首页 / 专利库 / 焊接,钎焊和锡焊 / 摩擦焊接 / 压焊设备和压焊方法

压焊设备和压焊方法

阅读:638发布:2021-12-13

专利汇可以提供压焊设备和压焊方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种压焊方法和一种压焊设备(1),压焊设备具有塑化装置(7)和 镦锻 装置(8)以及用于待 焊接 的零件(2,3,3',4)的零件收纳部(34,35,36,37)和 机架 (12)。压焊设备(1)具有被可移动地设置在机架(12)上的机器头部(13,14)以及所配属的 主轴 驱动器 (56),所述机器头部带有可转动的主轴(54)和一零件收纳部(34,35)。机器头部(13,14)和主轴驱动器(56)彼此分离地设置在机架(12)上,其中,在刚性地或可移动地设置在机架(12)上的主轴驱动器(56)和机器头部(13,14)之间,设有可控的 质量 解耦部(79),该质量解耦部包括位于传动机构(57)中的轴向容许公差的耦合部(80)。,下面是压焊设备和压焊方法专利的具体信息内容。

1.一种压焊设备,具有塑化装置(7)和镦锻装置(8)以及用于待焊接的零件(2,3,3',4)的零件收纳部(34,35,36,37)和机架(12),其中,所述压焊设备(1)具有被可移动地设置在所述机架(12)上的机器头部(13,14)以及所配属的主轴驱动器(56),所述机器头部带有可转动的主轴(54)和一零件收纳部(34,35),其特征在于,所述机器头部(13,14)和所述主轴驱动器(56)彼此分离地设置在所述机架(12)上,其中,在刚性地或可移动地设置在所述机架(12)上的主轴驱动器(56)和所述机器头部(13,14)之间,设有可控的质量解耦部(79)。
2.根据权利要求1所述的压焊设备,其特征在于,所述机器头部(13,14)和所述主轴驱动器(56)通过传动机构(57)连接,其中,所述质量解耦部(79)在所述传动机构(57)中具有轴向容许公差的耦合部(80)。
3.根据权利要求1或2所述的压焊设备,其特征在于,所述质量解耦部(79)在所述主轴驱动器(56)和所述机器头部(13,14)之间具有可松脱的耦合装置(81)。
4.根据权利要求1、2或3所述的压焊设备,其特征在于,所述主轴驱动器(56)和所述机器头部(13,14)分别设置在滑动板状的承载体(15,16,60)上,其中,所述耦合装置(81)与所述承载体(15,16,60)相连接。
5.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述耦合装置(81)具有有效长度可变的耦合元件(82)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述耦合元件(82)与所述主轴驱动器(56)和所述机器头部(13,14)相连接,并优选被设计为耦合杆。
7.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述耦合装置(81)具有用于所述耦合元件(82)的、可松脱的定部(83),所述锁定部与所述主轴驱动器(56)和/或所述机器头部(13,14)相连接。
8.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述主轴驱动器(56)具有可控的驱动器固定部(84),用于在所述机座(12)上的临时固定。
9.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述压焊设备(1)具有用于所述机器头部(13,14)的运动传感器,特别是加速度传感器,用于所述机器头部在所述机架(12)上的行进运动。
10.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述机器头部(13,14)以及可能的主轴驱动器(56)被沿着机器轴(6)依次设置在所述机架(12)上,并且是可移动的,特别是可行进的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述质量解耦部(79)被如下地控制:在进给行程中,所述机器头部(13,14)和可移动的主轴驱动器(56)为了能够一起运动而相耦合,并且在处理行程中,所述机器头部(13,14)与所述主轴驱动器(56)解耦,并独立地运动。
12.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述机器头部(13,14)与所述镦锻装置(8)的镦锻驱动器(22)有效连接。
13.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述镦锻装置(8)具有设置在所述机器头部(13,14)和特定于机架的镦锻或支撑头部(27)之间并起到牵拉作用的镦锻驱动器(22),所述镦锻驱动器包括两个或多个并行的驱动器单元(23,24),所述驱动器单元纵向地在两侧设置在所述机器轴(6)的旁边。
14.根据权利要求13所述的压焊设备,其特征在于,所述驱动器单元(23,24)以不同的高度设置在所述机架(12)的上方。
15.根据权利要求13或14所述的压焊设备,其特征在于,与所述压焊设备(1)的操作区域(20)相邻的驱动器单元(23)被设置为低于对面的另一驱动器单元(24)。
16.根据权利要求13、14或15所述的压焊设备,其特征在于,所述驱动器单元(23,24)被构造为缸,特别是液压缸
17.根据权利要求13至26中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述镦锻头部或者支撑头部(27)与传动元件(26)、特别是活塞杆的自由端部固定地连接,其中,所述驱动器单元(23,24)、特别是缸的驱动器壳体(25)、特别是缸壳体支撑在所述机器头部(13,14)上。
18.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,在所述机器头部(13,
14)和所述镦锻或支撑头部(27)之间,在所述机架(12)上可移动地安置有其他的零件收纳部(36,37)。
19.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述压焊设备(1)具有优选自动的调节装置(17),用以根据不同的零件尺寸、特别是零件长度进行调整。
20.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述压焊设备(1)具有设置在位于所述主轴驱动器(56)和所述主轴(54)之间的所述传动机构(57)中的操纵装置(41),所述操纵装置包括用于所述零件收纳部(34,35)的操纵驱动器(65)。
21.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述操纵驱动器(65)被随同转动地设置在所述传动机构(57)中,其中,所述操纵驱动器的驱动器壳体(67)一方面与所述主轴驱动器(56)、特别是与所述主轴驱动器的驱动轴(59)抗扭地连接,另一方面与优选为中空的主轴(54)抗扭地连接,并且传递驱动矩。
22.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述操纵装置(41)设置在所述机器头部(13,14)的承载体(15,16)上。
23.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述主轴驱动器(56)具有驱动电机(58),所述驱动电机被设置为基本上与所述机器轴(6)和主轴轴线对齐。
24.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述压焊设备(1)具有设置在位于所述主轴驱动器(56)和所述主轴(54)之间的所述传动机构(57)中的测量装置,所述测量装置包括测量轴,用于检测驱动力矩和根据需要检测驱动转速。
25.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述压焊设备(1)具有用于焊接件(5,5')或者零件(2,3,3',4)的处理装置(18),特别是车削装置。
26.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述其他的零件收纳部(36,37)具有可开关的固定装置(46),用于相对于所述机架(12)的临时固定。
27.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述零件收纳部(34,
35,36,37)分别具有包括夹紧元件(40)的夹紧装置(39)。
28.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述压焊设备(1)具有多个、特别是两个机器头部(13,14),以及多个、特别是两个设置在所述机器头部之间的其他的中央的零件收纳部(36,37)。
29.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,,所述压焊设备(1)被设计为双头部机器,或者被设计为单一的或双重的单头部机器。
30.根据前述权利要求中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述压焊设备(1)被设计为摩擦焊接设备(1),其中,所述塑化装置(7)具有摩擦装置(9)。
31.根据权利要求1至29中任一项所述的压焊设备,其特征在于,所述压焊设备(1)被设计为带有磁性运动电弧的焊接设备,其中,所述塑化装置(7)具有电弧装置。
32.一种借助于压焊设备(1)对零件(2,3,3',4)进行压焊的方法,所述压焊设备具有:
塑化装置(7);镦锻装置(8);用于待焊接零件(2,3,3',4)的零件收纳部(34,35,36,37);机架(12);以及被可移动地设置在所述机架(12)上的机器头部(13,14),所述机器头部具有可转动的主轴(54)和零件收纳部(34,35);以及所配属的主轴驱动器(56),其特征在于,所述机器头部(13,14)和所述主轴驱动器(56)彼此分离地设置在所述机架(12)上,其中,通过位于刚性地或可移动地设置在所述机架(12)上的主轴驱动器(56)和所述机器头部(13,14)之间的可控的质量解耦部(79),来降低运动的质量。
33.根据权利要求31所述的方法,其特征在于,借助于轴向容许公差的耦合部(80),将转动的驱动力矩传递至已脱耦的机器头部上。
34.根据权利要求31或32所述的方法,其特征在于,在进给行程的情况下,通过所述机器头部(13,14)使被可移动地、特别是能够沿着所述机器轴(6)行进地安装在所述机架(12)上的主轴驱动器随动。
35.根据权利要求31、32或33所述的方法,其特征在于,优选只有在处理行程中才进行质量解耦和距离变化。
36.根据权利要求31至35中任一项所述的方法,其特征在于,对所述距离变化以及所述轴向容许公差的耦合部(80)的抽出长度进行限制。
37.根据权利要求31至36中任一项所述的方法,其特征在于,利用运动传感器、特别是加速度传感器,来探测所述机器头部在过程中的运动表现。
38.根据权利要求31至36中任一项所述的方法,其特征在于,在进给行程和处理行程中,通过镦锻驱动器(22)使所述机器头部(13,14)运动。
39.根据权利要求31至38中任一项所述的方法,其特征在于,,所述待焊接的零件(2,3,
3',4)在它们的彼此相向的端面边缘上通过摩擦或者通过环绕运动的电弧被塑化。

说明书全文

压焊设备和压焊方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种压焊设备和一种压焊方法,其分别具有如方法独立权利要求和设备独立权利要求的前序部分所述的特征。

背景技术

[0002] 这种压焊设备在实践中是公知的。其可以被设计为摩擦焊接设备,或者被构造为具有磁性环绕运动的电弧的焊接设备,并且在两种变型中分别具有塑化装置和镦锻装置以及用于待焊接零件的零件收纳部。此外,该压焊设备还具有机架,在该机架上可移动地设有机器头部,该机器头部包括可转动的主轴、主轴驱动器和零件收纳部。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提出改进的压焊技术。
[0004] 本发明的目的通过在方法独立权利要求和设备独立权利要求中所述的特征来实现。
[0005] 根据本发明的压焊技术,即压焊设备和压焊方法具有许多不同的优点。它们一方面提升了压焊过程中的工效和过程质量。另一方面也增加了自动化程度以及由此获得的经济效益。还可以尽可能地避免或者至少减少装配和停机时间。此外,还能更好地符合人体工程学。
[0006] 根据本发明的质量解耦部的优点在于,在处理行程中,运动的质量可以明显地减少并降低至机器头部的平。这对于行程精度和焊接质量是有利的,并且特别是对于精细的焊接过程是有利的,这种焊接过程要求对零件前移要有精确的控制或者说调节。借助于轴向容许公差的(axialtoleranten)耦合,可以将转动驱动矩进一步传递至被解耦的机器头部上。
[0007] 主轴驱动器优选可移动地、特别是沿着机器轴可行进地安置在机架上。主轴驱动器可以在进给行程中被机器头部一起带动。质量解耦和距离变化优选在处理行程中才发生。这将限制轴向容许公差的耦合的距离变化以及抽出长度,并有利于无损耗地传输驱动力矩。
[0008] 利用运动传感器、特别是加速度传感器,可以探测到机器头部在过程中的运动表现。这使得能够对压焊过程中的动态条件进行监视和调节。
[0009] 机器头部通过镦锻驱动器来运动。镦锻驱动器产生了进给行程和处理行程,并可以以任意合适的方式构造。
[0010] 在本发明思想的独立框架内,镦锻装置是通过设置在机器头部和镦锻头部之间并起到牵拉作用的镦锻驱动器来调整的。该镦锻驱动器具有两个或多个并行的缸,这些驱动器单元纵向地在两侧设置在机器轴的旁边。优选缸壳体支撑在优选为静止的机器头部上,并且可伸缩的活塞杆在其自由端部上与镦锻头部固定地连接。由此,镦锻力将以有利于弯曲的方式作为拉力、而不再是如现有技术中那样作为压力被传递。
[0011] 在本发明思想的独立框架中,压焊设备具有塑化装置和镦锻装置以及用于待焊接零件的保持器、特别是零件收纳部和机架,以及沿着机器轴可相对于彼此移动的机器头部和镦锻头部,在此,镦锻装置具有设置在机器头部和镦锻或者支撑头部之间并起到牵拉作用的镦锻驱动器,该镦锻驱动器包括两个或多个并行的驱动器单元,这些驱动器单元纵向地在两侧设置在机器轴的旁边。在另一种设计方案中,机器头部被可移动地设置在机架上,在此,镦锻或支撑头部被特定于机架地设置。此外,机器头部可以具有可转动的主轴和零件收纳部以及配属的主轴驱动器。
[0012] 此外,这也使得能够在封闭的回路中并在机器头部和镦锻头部之间形成力流,这能够改进力支撑并避免发生意外变形以及减轻机架的负载。利用缸、特别是其活塞杆的不同高度位置,可以在压焊设备的操作区域或者说操作侧更好地符合人体工程学和更好地接近。
[0013] 对于压焊设备而言,可以通过增加构件来获得其他有利的补充方案。
[0014] 这一方面涉及到设置在主轴驱动器和主轴之间的传动机构中的、用于机器轴箱或者说主轴箱的零件收纳部上的夹紧装置的操纵装置。在此,驱动力矩可以通过致动驱动器的驱动器壳体在最大程度上无变化地传输。因此,即使是与夹紧装置操纵相关联的非常高的力矩也能被传输。
[0015] 操纵装置可以被紧凑地且重量轻地构成,以使其能够配属于机器头部,并能够在不损害处理质量和焊接质量的情况下与机器头部一起运动。此外,该操纵装置还简化了零件收纳部的设计并降低了其重量。所有这一切特别是与质量解耦部相关联地有利于焊接质量和处理质量。
[0016] 另一方面,还可能实现直接驱动,在此,驱动电机可以通过电机轴与主轴基本对齐。由于操纵装置与驱动电机是分开的,因此驱动电机可以被任意地设计。这使得能够使用廉价的标准电机。此外,直接驱动也特别适用于可行进的机器头部和质量解耦。
[0017] 这种直接驱动使得能够省去目前在许多情况下常见的皮带传动设计。可以避免有横向力被导入传动机构中。易磨损性也被显著地降低。
[0018] 此外,这种操纵装置也有利于生产资料的供应。为此,可以设置转动供应部,其能够根据一种或多种不同的生产资料进行调整。这种转动供应部结构非常紧凑,并且对于溢油回引是有利的。该转动供应部同样可以设置在主轴驱动器和机器箱之间。此外,其有利之处还在于能够为组装、检查和维修提供良好的可接近性。
[0019] 这样的压焊设备可以有各种不同的设计。例如,可以将其设计为摩擦焊接设备。在此,零件优选沿着机器轴取向,并且在它们彼此相向的端面边缘上通过摩擦被塑化,然后通过轴向镦锻彼此连接。机器轴在此构成了过程轴。替代地,还有一种利用环绕运动的电弧的压焊。在此,环绕电弧可以通过执行装置来控制。这样的压焊设备同样可以在机器头部上具有可转动的零件收纳部。
[0020] 此外,还可以在传动机构中安装其他的构件,例如多盘式制动器,用于错位补偿的转动耦合部。此外,还可以安装有用于驱动力矩和可能用于转速的测量装置。
[0021] 此外,也可以将驱动电机与飞轮组相结合,该飞轮组从机器头部观察位于驱动电机的后面。这使得能够针对主轴驱动器获得明显更大的范围和设计自由度。此外,这也使得能够根据不同的机器要求、生产要求或者过程要求进行调整。
[0022] 此外,根据本发明的质量解耦部对于压焊设备的其他构件的设置和功能也是有利的。
[0023] 调节装置使得能够根据不同的零件尺寸、特别是零件长度简单、快速地调整压焊设备。这种调整特别是涉及到被能浮动地设置在机器头部和镦锻头部之间的零件收纳部。这种调整可以自动地实现。
[0024] 通过这种调节装置,还可以实现对压焊过程的优化,并使待焊接零件与镦锻头部实现最优化的接触。这对于处理流程的优化、特别是对塑化和镦锻阶段的程序化控制以及在此出现的进给和零件缩短都是有利的。由此能够制造出非常高质量的焊接件。这一方面涉及到焊接的质量,另一方面还涉及到焊接件的恒定不变的长度。
[0025] 此外,还可以设有处理装置,该处理装置使得能够在压焊设备上的收纳位置或者夹紧位置中对焊接件进行后处理。例如,可以在一个或多个焊接位置上进行处理,在此是将位于该处的环形焊接隆起部移除。这是有效的,并且节省了时间、额外的耗费和成本。焊接位置往往紧邻机器头部和那里的零件收纳部,这会导致出现空间问题。所述的调节装置允许在机器头部和对应的其他零件收纳部之间有间隔形成,由此可以提供足够的空间用于处理,并能够接近处理位置、特别是焊接位置。
[0026] 本发明的其他优选的设计方案在从属权利要求中给出。附图说明
[0027] 在附图中示例性并示意性地示出了本发明。其中:
[0028] 图1以立体侧视图示出了带有质量解耦部的压焊设备,
[0029] 图2以纵截面图示出了根据图1的压焊设备,
[0030] 图3以立体侧视图示出了根据图1的压焊设备的一种变型,
[0031] 图4以立体侧视图示出了根据图1和图3的压焊设备的、在第一运行位置下的机器头部、主轴驱动器和质量解耦器,
[0032] 图5示出了根据图4的设计在另一运行位置下的视图,以及
[0033] 图6以放大示意图示出了图2中的细节部分VI,包括机器头部、主轴驱动器和质量解耦部。

具体实施方式

[0034] 本发明涉及一种压焊设备(1)和一种压焊方法。
[0035] 压焊设备(1)和压焊方法可以有不同的设计。各种变型的共同点在于塑化装置(7)和镦锻装置(8),利用该塑化装置和镦锻装置使得待焊接零件(2,3,3',4)在彼此相向的侧面或边缘上被熔融或软化,随后在形成焊接件的条件下被镦锻。为此,镦锻装置(8)具有镦锻驱动器(22),该镦锻驱动器使得零件(2,3,3',4)相对于彼此运动。
[0036] 此外,压焊设备(1)还具有机器和过程控制器(未示出),该机器和过程控制器与将在下面进行说明的机器构件相连接并控制这些机器构件。此外,机器和过程控制器还与后面将要提到的检测装置、探测装置或测量装置相连接并处理它们的信号。该控制器可以被构造为可存储编程的,并且包含一个或多个过程或流程程序、技术数据库、用于程序和接收的过程数据的数据存储器、质量监控器连同记录器等。
[0037] 塑化装置(7)和塑化方法可以有各种不同的设计。在图1至图3所示的实施方式中,压焊设备(1)被设计为摩擦焊接设备,在此,塑化装置(7)具有摩擦装置(9)。
[0038] 在一种未示出的变型中,塑化装置(7)可以具有电弧装置,该电弧装置利用电弧对零件边缘进行加热并熔焊,在此,该电弧借助于执行装置沿着零件周向环绕地通过磁力运动。
[0039] 在各种变型中,压焊设备(1)均包括:机架(12),其具有纵向轴或机器轴(6);和保持器(11),用于待焊接零件(2,3,3',4)的零件收纳部(34,35,36,37)。机架(12)具有与地面相结合的机座,将在后面进行说明的压焊设备(1)的构件被设置在该机座上。此外,还设有生产资料供应部(19)。该生产资料供应部提供了所必需的生产资料,特别是电流液压液体、压缩空气、润滑剂和冷却剂等等,并将它们引导至各个消耗体。
[0040] 压焊设备(1)具有在周边实施保护的护罩,该护罩具有可在操作侧(20)关闭的入口。工人或者机器人可以在这里送入待装配的零件(2,3,3',4),并送出已制成的焊接件(5,5')。
[0041] 对零件(2,3,3',4)的压焊是沿机器轴(6)的方向进行的,零件(2,3,3',4)也沿着该机器轴取向。在此,零件(2,3,3',4)在彼此相向的端侧面或者边缘上特别是通过旋转摩擦或者通过环绕电弧被塑化,并沿着机器轴(6)被镦锻。机器轴(6)构成用于塑化和镦锻的过程轴。
[0042] 零件(2,3,3',4)可以由不同的材料组成。优选使用金属材料,特别是、轻金属合金、浇铸金属等。材料配对可以是不同的。在此,特别是可以将含的材料与非铁金属装配起来。此外,可以对非金属材料(例如陶瓷材料)进行焊接,特别是与其他的金属零件结合起来。
[0043] 图1和图2示出了压焊设备(1)为双头部机器形式的第一种变型,其中,两个外侧零件(2,4)优选同时被焊接在中间零件(3)的端部上。由此产生一个由三部分组成的焊接件(5)。
[0044] 在图3中示出了第二种变型,其被设计为双重的单头部机器,其中,端侧的零件(2,4)分别焊接在零件(3,3')上,在此产生由两部分构成的焊接件(5')。这两个焊接过程可以彼此独立地进行。此外,在一种未示出的实施方式中,压焊设备(1)也可以是简单的单头部机器,其例如作为图3中的压焊设备(1)的变型特别是被一分为二地示出。
[0045] 在各种变型中,压焊设备(1)分别具有至少一个机器头部(13,14),该机器头部具有零件收纳部(34,35)并被可移动地设置在机架(12)上。机器头部(13,14)同样可以具有用于路径和/或位置的检测装置。
[0046] 在双头部机器或者双重的单头部机器的如图1和图3所示的变型中,两个机器头部(13,14)彼此关于机器轴(6)相对置地、可移动地设置在机架(12)上。在前述的单头部机器中,仅设有一个可移动的机器头部(13)。在另一种变型中,机器头部数量也可以多于两个。多重的机器头部(13,14)优选以相同的方式构成,但是替代地也可以是不同的。
[0047] 所述一个或多个机器头部(13,14)分别被相对于机架(12)、特别是机架的机座可移动地、尤其是可轴向行进地安装。为此,机器头部例如设置在承载体(15,16)上,该承载体借助于在机座上沿着机器轴(6)取向的引导部(32),在机座上沿着机器轴(6)可行进驶地被引导和支撑。
[0048] 机器头部(13,14)分别通过由镦锻驱动器(22)运动。在示出的如图1和图3所示的实施例中,每个机器头部(13,14)均配属有各自自己的镦锻驱动器(22)。该镦锻驱动器可以分别支撑在中央的、并且静止地设置在机架(12)上的镦锻头部或者支撑头部(27)上。这种静止的镦锻或支撑头部(27)也可以在单头部机器的情况下存在。在压焊设备(1)的一种变型中,例如在双头部机器中,也可以两个机器头部(13,14)使用共同的镦锻驱动器(22)。在接下来将详细说明的、优选的实施方式中,镦锻驱动器(22)产生牵引力
[0049] 在所示出的实施例中,压焊设备(1)、特别是摩擦装置(9)在机器头部(13,14)上分别具有一可转动的轴(54)(其在下文中被称为主轴),和在前侧设置在主轴(54)上的零件收纳部(34,35),以及主轴箱(53)和主轴驱动器(56)。主轴箱(53)包含主轴(54)的存储部、引导部和支撑部,并且被设置并支撑在机器头部(13,14)上。在零件收纳部(34,35)和主轴驱动器(56)之间设有传动机构(57),该传动机构沿着机器轴(6)延伸并与机器轴优选对齐。
[0050] 机器头部(13,14)和所配属的主轴驱动器(56)彼此分离地设置,并且被各自独立地安置在机架(12)上。它们沿着机器轴(6)的方向依次间隔开地设置。在机器头部(13,14)和所配属的主轴驱动器(56)之间设有可控的质量解耦部(79)。
[0051] 这样的设置也可以存在于前述的具有电弧装置的塑化装置(7)的变型中。
[0052] 在所示出的实施方式中,主轴驱动器(56)被设计为直接驱动器。其具有驱动电机(58),该驱动电机的电机轴(59)基本上与主轴(54)的纵向轴线对齐,并朝向机器轴(6)取向。电机轴(59)通过耦合部(62)与主轴(54)或者随后将要说明的用于零件收纳部(34)的操纵装置(41)耦合。耦合部(62)被设计为抗扭的和弹性弯曲的。在可能的情况下,该耦合部可以补偿对齐误差、特别是横向偏移和/或倾斜。此外,可以在传动机构(57)中设置可控的制动器(未示出)。
[0053] 替代地,驱动电机可以在侧面相对于主轴(54)以及机器轴(6)错位地设置,并且通过副轴、特别是皮带传动部来驱动主轴(54)。
[0054] 在另一种变型中,主轴驱动器(56)可以具有飞轮组(未示出)。飞轮通过驱动电机(58)围绕机器轴(6)旋转地移动,并引起对主轴(54)的惯性驱动,在此,可控的制动器(78)控制或调节传动机构(57)中的转速,并且根据需要也可以停止转动。借助于耦合部,飞轮组可以与驱动电机(58)分离并根据需要与主轴(54)分离。
[0055] 在所示出的实施例中,主轴驱动器(56)设置在滑动板状的驱动器承载体(60)上,并且可轴向行进地安装在机架(12)上。该主轴驱动器在此可以与所配属的机器头部(13,14)一样被安装在相同的引导部(32)上并被引导。当存在飞轮组时,该飞轮组同样可以被设置在驱动器承载体(60)上。
[0056] 在一种未示出的变型中,主轴驱动器(56)可以静止地设置在机架(12)上。同样地,可能存在的飞轮组在该情况下也是静止的。
[0057] 可控的质量解耦部(79)可以使通过镦锻驱动器(22)运动的机器头部(13,14)在其沿着机器轴(6)轴向向前推进时根据需求与主轴驱动器(56)耦合或者解耦。在耦合状态下,主轴驱动器(56)及其驱动器承载体(60)以及可能的飞轮组和其他的构件的质量体将在该推进过程中随动。在解耦状态下,这种随动不会发生。耦合优选机械地实现。质量解耦部(79)可以通过所述的机器控制器来控制。
[0058] 机器头部(13,14)和所配属的主轴驱动器(56)通过所述的传动机构(57)轴向连接。质量解耦部(79)具有位于传动机构(57)中的、轴向容许公差的耦合部(80)。轴向容许公差的耦合部(80)也被称为推进关节。该耦合部可以用于在机器头部(13,14)向前推进时保护转动的驱动器。该耦合部例如可以被设计为位于驱动轴(59)上的、具有相对侧齿部的滑动套筒。该滑动套筒优选被设计为渐开线花键(Passverzahnung),其具有沿着机器轴(6)笔直的齿部取向。图5和图6示出了这种构造。
[0059] 在一种未示出的替代方式中,轴向容许公差的耦合部(80)可以在驱动传递停止的情况下使机器头部(13,14)和驱动电机(58)间隔开。在这种情况下,例如可以有飞轮组配属于主轴(54)和机器头部(13,14)。
[0060] 此外,质量解耦部(79)可以在主轴驱动器(56)和机器头部(13,14)之间具有可松脱的耦合装置(81)。该耦合装置在此可以连接承载体(15,16,60)。耦合装置(81)是可控的,并在机器头部(13,14)和所配属的主轴驱动器(56)之间建立了可松脱的机械连接。通过耦合装置(81),机器头部(13,14)可以在其向前推进的情况下根据需求使主轴驱动器(56)随动,或者脱耦或者说解耦。
[0061] 耦合装置(81)具有耦合元件(82),该耦合元件具有可变的有效长度。该耦合元件沿着机器轴(6)的方向作用。该耦合元件优选被构造为直的耦合杆。替代地,其他的结构设计也是可以的。
[0062] 耦合元件(82)与机器头部(13,14)和所配属的主轴驱动器(56)连接。耦合装置(81)还具有用于耦合元件(82)的、可松脱的定部(83),该锁定部与主轴驱动器(56)和/或机器头部(13,14)相连接。
[0063] 在所示出的实施例中,可松脱的锁定部(83)被设置在主轴驱动器(56)上,特别是在驱动器承载体(60)上,并且与耦合元件(82)的端部区域处于可移动的和可锁定的接合中。耦合元件(82)的另一端部被固定在机器头部(13,14)上,特别是被固定在机器头部的承载体(15,16)上。上述配属关系也可以反过来。
[0064] 耦合元件(82)沉入锁定部(83)中或者穿过该锁定部。通过操纵锁定装置(83),可以使所述的耦合连接根据需求被打开或关闭。锁定装置(83)在结构上可以按照任意合适的方式构成,并且例如可以通过夹紧配合或者形状配合来工作。在所示出的实施例中,锁定装置被设计为杆夹紧部。
[0065] 主轴驱动器(56)还可以具有可控的驱动器固定部(84),通过该驱动器固定部,可以使得该主轴驱动器根据需求和临时性地被固定在机座(12)上。驱动器固定部(84)例如可以作为夹紧装置设置在驱动器承载体(60)上,该夹紧装置作用于机座(12)或者说引导部(32),并与机器控制器相连接。
[0066] 在压焊过程开始时,机器头部(13,14)实施轴向的进给行程,其中,待焊接的零件(2,3,3',4)彼此相向运动并接触。该进给行程可以快速地进行。质量解耦部(79)被如下地控制:其在该进给行程中在机器头部(13,14)和所配属的主轴驱动器(56)之间建立耦合连接,从而使它们一起运动。锁定部(83)在此是关闭的并建立起机械的耦合连接。图4示出了该运行位置。
[0067] 在该进给行程结束时,操纵主轴驱动器(56)的驱动器固定部(84),以使之前关闭的耦合装置(81)松脱以及使耦合部(80)伸展。这会导致质量技术的解耦,从而在随后的轴向处理行程中将通过镦锻驱动器(22)使机器头部(13,14)单独地运动。该运行位置在图5中示出。
[0068] 处理行程可以降低的速度实现。在摩擦焊接的情况下,该处理行程可以被分为用于实现塑化的摩擦进给(摩擦阶段)和随后用于塑化零件区域连接的镦锻进给(镦锻阶段)。通过解耦和质量减少,可以使得处理行程更精确、更灵敏地进行。
[0069] 压焊设备(1)可以具有用于机器头部(13,14)的运动传感器(未示出)。在此,机器头部(13,14)的行进运动或者进给运动被记录下来。可以在进行运动记录时探测速度和/或加速度。运动传感器例如可以被构造为加速度传感器。运动传感器例如被配属于机器头部(13,14)。替代地,运动传感器也可以设置在其他的位置上,例如在镦锻驱动器(22)上或者机架(12)上。运动传感器也可以被设计为其他的方式。
[0070] 在处理行程终止之后,机器头部(13,14)将再次返回其初始位置。在此,在中间位置上,主轴驱动器(56)也可以通过耦合装置(81)的关闭被耦合,并在余下的返回路程中随同运动。
[0071] 除了各个机器头部(13,14)上的零件收纳部(34,35)之外,用于零件(2,3,3',4)的保持器(11)还具有其他的零件收纳部(36,37),这些其他的零件收纳部在机器头部(13,14)和镦锻或支撑头部(27)之间被可移动地设置在机架(12)上。优选其他的或中央的零件收纳部(36,37)被沿着机器轴(6)可行进地安装。为此,各个其他的零件收纳部(36,37)例如可以具有承载体(42,43),特别是滑动板,这些承载体同样被可纵向行进地安装在引导部(32)上。
[0072] 其他的或者中央的零件收纳部(36,37)可以借助于可控的固定装置(46)根据需求通过锁紧或其他的方式固定在机座(12)上,特别是固定在引导部(32)上。固定装置(46)例如具有相对于引导部(32)被弹性预紧的锁紧部,该锁紧部可以被液压地松开。
[0073] 在图1和图2所示的双头部机器中,在端侧的机器头部(13,14)之间设有两个这样的中央零件收纳部(36,37),并一起收纳中间的第三零件(3)。在图3示出的双重单头部机器中,每个机器头部(13,14)分别配属有一个其他的或者中央的零件收纳部(36,37),该零件收纳部收纳其他的单个的零件(3,3')。在未示出的单头部机器中,设有一个机器头部(13)和一个其他的零件收纳部(36),在此,后者收纳其他的零件(3)。
[0074] 零件收纳部(34,35,36,37)可以以任意合适的方式收纳相应的零件(2,3,3',4)。为此,优选零件收纳部分别具有:可远程控制的夹紧装置(39),其具有可调节的夹紧元件(40);和操纵装置(41)。夹紧装置(39)可以根据需要被构造为单级或多级的夹盘,或者中央夹紧件,或者以其他的方式构成。
[0075] 在图1、图2和图3示出的实施例中,镦锻装置(8)分别作用在机器头部(13,14)和优选中央的镦锻和支撑头部(27)之间。镦锻装置(8)在此产生沿着机器轴(6)方向的拉力。该镦锻装置具有镦锻驱动器(22),该镦锻驱动器设置在机器头部(13,14)和镦锻或支撑头部(27)之间并与二者相连接。镦锻驱动器(22)起到牵拉作用,并使构件(13,14,27)相对于彼此拉动。
[0076] 镦锻驱动器(22)可以有不同的设计。在所示出的实施例中,镦锻驱动器具有两个或多个并行的驱动器单元(23,24),这些驱动器单元沿着机器轴(6)取向。驱动器单元(23,24)设置在机器轴(6)的不同侧面,特别是设置在两侧,并关于机器轴(6)彼此径向对置。驱动器单元优选被设计为缸。
[0077] 替代地,驱动器单元(23,24)也可以其他的方式构成,例如为电连杆驱动器或者主轴驱动器。相应地,在下面关于示出的缸(23,24)所说明的设置和设计方案也适用于驱动器单元的其他实施方式。
[0078] 缸(23,24)以不同的高度设置在机座(12)的上方。临近于操作区域或者说操作侧(20)的缸(23)在此是较低的,并紧密地设置在机座(12)的顶部的上方。
[0079] 缸(23,24)优选被构造为液压缸。它们分别具有可伸缩的活塞杆(26)和缸壳体(25)。缸壳体(25)优选被装配并支撑在机器头部(13,14)上。活塞杆(26)的自由端部被固定在镦锻或支撑头部(27)上。在其他驱动器单元的情况下,驱动器壳体(25)和可伸缩的驱动器元件(26),例如齿杆或者螺纹主轴(Gewindespindel),可以被相应地设置并连接。
[0080] 在图1和图2的双头部机器的情况下是使用框状或架状的支撑头部(27),其具有用于中间的工件(3)的中央通道(85)。在根据图3所示的双重单头部机器中,设有一个镦锻头部(27),该镦锻头部为零件(3,3')提供了在两侧作用的镦锻挡板(28)。该镦锻挡板例如可以由插入部(86)形成。该插入部可以固定地或可松脱地设置在镦锻头部(27)上。该插入部例如可以根据需求安装在通道(85)中,从而使得压焊设备(1)可以在多重功能的情况下有选择地作为双头部机器或者双重单头部机器运行。
[0081] 压焊设备(1)具有用于机器头部(13)上的零件收纳部(34)的所述操纵装置(41)。该操纵装置优选作用在所述一个或多个夹紧元件(40)上。操纵装置(41)具有操纵驱动器(65),该操纵驱动器被设置在主轴驱动器(56)和主轴(54)之间的传动机构(57)中。在此,优选操纵驱动器(65)被随同转动地设置在传动机构(57)中。图2和图6示出了这种设置。主轴驱动器(56),特别是驱动电机(58)又可以被设计为直接驱动的,并相对于机器轴和主轴轴线(6)对齐地取向,这有利于自由地选择电机和由此带来的经济效益。
[0082] 操纵装置(41)具有操纵驱动器(65),该操纵驱动器包括在图5中示出的操纵元件(66),该操纵元件被引导穿过中空的主轴(54)的内部空间,并且例如通过轴向运动作用在夹紧元件(40)的调节机构上。例如液压或电的操纵驱动器(65)具有护罩状的驱动器壳体(67),该驱动器壳体一方面与电机轴(59)抗扭地连接,另一方面与中空主轴(54)的护罩抗扭地连接,并且能够无变形且无损耗地传输主轴驱动器(65)的驱动力矩。
[0083] 此外,操纵装置(41)还具有用于从外部向与主轴(54)一起转动的操纵驱动器(65)供应生产资料(例如液压液体或者电流)的转动供应部(69)。为此,在转动供应部(69)的静止的进料箱上设有用于未示出的软管或者线缆的接口。此外,还设有用于溢油排出的外部管线(70)以及连接头(72),该连接头同时可以具有针对转动供应部(69)的支撑功能。在主轴(54)的内部空间中或者在护罩中,可以铺设有去往可能设置在主轴(54)中的传动器件(例如活塞组件)的内部管线。
[0084] 操纵装置(41)重量轻并且结构紧凑。该操纵装置被设置在所配属的机器头部(13,14)的承载体(15,16)上,并且与该承载体一起运动。
[0085] 此外,在主轴驱动器(56)和主轴(54)之间的传动机构(57)中,还设有用于检测驱动力矩以及可能还有驱动转速的测量装置(未示出),该测量装置具有测量轴。该测量装置可以接在电机轴(59)和主轴(54)或者说操纵装置(41)之间。驱动或电机轴(59)可以分开地构造,在此,测量轴被安装在两个轴半部之间。替代地,驱动或电机轴(59)可以配设有合适的测量元件,并构成测量轴。
[0086] 压焊设备(1)具有配属于机器头部(13,14)和/或其他的零件收纳部(36,37)的处理装置(18),该处理装置用于在焊接过程之后对焊接件(5,5')进行处理。处理装置(18)也可以根据需要用于处理一个或多个仍然待连接的零件(2,3,3',4)。处理装置(18)例如被设计为用于焊接隆起部的分离装置、特别是为车削装置,或者被设计为冲压部。
[0087] 此外,压焊设备(1)还具有调节装置(17),利用该调节装置,可以在机器头部(13,14)和对应的其他零件收纳部(36,37)之间产生相对运动。该相对运动和由此导致的机器头部(13,14)与零件收纳部(36,37)之间的距离变化,可以被用于对焊接件(5,5')或者可能的零件(2,3,3',4)的处理。调节装置(17)可以存在有多个。
[0088] 调节装置(17)可以按照不同的方式来构成和设置。在图1和图3的变型中,设有两个调节装置(17),在此,中央的零件收纳部(36,37)分别配属一调节装置(17)。简单的单头部机器仅具有一个调节装置(17)。这种单侧处理的技术方案在图1和图3的情况下也是可行的。
[0089] 调节装置(17)可以按照不同的方式起作用。该调节装置一方面可以产生前述的用于处理的相对运动和间距变化。另一方面,该调节装置可以用于对具有不同零件长度的不同零件(2,3,3',4)进行长度调节。该调节装置可以在焊接过程中实现对插入误差、零件公差或者零件弹性的补偿。
[0090] 调节装置(17)具有可控的且长度可变的耦合装置(48,49)。该耦合装置也可以设有多个。
[0091] 在图1和图10示出的变型中,在中央的零件收纳部(36,37)和镦锻或支撑头部(27)之间设有一耦合装置(48)。该耦合装置产生用于处理的相对运动和间距变化。在此,该耦合装置驱动零件收纳部(36,37),并使零件收纳部相对于镦锻或支撑头部(27)运动,另一方面,该耦合装置特定于机架地支撑在该镦锻或支撑头部上。
[0092] 此外,在机器头部(13,14)和对应的其他零件收纳部(36,37)之间设有一耦合装置(48)。该耦合装置驱动零件收纳部(36,37)并使其运动,在此,所述零件收纳部支撑在支撑头部(13,14)上。该耦合装置(48)用于在焊接过程中对插入误差、零件公差或者零件弹性进行补偿。
[0093] 耦合装置(48,49)可以相同地构成。它们用于构件(13,14,27,36,37)沿机器轴(6)的方向的连接,并优选与各自的承载体(15,16,42,43)相连接。
[0094] 所示出和描述的实施例的变型可以有各种不同的方式。特别是可以将不同实施例的特征任意地相互结合,也可以进行交换。镦锻驱动器(22)可以按照传统的方式,例如根据在开始部分提到的现有技术来实现,并产生压力。调节装置(17)可以仅具有用于所述相对运动以进行处理的耦合装置(48,49),或者耦合装置(48,49)的交换设置。此外,单一的耦合装置可以通过相应的设计执行所有提到的调节功能。
[0095] 在一种未示出的变型中,压焊设备(1)可以具有多个中央的零件收纳部,例如两个、三个或者更多个,这些零件收纳部一起将零件(3)在径向和轴向上固定,并接受镦锻压力。零件收纳部可以静止地设置并支撑在机架(12)上。它们可以替代镦锻挡板(28)。镦锻头部(27)可以具有前述的用于非常长的零件(3)的通道(85)。具有这种设计的单头部机器具有扩大的使用区域,并且也可以用于过长的零件(3)。
[0096] 附图标记列表
[0097] 1 压焊设备,摩擦焊接设备
[0098] 2 零件
[0099] 3 零件
[0100] 3' 零件
[0101] 4 零件
[0102] 5 焊接件
[0103] 5' 焊接件
[0104] 6 纵向轴线,机器轴
[0105] 7 塑化装置
[0106] 8 镦锻装置
[0107] 9 摩擦装置
[0108] 10
[0109] 11 用于零件的保持器
[0110] 12 机架
[0111] 13 机器头部
[0112] 14 机器头部
[0113] 15 承载体,滑动板
[0114] 16 承载体,滑动板
[0115] 17 调节装置
[0116] 18 处理装置,车削装置
[0117] 19 生产资料供应部
[0118] 20 操作区域
[0119] 21 护罩
[0120] 22 镦锻驱动器
[0121] 23 驱动器单元,缸
[0122] 24 驱动器单元,缸
[0123] 25 驱动器壳体,缸壳体
[0124] 26 驱动器元件,活塞杆
[0125] 27 镦锻头部,轭部,支撑头部
[0126] 28 镦锻击打部
[0127] 29 支撑部
[0128] 30
[0129] 31 承载体,滑动板
[0130] 32 引导部
[0131] 33 检测装置,计程仪
[0132] 34 机器头部上的零件收纳部
[0133] 35 机器头部上的零件收纳部
[0134] 36 零件收纳部,中央收纳部
[0135] 37 零件收纳部,中央收纳部
[0136] 38 零件支撑部,中心架
[0137] 39 夹紧装置,夹盘
[0138] 40 夹紧元件
[0139] 41 用于零件收纳部的操纵装置
[0140] 42 承载体,滑动板
[0141] 43 承载体,滑动板
[0142] 44 支撑部
[0143] 45 轴承滑动轴承
[0144] 46 固定装置
[0145] 47 检测装置,计程仪
[0146] 48 用于中央收纳部/镦锻头部的耦合装置
[0147] 49 用于中央收纳部/机器头部的耦合装置
[0148] 50 耦合元件,耦合杆
[0149] 51 锁定部,杆夹紧部
[0150] 52 耦合调节器,驱动器,封闭缸
[0151] 53 主轴箱
[0152] 54 主轴
[0153] 55 内部空间
[0154] 56 摩擦驱动器,主轴驱动器
[0155] 57 传动机构
[0156] 58 驱动电机,直接驱动器
[0157] 59 轴,电机轴
[0158] 60 驱动器承载体,滑动板
[0159] 61
[0160] 62 耦合部,转动耦合部
[0161] 63
[0162] 64
[0163] 65 操纵驱动器,缸
[0164] 66 传动元件,活塞,主轴
[0165] 67 驱动器壳体
[0166] 68 操纵元件,操纵杆
[0167] 69 生产资料的转动供应部
[0168] 70 外部管线
[0169] 71
[0170] 72 连接头
[0171] 73
[0172] 74
[0173] 75
[0174] 76
[0175] 77
[0176] 78
[0177] 79 质量解耦部
[0178] 80 传动机构中的耦合部
[0179] 81 耦合装置
[0180] 82 耦合元件,耦合杆
[0181] 83 锁定部
[0182] 84 驱动器固定部
[0183] 85 通道
[0184] 86 插入部,镦锻支撑部
[0185] 87
[0186] 88
[0187] 89
[0188] 90
[0189] 91
相关专利内容
标题 发布/更新时间 阅读量
摩擦焊接装置 2020-05-13 197
摩擦焊接方法 2020-05-13 264
摩擦焊接设备 2020-05-11 740
摩擦焊接用构体 2020-05-12 693
振动摩擦焊接机 2020-05-12 445
摩擦焊接的方法 2020-05-13 10
摩擦焊接设备 2020-05-13 918
摩擦焊接方法及摩擦焊接装置 2020-05-13 939
三角形钻杆摩擦焊接接头结构 2020-05-11 540
钻杆摩擦焊接全自动生产线 2020-05-11 724
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈