装置直接设置为直驱式的电动式，电驱杆直接连接模组滑块9，沿着底座10上的滑轨行进，滑轨可保证行进的路径为一条直线。考虑到伺服电机的更换方便和空间占用情况，对于部分伺服电机11采用联轴器连接转轴，包括使用万向联轴器实现直角布置或其他的外置电机。0033为了方便观测压轮2的伸缩长度，如图4所示，滑块6的一侧固定有定位片15，定位说明书3/4 页5CN 116604182 A5片15上设有刻度尺，通过在上壳体1。

20、上开设的可视窗16进行观测，滑块6的移动，则带动定位片15的移动，进而在可视窗16内的读数展示出压轮2的伸缩位置。0034本发明所述的压力实时监测的激光焊接工具用随行压轮机构整体结构上采用了两级的滑动装置，且之间弹性连接，包括设置有压力传感器，三者的配合实现压轮在进行车顶焊接压整的时候弧度变化适用范围更大，并且多级的联动本身可以采用弹性进行抵消压力，也避免了压力直接通过硬性的物理连接后将其作用力落在伺服电机或壳体上，造成损坏，另外是在某些现有产品中压力实时反馈和压轮伸缩调整不及时等问题，即当检测到压轮压力并传输给控制器的时候，压轮已经行走过了该点位，反馈处于一个明显的滞后，如果是硬性的连接，不。

21、是压坏金属表面就是设备自身损耗非常大，但是本发明则不同，可调、可适应的压力变化值也比较大，并且自带减震等效果。0035在使用上，该压轮机构通过设置于滑块端部的压力传感器获取到压力变化值，用于感知到压轮在待焊工件表面的压力变化，然后将压力数值传输至PLC控制器，所述的PLC控制器用于控制伺服电机的工作，且将压力数值转化为伺服电机的控制指令，调节压轮的位置高度。说明书4/4 页6CN 116604182 A6图1说明书附图1/4 页7CN 116604182 A7图2说明书附图2/4 页8CN 116604182 A8图3说明书附图3/4 页9CN 116604182 A9图4说明书附图4/4 页10CN 116604182 A10。