一种用于将工件固定到工作台上的压紧装置 |
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| 申请号 | CN202180100740.0 | 申请日 | 2021-09-17 | 公开(公告)号 | CN117751024A | 公开(公告)日 | 2024-03-22 |
| 申请人 | ABB瑞士股份有限公司; | 发明人 | 柳勇平; | ||||
| 摘要 | 本公开 实施例 提供用于将 工件 固定到 工作台 上的压紧装置，包括： 支撑 构件，其在第一方向上延伸且包括在第一方向上彼此相对的第一和第二端及在垂直于第一方向的第二方向上彼此相对的第一和第二侧；压紧臂，其连接到支撑构件的第一端并且可相对于支撑构件在闭合状态与打开状态之间旋转，当压紧臂在闭合状态时，压紧臂与支撑构件之间形成接收工件的空间；第一驱动组件，其布置在支撑构件的第一侧上且被配置为驱动压紧臂相对于支撑构件在闭合状态与打开状态之间旋转； 锁 定组件，其布置在支撑构件的第一侧上靠近支撑构件的第二端且配置为当压紧臂在闭合状态时锁定压紧臂；及第二驱动组件，其联接到支撑构件的第二侧且配置为驱动支撑构件沿第二方向移动。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于将工件(200)固定到工作台(300)上的压紧装置(100)，包括： |
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| 说明书全文 | 一种用于将工件固定到工作台上的压紧装置技术领域[0001] 本公开的示例性实施例总体上涉及工件固定领域，并且更具体地涉及一种用于将工件固定到工作台上的压紧装置。 背景技术[0002] 新能源汽车的电池托盘用于安装动力电池。从产品安全的角度来看，不允许动力电池接触湿气，灰尘等。目前，通常通过摩擦搅拌焊接工艺焊接新能源汽车的电池托盘以满足高标准和稳定密封的要求。为了将电池托盘的多个工件焊接在一起，需要在焊接之前将工件固定到工作台上。 [0003] 将工件固定到工作台上的常规方式是使用液压杠杆缸来压紧电池托盘的周边，即电池托盘的工件的最外边缘。这种工件固定方式相对简单。然而，由于仅压紧电池托盘的周边，所以难以控制电池托盘的中间部分的变形。通过以这种工件固定方式焊接而实现的电池托盘的表面轮廓公差只能达到大约8mm，这远远超过了所希望的3mm的表面轮廓公差。因此，这种工件固定方式不适用于在摩擦搅拌焊接期间固定电池托盘的工件。 [0004] 在摩擦搅拌焊接期间将工件固定到工作台上的另一常规方式是使用具有多个条形孔的全板来压紧电池托盘的工件。全板可以翻转以覆盖电池托盘的周边和中间部分。每个条形孔暴露相邻工件之间的焊接缝，使得摩擦搅拌焊接可以在焊接缝处执行。这种工件固定方式具有以下缺点。首先，压紧机构很重，使得压紧机构的翻转将花费很长的时间，影响生产周期并且降低生产效率。其次，由于全板是刚性体并且电池托盘的每个工件具有厚度公差，所以电池托盘的一些工件可以被全板紧紧地压紧，但是电池托盘的一些其它工件可能不被全板紧紧地压紧，使得由全板施加到工件上的力是不均匀的。最后，为了处理工件在焊接之后的变形，当工件被夹紧时，需要使工件的变形反向。即，夹紧之后的工件将具有小的弧度，从而要求每个焊接缝具有不同的压紧位移。然而，全板不能调节每个工件的位移。 [0005] 因此，需要一种用于将工件固定到工作台上的改进的解决方案。发明内容 [0006] 鉴于前述问题，本公开的示例性实施例提出了一种用于将工件固定到工作台上的压紧装置。 [0007] 在本公开的一个方面中，示例性实施例提供了一种用于将工件固定到工作台上的压紧装置，包括：支撑构件，该支撑构件在第一方向上延伸并且包括在该第一方向上彼此相对的第一端和第二端以及在垂直于该第一方向的第二方向上彼此相对的第一侧和第二侧；压紧臂，该压紧臂被连接到支撑构件的第一端并且能够相对于支撑构件在闭合状态与打开状态之间旋转，其中，当压紧臂在闭合状态时，在压紧臂与支撑构件之间形成用于接收工件的空间；第一驱动组件，该第一驱动组件被布置在该支撑构件的第一侧上并且被配置为驱动压紧臂相对于支撑构件在闭合状态与打开状态之间旋转；锁定组件，该锁定组件被布置在支撑构件的第一侧上靠近支撑构件的第二端，并且被配置为当压紧臂在闭合状态时锁定压紧臂；以及第二驱动组件，该第二驱动组件被联接到支撑构件的第二侧，并且被配置为驱动支撑构件在第二方向上移动。 [0008] 根据本公开的实施例，压紧装置可以为工作台上的工件提供长距离压缩。此外，被施加到工件上的力可以均匀分布，使得压缩是稳定的。此外，压紧装置具有紧凑的结构，减小了所占用的空间。 [0009] 在一些实施例中，支撑构件包括：在第一方向上延伸的细长支撑板；以及第一连接构件，该第一连接构件在支撑构件的第一端处被联接到细长支撑板。利用这些实施例，细长支撑板和第一连接构件可以被单独地制造，并且然后彼此组装在一起。以此方式，易于制造支撑构件，减少了支撑构件的制造成本。 [0010] 在一些实施例中，压紧臂包括：第一臂，该第一臂经由第一旋转轴被联接到支撑构件的第一端；以及第二臂，该第二臂被联接到第一臂并且当压紧臂在闭合状态时在第一方向上延伸，第二臂包括第三侧和第四侧，该第三侧面向支撑构件的第一侧，该第四侧与第三侧相对。利用这些实施例，可以在第二臂和支撑构件之间稳定地形成用于接收工件的空间。 [0011] 在一些实施例中，压紧臂还包括：多个压紧块，该多个压紧块被布置在第二臂的第三侧上并且被配置为将工件压紧到工作台上。利用这些实施例，压紧块可以将均匀的压力施加至工件上，使得工件可以被稳定地固定。 [0012] 在一些实施例中，压紧臂还包括：多个垫片，该多个垫片分别被布置在第二臂的第三侧和相应的压紧块之间。利用这些实施例，垫片可以调节从第二臂突出的压紧块的高度，以便消除不同工件之间的厚度公差。以此方式，每个工件可以被牢固地压紧。 [0013] 在一些实施例中，压紧臂还包括第一定位构件，该第一定位构件被布置在第二臂的第三侧上，并且该压紧装置还包括第二定位构件，该第二定位构件被布置在支撑构件的第一侧上靠近支撑构件的第二端，并且被配置为当压紧臂在闭合状态时支撑第一定位构件。利用这些实施例，当压紧臂在闭合状态时，第二定位构件可以稳定地支撑第一定位构件。以此方式，当压紧臂被锁定组件锁定时，用于接收工件的空间可以具有稳定的形状。 [0014] 在一些实施例中，压紧装置还包括：缓冲构件，该缓冲构件被布置在第二定位构件上并且被配置为当压紧臂从打开状态切换到闭合状态时缓冲第二臂。利用这些实施例，当压紧臂从打开状态切换到闭合状态时，缓冲构件可以向压紧臂施加缓冲力，从而减小压紧臂在第二定位构件上的冲击。 [0015] 在一些实施例中，第一驱动组件包括：安装基底，该安装基底被布置在支撑构件的第一侧上；第一驱动构件，该第一驱动构件经由第二旋转轴被布置在安装基底上并且包括能够在延伸状态和缩回状态之间切换的驱动轴，其中当驱动轴在缩回状态时压紧臂在闭合状态，并且当驱动轴在延伸状态时压紧臂在打开状态；以及第二连接构件，该第二连接构件被布置在驱动轴上并且经由第三旋转轴被联接到压紧臂。利用这些实施例，第一驱动构件可以驱动压紧臂在闭合状态和打开状态之间精确且可靠地旋转。 [0016] 在一些实施例中，第二驱动组件包括：第二驱动构件，该第二驱动构件被联接到支撑构件的第二侧并且被配置来移动支撑构件；引导轴，该引导轴被联接到支撑构件的第二侧；以及刷，该刷围绕引导轴。利用这些实施例，第二驱动构件可以驱动支撑构件移动。同时，引导轴和刷可以确保支撑构件在第二方向上移动。 [0017] 在一些实施例中，锁定组件包括：第三驱动构件，该第三驱动构件被布置在支撑构件的第一侧上靠近支撑构件的第二端；以及锁定构件，该锁定构件被配置为当压紧臂在闭合状态时由第三驱动构件驱动以锁定压紧臂。利用这些实施例，当压紧臂在闭合状态时，第三驱动构件可以驱动锁定构件以可靠地锁定压紧臂。附图说明 [0018] 提供本文描述的附图以进一步解释本公开并且构成本公开的一部分。本公开的示例性实施例及其说明用于解释本公开，而不是不适当地限制本公开。 [0019] 图1图示了根据本公开的实施例的压紧装置和待处理的工件之间的相对布置； [0020] 图2图示了根据本公开的实施例的两个压紧装置和待处理的工件之间的相对布置； [0021] 图3图示了根据本公开的实施例的压紧装置的透视图； [0022] 图4图示了根据本公开的实施例的压紧装置的前视图，其中压紧臂在闭合状态；以及 [0023] 图5图示了根据本公开的实施例的压紧装置的前视图，其中压紧臂在打开状态。 [0024] 在整个附图中，相同或相似的附图标记用于指示相同或相似的元件。具体实施例 [0025] 现在将参考附图中示出的几个示例性实施例来描述本公开的原理。尽管在附图中示出了本公开的示例性实施例，但是应当理解的是，描述这些实施例仅是为了便于本领域技术人员更好地理解并且从而实现本公开，而不是以任何方式限制本公开的范围。 [0026] 术语“包括”或“包含”及其变体应该被解读为开放式术语，其意指“包括但不限于”。术语“或”应该被解读为“和/或”，除非上下文另外明确指出。术语“基于”应该被解读为“至少部分地基于”。术语“可操作地”是指可以通过由用户或外部机构引起的操作来实现的功能、动作、运动或状态。术语“一个实施例”和“实施例”应该被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”应该被解读为“至少一个其它实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指不同或相同的对象。其它明确和隐含的定义可以被包括在下文。除非上下文另外明确指出，否则术语的定义在整个说明书中是一致的。 [0027] 如上所述，将工件固定到工作台上的常规方式具有各种问题。例如，当液压杠杆缸用于压紧电池托盘的周边时，难以控制电池托盘的中间部分的变形。此外，当使用具有条形孔的全板来压紧电池托盘的工件时，电池托盘的一些工件可以被全板紧紧地压紧，但是电池托盘的一些其他工件可能不被全板紧紧地压紧，使得由全板施加到工件上的力是不均匀的。 [0028] 根据本公开的实施例，为了克服将工件固定到工作台上的常规解决方案的典型缺点，提供了一种用于将工件固定到工作台上的压紧装置，该压紧装置包括支撑构件、压紧臂、第一驱动组件、锁定组件和第二驱动组件。如将在以下段落中详细描述的，可以以各种方式来实现上述想法。 [0029] 在下文中，将参考图1‑图5详细描述本公开的原理。首先参考图1‑图2，图1图示了根据本公开的实施例的压紧装置100和待处理工件200之间的相对布置，图2图示了根据本公开的实施例的两个压紧装置100和待处理工件200之间的相对布置。如图1和图2所示，几个工件200(例如，两个、三个、四个或更多)被布置在工作台300上，以便在随后的工序中被处理。 [0030] 在一些实施例中，工件200可以用于通过摩擦搅拌焊接处理构成新能源汽车的电池托盘。工件200被并排布置在工作台300上，使得在相邻工件200之间形成焊接缝201。压紧装置100被布置在工件200之中的第一工件周围并且靠近焊接缝201中的一个，以便当压紧装置100向下移动时将第一工件固定到工作台300上。 [0031] 如图2所示，对于每个焊接缝201，可以靠近焊接缝201提供两个压紧装置100，以便压紧相应的工件200。图2仅图示了对应于焊接缝201中的一个的压紧装置100。对于其它焊接缝201中的每个，可以以类似的方式提供两个压紧装置100。 [0032] 应当理解的是，在其它实施例中，工件200可以被固定到工作台300上用于其它处理，而不是摩擦搅拌焊接处理。本公开的范围并不旨在限制于该方面。 [0033] 在下文中，将参照图3‑图5详细描述压紧装置100的示例性结构和操作原理。 [0034] 图3图示了根据本公开的实施例的压紧装置100的透视图。如图3所示，在本文描述的压紧装置100总体上包括支撑构件1、压紧臂2、第一驱动组件8、锁定组件5以及第二驱动组件7。 [0035] 支撑构件1基本上在第一方向上X(例如水平方向)延伸。支撑构件1具有细长形状。支撑构件1包括在第一方向X上彼此相对的第一端101和第二端102以及在垂直于第一方向X的第二方向Y上彼此相对的第一侧111和第二侧112。支撑构件1可以用于支撑压紧装置100的其它部件。 [0036] 压紧臂2被连接到支撑构件1的第一端101。压紧臂2能够相对于支撑构件1在闭合状态和打开状态之间旋转。在图3中，压紧臂2被图示为在闭合状态。压紧臂2的打开状态在图5中示出，其将在以下段落中详细描述。 [0037] 如图3所示，当压紧臂2在闭合状态时，在压紧臂2和支撑构件1之间形成用于接收工件200的空间40。以此方式，如图1所示，压紧装置100可以被布置在工件200周围，以便向下压紧工件200，并且从而将工件200固定到工作台300上。 [0038] 为了驱动压紧臂2相对于支撑构件1旋转，第一驱动组件8被布置在支撑构件1的第一侧111上以推动或拉动压紧臂2。以此方式，第一驱动组件8可以驱动压紧臂2相对于支撑构件1在闭合状态与打开状态之间旋转。 [0039] 如图3所示，锁定组件5被布置在支撑构件1的第一侧111上靠近支撑构件1的第二端102。锁定组件5被配置为当压紧臂2在闭合状态时锁定压紧臂2。当压紧臂2被锁定组件5锁定时，压紧臂2将无法相对于支撑构件1旋转。 [0040] 第二驱动组件7被联接到支撑构件1的第二侧112，并被配置为驱动支撑构件1在第二方向Y上移动。如图1和图3所示，当第二驱动组件7驱动支撑构件1在第二方向Y上向下移动时，压紧臂2可以向下压紧工件200，且从而将工件200固定到工作台300上。相反，当第二驱动组件7驱动支撑构件1在第二方向Y上向上移动时，压紧臂2可以释放工件200。 [0041] 由于支撑构件1和压紧臂2在第一方向X上延伸，所以压紧装置100可以为工作台300上的工件200提供长距离压缩。此外，施加到工件200上的力可以均匀分布，使得压缩是稳定的。此外，压紧装置100具有紧凑的结构，减小了所占用的空间。 [0042] 图4图示了根据本公开的实施例的压紧装置100的前视图，其中压紧臂2在闭合状态。图5图示了根据本公开的实施例的压紧装置100的前视图，其中压紧臂2在打开状态。 [0043] 在一些实施例中，如图3‑图5所示，支撑构件1包括细长支撑板11和第一连接构件12。细长支撑板11基本上在第一方向X上延伸。第一连接构件12在支撑构件1的第一端101处被联接到细长支撑板11。利用这些实施例，细长支撑板11和第一连接构件12可以被单独制造，并且然后彼此组装在一起。以此方式，易于制造支撑构件1，减少了支撑构件1的制造成本。 [0044] 应当理解的是，在其它实施例中，支撑构件1可以被一体地形成或具有其它结构，只要支撑构件1基本上在第一方向上延伸。本公开的范围并不旨在限制于该方面。 [0045] 在一些实施例中，如图3‑图5所示，压紧臂2包括第一臂21和第二臂22。第一臂21经由第一旋转轴91被联接到支撑构件1的第一端101。第二臂22被联接到第一臂21。第一臂21和第二臂22可以被一体形成或以各种方式组装在一起。 [0046] 如图3和图4所示，当压紧臂2在闭合状态时，第二臂22基本上在第一方向X上延伸。第二臂22包括面向支撑构件1的第一侧111的第三侧221和与第三侧221相对的第四侧222。 [0047] 如图5所示，当压紧臂2在打开状态时，第二臂22基本上在第二方向Y上延伸。应当理解的是，在其它实施例中，当压紧臂2在打开状态时，第二臂22可以在与第二方向Y不同的方向上延伸。例如，当压紧臂2在打开状态时，第二臂22可以倾斜地延伸。 [0048] 在一些实施例中，如图4和图5所示，压紧臂2还包括被布置在第二臂22的第三侧221上的多个压紧块25。压紧块25被并排布置在第二臂22上，以当压紧臂2在闭合状态时压紧工件200的不同位置。利用这些实施例，压紧块25可以将均匀的压力施加到工件200上，使得工件200可以被稳定地固定。 [0049] 在一些实施例中，如图4和图5所示，压紧臂2还包括多个垫片26。每个垫片26被布置在第二臂22的第三侧221和相应的压紧块25之间。每个垫片26的高度是可调节的，使得从第二臂22突出的压紧块25的高度可以根据工件200的厚度来调节。以此方式，可以消除不同工件200之间的厚度公差，使得工件200可以被牢固地压紧。此外，利用这种布置，可以有效地控制工件200在焊接之后的变形。 [0050] 在一些实施例中，如图4和图5所示，压紧臂2还包括第一定位构件24，该第一定位构件24被布置在第二臂22的第三侧221上的。压紧装置100还包括第二定位构件61，该第二定位构件61被布置在支撑构件1的第一侧111上靠近支撑构件1的第二端102。第二定位构件61被配置为当压紧臂2在闭合状态时支撑第一定位构件24。换句话说，当压紧臂2在闭合状态时，第二定位构件61与第一定位构件24对齐并且与第一定位构件24接触，以便支撑第一定位构件24并且因此支撑压紧臂2。当压紧臂2被锁定组件5锁定时，用于接收工件200的空间40可以具有稳定的形状。 [0051] 在一些实施例中，如图4和图5所示，压紧装置100还包括被布置在第二定位构件61上的缓冲构件62。缓冲构件62被配置为当压紧臂2从打开状态切换到闭合状态时缓冲第二臂22。缓冲构件62可以包括弹簧或其它类型的缓冲部件。利用这些实施例，当压紧臂2从打开状态切换到闭合状态时，缓冲构件62可以向压紧臂2施加缓冲力，减小压紧臂2在第二定位构件61上的冲击。 [0052] 在一些实施例中，如图4和图5所示，第一驱动组件8包括安装基座80、第一驱动构件81和第二连接构件82。安装基底80被布置在支撑构件1的第一侧111上。第一驱动构件81经由第二旋转轴92被布置在安装基座80上，并且包括能够在延伸状态和缩回状态之间切换的驱动轴811。如图4所示，当驱动轴811在缩回状态时，压紧臂2在闭合状态。如图5所示，当驱动轴811在延伸状态时，压紧臂2在打开状态。当压紧臂2在闭合状态和打开状态之间旋转时，第一驱动构件81可以围绕第二旋转轴92相对于安装基座80旋转。第二连接构件82被布置在驱动轴811上并且经由第三旋转轴93被联接到压紧臂2的第三连接构件23。当压紧臂2在闭合状态和打开状态之间旋转时，第一驱动构件81可以相对于安装基座80旋转。利用这些实施例，第一驱动构件81可以驱动压紧臂2在闭合状态和打开状态之间精确且可靠地旋转。 [0054] 应当理解的是，在其它实施例中，第一驱动组件8可以具有其它结构，只要第一驱动组件8可以驱动压紧臂2相对于支撑构件1旋转即可。 [0055] 在一些实施例中，如图4和图5所示，第二驱动组件7包括第二驱动构件72、引导轴70和刷71。第二驱动构件72被联接到支撑构件1的第二侧112，并且被配置来驱动支撑构件1移动。引导轴70被联接到支撑构件1的第二侧112。刷71围绕引导轴70。引导轴70可以相对于刷71在第二方向Y上移动。刷71可以由支架(未示出)支撑。利用这些实施例，第二驱动构件 72可以驱动支撑构件1移动。同时，引导轴70和刷71可以确保支撑构件1在第二方向Y上移动。 [0056] 在一些实施例中，第二驱动构件72包括油缸，例如薄油缸。在其它实施例中，第二驱动构件72可以包括其他类型的驱动装置，例如气动马达。本公开的范围并不旨在限制于该方面。 [0057] 在一些实施例中，如图4和图5所示，第二驱动组件7可以包括两组第二驱动构件72、引导轴70和刷71。第一组第二驱动构件72、引导轴70和刷71被布置靠近支撑构件1的第一端101。第二组第二驱动构件72、引导轴70和刷71被布置成靠近支撑构件1的第二端102。 利用两组第二驱动构件72、引导轴70和刷71，可以进一步改进支撑构件1的移动的稳定性和可靠性。 [0058] 应当理解的是，在其它实施例中，第二驱动组件7可以具有其它结构，只要第二驱动组件7可以驱动支撑构件1在第二方向Y上移动即可。 [0059] 在一些实施例中，如图4和图5所示，锁定组件5包括第三驱动构件51和锁定构件52。第三驱动构件51被布置在支撑构件1的第一侧111上靠近支撑构件1的第二端102。锁定构件52被配置为当压紧臂2在闭合状态时由第三驱动构件51驱动以锁定压紧臂2。利用这些实施例，当压紧臂2在闭合状态时，第三驱动构件51可以驱动锁定构件52以可靠地锁定压紧臂2。 [0060] 在一些实施例中，第三驱动构件51包括油缸，例如杠杆缸(lever cylinder)。在其它实施例中，第三驱动构件51可以包括其它类型的驱动装置，例如气动马达。本公开的范围并不旨在限制于该方面。 [0061] 应当理解的是，在其它实施例中，锁定组件5可以具有其它结构，只要锁定组件5可以当压紧臂2在闭合状态时锁定压紧臂2即可。 [0062] 在下文中，将参照图4和图5详细描述压紧装置100的操作。 [0063] 如图4所示，第一驱动组件8的驱动轴811在缩回状态，使得压紧臂2在闭合状态。此时，第一定位构件24由第二定位构件61支撑，并且压紧臂2由锁定组件5锁定。第二驱动组件7可以驱动支撑构件1向下移动，使得压紧臂2压紧布置在空间40中的工件200。以此方式，工件200可以被固定到工作台300上，用于进一步的处理，例如焊接。 [0064] 为了在处理完成之后释放工件200，第二驱动组件7可以驱动支撑构件1向上移动，使得压紧臂2不压紧工件200。然后，如图5所示，锁定组件5解锁压紧臂2，并且第一驱动组件8的驱动轴811从缩回状态转变为延伸状态，使得压紧臂2在打开状态。此时，可从工作台300取出工件200。 [0065] 发明人发现，通过以这种工件固定方式焊接而实现的电池托盘的表面轮廓公差可达到约3mm或甚至更小。因此，根据本公开的实施例的压紧装置100适合于在摩擦搅拌焊接期间固定电池托盘的工件。 |
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