CN103286450A - 一种非填丝焊机系统及其压实机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于非填丝焊机系统的压实机构，该压实机构包括安装架，所述安装架上还设置有用于压紧两待焊工件接合处的压板，还包括驱动装置，所述安装架在所述驱动装置的驱动下带动所述压板与所述焊机系统的进给机构同步运动；在对大长径比的薄壁工件进行焊接时，可以施加一定的压紧力于本发明提供的压实机构的压板上，使压板压紧薄壁工件焊接接头附近部分区域，从而焊接接头部分的材料将发生弹性变形，从而消除了由于材料厚度方向的错位误差和接头间隙，在完成了焊接接头的初始对缝后，激光光束照射在已对缝的焊接接头上，进行焊接。本发明还提供了一种包括上述压实机构的非填丝焊机系统。

Description

一种非填丝焊机系统及其压实机构

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种用于焊机系统的压实机构。本发明还涉及一种具有上述压实机构的非填丝焊机系统。

背景技术

纵缝焊接机主要用于完成一些薄壁圆筒件的焊接，也可以完成厚直径工件的合缝焊接，但是对于薄壁大直径的对缝焊接至今仍然是一个难于攻克的难点。

目前，对于大型薄壁圆筒件的纵缝焊接，国内主要应用于波纹管焊接与食品罐焊接领域，主要使用的焊接设备是：通用纵缝焊接机和专用精密夹具与焊接加工中心组合，使用激光焊接机进行薄壁大直径筒件的焊接。

市场上较为流行的激光焊接机一般包括芯轴、成型槽定位、琴键式气动夹具加紧等部件，在工件焊接时，预先将工件固定于通用纵缝焊接机的夹具上，然后使用激光完成工件的焊接，现有的通用纵缝焊接机可完成0.5mm～6mm薄壁筒体、平板或一端开口的方形盒体对焊的设备。

但是，当由于产品的自身原因可能会有焊接接头的缝隙时，现有的纵缝焊接机只能在接头不贴合的情况下进行焊接，尤其对于工件壁比较薄的大长径的工件，这类工件比较容易变形，将工件安装于夹具上定位夹紧后，由于夹紧力，工件产生的弹性变形也将导致厚度方向出现错位误差等不对合现象，这样纵缝在后序的焊接过程中对正比较困难，焊接后焊缝成型精度比较低。

另外地，通用设备的焊接头的安装精度达不到激光焊接机的要求，焊接完成后的焊缝质量比较差，难以达到工件的使用质量要求。

因此，如何提高大长径薄壁工件焊接纵缝的焊接质量，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的一个目的旨在提供一种压实机构，具有该压实机构的激光焊机系统可实现焊接工件的自动对缝，焊接质量比较高，且使用成本比较低。本发明的另一个目的旨在提供一种具有上述压实机构的非填丝焊机系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于焊机系统的压实机构，包括安装架，所述安装架上还设置有用于压紧两待焊工件接合处的压板，还包括驱动装置，所述安装架在所述驱动装置的驱动下带动所述压板与所述焊机系统的进给机构同步运动。

优选地，还包括弹性机构，所述弹性机构沿压紧方向伸缩变形，所述压板通过所述弹性机构连接所述安装架。

优选地，还包括沿所述弹性机构的伸缩方向布置的导向轴，，所述导向轴用于对所述弹性机构中弹性元件的变形导向。

优选地，所述导向轴的数量至少为三个，且其中三个所述导向轴的轴线在压实面上的投影不共线的直线数量至少为一条。

优选地，所述压板上开设有焊接用的焊接位置孔。

优选地，所述压板的前端部开设有槽，所述焊接位置孔形成于所述槽的后端部。

优选地，还设置有调节所述安装架上下位置的位移调节机构，所述安装架通过所述位移调节机构连接所述进给机构。

优选地，所述位移调节机构为丝杠和与所述丝杠相配合的螺母。

优选地，所述安装架包括上安装架和下安装架，所述上安装架通过所述调节机构连接所述进给机构，所述压板设于所述下安装架上，所述位移调节机构设于所述上安装架和所述下安装架之间。

优选地，还包括防尘罩，所述防尘罩设于所述安装架的外围。

本发明提供的用于非填丝焊机系统的压实机构，包括安装架，所述安装架上还设置有用于压紧两待焊工件接合处的压板，还包括驱动装置，所述安装架在所述驱动装置的驱动下带动所述压板与所述焊机系统的进给机构同步运动。

在对大长径比的薄壁工件进行焊接时，可以施加一定的压紧力于本发明提供的压实机构的压板上，使压板压紧薄壁工件焊接接头附近部分区域，从而焊接接头部分的材料将发生弹性变形，从而消除了由于材料厚度方向的错位误差和接头间隙，在完成了焊接接头的初始对缝后，激光光束照射在已对缝的焊接接头上，进行焊接。

焊接进给机构沿着接头间隙长度方向进给运动，随着焊接进给机构的横向进给，压实机构和激光连续不断的进行压合焊接的过程，整个焊接接头也局部的、逐渐的自动对合，实现边对边的焊接，焊接质量比较高，并且使用成本比较低。

在一种优选的实施方式中，还包括弹性机构，所述弹性机构沿压紧方向伸缩变形，所述压板通过所述弹性机构连接所述安装架；当压实机构所到的压力大于弹性机构的预设弹力值时，压实机构可以向上浮动，这样降低了压实机构挤压工件时的刚性，以避免焊接接头材料不均匀等特殊情况下，因压实机构下压的刚性过大而发生屈服或咬边现象，进一步保证焊接质量。

在一种优选的实施方式中，所述压板上开设有焊接用的焊接位置孔；这样工件在焊接成型时，压板作用于焊接位置，尽量使工件焊接接头处的对合，进一步提高焊缝的成型质量。

为实现另一目的，本发明还提供一种非填丝焊机系统，包括非填丝焊机和压实机构，所述压实机构为上述任一项所述的压实机构。

优选地，所述压实机构设置于所述非填丝焊机的进给机构上。

由于上述的压实机构具有上述技术效果，具有上述压实机构的非填丝焊机系统也应该具有相应的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供压实机构的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明一种具体实施方式中待焊接工件的初始安装示意图；

图3为图2所示待焊接工件使用本发明所提供的压实机构对缝后的安装示意图；

图4为本发明所提供的一种具体实施方式中压实机构处于焊接过程中的动作方向示意图；

图5为图1所示压实机构的局部示意图；

图6为图5的A-A视图。

其中，图1至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1机架；2轴承；3防尘罩；4上安装架；5丝杠；6下安装架；7轴承；8导向连接轴；9导向轴；10压缩弹簧柱塞；11压板；12丝杠螺母；13螺母；20工件。

具体实施方式

本发明的一个核心旨在提供一种压实机构，具有该压实机构的激光焊机系统可实现焊接工件的自动对缝，焊接质量比较高，且使用成本比较低。本发明的另一个核心旨在提供一种包括上述压实机构的非填丝焊机系统。

不失一般性，本文以压实机构在激光焊机系统中的应用为例介绍本技术方案，本领域内技术人员应当理解，也不排除其在其他类型焊机系统中的应用。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供压实机构的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明一种具体实施方式中待焊接工件的初始安装示意图；图3为图2所示待焊接工件使用本发明所提供的压实机构对缝后的安装示意图。

本发明提供了一种用于非填丝焊机系统的压实机构，该压实机构包括安装架，所述安装架上还设置有用于压紧两待焊工件20接合处的压板11，还包括驱动装置，安装架在所述驱动装置的驱动下带动所述压板11与所述焊机系统的进给机构同步运动。

所述安装架可以连接非填丝焊机系统的机架，也可以单独设置固定架，优选安装于进给机构上，此时焊机系统的驱动装置同为压实机构的驱动装置，无需再单独设置驱动装置。安装架上还设置有压板11，在所述焊机系统焊接过程中，所述压板11可压紧工件20，并能够随所述焊机系统的进给机构一起运动。

需要说明的是，非填丝焊机指不用填充焊丝的焊接机器。

请综合参考图2和图3，首先将待焊接工件20安装于焊机上，焊接接头的初始安装位置可以参考图2所示，固定边间距离W，由于弹性变形等原因工件20的水平倾斜角θ，接头初始间隙宽度δ，工件20伸出长度L。其中θ、W、δ、L具体值由工件20的厚度材料决定，其中，δ的数值可以为0。

当工件20初始安装好后将焊接进给系统行走至工件20的一端，可以调整压实机构于焊接接头的正上方，使压实机构下压，在压实机构区域内的焊接接头发生向下的弹性弯曲变形，对接头缝隙对合，采用本发明提供的压实机构进行校正后的焊接接头的位置如图3所示。

也就是说，在对大长径比的薄壁工件20进行焊接时，可以施加一定的压紧力于本发明提供的压实机构的压板11上，使压板11压紧薄壁工件20焊接接头附近部分区域，从而焊接接头部分的材料将发生弹性变形，从而消除了由于材料厚度方向的错位误差和接头间隙，在完成了焊接接头的初始对缝后，激光光束照射在已对缝的焊接接头上，进行焊接。

焊接进给机构沿着接头间隙长度方向进给运动，随着焊接进给机构的横向进给，压实机构和激光连续不断的进行压合焊接的过程，整个焊接接头也局部的、逐渐的自动对合，实现边对边的焊接，焊接质量比较高，并且使用成本比较低。

需要说明的是，本文中所述的横向是指焊接进给方向。

进一步地，压实机构还可以包括弹性机构，弹性机构沿压紧方向伸缩变形，压板11通过弹性机构连接安装架，弹性机构可以为弹簧等部件例如压缩弹簧柱塞10等，也可以为其它弹性原件，例如橡胶等部件；当压实机构所到的压力大于弹性机构的预设弹力值时，压实机构可以向上浮动，这样降低了压实机构挤压工件20时的刚性，以避免焊接接头材料不均匀等特殊情况下，因压实机构下压的刚性过大而发生屈服或咬边现象，进一步保证焊接质量。

弹性机构的设计原则可以由压头上所受到焊接接头的反作用力来决定，弹性机构的最大弹性力应该大于焊接接头的反作用力，在压实装置工作前需要试验以确定合适的弹力保证焊接的准确度，以弹簧柱塞为例，弹簧柱塞中弹簧的最大弹性力应大于焊接接头的反作用力。

上述实施方式中，还可以进一步包括沿弹性机构的伸缩方向布置的导向轴9，导向轴9可以通过螺母13实现与安装架的连接，导向轴9有利于保障压板11压实方向和弹性机构弹性变形方向的准确性，以提高工件20焊缝的对合质量。

请参考图5和图6，图5为图1所示压实机构的局部示意图；图6为图5的A-A视图。

进一步地，导向轴9的数量可以至少为三个，且三个所述导向轴9的轴线在压实面上的投影不共线的直线数量至少为一条，请参考图5和图6中给出了导向轴数量为三根的布置方式，导向轴呈三角形分布，保证了在进给时压头的横向刚度。

当然，为了导向轴9与安装架之间还可以增加轴承7等部件，进一步增加导向轴9导向的可靠性。

上述各实施例中，压板11上可以开设有焊接用的焊接位置孔，当对工件20进行焊接时，激光穿过所述焊接位置孔完成对工件20的焊接；这样工件20在焊接成型时，压板11作用于焊接位置，尽量使工件20焊接接头处的对合，进一步提高焊缝的成型质量。

在一种具体实施例中，压板11的前端部可以开设有槽，槽的后端部设置有焊接用的焊接位置孔；压头的前端部开槽，槽的后端是焊接位置孔，这样激光焊接头的中心和此孔中心共线，以保证激光通过此孔照射至孔下得焊接接头上，完成焊接。通槽的作用是在激光焊接完成后，在刚焊完的焊缝附近保持下压，以防止工件20的弹性回复力破坏刚刚焊接好的焊接接头。

当工件进行连续焊接时，各部件的相对运动方向和位置可以请参考图4，图4为本发明所提供的一种具体实施方式中压实机构处于焊接过程中的动作方向示意图，图中c表示激光的方向，e、f分别表示压板进给方向和压紧方向。

进一步地，压实机构还可以设置有调节安装架上下位置的位移调节机构，安装架通过位移调节机构连接进给机构，安装架的沿压实方向的位移可以通过位移调节机构调节，可以具体根据焊接件厚度的不同，调节安装架的位置，从而实现压板11位置的调节，调节至合适压紧力。

具体地，位移调节机构可以为丝杠5和与丝杠5相配合的丝杠螺母12，丝杠5和丝杠螺母12可以分别安装于安装架和机架1上；通过旋转与丝杠5配合的丝杠螺母12，丝杠5可以转动，从而带动压实机构的压板11移动，该结构比较简单，节省空间，并且工作可靠性比较高。

当然，位移调节机构还可以为其它结构形式，例如齿轮与齿轮的组合、齿轮与齿条的组合等形式，在此不再一一描述。

上述具体实施方式中，安装架可以包括上安装架4和下安装架6，所述上安装架4通过所述调节机构连接机架1，压板11设于下安装架6上，上安装架4和下安装架6之间可以通过导向连接轴8连接；将安装架设置为两部分，加工比较简单，并且有利于其它部件的安装。

为了保障压实机构中旋转部件的使用寿命，压实机构还可以包括防尘罩3，防尘罩3设于安装架的外围，当压实机构工作时，压板11外露于所述防尘罩的外部，当处于非焊接状态时，压板11也可以置于防尘罩的内部。防尘罩3结构可以使压实机构外观比较简洁，内部零部件的工作环境比较整洁，免受焊接环境的影响，提高压实机构的使用寿命。

上述实施例中的压板11的形状可以由多种形式，可以为平板结构，也可以为与工件表面相配合的形状，例如弧形面等。

在上述压实机构的基础上，本发明还提供了一种非填丝焊机系统，包括焊机和压实机构，所述压实机构为上述任一项实施方式中所述的压实机构

由于上述的压实机构具有上述技术效果，具有上述压实机构的非填丝焊机系统也应该具有相应的技术效果。

在一种具体实施方式中，上述非填丝焊机系统可以为激光焊机系统。

上述激光焊机系统的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的一种非填丝焊机系统及其压实机构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种用于非填丝焊机系统的压实机构，其特征在于，包括安装架，所述安装架上还设置有用于压紧两待焊工件(20)接合处的压板(11)，还包括驱动装置，所述安装架在所述驱动装置的驱动下带动所述压板(11)与所述焊机系统的进给机构同步运动。

2.根据权利要求1所述的压实机构，其特征在于，还包括弹性机构，所述弹性机构沿压紧方向伸缩变形，所述压板(11)通过所述弹性机构连接所述安装架。

3.根据权利要求2所述的压实机构，其特征在于，还包括沿所述弹性机构的伸缩方向布置的导向轴(9)，所述导向轴(9)用于对所述弹性机构中弹性元件的变形导向。

4.根据权利要求3所述的压实机构，其特征在于，所述导向轴(9)的数量为三个，且三个所述导向轴(9)的轴线在压实面上的投影点不共线。

5.根据权利要求1-4任一项所述的压实机构，其特征在于，所述压板(11)上开设有焊接用的焊接位置孔。

6.根据权利要求5所述的压实机构，其特征在于，所述压板(11)的前端部开设有槽，所述焊接位置孔形成于所述槽的后端部。

7.根据权利要求5所述的压实机构，其特征在于，还设置有调节所述安装架上下位置的位移调节机构，所述安装架通过所述位移调节机构连接所述机架(1)。

8.根据权利要求7所述的压实机构，其特征在于，所述位移调节机构为丝杠(5)和与所述丝杠(5)相配合的丝杠螺母(12)。

9.根据权利要求5所述的压实机构，其特征在于，所述安装架包括上安装架(4)和下安装架(6)，所述上安装架(4)通过所述调节机构连接所述进给机构，所述压板(11)设于所述下安装架(6)上，所述位移调节机构设于所述上安装架(4)和所述机架(1)之间。

10.根据权利要求5所述的压实机构，其特征在于，还设有防尘罩(3)，所述防尘罩(3)设于所述安装架的外围。

11.一种非填丝焊机系统，包括非填丝焊机，其特征在于，还包括压实机构，所述压实机构为权利要求1至10任一项所述的压实机构。

12.根据权利要求11所述非填丝焊机系统，其特征在于，所述压实机构设置于所述非填丝焊机的进给机构上。

Images