夹紧机构、焊接机、夹紧力的控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种夹紧机构、焊接机、夹紧力的控制方法及装置，其中，该夹紧机构包括：工作台，设置在焊接机的机架上；一个或多个力传感器，设置在工作台上，检测待焊接工件之间的夹紧力；执行机构，与力传感器相连接，推动力传感器和工作台往返运动；运动控制器，根据上述一个或多个力传感器反馈的夹紧力的信号，控制工作台的运动位移，以控制待焊接工件之间的夹紧力的大小，其中，运动控制器根据上述信号控制执行机构来调节工作台的运动位移。本发明专利技术解决了相关技术中无法实现微小夹紧力进行焊接的问题，从而实现了采用微小夹紧力进行焊接的工艺要求，提高了焊接的质量。

Control method and device of clamping mechanism, welding machine and clamping force

【技术实现步骤摘要】
夹紧机构、焊接机、夹紧力的控制方法及装置
本专利技术涉及焊接领域，具体而言，涉及一种夹紧机构、焊接机、夹紧力的控制方法及装置。
技术介绍
激光焊接塑料技术是应用于热塑性塑料焊接的一种技术。其工作原理是：对于一种波长的激光，它能够透过有些种类的塑料，如果在这些塑料中增加一些元素，例如碳等，能够使激光不能透过这些塑料，激光的能量被这些材料吸收。将能够透过这种激光的塑料工件和不能透过这种激光的塑料工件贴合在一起，从能透过激光的塑料工件一侧照射激光，在两个工件的接触面上，就会产生热量，熔化接触面，从而将两个工件焊接在一起。随着科技的发展，在激光塑料焊接领域，焊接的工件的种类不断扩展。工件的外形越来越小巧，越来越轻薄。为了能够焊接这种轻薄小巧的工件，要求焊接机能够控制的夹紧力也越来越小，力的控制精度也越来越高。有些焊接工件要求的夹紧力范围仅为1-10牛顿，精度要求，在1牛顿的力的设定值上，实际力的偏差要在±10％(即±0.1牛顿)以内。这是以前的塑料焊接机无法实现的夹紧力控制精度。相关技术中的激光焊接机，其控制工件上下运动的机架1、升降执行器2、底座3如附图1所示，其执行器是气缸，气缸的气压通过手动调压阀或比例调压阀控制，气缸的上下运动逻辑通过电磁换向阀来控制，气动原理图如附图2所示。气缸输出端一般安装有力传感器，用于检测实际夹紧力。在力传感器后端，安装有推动上模向下运动的滑块，滑块由导轨导向，图3是相关技术中气动结构的示意图，如图3所示，包括推动上模的滑块31，其上设置有力传感器32、推动上模的滑块31与导轨34相连接，力传感器32与气缸35相连接。如上所述的气缸方案，夹紧力的控制是由气压控制的，由于气缸内部有固有的滑动摩擦阻力，另外，在推动滑块向下运动时，需要克服导轨和滑块之间的摩擦力，因此，气压必须调节至大于气缸摩擦力加上导轨摩擦力，气缸才能推出。由于摩擦力是非线性的，静摩擦力较大，动摩擦力较小，因此初始推力必然大于静摩擦力，最后合模时，夹紧力无法控制得很小，一般最小也要几十牛顿，由于摩擦力会受温度等影响，因此夹紧力的控制精度也不会太好。采用相关技术中的方案，无法用于微小塑料件的焊接，因为这些小的塑料件，夹紧力稍大就会变形或压坏。针对相关技术中的无法实现微小夹紧力进行焊接问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的一个实施方式提供一种夹紧机构、焊接机、夹紧力的控制方法及装置。一方面，提供了一种夹紧机构，位于焊接机，包括：工作台，设置在所述焊接机的机架上；一个或多个力传感器，设置在所述工作台上，检测待焊接工件之间的夹紧力；执行机构，与所述力传感器相连接，推动所述力传感器和所述工作台往返运动；运动控制器，根据所述一个或多个力传感器反馈的所述夹紧力的信号，控制所述工作台的运动位移，以控制所述待焊接工件之间的夹紧力的大小，其中，所述运动控制器根据所述信号控制所述执行机构来调节所述工作台的运动位移。优选地，还包括：位移传感器，用于检测所述执行机构运动的位移；伺服驱动器，与所述运动控制器通信，根据所述运动控制器发出的位移给定信号和所述位移传感器的实际位移信号，控制所述执行机构的运动位移和/或步进位移。优选地，所述执行机构包括：伺服电机，所述伺服电机包括以下之一：直线电机、伺服电动缸、线性模组。优选地，所述一个或多个力传感器，设置在工作台的上表面和/或所述工作台的下表面。优选地，还包括：导轨，所述执行机构沿着所述导轨运动，且所述导轨与所述工作台之间有预设距离的间隙。优选地，其特征在于，所述一个或多个力传感器的检测范围的面积大于或等于所述工作台的面积。优选地，所述工作台上设置有非接触式焊接深度传感器。优选地，所述运动控制器的执行周期小于或等于1毫秒。优选地，所述位移传感器的分辨率小于或等于1微米。优选地，所述伺服驱动器和所述运动控制器集成设置，或者所述伺服驱动器和所述运动控制器通过工业总线进行通信。优选地，所述执行机构包括：直线电机或伺服电机。另一方面，本专利技术的一个实施方式还提供一种焊接机，包括上述的夹紧机构。另一方面，本专利技术的一个实施方式还提供一种夹紧力的控制方法，包括：焊接机的运动控制器接收一个或多个力传感器反馈的夹紧力的信号；所述运动控制器控制所述焊接机的工作台的运动位移，以控制所述焊接机的待焊接工件之间的夹紧力的大小，其中，所述运动控制器根据所述信号控制焊接机的执行机构来调节所述工作台的运动位移。优选地，在所述焊接机的运动控制器接收一个或多个力传感器反馈的夹紧力的信号之前，还包括：设置在所述工作台上的一个或多个力传感器，检测待焊接工件之间的夹紧力。优选地，在所述运动控制器控制所述焊接机的工作台的运动位移之后，还包括：所述执行机构，与所述力传感器相连接，用于推动所述力传感器和所述工作台往返运动。优选地，在所述运动控制器控制所述焊接机的工作台的运动位移之后，还包括：位移传感器检测所述执行机构运动的位移；伺服驱动器与所述运动控制器通信，根据所述运动控制器发出的位移给定信号和所述位移传感器的实际位移信号，控制所述执行机构的运动位移和/或步进位移。优选地，所述一个或多个力传感器，设置在所述工作台的上表面和/或所述工作台的下表面。优选地，所述执行机构沿着导轨运动，且所述导轨与所述工作台之间有预设距离的间隙。优选地，所述一个或多个力传感器的检测范围的面积大于或等于所述工作台的面积。优选地，所述工作台上设置有非接触式焊接深度传感器。优选地，所述运动控制器的执行周期小于或等于1毫秒。优选地，所述位移传感器的分辨率小于或等于1微米。优选地，所述伺服驱动器和所述运动控制器集成设置；或者，所述伺服驱动器和所述运动控制器通过工业总线进行通信。另一方面，还提供了一种夹紧力的控制装置，位于焊接机，包括：运动控制器，用于接收一个或多个力传感器反馈的夹紧力的信号；所述运动控制器，还用于控制所述焊接机的工作台的运动位移，以控制所述焊接机的待焊接工件之间的夹紧力的大小，其中，所述运动控制器根据所述信号控制焊接机的执行机构来调节所述工作台的运动位移。优选地，一个或多个力传感器，设置在所述工作台上，用于检测待焊接工件之间的夹紧力。优选地，所述执行机构，与所述力传感器相连接，用于推动所述力传感器和所述工作台往返运动。优选地，上述装置还包括：位移传感器，用于检测所述执行机构运动的位移；伺服驱动器，与所述运动控制器通信，用于根据所述运动控制器发出的位移给定信号和所述位移传感器的实际位移信号，控制所述执行机构的运动位移和/或步进位移。本专利技术提供的技术方案，采用设置有力传感器的工作台，运动控制器根据一个或多个力传感器发出的夹紧力的信号，控制执行机构调节工作台的运动位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种夹紧机构，位于焊接机，其特征在于，/n工作台，设置在所述焊接机的机架上；/n一个或多个力传感器，设置在所述工作台上，检测待焊接工件之间的夹紧力；/n执行机构，与所述力传感器相连接，推动所述力传感器和所述工作台往返运动；/n运动控制器，根据所述一个或多个力传感器反馈的所述夹紧力的信号，控制所述工作台的运动位移，以控制所述待焊接工件之间的夹紧力的大小，其中，所述运动控制器根据所述信号控制所述执行机构来调节所述工作台的运动位移。/n

【技术特征摘要】
1.一种夹紧机构，位于焊接机，其特征在于，
工作台，设置在所述焊接机的机架上；
一个或多个力传感器，设置在所述工作台上，检测待焊接工件之间的夹紧力；
执行机构，与所述力传感器相连接，推动所述力传感器和所述工作台往返运动；
运动控制器，根据所述一个或多个力传感器反馈的所述夹紧力的信号，控制所述工作台的运动位移，以控制所述待焊接工件之间的夹紧力的大小，其中，所述运动控制器根据所述信号控制所述执行机构来调节所述工作台的运动位移。


2.根据权利要求1所述的夹紧机构，其特征在于，还包括：
位移传感器，用于检测所述执行机构运动的位移；
伺服驱动器，与所述运动控制器通信，根据所述运动控制器发出的位移给定信号和所述位移传感器的实际位移信号，控制所述执行机构的运动位移和/或步进位移。


3.根据权利要求1所述的夹紧机构，其特征在于，所述执行机构包括：
伺服电机，所述伺服电机包括以下之一：直线电机、伺服电动缸、线性模组。


4.根据权利要求1所述的夹紧机构，其特征在于，所述一个或多个力传感器，设置在所述工作台的上表面和/或所述工作台的下表面。


5.根据权利要求1所述的夹紧机构，其特征在于，还包括：导轨，所述执行机构沿着所述导轨运动，且所述导轨与所述工作台之间有预设距离的间隙。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的夹紧机构，其特征在于，
所述一个或多个力传感器的检测范围的面积大于或等于所述工作台的面积。


7.根据权利要求1至5中任一项所述的夹紧机构，其特征在于，所述工作台上设置有非接触式焊接深度传感器。


8.根据权利要求1至5中任一项所述的夹紧机构，其特征在于，所述运动控制器的执行周期小于或等于1毫秒。


9.根据权利要求1至5中任一项所述的夹紧机构，其特征在于，所述位移传感器的分辨率小于或等于1微米。


10.根据权利要求2至5中任一项所述的夹紧机构，其特征在于，
所述伺服驱动器和所述运动控制器集成设置；或者，
所述伺服驱动器和所述运动控制器通过工业总线进行通信。


11.一种焊接机，其特征在于，包括根据权利要求1至10中任一项所述的夹紧机构。


12.一种夹紧力的控制方法，其特征在于，
焊接机的运动控制器接收一个或多个力传感器反馈的夹紧力的信号；
所述运动控制器控制所述焊接机的工作台的运动位移，以控制所述焊接机的待焊接工件之间的夹紧力的大小，其中，所述运动控制器根据所述信号控制焊接机的执行机构来调节所述工作台的运动位移。


13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述焊接机的运动控制器接收一个或多个力传感器反馈的夹紧力的信号之前，还包括：
设置在所述工作台上的一个或多个力传感器，检测待焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：费明轶，瞿轶，刘佳，张祖幸，
申请(专利权)人：必能信超声上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31