【技术实现步骤摘要】
本技术属于超声波焊接设备，尤其是涉及一种超声波连续焊接机械手末端焊接装置。
技术介绍
1、超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。超声波焊接具有良好的应用前景，其焊接速度快、焊接强度高、密封性好、清洁无污染、成本低廉，可有效替代传统的焊接、胶接工艺。
2、同时，焊接技术装备的发展趋势是通过信息技术、计算机控制技术及监测诊断技术实现机械化、自动化和机器人焊接。因此，超声波焊接特别适用于工业机器人焊接技术。适用于用工业机器人作超声波焊接的产品有碳纤维车身、碳纤维底盘、碳纤维拖斗、汽车内饰件、飞机机身中段等大型结构件等，可见，焊接机器人具有巨大的市场需求。
3、但由于汽车内饰焊接工作量大，生产节拍要求高，所以机器人使用较少。然而，随着小批量多品种汽车内饰件生产情况的出现，部分厂家开始采用机器人进行汽车内饰件的超声波焊接作业，但这种机器人作业单元只能进行单点和三维空间的多点焊接，无法实现三维空间的连续直线、曲线焊接。
4、传统的超声波点焊工艺中，焊接的预压阶段、焊接阶段、冷却保压阶段均由焊头在焊接表面持续施压完成。而在超声波连续焊接过程中焊头相对工件移动不做停留，若使用传统的超声波电焊机完成连续焊接工作，焊接表面无法得到足够的预压力和冷却保压的时间，此时需要独立的焊件预压机构和冷却保压机构辅助焊接。
5、本研发团队申请的专利cn114643403b公开了一种超声波连续焊接机械手的末端焊接装置，包括机器人连接端、焊枪
6、其不仅适用于目前的超声波单点、三维空间多点焊接，还可实现三维空间的连续直线、曲线焊接，同时可设置相关焊接参数并连续完成预压过程、焊接过程以及冷却保压过程，并自动补偿由于焊接表面不规则而造成的焊接压力误差。
7、但该专利公开的末端焊接装置结构较复杂，且不能根据焊件的材料属性、尺寸结构等进行调整，以提升不同种类焊件的焊接强度与质量。
8、这是因为焊接表面的冷却保压阶段与下一焊接表面的焊接阶段同步进行，冷却保压装置与焊枪距离太近会由于下一焊接表面的振动传递导致处于冷却保压阶段的焊接表面同时振动，从而影响焊接质量；冷却保压装置与焊枪距离太远则会导致处于焊接阶段后的表面不能及时进入冷却保压阶段从而影响焊接质量，同理，焊件预压装置亦是如此。
技术实现思路
1、本技术要解决的问题是提供一种适用于工业机器人的超声波焊接末端执行装置，不仅适用于目前的超声波单点、三维空间多点焊接，还可实现三维空间的连续直线、曲线焊接，同时该装置可设置相关焊接参数并连续完成预压过程、焊接过程以及冷却保压过程；还可以根据焊件的材料属性、尺寸结构等调整焊件预压机构和冷却保压机构与焊头的距离以提升不同种类焊件的焊接强度与质量。
2、为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种超声波连续焊接机械手末端焊接装置，包括焊枪进给机构、焊件预压机构、冷却保压机构和焊枪，所述焊枪进给机构带动焊枪做进给运动；所述焊件预压机构和冷却保压机构均通过滑台气缸驱动输出端压紧件，为焊接表面提供焊接前的预压力和焊接后的保压压力，该焊件预压机构和冷却保压机构通过调节横板安装于焊枪两侧，实现焊件预压机构和冷却保压机构与焊枪的距离调整。
3、进一步地，还包括机器人连接端，所述机器人连接端与工业机器人手部结构连接，该机器人连接端包括法兰，所述法兰通过两个法兰连接板与安装背板连接。
4、进一步地，所述焊枪进给机构包括线性导轨，焊枪气缸带动焊枪沿线性导轨做进给运动，并通过控制焊枪气缸压力实现对焊接压力的控制检测。
5、进一步地，所述线性导轨的导轨端固定在焊枪的焊枪背板上，该线性导轨的滑块端固定在安装背板上；所述焊枪气缸输出端穿过安装板的通孔连接焊枪的焊枪上固定板，所述安装板安装于安装背板上。
6、进一步地，所述调节横板包括前调节横板和后调节横板，所述前调节横板固定在预压机构侧板和保压机构侧板同侧端部，所述后调节横板固定在安装背板上，并与前调节横板对齐，所述预压机构侧板和保压机构侧板固定于安装背板两侧。
7、进一步地，所述焊件预压机构和冷却保压机构均包括滑台气缸，通过分别控制滑台气缸压力实现对预压力和冷却保压压力的控制检测；所述滑台气缸安装于气缸固定板上，所述气缸固定板两端螺纹孔与前调节横板和后调节横板的槽孔配合，该气缸固定板调整到需要的位置后两端用螺钉和垫片紧固；所述压紧件通过气缸连接板与滑台气缸输出端相连，轴穿过压紧件设置，两个深沟球轴承安装在轴和压紧件两侧，两个立式支座安装在两个深沟球轴承两侧，立式支座固定在气缸连接板上。
8、进一步地，当焊接表面为平面时，所述焊件预压机构的压紧件为压紧轮，所述冷却保压机构的压紧件为压块。
9、进一步地，所述压块底部安装有铜板。
10、进一步地，当焊接表面为曲面时，所述焊件预压机构的压紧件和冷却保压机构的压紧件均为压紧轮。
11、进一步地，所述焊枪包括超声波换能器和焊头，所述焊头安装在超声波换能器底端。
12、本技术的有益效果为：
13、（1）本技术结构简单紧凑，将焊件预压机构与冷却保压机构分别安装于焊枪的两侧，焊接表面为平面时，通过焊件预压机构末端的压紧轮在焊接表面滚动和冷却保压机构末端的铜板在焊接表面滑动实现连续的预压阶段和冷却保压阶段，使得焊机可以在移动中连续依次完成预压、焊接及冷却保压三个阶段，为超声波连续焊接工艺提供足够的焊接预压力和冷却保压时间，有效提高焊接效率和焊接质量。
14、（2）由于不同材料、不同尺寸的焊件振动传递能力不同，冷却保压机构与焊枪的最佳距离也不同。本技术的焊件预压机构、冷却保压机构与焊枪的距离均可调整以适应不同材料和工况。
15、（3）当焊接表面为平面时，本技术冷却保压机构的压紧件为压块，压块与工件焊接表面为面面接触，且接触面积大，使冷却保压机构提供的冷却压力分布更加均匀，有助于散热和减少已焊接区域热应力的影响。同时，压块底部安装有铜板，铜的导热性能好，更适合用于冷却保压机构。
16、（4）本技术焊件预压机构和冷却保压机构均包括滑台气缸，滑台气缸可以更精准的控制焊件预压机构和冷却保压机构施加的压力（预压力/冷却压力），并且可承受更高的横向载荷（由于焊接表面为平面时，冷却保压机构末端为压块，增加了横向摩擦力）。
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1.一种超声波连续焊接机械手末端焊接装置，其特征在于；包括焊枪进给机构、焊件预压机构、冷却保压机构和焊枪，所述焊枪进给机构带动焊枪做进给运动；所述焊件预压机构和冷却保压机构均通过滑台气缸驱动压紧件，所述压紧件用以为焊接表面提供焊接前的预压力和焊接后的保压压力，该焊件预压机构和冷却保压机构通过调节横板安装于焊枪两侧，所述调节横板包括前调节横板和后调节横板，所述前调节横板固定在预压机构侧板和保压机构侧板同侧端部，所述后调节横板固定在安装背板上，该后调节横板与前调节横板对齐设置，所述预压机构侧板和保压机构侧板固定于安装背板两侧；所述焊件预压机构和冷却保压机构均包括滑台气缸，所述滑台气缸安装于气缸固定板上，所述气缸固定板两端螺纹孔与前调节横板和后调节横板的槽孔配合；所述压紧件通过轴与立式支座相连，所述立式支座固定在气缸连接板上，所述气缸连接板与滑台气缸输出端相连。
2.根据权利要求1所述的超声波连续焊接机械手末端焊接装置，其特征在于：还包括机器人连接端，所述机器人连接端与工业机器人手部结构连接，该机器人连接端包括法兰，所述法兰通过两个法兰连接板与安装背板连接。
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4.根据权利要求3所述的超声波连续焊接机械手末端焊接装置，其特征在于：所述线性导轨的导轨端固定在焊枪的焊枪背板上，该线性导轨的滑块端固定在安装背板上；所述焊枪气缸输出端穿过安装板的通孔连接焊枪上固定板，所述安装板安装于安装背板上。
5.根据权利要求1所述的超声波连续焊接机械手末端焊接装置，其特征在于：当焊接表面为平面时，所述焊件预压机构的压紧件为压紧轮，所述冷却保压机构的压紧件为压块。
6.根据权利要求5所述的超声波连续焊接机械手末端焊接装置，其特征在于：所述压块底部安装有铜板。
7.根据权利要求1所述的超声波连续焊接机械手末端焊接装置，其特征在于：当焊接表面为曲面时，所述焊件预压机构的压紧件和冷却保压机构的压紧件均为压紧轮。
8.根据权利要求1所述的超声波连续焊接机械手末端焊接装置，其特征在于：所述焊枪包括超声波换能器和焊头，所述焊头安装在超声波换能器底端。
...【技术特征摘要】
1.一种超声波连续焊接机械手末端焊接装置，其特征在于；包括焊枪进给机构、焊件预压机构、冷却保压机构和焊枪，所述焊枪进给机构带动焊枪做进给运动；所述焊件预压机构和冷却保压机构均通过滑台气缸驱动压紧件，所述压紧件用以为焊接表面提供焊接前的预压力和焊接后的保压压力，该焊件预压机构和冷却保压机构通过调节横板安装于焊枪两侧，所述调节横板包括前调节横板和后调节横板，所述前调节横板固定在预压机构侧板和保压机构侧板同侧端部，所述后调节横板固定在安装背板上，该后调节横板与前调节横板对齐设置，所述预压机构侧板和保压机构侧板固定于安装背板两侧；所述焊件预压机构和冷却保压机构均包括滑台气缸，所述滑台气缸安装于气缸固定板上，所述气缸固定板两端螺纹孔与前调节横板和后调节横板的槽孔配合；所述压紧件通过轴与立式支座相连，所述立式支座固定在气缸连接板上，所述气缸连接板与滑台气缸输出端相连。
2.根据权利要求1所述的超声波连续焊接机械手末端焊接装置，其特征在于：还包括机器人连接端，所述机器人连接端与工业机器人手部结构连接，该机器人连接端包括法兰，所述法兰通过两个法兰连接板与安装背板连接。
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