CN100417490C - 激光焊接切割钢板用永磁定位夹紧器 - Google Patents

Abstract

一种激光焊接切割钢板用永磁定位夹紧器，包括支座及通过连接座组装其上的永磁体，其技术要点是：所述的永磁体利用外周的隔磁挡板和底部托板与永磁体固定座的槽体结合成整体，以复位弹簧支撑在连接座内，并使固定座的外表面压紧在导磁体的内表面，同时使固定座台肩分别靠在凸轮轴轴面上，固定在凸轮轴轴端的齿轮与通过铰耳铰接在气缸一端的齿条相啮合，气缸驱动的齿条带动齿轮转动，凸轮轴上的偏心轴面压动固定座两侧的台肩，使固定座的外表面脱离导磁体的内表面。它采用机械联动传动实现定位夹紧的自动控制，结构设计合理，体积小，工件的夹紧、脱离切换自如、定位准确，工作效率高，显著提高工件定位夹紧的稳定可靠性，激光头的作业无阻碍。

Description

激光焊接切割钢板用永磁定位夹紧器

技术领域

本发明涉及一种用于激光焊接对接钢板的定位装置，特别是一种在激光焊接过程中对工作台上连续运行的对接钢板，通过机械联动传动的定位夹紧方式实现自动控制的激光焊接切割钢板用永磁定位夹紧器。它也适用于激光切割过程中对钢板类工件的定位夹紧。

背景技术

目前，在激光焊接对接钢板或切割钢板类工件的过程中，对工件的定位夹紧已成为保证焊接或切割质量的关键，其定位夹紧主要采用以下几种方式：

1、手动压紧：主要是利用压板和螺栓将工件以手工压紧，因受人为因素影响较大，定位方式不准确，压紧力不稳定，操作麻烦，工作效率低，焊接或切割的加工精度无法保证，故只适用固定单件的加工，不适于批量生产。

2、气动压紧：该方式的动力源为压缩空气，其组成部份主要由换向阀、气缸、连杆机构、导向机构、夹紧横梁等组成。采用这种方式的定位夹紧传动机构复杂且庞大，其夹紧横梁等机构在激光焊接、切割过程中直接影响焊接(切割)头的工作位置，对复杂的焊接工件难以实施。

3、液动压紧：该方式的动力源为液压油，其组成部份主要由液压站、换向阀、油缸、连杆机构、导向机构、夹紧横梁等组成。该机构存在的主要问题与上述气动压紧机构基本相同，其机构也对焊接(切割)头的工作位置造成直接影响，但因管路易产生泄漏，故还增加了维护工作量。

4、电磁夹紧：该方式的动力源为电源，其组成部份主要由电磁铁、连杆机构、导向机构等组成。在激光焊接过程中该机构虽然可以对复杂的焊接工件夹紧，但对于长距离、连续运行的焊接工件却难以实施定位夹紧。

上述定位夹紧方式在国内外一些专利文献中曾有记载，但均没有关于采用在激光焊接过程中对工作台上连续运行的对接钢板，通过机械联动传动的定位夹紧方式实现自动控制的激光焊接定位夹紧装置。如中国专利：

申请号为87210670的名称为“数控线切割机床多功能永磁夹具”，它是由磁钢组件、吸盘组件、隔磁绝缘板和底板组成。吸盘组件上装有磁钢组件的旋转定位装置，夹具上还装有吸盘平面的倾斜、定位装置，在吸盘组件和磁钢组件的中心轴之间装有密封圈。它利用磁钢组件的旋转与吸盘上的隔磁绝缘板相配合来实现定位夹紧，因此，本实用新型虽然具有磁钢旋转定位准确，使用寿命长，可以加工轴类、套类等工件的优点，但是该永磁夹具只适用于数控线切割机床，不能用于钢板对接的激光焊接定位夹紧。

申请号为90209600.1的名称为“液压夹紧器”，其采用齿条油缸和夹紧油缸控制夹紧器夹紧、放松之动作。该装置虽然降低了系统复杂的液压夹紧器的成本，使该夹紧器变得十分简便，可是除存在上述液动压紧的缺陷外，其只能用于单支点压紧固定的加工件，无法用于激光切割对接钢板的夹紧。

申请号为96104881.6的名称为“板料末端电磁夹紧和连接特别是焊接的设备”，是在国外一些专利，如CA-B-321，599采用电磁夹紧结构，DE-A-1，113，527采用电磁夹紧和进气软管夹紧相结合的结构，DE-A-1，565，632采用电磁铁夹紧结构等的基础上改进的。该设备公开了一种用于对至少一块板料的末端区域或者类似部位进行电磁夹紧和连接，特别是焊接的设备。该电磁夹紧设备包括：带有用于板料的末端区域或类似部位支撑的支撑块的支架、电磁夹紧元件、和用于末端区域呈类似部位连接的装置。电磁夹紧元件主要与至少一个夹紧板条相连接并具有一个调温装置，对于电磁夹紧元件，在夹紧元件的作用距离内至少安装有一个铁磁性衔铁。该设备的结构设计比较复杂，多个电磁夹紧元件必须由多个电磁铁施加很高的夹紧力，因此其耗能较多。同时这些电磁铁产生的磁力还会影响自动控制装置的正常工作。

申请号为01138292.9的名称为一种“激光焊接夹具”，本发明公开的激光焊接夹具，由底板、盖板、紧固螺母、定位孔及夹紧装置组成，夹紧装置安装在底板上，并由偏心拉杆、弹簧、压头和基座组成；偏心拉杆的一端为手杆，另一端为带有外形曲线的偏心凸轮；楔形压头用于压紧刀头；基座的上部设有一个倾斜的通孔；弹簧从基座的通孔中穿出，其一端与压头相连，另一端与偏心凸轮相连。本夹具是仅适用于激光焊接金刚石圆锯片的焊接夹具，能够实现各刀头单独装夹，单独调整。

申请号为200410015618.1的名称“薄板激光切割焊接机工件夹紧装置”，也是在国外同类产品，如美国第5023427号专利采用电磁铁固定夹紧的结构基础上改进的。该装置包括复数个电磁铁和复数个气动夹紧机构，首先由电磁铁对工件进行初夹紧，之后由气动夹紧机构对工件进行夹紧，并使电磁铁停止工作。该装置的优点为：被切割和焊接的工件夹持稳定可靠，快速，可以实现微机控制。但是其操作麻烦，结构仍很复杂，在夹紧过程中诸多电磁铁产生的磁力也会影响其它电子装置的正常工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光焊接对接钢板用永磁定位夹紧器，它采用机械联动传动实现定位夹紧的自动控制，结构设计合理，体积小，既克服了现有技术中磁力对电子控制装置的影响，使工件的夹紧、脱离切换自如、定位准确，又操作简单快捷，工作效率高，能显著提高工件定位夹紧的稳定可靠性，实现激光头的焊接或切割的无阻碍作业。

本发明的目的是这样实现的：该装置包括支座及通过连接座组装其上的永磁体，其技术要点是：所述的永磁体利用外周的隔磁挡板和底部托板与永磁体固定座的槽体结合成整体，以复位弹簧支撑在连接座的槽体内，并使永磁体固定座的外表面压紧在固定于连接座上的导磁体的内表面，同时使永磁体固定座两侧的台肩分别靠在各自的凸轮轴轴面上，各凸轮轴两端的轴颈分别支撑在连接座与导磁体之结合面处的轴孔内，固定在凸轮轴轴端的齿轮与沿连接座的导轨滑动的齿条相啮合，齿条一端通过铰耳铰接在气缸的一端，气缸的另一端利用销轴铰接在支座上，气缸驱动的齿条带动固定在凸轮轴端的齿轮转动，凸轮轴上的偏心轴面压动永磁体固定座两侧的台肩，使永磁体固定座的外表面脱离导磁体的内表面。

所述连接座通过紧固螺栓分别与导磁体和支座连接。

由于本发明只以利用外周的隔磁挡板和底部托板与固定座的糟体结合成整体的永磁体，通过固定在凸轮轴轴端的齿轮与齿条相啮合的机械联动传动方式来驱动永磁体往复移动，使永磁体固定座的外表面脱离或压紧在固定于连接座上的导磁体的内表面，不使用电磁体或电子元件就能自动完成吸持或脱离钢板的操作，从而实现自动控制定位夹紧激光焊接的对接钢板，所以其结构设计合理，使得该定位夹紧器的整体占用空间很少。正因为其体积小，故与液动压紧、电磁压紧等同类产品相比，既简化了传动控制系统，又克服了现有技术中磁力对电子控制装置的影响。它利用与齿条相啮合的齿轮带动凸轮轴转动即可使永磁体完成吸持或脱离钢板的动作，且吸持力大，可达f＞8kg/cm2，能充分体现其对拼焊钢板工件的夹紧、脱离切换自如、定位准确，操作简单快捷，工作效率高等独有的特点。该定位夹紧器因体积小，故可以明显减少利用其组装具有夹紧功能传送设备的整体占用空间。因此，本发明能显著提高工件定位夹紧的稳定可靠性，有利于激光头的焊接或切割的无阻碍作业。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明的一种具体结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的侧视图。

图4是图3沿A-A线的剖视图。

图中序号说明：1齿条、2连接座、3导磁体、4凸轮轴、5齿轮、6导轨、7气缸、8铰耳、9支座、10销轴、11永磁体固定座、12隔磁挡板、13托板、14永磁体、15复位弹簧、16弹簧定位块。

具体实施方式

根据图1-4详细说明本发明的具体结构。该装置包括支座9、通过连接座2和永磁体固定座11组装在支座9上的永磁体14、控制永磁体14吸持力的凸轮轴4、齿轮5、齿条1、气缸7及其由气源、换向阀等常规液压元件组成的气压回路。其中永磁体14的规格、形状、磁场强度大小应根据对接钢板所需要的吸持力确定。利用贴附永磁体14外周的隔磁挡板12和底部托板13与永磁体固定座11的槽体结合成整体，以复位弹簧15和弹簧定位块16支撑在连接座2的槽体内。与固定座11的槽体结合成整体的永磁体14的顶面，靠紧在固定座11槽体顶部的内表面，利用与顶紧力相匹配的复位弹簧15的作用力，使永磁体固定座11的外表面压紧在固定于连接座2上的导磁体3的内表面，同时使永磁体固定座11两侧的台肩分别靠在各自的凸轮轴4的轴面(即与凸轮轴4的轴颈面相切的轴面)上，各凸轮轴4两端的轴颈利用轴套分别支撑在连接座2与导磁体3之结合面处的轴孔内。此时定位夹紧器的凸轮轴4为初始状态，亦即永磁体14的磁力具有最大吸持力，实现对接钢板的定位夹紧。固定在凸轮轴4轴端的齿轮5与沿固定在连接座2上的导轨6滑动的齿条1相啮合，齿条1一端通过铰耳8铰接在气缸7的一端，气缸7的另一端利用销轴10铰接在支座9上。以气缸7驱动的齿条1带动固定在凸轮轴4端的齿轮5转动设定的角度，可使定位夹紧器的凸轮轴4旋转至最大偏心状态，凸轮轴4上的偏心轴面(即与凸轮轴的轴颈面的铅垂距离最大的轴面)压动永磁体固定座11两侧的台肩，使永磁体固定座11的外表面脱离导磁体3的内表面，此时定位夹紧器的凸轮轴4为运行状态，亦即永磁体14的吸持力为零，实现对接钢板的自动脱离。为了便于连接座2的安装，可将连接座2通过紧固螺栓分别与导磁体3的连接孔和支座9的连接孔连接。

使用时，将该装置利用紧固螺栓固定后，通过气缸7驱动齿条沿固定在连接座2上的导轨6滑动，带动与之啮合的齿轮5转动，使凸轮轴4处于运行状态，定位夹紧器的永磁体14的吸持力为零，不吸持钢板。当齿轮5转动使凸轮轴4处于初始状态，定位夹紧器的永磁体14的吸持力最大，吸持钢板。以此循环，则可自动实现激光焊接对接钢板的定位夹紧、脱离作业。

采用本发明也可与其它设备相配合实现对钢板类工件的定位夹紧。

Claims (2)

1. 一种激光焊接切割钢板用永磁定位夹紧器，包括支座及通过连接座组装其上的永磁体，其特征在于：所述的永磁体利用外周的隔磁挡板和底部托板与永磁体固定座的槽体结合成整体，以复位弹簧支撑在连接座的槽体内，并使永磁体固定座的外表面压紧在固定于连接座上的导磁体的内表面，同时使永磁体固定座两侧的台肩分别靠在各自的凸轮轴轴面上，各凸轮轴两端的轴颈分别支撑在连接座与导磁体之结合面处的轴孔内，固定在凸轮轴轴端的齿轮与沿连接座的导轨滑动的齿条相啮合，齿条一端通过铰耳铰接在气缸的一端，气缸的另一端利用销轴铰接在支座上，气缸驱动的齿条带动固定在凸轮轴端的齿轮转动，凸轮轴上的偏心轴面压动永磁体固定座两侧的台肩，使永磁体固定座的外表面脱离导磁体的内表面。

2. 根据权利要求1所述的激光焊接切割钢板用永磁定位夹紧器，其特征在于：所述连接座通过紧固螺栓分别与导磁体和支座连接。

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