確保強迫對流流場均勻的蜂窩板多點點焊機的裝配方法與流程

確保強迫對流流場均勻的蜂窩板多點點焊機的裝配方法本申請是以下發明專利申請的分案申請：申請日：2014年8月6日；申請號：201410383599.1；發明創造名稱：確保強迫對流流場均勻的蜂窩板的多點點焊機。技術領域本發明屬于機械產品加工工藝的技術領域，涉及機械產品加工設備，更具體地，本發明涉及一種確保強迫對流流場均勻的蜂窩板多點點焊機的裝配方法。

背景技術：
近年來，隨著國內外對于高速風洞的建設需求，具有風阻小、流場均勻，且由金屬蜂窩狀結構組成的通風窗口應用越來越多。這種蜂窩狀通風窗被稱為蜂窩窗。如圖6、圖7和圖8所示，蜂窩窗由外框30和蜂窩板31組成。根據需要，這些窗口由尺寸不同的六角蜂窩狀網格組成，網格材料為約0.1mm左右厚，13mm左右寬的軟磁鋼帶或特殊的不銹鋼帶。網格尺寸的精度直接影響蜂窩板的產品質量。工裝中的剪切、成形，焊接準確度，切割工序中出現的毛刺、縫隙、焊接飛濺等都將決定產品的性能。由于蜂窩板產品的精度要求高，因此必須使用專用高精度設備。蜂窩板生產的工藝順序為：將軟磁鋼帶剪切成標準寬度的窄鋼帶；將窄鋼帶滾壓成半蜂窩狀的齒條；將齒條整形并定長度切斷；將半蜂窩狀齒條焊接成蜂窩板；將蜂窩板切割到尺寸；將蜂窩板裝入邊框并與其焊接。蜂窩板的系列生產設備主要分為：鋼帶剪切、半蜂窩滾齒成型、半蜂窩齒條整形切斷、蜂窩板焊接、蜂窩板切割和觀察窗焊接成型等設備。由于蜂窩板生產工藝的特殊性，國內國外均無此類產品生產設備的介紹。確保強迫對流流場均勻的蜂窩板是由一片片半蜂窩狀鋼帶依次焊接而成型的。鑒于蜂窩板對六角蜂窩孔的形狀和尺寸要求較高，焊接方式采用焊接變形較小的點焊。按要求在每個六角邊的波谷面上點焊兩個點，即第一次焊點28和第二次焊點29。如圖1和圖2所示，為兩片半蜂窩狀鋼帶焊點位置示意圖。其中，每波谷面上兩焊點的距離約6～7mm，焊點直徑約1mm；兩波谷之間的第一次焊點28和第二次焊點29交錯分布；兩波谷之間的焊點的間距約5～6mm。通常的點焊設備的工作原理為：用兩個焊頭將被焊接的兩片金屬材料夾在中間，以兩焊頭為正負極瞬時輸入低電壓的大電流使兩片金屬材料的局部融合。確保強迫對流流場均勻的蜂窩板定位支撐也就是負極輸出點焊頭，它是插入一排六角孔中的梳狀結構，尺寸較小。加之其材料為黃銅，雖然導電性能好，但是剛性不足，在遇側向大負載時易變形。這樣就給點焊頭的設計提出了難度。因為點焊的前提是利用側向力將兩片半蜂窩狀鋼帶擠緊后融接。因此，側向力大小的控制將成為關鍵。自動點焊機的焊接方法是點焊頭在半蜂窩狀鋼帶的第一個波谷處上下點焊兩點后再移至第二波谷重復點焊，以此類推。在這過程中，點焊頭需要重復完成前進、縮回，上下移動，左右移動等動作。這種焊接方式具有焊點定位準確、勞動強度低等優點。但是，盡管是在自動控制最省時間的情況下，由于其動作復雜造成耗時很長、生產效率不高。提高焊接效率的唯一辦法是一次動作可以完成多點焊接。綜合以上要求，在應用精確的焊接定位機構基礎上，需要用特殊的點焊機構來完成整個多點同時焊接過程。這種特殊的焊接設備在目前的市場上還沒有成熟產品，也沒有任何相應的技術公開。

技術實現要素：
本發明提供一種確保強迫對流流場均勻的蜂窩板的多點點焊機的裝配方法，其目的是在保證質量的基礎上，大大提高蜂窩板產品生產效率。為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：本發明的確保強迫對流流場均勻的蜂窩板的多點點焊機，包括焊件定位機構和焊頭驅動機構，焊頭設在所述的焊頭驅動機構上；所述的蜂窩板由半蜂窩狀鋼帶焊接構成，所述的焊件定位機構設有定位機構導桿和定位機構導套，所述的定位機構導桿與定位機構導套為滑動配合；所述的焊頭驅動機構設有驅動機構導桿和驅動機構導套，所述的驅動機構導桿和驅動機構導套為滑動配合；所述的定位機構導桿和驅動機構導桿互相垂直。所述的焊件定位機構設有手動定位結構，所述的手動定位結構包括手動定位銷、手動定位塊和手動定位座，所述的手動定位座設在固定的機座上；所述的手動定位塊設在焊件定位機構的運動體上，在焊接的狀態下，所述的手動定位銷插入手動定位塊和手動定位座的定位孔中。所述的焊頭的數量為兩個或兩個以上，安裝在滑動焊頭塊中，通過螺釘將焊頭緊固在滑動焊頭塊上。所述的滑動焊頭塊設有焊頭伸出量的調節結構。所述的焊頭驅動機構設置焊頭組件，所述焊頭組件的結構為：在每個滑動焊頭塊前后分別鑲入前導向桿和后導向桿，在每個后導向桿上套裝壓簧；將前導向桿分別插入前導向板對應的孔中、后導向桿分別插入后導向板對應的孔中；用兩個焊頭定位板將前導向板和后導向板連接裝配。所述的焊頭驅動機構設置橫向驅動機構，所述橫向驅動機構的結構為：所述的焊頭組件用螺釘裝在橫向滑板上，并在橫向滑板上設置手柄；橫向滑板設在縱向滑板上；在所述的縱向滑板上設置限位銷，在縱向滑板的反面裝入兩個驅動機構滑塊，同時壓入四個驅動機構導套；將橫向滑板上的腰形孔套入縱向滑板上的限位銷，再在縱向滑板的前后端各安裝一個滑動擋塊；然后，在縱向滑板的背面裝入連接塊，將手動夾鉗與連接塊連接；最后，在驅動機構導套孔內套入兩根驅動機構導桿，在驅動機構導桿的兩端裝入四個驅動機構導桿支撐座；將驅動機構導桿支撐座和手動夾鉗用螺釘安裝在工作臺面上。以上所述的蜂窩板多點點焊機的裝配方法的過程是：在焊接定位機構底部裝入四個定位機構導套固定座并分別壓入定位機構導套；在定位機構導套內分別套入兩根定位機構導桿，再在其兩端分別套裝定位機構導桿支撐座；將四個定位機構導桿支撐座裝入工作臺面，組成可橫向來回滑動的焊接定位機構；將二十根焊頭分別裝入滑動焊頭塊，調整焊頭的伸出長度后用螺釘將焊頭鎖死；在每個滑動焊頭塊后部鑲入的兩根導向桿上套入一個壓簧后，將前導向桿分別插入前導向板對應的孔中、后導向桿分別插入后導向板對應的孔中；用兩個焊頭定位板將前導向板和后導向板連接裝配，至此，完成焊頭組件裝配；將組裝好的焊頭組件用螺釘裝入橫向滑板，并在橫向滑板上裝入手柄；在縱向滑板上裝入限位銷，再在其反面裝入兩個驅動機構滑塊，同時壓入四個驅動機構導套；將橫向滑板上的腰形孔套入縱向滑板上的限位銷，再在縱向滑板的前后端各安裝一個滑動擋塊；然后，在縱向滑板的背面裝入連接塊，將手動夾鉗與連接塊連接；在驅動機構導套孔內套入兩根驅動機構導桿，在驅動機構導桿的兩端裝入四個驅動機構導桿支撐座；將驅動機構支撐座和手動夾鉗用螺釘安裝在工作臺面上；在焊接定位機構的左前端裝入手動定位塊，在工作臺面上裝入四個手動定位座；將焊接定位機構滑移至原始位置，在手動定位塊中插入手動定位銷；最后，在二十個滑動焊頭塊上分別裝入正極輸入線，裝配完成。本發明采用上述技術方案的焊接定位機構，利用兩套直線軸承滑動系統和一套手動滑板系統，完成對半蜂窩狀鋼帶間的多點點焊連接；設備生產效率高，焊點位置均勻美觀；采用彈性點焊頭設計，解決了小間距、大密度焊點負極支撐的易變形問題；采取多焊頭獨立供電，解決了焊點均勻性問題；通過調整點焊頭伸出長度，可以微調焊點預壓力。附圖說明附圖所示內容及圖中標記的簡要說明如下：圖1為半蜂窩狀鋼帶焊接后的結構示意圖圖2為圖1所示結構的俯視示意圖(焊點位置)；圖3為本發明的結構示意圖；圖4為圖3所示結構的左視圖；圖5為圖3所示結構的俯視圖；圖6為蜂窩窗的正面視圖；圖7為圖6所示結構的俯視圖；圖8為蜂窩結構局部放大的視圖。圖中標記為：1、焊件定位機構，2、焊頭，3、前導向板，4、滑動焊頭塊，5、正極輸入線，6、壓簧，7、后導向板，8、限位銷，9、手柄，10、橫向滑板，11、縱向滑板，12、定位機構導桿，13、定位機構導桿支撐座，14、手動定位銷，15、手動定位塊，16、手動定位座，17、驅動機構導桿支撐座，18、驅動機構導桿，19、驅動機構導套，20、驅動機構滑塊，21、連接塊，22、手動夾鉗，23、滑動擋塊，24、焊頭定位板，25、定位機構導套固定座，26、定位機構導套，27、半蜂窩狀鋼帶，28、第一次焊點，29、第二次焊點，30、外框，31、蜂窩板。具體實施方式下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明，以幫助本領域的技術人員對本發明的發明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。通過對現有技術的分析，提出本發明的改進應具有以下特點和要求：1、在對兩片半蜂窩狀鋼帶27精確定位的基礎上，同時在兩片重合的多個波谷上進行點焊以提高生產效率；2、不能由于焊接時的擠壓造成梳狀定位指的變形；每個焊頭2應具有側向大阻力縮回功能，同時保證每個焊頭2之間相互絕緣；3、焊點直徑約為1mm；焊點均勻，不能有焊接飛濺；4、點焊頭作為易損件可以方便更換。多點焊接的基本思路是按焊點分布要求，將焊頭2排成兩排，兩排之間的間距正好是谷面上兩焊點的距離。兩排焊頭同時到位、同時焊接。為了達到上述要求，要解決的技術問題是：其一，為了保證多點同時焊接焊點的均勻性，就必須給每個點焊頭單獨供電。由于低電壓大電流的點焊原理，決定了每個點焊頭的供電線截面較大。這樣多點同時焊接合在一起的供電線將是很大體積，造成多點組合焊頭的長距離移動是不可能的。在這種情況下只有選擇焊接定位機構作長距離移動，多點組合焊頭只做短距離小范圍移動。另外，蜂窩板的焊接如圖1和圖2所示，焊點密間距小。在保證每個焊頭具有側向大阻力縮回功能的前提下，同時保證每個焊頭之間的相互絕緣將是設計重點。其二，由于兩波谷之間的間距只有5～6mm，在如此狹小的距離內設計焊頭，還需要扣除焊頭間的絕緣間隙，很難保證焊接時足夠的輸入功率。解決這一難題的方法是讓每排焊頭間隔波谷點焊，上下焊頭錯位(如圖2)。如圖1和圖2所示：每個波谷上的兩焊點分別是第一次焊點28、第二次焊點29。即：上面一排焊頭順序對應的是1、3、5、7、9、……號波谷，下面一排焊頭順序對應的是2、4、6、8、10……號波谷。這樣，當第一次點焊完成后，將整個焊頭組件平移一個波谷位置進行第二次點焊，就會將焊點布滿。其三，在每個焊頭后部增加彈性機構，可以保證焊頭既能夾緊兩片半蜂窩狀鋼帶焊接，又不至于使定位支撐受力變形。綜合以上的設計思想，得出以下發明構思：1、設計一個焊頭組件，將多個(本發明為20個)焊頭分兩排排列；每排焊頭間隔波谷點焊，上下焊頭錯位；2、將焊頭組件設計在一個點焊滑臺上，點焊滑臺在兩套直線軸承系統上前后滑動，完成點焊與松開動作；3、在焊頭組件的點焊滑臺上再設計一個重疊的橫向錯位滑臺，滑動距離為半蜂窩狀鋼帶27的兩波谷的間距；錯位滑臺左右移動到位，配合點焊滑臺工作，通過兩次焊接可以將波谷上的焊點焊滿；4、在整個焊接定位機構的底部設計兩套直線軸承系統，使其可以長距離橫向移動；在每一組焊點換位位置設置定位點，通過手動定位銷定位，完成每組焊點換位。5、為每個焊頭設計彈性縮回機構，吸收多余側向負載。如圖3至圖5所示的結構，是本發明的確保強迫對流流場均勻的蜂窩板的多點點焊機，包括焊件定位機構1和焊頭驅動機構，焊頭2設在所述的焊頭驅動機構上；所述的蜂窩板31由半蜂窩狀鋼帶27焊接構成。為了解決現有技術存在的問題并克服其缺陷，實現在保證質量的基礎上，大大提高蜂窩板產品生產效率的發明目的，本發明采取的技術方案為：如圖3至圖5所示，本發明的確保強迫對流流場均勻的蜂窩板的多點點焊機，其中的焊件定位機構1設有定位機構導桿12和定位機構導套26，所述的定位機構導桿12與定位機構導套26為滑動配合；所述的焊頭驅動機構設有驅動機構導桿18和驅動機構導套19，所述的驅動機構導桿18和驅動機構導套19為滑動配合；所述的定位機構導桿12和驅動機構導桿18互相垂直。本發明采用焊接定位機構，利用兩套直線軸承滑動系統和一套手動滑板系統，完成了對半蜂窩狀鋼帶27之間的多點點焊連接；設備生產效率高，焊點位置均勻美觀。所述的焊件定位機構1設有手動定位結構，所述的手動定位結構包括手動定位銷14、手動定位塊15和手動定位座16，所述的手動定位座16設在固定的機座上；所述的手動定位塊15設在焊件定位機構1的運動體上，在焊接的狀態下，所述的手動定位銷14插入手動定位塊15和手動定位座16的定位孔中。所述的焊頭2的數量為兩個或兩個以上，安裝在滑動焊頭塊4中，通過螺釘將焊頭2緊固在滑動焊頭塊4上。滑動焊頭塊4的材料為黃銅，保證了它前端鎖定的焊頭和它后端鎖緊的正極輸入線5的良好導通。所述的滑動焊頭塊4設有焊頭伸出量的調節結構。通過調整點焊頭伸出長度，可以微調焊點預壓力。所述的焊頭驅動機構設置焊頭組件，所述焊頭組件的結構為：在每個滑動焊頭塊4前后分別鑲入前導向桿和后導向桿，在每個后導向桿上套裝壓簧6；將前導向桿分別插入前導向板3對應的孔中、后導向桿分別插入后導向板7對應的孔中；用兩個焊頭定位板24將前導向板3和后導向板7連接裝配。在滑動焊頭塊4前端鉚接了一根鋼制的導向桿，后端鉚接了兩根鋼制導向桿。在二十個滑動焊頭塊4后端導向銷上分別套上壓簧6后，分兩排分別套入前導向板3和后導向板7對應的導向孔中，再一左一右用兩個焊頭定位板24將前導向板3和后導向板7連接起來。彈性點焊頭設計，解決了小間距、大密度焊點負極支撐的易變形問題。前導向板3和后導向板7的材料為絕緣材料，只是在每個導向孔處鑲了鋼套，這樣既保證了每個滑動焊頭塊4之間的絕緣性能，又保證了其來回動作的滑動性能。多焊頭獨立供電，解決了焊點均勻性問題。上下兩排滑動焊頭塊4的交錯裝配，既避免了上下焊頭的干涉，又讓出了正極輸入線5的裝配空間。所述的焊頭驅動機構設置橫向驅動機構，所述橫向驅動機構的結構為：所述的焊頭組件用螺釘裝在橫向滑板10上，并在橫向滑板10上設置手柄9；橫向滑板10設在縱向滑板11上；在所述的縱向滑板11上設置限位銷8，在縱向滑板11的反面裝入兩個驅動機構滑塊20，同時壓入四個驅動機構導套19；將橫向滑板10上的腰形孔套入縱向滑板11上的限位銷8，再在縱向滑板11的前后端各安裝一個滑動擋塊23；然后，在縱向滑板11的背面裝入連接塊21，將手動夾鉗22與連接塊21連接；最后，在驅動機構導套19孔內套入兩根驅動機構導桿18，在驅動機構導桿18的兩端裝入四個驅動機構導桿支撐座17；將驅動機構導桿支撐座17和手動夾鉗22用螺釘安裝在工作臺面上。焊頭組件的X方向運動機構設計為錯位滑臺。橫向滑板10在前后兩個滑動擋塊23的限制下，只能在縱向滑板11的平面上做X方向運動。而限位銷8的限位決定了橫向滑板10最大運動距離。該距離正好是半蜂窩狀鋼帶兩波谷之間的距離。下面具體介紹本發明的裝配、調整方法及工作原理：本發明的裝配過程：在焊接定位機構1底部裝入四個定位機構導套固定座25并分別壓入定位機構導套26；在定位機構導套26內分別套入兩根定位機構導桿12，再在其兩端分別套裝定位機構導桿支撐座13；將四個定位機構導桿支撐座13裝入工作臺面，組成可橫向來回滑動的焊接定位機構；將二十根焊頭2分別裝入滑動焊頭塊4，調整焊頭2的伸出長度后用螺釘將焊頭2鎖死；在每個滑動焊頭塊4后部鑲入的兩根導向桿上套入一個壓簧6后，將前導向桿分別插入前導向板3對應的孔中、后導向桿分別插入后導向板7對應的孔中；用兩個焊頭定位板24將前導向板3和后導向板7連接裝配，至此，完成焊頭組件裝配；將組裝好的焊頭組件用螺釘裝入橫向滑板10，并在橫向滑板10上裝入手柄9；在縱向滑板11上裝入限位銷8，再在其反面裝入兩個驅動機構滑塊20，同時壓入四個驅動機構導套19；將橫向滑板10上的腰形孔套入縱向滑板11上的限位銷8，再在縱向滑板11的前后端各安裝一個滑動擋塊23；然后，在縱向滑板11的背面裝入連接塊21，將手動夾鉗22與連接塊21連接；在驅動機構導套19孔內套入兩根驅動機構導桿18，在驅動機構導桿18的兩端裝入四個驅動機構導桿支撐座17；將驅動機構支撐座17和手動夾鉗22用螺釘安裝在工作臺面上；在焊接定位機構1的左前端裝入手動定位塊15，在工作臺面上裝入四個手動定位座16；將焊接定位機構1滑移至原始位置，在手動定位塊15中插入手動定位銷14；最后，在二十個滑動焊頭塊4上分別裝入正極輸入線5，裝配完成。本發明的調整方法：擰松任何一個滑動焊頭塊4上的鎖緊螺釘，可以更換焊頭2，也可以調整焊頭2的伸出長度。焊頭2的伸出長度大，將增加點焊時焊頭2對兩片半蜂窩狀鋼帶27的擠壓力；焊頭2伸出長度小，將減少點焊時焊頭2對兩片半蜂窩狀鋼帶27的擠壓力。點焊時，焊頭2對兩片半蜂窩狀鋼帶27擠壓力的大小，決定了焊點的融接程度及美觀。點焊擠壓力調整原則是：在焊點達到要求的前提下，盡量減小擠壓力。理論上每個焊頭的擠壓力不要大于2牛頓。本發明的工作原理：本發明設計了焊接定位機構、焊頭組件三個方向的運動機構。圖3顯示的是X、Z方向；圖4顯示的是Y、Z方向；圖5顯示的是X、Y方向。其中，焊接定位機構的運動方向是水平X方向。其特點是運動距離長，可以運動整個最寬蜂窩板距離。焊頭組件可以有X、Y兩個運動方向，Y方向為點焊動作方向，X方向是錯位波谷移動方向。本發明的操作方法是：首先，將被焊接的半蜂窩狀鋼帶27在焊接定位機構中定位、固定。左手握手柄9，將焊頭組件拉至左邊極限位置；右手握手動夾鉗22手柄，向前推動焊頭組件至擠緊位置；腳踩腳踏開關，進行第一組焊接；然后，右手握手動夾鉗22手柄向后拉動焊頭組件至完全松開位置；再將左手的手柄9向右推至極限位置，讓焊頭組件形成波谷錯位；再用右手握手動夾鉗22手柄向前推動焊頭組件至擠緊位置；腳踩腳踏開關，完成第二組焊接；松開腳踏開關，將動焊頭組件拉動回位，至此，二十個波谷的四十個焊點全部焊接完成；最后，拔出手動定位銷14，用手從左至右拖動焊接定位機構到第二定位點，插入手動定位銷14；重復以上動作，可以對第二批四十個焊點進行焊接。上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。