一种电液伺服阀反馈杆的焊接工装与方法转让专利
申请号 : CN202011290969.9
文献号 : CN112676665B
文献日 : 2022-03-08
发明人 : 王蓓琳 , 赵小龙 , 杜娜 , 安理会 , 陈磊 , 石笑雨
申请人 : 中国航发西安动力控制科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种电液伺服阀反馈杆的焊接工装,所述电液伺服阀反馈杆,包括反馈杆座(4)、反馈杆(2)、套管(3)及钢球(1);
所述反馈杆座(4)为利用钢带冲裁加工而成的钢板;
所述反馈杆(2)的横截面为矩形,利用钢带冲裁加工而成,包括倾斜段(21)与竖直段(22),倾斜段(21)与竖直段(22)之间的夹角为钝角;
所述钢球(1)焊接在反馈杆倾斜段(21)的端部;
所述反馈杆(2)的竖直段(22)端部与套管(3)的端面均焊接在反馈杆座(4)上;
其特征在于:包括机架组件(01)、3轴6自由度可调机械手(02)及2自由度可调焊台(03);
所述机架组件(01)包括加工平台(11)及固定在加工平台(11)上的焊台支座(12)与3自由度正交可调机架单元(13);定义加工平台(11)的长度方向为x向,宽度方向为y向,高度方向为z向;
所述3自由度正交可调机架单元(13)包括直线导轨(131)、滑块(137)、滑块止动钳(132)、转接板(133)、锁止块(134)、Z轴齿轮齿条滑台(135)及支撑壳体(136);所述直线导轨(131)沿Y向固定在加工平台(11)上;所述滑块(137)底部与直线导轨(131)配合,能够沿直线导轨(131)滑动;滑块止动钳(132)安装在滑块两端,用于对滑块(137)进行定位;所述转接板(133)固定在滑块(137)顶部,用于固定Z轴齿轮齿条滑台(135);所述锁止块(134)固定在转接板(133)顶部,用于调整并锁定Z轴齿轮齿条滑台(135)的Z向高度;所述Z轴齿轮齿条滑台(135)固定在锁止块(134)顶部;所述支撑壳体(136)固定在Z轴齿轮齿条滑台(135)上,在Z轴齿轮齿条滑台(135)的带动下能够沿z轴移动;所述支撑壳体(136)内设有角接触球轴承,所述支撑壳体(136)的上端设有锁止上盖(138),锁止上盖(138)对角接触球轴承进行限位及密封;
所述3轴6自由度可调机械手(02)包括3轴6自由度机械臂(210)及正交固定在3轴6自由度机械臂(210)末端的弹性夹钳(220);
所述3轴6自由度机械臂(210)的回转中心轴与支撑壳体(136)内的角接触球轴承连接;
所述弹性夹钳(220)用于定位及夹紧薄壁焊接式反馈杆的钢球与薄壁反馈杆;
所述弹性夹钳(220)的夹持部端面为台阶面,沿第一竖直台阶面(221)开设z向通槽;通槽的槽底形状与反馈杆内端面(23)形状适配,槽壁形状与反馈杆侧壁(24)形状适配;将槽底定义为第一定位面(222),对反馈杆内端面(23)定位;将其中一个槽壁定义为第二定位面(223),对反馈杆其中一个侧壁定位;第二竖直台阶面(224)与弹性夹钳(220)顶部(225)通过斜面过渡连接,所述斜面为钢球定位面(226);
所述2自由度可调焊台(03)固定在焊台支座(12)的顶部,相对于焊台支座(12)能够沿x向移动并沿焊台中心轴转动,用于对反馈杆座及套管进行定位。
2.根据权利要求1所述的电液伺服阀反馈杆的焊接工装,其特征在于:2自由度可调焊台(03)包括焊台方轨(31)与方轨滑套(32);
所述焊台支座(12)的顶部中心设置定位柱;
所述焊台方轨(31)的一端开设腰形孔,所述焊台支座(12)顶部的定位柱套设在腰形孔内,确保焊台方轨(31)能够沿x向移动并沿焊台中心轴转动;方轨滑套(32)套设在焊台方轨(31)上,能够沿焊台方轨(31)移动,且方轨滑套(32)与焊台方轨(31)上表面之间具有能够放置反馈杆座(4)的间隙。
3.根据权利要求2所述的电液伺服阀反馈杆的焊接工装,其特征在于:2自由度可调焊台(03)还包括固定在焊台方轨(31)另一端的方轨止钳(33);所述焊台方轨(31)的另一端为V型,所述方轨止钳(33)与焊台方轨(31)的配合部位开设V型槽。
4.根据权利要求1或2所述的电液伺服阀反馈杆的焊接工装,其特征在于:所述锁止块(134)为矩形块,由两个相互叠层的楔形块构成。
5.根据权利要求4所述的电液伺服阀反馈杆的焊接工装,其特征在于:所述弹性夹钳(220)上还开设挠性结构(228),与夹紧螺钉(227)配合,当夹紧螺钉(227)拧紧时,凹槽另一侧壁夹紧反馈杆侧壁,当夹紧螺钉(227)松开时,自动松开反馈杆。
6.利用权利要求1‑5任一所述的焊接工装实现电液伺服阀反馈杆的焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、初步定位;
将套管(3)初步固定在反馈杆座(4)上;将钢球(1)初步固定在反馈杆(2)的端部;
步骤2、初装;
步骤2.1、将弹性夹钳(220)固定在3轴6自由度机械臂(210)上;将3轴6自由度机械臂(210)回转中心轴与支撑壳体(136)内的角接触球轴承连接;
步骤2.2、将待焊件电液伺服阀反馈杆的反馈杆(2)固定在弹性夹钳(220)上,使得反馈杆内端面(23)紧靠第一定位面(222),反馈杆其中一个侧壁(24)紧靠第二定位面(223);钢球(1)抵靠在钢球定位面(226);
步骤2.3、将2自由度焊台连接在焊台支座(12)上;
步骤2.4、将待焊件电液伺服阀反馈杆的反馈杆座(4)与套管(3)固定在2自由度焊台上;
步骤3、调整;
步骤3.1、调整3自由度正交可调机架单元(13)的Z轴高度、R轴角度和X位置,及2自由度可调焊台(03)的位置,使得反馈杆底端到达反馈杆座(4)的待焊接部位,此时,z向留有调节余量;
步骤3.2、通过锁止上盖(138)固定和锁止R轴;
步骤3.3、通过滑块止动钳(132)固定和锁止滑块(137);
步骤3.4、调整锁止块(134),使得反馈杆底端完全到达反馈杆座(4)的待焊接部位;
步骤4、焊接;
待调整完毕,在待焊接部位涂抹钎料,进行焊接;
步骤5、取件;
焊接完成后,松开弹性夹钳(220),释放2自由度焊台的方轨滑套(32),将电液伺服阀反馈杆取下;
步骤6、再次焊接前,通过下述步骤进行调整:首先通过Z轴齿轮齿条滑台(135)调整3轴
6自由度可调机械手(02)的高度,在z向分离3轴6自由度可调机械手(02)和2自由度可调焊台(03);然后3轴6自由度可调机械手(02)装夹反馈杆(2)和钢球(1),2自由度可调焊台(03)装夹反馈杆座(4)和套管(3);最后通过Z轴齿轮齿条滑台(135)调整3轴6自由度可调机械手(02)的高度,使得反馈杆底端完全到达反馈杆座(4)的待焊接部位即可。
说明书 :
一种电液伺服阀反馈杆的焊接工装与方法
技术领域
背景技术
发明内容
装与方法。
直线导轨配合,能够沿直线导轨滑动;滑块止动钳安装在滑块两端,用于对滑块进行定位;
上述转接板固定在滑块顶部,用于固定Z轴齿轮齿条滑台;上述锁止块固定在转接板顶部,
用于调整并锁定Z轴齿轮齿条滑台的Z向高度;上述Z轴齿轮齿条滑台固定在锁止块顶部;上
述支撑壳体固定在Z轴齿轮齿条滑台上,在Z轴齿轮齿条滑台的带动下能够沿z轴移动;上述
支撑壳体内设有角接触球轴承,上述支撑壳体的上端设有锁止上盖,锁止上盖对角接触球
轴承进行限位及密封。
位面,对反馈杆内端面定位;将其中一个槽壁定义为第二定位面,对反馈杆其中一个侧壁定
位;第二竖直台阶面与弹性夹钳顶部通过斜面过渡连接,上述斜面为钢球定位面;
台方轨移动,且方轨滑套与焊台方轨上表面之间具有能够放置反馈杆座的间隙。
轨及反馈杆座定位。
6自由度可调机械手装夹反馈杆和钢球,2自由度可调焊台装夹反馈杆座和套管;最后通过Z
轴齿轮齿条滑台调整3轴6自由度可调机械手的高度,使得反馈杆底端完全到达反馈杆座的
待焊接部位即可。
附图说明
138‑锁止上盖;
滑套,33‑方轨止钳;34‑方轨止钳安装螺钉。
具体实施方式
斜段21与竖直段22之间的夹角为钝角;钢球1焊接在反馈杆倾斜段21的端部;反馈杆2的竖
直段22端部与套管3的端面均焊接在反馈杆座4上。
反馈杆的装夹。
3自由度正交可调机架单元13,精密加工平台11是机架组件01的基础。
平台11上;滑块137底部与直线导轨131配合,能够沿直线导轨131滑动;滑块止动钳132安装
在滑块两端,用于对滑块137进行定位;转接板133固定在滑块137顶部,用于将滑块137与Z
轴齿轮齿条滑台135连接;锁止块134由两个相互叠层的楔形块构成,固定在转接板133顶
部,用于调整并锁定Z轴齿轮齿条滑台135的Z向高度;Z轴齿轮齿条滑台135固定在锁止块
134顶部;支撑壳体136固定在Z轴齿轮齿条滑台135上,在Z轴齿轮齿条滑台135的带动下能
够沿z轴移动;支撑壳体136内设有角接触球轴承,支撑壳体136的上端设有锁止上盖138,锁
止上盖138对角接触球轴承进行限位及密封。
壳体136内的角接触球轴承连接。
此时工件的位置通过弹性夹钳220保持绝对固定,可通过锁止块134将机械臂的回转中心轴
的高度进行限位锁止。今后的使用中,可不松开。用静态正交关系保证焊接组件的几何要
求。为使3自由度正交可调机架单元13的位置今后不发生改变,还应拧紧图3中的滑块止动
钳132上的螺钉,将滑块止动钳132和直线导轨131进行固定,使滑块138锁止。将锁止块134
轻敲使其恰好承托Z轴齿轮齿条滑台135,使Z轴齿轮齿条滑台135的高度不再发生变化,锁
止块134采用两个同角度可自锁的楔块,可对Z轴齿轮齿条滑台135的Z轴进行精确限位。此
时Z轴齿轮齿条滑台135自带的摩擦式锁止旋钮可释放,以便保护Z轴齿轮齿条滑台135的零
件不受损伤。
自由度可调机械手02的工作部分。从图4可以看出,3轴6自由度机械臂210由3根光轴(图4
中‑021、023、025)和2个正交夹钳(图4‑022、024)组成。通过2个正交夹钳的位置和方向的调
整,就能将机械手的位置和方向固定在所需位置。机械手加持工件的方向和位置由图2中2
自由度可调焊台03位置决定。调整好的机械手固定于回转中心轴。
端面为台阶面,沿第一竖直台阶面221开设z向通槽;通槽的槽底形状与反馈杆内端面23形
状适配,槽壁形状与反馈杆侧壁24形状适配;将槽底定义为第一定位面222,对反馈杆内端
面23定位;将其中一个槽壁定义为第二定位面223,对反馈杆其中一个侧壁定位;第二竖直
台阶面224与弹性夹钳220顶部225通过斜面过渡连接,斜面为钢球定位面226;弹性夹钳220
上还开设挠性结构228,与夹紧螺钉227配合,当夹紧螺钉227拧紧时,凹槽另一侧壁夹紧反
馈杆侧壁,当夹紧螺钉227松开时,自动松开反馈杆。
一端开设腰形孔,焊台支座12顶部的定位柱套设在腰形孔内,确保焊台方轨31能够沿x向移
动并沿焊台中心轴转动;方轨滑套32套设在焊台方轨31上,能够沿焊台方轨31移动,且方轨
滑套32与焊台方轨31上表面之间具有能够放置反馈杆座4的间隙。焊台方轨31的另一端为V
型,方轨止钳33与焊台方轨31的配合部位开设V型槽。
推拉能快速实现反馈杆座的定位、夹紧和释放动作。方轨止钳33能限制方轨滑套32不脱出,
并对工件的自由度叠加定位。
钢球定位面226;
量;
03;然后3轴6自由度可调机械手02装夹反馈杆2和钢球1,2自由度可调焊台03装夹反馈杆座
4和套管3;最后通过Z轴齿轮齿条滑台135与自锁双楔形锁止块134调整3轴6自由度可调机
械手02的高度,使得反馈杆底端完全到达反馈杆座4的待焊接部位即可。