CN102528285B - 一种全自动激光焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明属于焊接机技术领域，尤其涉及一种方形工件的全自动激光焊接机，包括支撑台、设置在所述支撑台上的夹具转盘、将工件转移至所述夹具转盘上的上下料机械手，以及对所述夹具转盘上的工件进行定位焊接操作的定位焊接单元、所述上下料机械手和定位焊接单元均安装在所述支撑台上。相对于现有技术，本发明的有益效果是：上下料机械手可自动完成工件的上下料；转盘夹具可保证定位焊接单元一直保持物料充沛状态，提高效率；定位焊接单元通过校正块，使工件在顶升气缸的作用下，与上压块贴合，然后进行焊接操作，可保证装配精度，保证焊接优率，而双激光头又能保证焊接效率，同时提高了焊接优率、焊接效率和焊接一致性，适用范围和前景相当广阔。

Description

一种全自动激光焊接机

技术领域

本发明属于焊接机技术领域，尤其涉及一种方形工件的全自动激光焊接机。

背景技术

激光焊接由于具有焊接强度高、焊接速度快、可焊接材料范围广等优点，已经在现在的焊接领域有了广泛的应用。但是，由于作用在工件上的激光光束很小，所以激光焊接对工件的装配和定位要求非常高，以确保在焊接的动态过程中，焊件的最终位置相对于激光的发射位置的距离变化尽可能做到最小；另一方面，为了保证激光焊接焊缝宽度的一致性和焊接强度，工件搭边的缝隙也要尽可能小。

以上两个问题的存在限制了激光焊接的应用。目前，为了避免以上两个问题，工业上的激光焊接工序、工件的装配和定位采用手动和半自动的较多，特别是体积相对较大的工件的搭边激光焊接。但由于手动和半自动激光焊接有人为因素，焊缝的一致性和优率很难保证，而且由于没有实现全自动化，生产效率不高，不能满足工业上产的需求。

有鉴于此，确有必要提供一种能够提高焊接优率、焊接效率，以及焊接一致性的全自动激光焊接机。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种能够提高焊接优率、焊接效率，以及焊接一致性的全自动激光焊接机。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种全自动激光焊接机，包括支撑台、设置在所述支撑台上的夹具转盘、将工件转移至所述夹具转盘上的上下料机械手，以及对所述夹具转盘上的工件进行定位焊接操作的定位焊接单元、所述上下料机械手和定位焊接单元均安装在所述支撑台上。

整个全自动激光焊接机在具体工作时，上下料机械手将流水线上的工件抓入夹具转盘，夹具转盘将未焊接的工件旋转到定位焊接单元进行定位和激光焊接，同时将焊接好后的工件旋转到上下料机械手下端，上下料机械手将焊接好后的工件放到流水线，再抓取下一个工件。

作为本发明全自动激光焊接机的一种改进，所述上下料机械手设置在所述夹具转盘上方。

作为本发明全自动激光焊接机的一种改进，所述上下料机械手包括机械手X轴伺服电机、机械手Z轴伺服电机、夹爪气缸和夹爪，所述机械手Z轴伺服电机与夹爪气缸连接，所述夹爪安装在所述夹爪气缸上。

所述上下料机械手在具体工作时，机械手Z轴伺服电机带动机械手下移至工件，夹爪气缸闭合夹爪，将工件抓住，机械手Z轴伺服电机上移，机械手X轴伺服电机带动机械手将工件移至流水线或者上料位，机械手Z轴伺服电机下移，夹爪气缸打开夹爪，将工件放下。

作为本发明全自动激光焊接机的一种改进，所述夹具转盘包括转盘旋转电机、所述转盘旋转电机上安装有两个轴对称的工件夹具。

作为本发明全自动激光焊接机的一种改进，其中一个工件夹具下方安装有上料位、夹具旋转电机和夹具顶升气缸，所述上料位设置在所述夹具旋转电机和夹具顶升气缸的上方，所述夹具旋转电机和夹具顶升气缸均设置在所述转盘旋转电机上方。

作为本发明全自动激光焊接机的一种改进，另一个工件夹具下方安装有焊接位、夹具旋转电机和夹具顶升气缸，所述焊接位设置在所述夹具旋转电机和夹具顶升气缸的上方，所述夹具旋转电机和夹具顶升气缸均设置在所述转盘旋转电机上方。

所述夹具转盘在具体工作时，转盘旋转电机可以带动夹具转盘旋转，使上料位和焊接位交换位置，夹具旋转电机可以带动工件夹具旋转，以使工件在完成两条对边的焊接后，旋转到另一个面焊接剩余的两边，夹具顶升气缸可以将工件夹具上升到定位焊接单元。

作为本发明全自动激光焊接机的一种改进，所述定位焊接单元包括位于工件上方的上压块、旋转气缸、激光头、校正块、位于工件两侧且与所述上压块垂直的长边压块、激光头X轴伺服电机和激光头Y轴伺服电机，所述激光头与所述激光头X轴伺服电机和激光头Y轴伺服电机连接，所述校正块分布在所述旋转气缸两侧，所述上压块与旋转气缸连接。

作为本发明全自动激光焊接机的一种改进，所述激光头为2个，且对称分布，所述激光头分别与一组激光头X轴伺服电机和激光头Y轴伺服电机连接，以实现工件对边的同时焊接。其中，激光头Y轴伺服电机用于调节激光焦距，激光头X轴伺服电机用于焊接时激光头沿着工件被焊接部位的移动。

作为本发明全自动激光焊接机的一种改进，所述校正块为4个，且对称分布在所述旋转气缸的两侧，用于定位工件的4个角，上压块可贴死工件的上顶面，使其作为焊接的基准面，工件在完成两条对边的焊接后，旋转到另一个面焊接剩余的两边时，旋转气缸带动上压块，随动旋转。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：上下料机械手可自动完成工件的上下料；转盘夹具上的两个工位——上料位和焊接位的旋转，可保证定位焊接单元一直保持物料充沛状态，提高效率；定位焊接单元通过校正块，使工件在顶升气缸的作用下，与上压块贴合，然后进行焊接操作，可以保证装配精度，从而保证焊接优率和焊接一致性，而双激光头的设置又能保证焊接效率，因此，本发明同时提高了焊接优率、焊接效率和焊接一致性，能够满足工业生产的需求，因此，本发明全自动激光焊接机的适用范围和前景相当广阔。

另外，本发明中采用的是方形长边压块和方形上压块，因此，适用于方形工件的定位焊接。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中上下料机械手的主视示意图；

图3为本发明中夹具转盘的主视示意图；

图4为本发明中定位焊接单元的俯视示意图；

图5为采用本发明全自动激光焊接机进行焊接时的结构示意图。

具体实施方式

下面结台附图和具体实施方式，对本发明及其有益技术效果进行详细说明，但本发明并不限于此。

如图1所示，本发明一种全自动激光焊接机，包括支撑台22、设置在所述支撑台22上的夹具转盘3、将工件2转移至所述夹具转盘3上的上下料机械手1，以及对所述夹具转盘3上的工件2进行定位焊接操作的定位焊接单元4、所述上下料机械手1和定位焊接单元4均安装在所述支撑台22上。

具体工作时，上下料机械手1将流水线上的工件2抓入夹具转盘3，夹具转盘3将末焊接的工件2旋转到定位焊接单元4进行定位和激光焊接，同时将焊接好后的工件2旋转到上下料机械手1下端，上下料机械手1将焊接好后的工件2放到流水线，再抓取下一个工件2。

其中，所述上下料机械手1设置在所述夹具转盘3上方。

如图2所示，所述上下料机械手1包括机械手X轴伺服电机21、机械手Z轴伺服电机18、夹爪气缸19和夹爪20，所述机械手Z轴伺服电机18与夹爪气缸19连接，所述夹爪20安装在所述夹爪气缸19上。

所述上下料机械手1在具体工作时，机械手Z轴伺服电机18带动机械手下移至工件2，夹爪气缸19闭合夹爪20，将工件2抓住，机械手Z轴伺服电机18上移，机械手X轴伺服电机带动机械手21将工件2移至流水线或者上料位6，机械手Z轴伺服电机18下移，夹爪气缸19打开夹爪20，将工件2放下。

如图3所示，所述夹具转盘3包括转盘旋转电机10、所述转盘旋转电机10上安装有两个轴对称的工件夹具5。

其中一个工件夹具5下方安装有上料位6、夹具旋转电机7和夹具顶升气缸8，所述上料位6设置在所述夹具旋转电机7和夹具顶升气缸8的上方，所述夹具旋转电机7和夹具顶升气缸8均设置在所述转盘旋转电机10上方。

另一个工件夹具5下方安装有焊接位6、夹具旋转电机7和夹具顶升气缸8，所述焊接位6设置在所述夹具旋转电机7和夹具顶升气缸8的上方，所述夹具旋转电机7和夹具顶升气缸8均设置在所述转盘旋转电机10上方。

所述夹具转盘3在具体工作时，转盘旋转电机10可以带动夹具转盘3旋转，使上料位6和焊接位9交换位置，夹具旋转电机7可以带动工件夹具5旋转，以使工件2在完成两条对边的焊接后，旋转到另一个面焊接剩余的两边，夹具顶升气缸8，可以将工件夹具5上升到定位焊接单元4。

如图4所示，所述定位焊接单元4包括位于工作2上方的上压块14、旋转气缸16、激光头15、校正块12、位于工件2两侧且与所述上压块14垂直的长边压块17、激光头X轴伺服电机13和激光头Y轴伺服电机11，所述激光头15与所述激光头X轴伺服电机13和激光头Y轴伺服电机11连接，所述校正块12分布在所述旋转气缸16两侧，所述上压块14与旋转气缸16连接。

其中，激光头15共2个，对称分布，实现工件2对边同时焊接，每个激光头15带有激光头Y轴伺服电机11和激光头X轴伺服电机13，激光头Y轴伺服电机11用于调节激光焦距，激光头X轴伺服电机13用于焊接时激光头15沿着工件2被焊接部位的移动，校正块12共4个，定位工件2的4个角，上压块14可贴死工件2的上顶面，使其作为焊接的基准面，上压块14与旋转气缸16连接，工件2在完成两条对边的焊接后，旋转到另一个面焊接剩余的两边时，旋转气缸16带动上压块14，随动旋转。

如图5所示，采用本发明的全自动激光焊接机进行焊接时，夹具旋转电机7将工件2旋转90°，4个校正块12顶出，将工件2与上压块14校正，顶升气缸8将工件2顶起，与上压块14贴合，长边压块17顶出，将工件长边压合，校正块12退回，激光头Y轴伺服电机11将激光头15移至工件2长边对应的焦点位，激光头X轴伺服电机13将激光头移至工件2长边焊接的起始位，激光头15发射激光，激光头X轴伺服电机13带动激光头15移至工件2长边焊接结束位，激光头15停止出光，激光头Y轴伺服电机11将激光头15移至工件2短边焦点位，长边压块17收回，夹具旋转电机7旋转90°，工件2、上压块14和旋转气缸16跟随旋转，激光头X轴伺服电机13将激光头移至工件2短边焊接起始位，激光头15发射激光，激光头X轴伺服电机13带动激光头15移至工件2短边焊接结束位，激光头15停止出光，激光头Y轴伺服电机11与激光头X轴伺服电机13将激光头15移至初始位，顶升气缸8下落，上压块14与旋转气缸16恢复为初始位，自动焊接完成。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：上下料机械手1可自动完成工件2的上下料；转盘夹具3上的两个工位——上料位6和焊接位9的旋转，可保证定位焊接单元4一直保持物料充沛状态，提高效率；定位焊接单元4通过校正块12，使工件2在顶升气缸8的作用下，与上压块14贴合，然后进行焊接操作，能够保证装配精度，保证焊接优率和焊接一致性，而双激光头15的设置又能保证焊接效率，因此，本发明同时提高了焊接优率、焊接效率和焊接一致性，能够满足工业生产需求，因此，本发明全自动激光焊接机的适用范围和前景相当广阔。

另外，本发明中采用的是方形长边压块17和方形上压块14，因此，适用于方形工件的定位焊接。

根据上述说明书的揭示和指导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (5)

1.一种全自动激光焊接机，其特征在于：包括支撑台（22）、设置在所述支撑台（22）上的夹具转盘（3）、将工件（2）转移至所述夹具转盘（3）上的上下料机械手（1），以及对所述夹具转盘（3）上的工件（2）进行定位焊接操作的定位焊接单元（4）、所述上下料机械手（1）和定位焊接单元（4）均安装在所述支撑台（22）上；所述夹具转盘（3）包括转盘旋转电机（10）、所述转盘旋转电机（10）上安装有两个轴对称的工件夹具（5），其中一个工件夹具（5）下方安装有上料位（6）、夹具旋转电机（7）和夹具顶升气缸（8），所述上料位（6）设置在所述夹具旋转电机（7）和夹具顶升气缸（8）的上方，所述夹具旋转电机（7）和夹具顶升气缸（8）均设置在所述转盘旋转电机（10）上方；另一个工件夹具（5）下方安装有焊接位（9）、夹具旋转电机（7）和夹具顶升气缸（8），所述焊接位（9）设置在所述夹具旋转电机（7）和夹具顶升气缸（8）的上方，所述夹具旋转电机（7）和夹具顶升气缸（8）均设置在所述转盘旋转电机（10）上方；所述定位焊接单元（4）包括位于工件（2）上方的上压块（14）、旋转气缸（16）、激光头（15）、校正块（12）、位于工件（2）两侧且与所述上压块（14）垂直的长边压块（17）、激光头X轴伺服电机（13）和激光头Y轴伺服电机（11），所述激光头（15）与所述激光头X轴伺服电机（13）和激光头Y轴伺服电机（11）连接，所述校正块（12）分布在所述旋转气缸（16）两侧，所述上压块（14）与旋转气缸（16）连接。

2.根据权利要求1所述的全自动激光焊接机，其特征在于：所述上下料机械手（1）设置在所述夹具转盘（3）上方。

3.根据权利要求1所述的全自动激光焊接机，其特征在于：所述上下料机械手（1）包括机械手X轴伺服电机（21）、机械手Z轴伺服电机（18）、夹爪气缸（19）和夹爪（20），所述机械手Z轴伺服电机（18）与夹爪气缸（19）连接，所述夹爪（20）安装在所述夹爪气缸（19）上。

4.根据权利要求1所述的全自动激光焊接机，其特征在于：所述激光头（15）为2个，且对称分布，所述激光头（15）分别与一组激光头X轴伺服电机（13）和激光头Y轴伺服电机（11）连接。

5.根据权利要求1所述的全自动激光焊接机，其特征在于：所述校正块（12）为4个，且对称分布在所述旋转气缸（16）的两侧。