CN105397295B - 电机激光焊接机工作台及电机激光焊接机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机激光焊接机工作台及电机激光焊接机系统，涉及激光焊接机领域，包括工作台面板。送料机构，其固定在工作台面板上。夹具机构，其固定在送料机构上，送料机构驱动夹具机构往返运动，夹具机构包括夹具装置和夹具安装板，夹具装置设有定位装置，夹具安装板通过定位装置与夹具装置定位，夹具安装板设有多个电机安装孔。支架机构，其包括第一支架装置和第二支架装置，第一支架装置和第二支架装置位于夹具机构运动方向的两侧，第一支架装置和第二支架装置均包括固定在工作台面板上的调整装置。调整装置上固定有焊接头，调整装置调整焊接头的位移。本发明可提高电机的焊接效率，焊接时定位精准方便，能解决焊接时应力不均的问题。

Description

电机激光焊接机工作台及电机激光焊接机系统

技术领域

本发明涉及激光焊接机领域，具体涉及一种电机激光焊接机工作台及电机激光焊接机系统。

背景技术

传统氩弧焊接技术是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成熔池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，虽然防止了焊材的氧化，但焊缝界面会出现不饱满、焊缝宽窄不均匀、咬边、气孔、夹渣、裂纹等现象。

随着社会的发展，小型电机已广泛用于人们生活中，人们对小电机外壳焊接的加工要求越来越高。由于氩弧焊接在焊接过程中会出现上述现象，其已满足不了企业的要求。目前，小型电机焊接的加工一般采用固体激光焊接机，通过旋转式的工装夹具进行焊接。但固体激光焊接机的温度效益比较严重，发热量大，热影响区大、光斑不均匀、寿命短，焊接速度较慢，焊缝不够平整美观，有气孔，焊缝质量不高，转换效益较低，且旋转式的工装夹具一次只能装夹一个小型电机进行焊接，焊接完后取出并装夹下一个小型电机，其频繁的装夹过程使得效率低下，而且单头激光旋转焊接容易产生焊接时应力不均匀，而导致两端焊缝大小不一致。此外固体激光焊接机还存在焊接头定位精度不高、调试困难的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种焊接效率高、电机定位方便精准且焊接头定位精准、调试简单的电机激光焊接机工作台。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种电机激光焊接机工作台，包括，

工作台面板；

送料机构，其固定在所述工作台面板上；

夹具机构，其固定在所述送料机构上，所述送料机构驱动所述夹具机构往返运动，所述夹具机构包括夹具装置和夹具安装板，所述夹具装置设有定位装置，所述夹具安装板通过所述定位装置与所述夹具装置定位，且所述夹具安装板设有多个电机安装孔；

支架机构，其包括第一支架装置和第二支架装置，所述第一支架装置和第二支架装置位于所述夹具机构运动方向的两侧，所述第一支架装置和第二支架装置均包括固定在所述工作台面板上的调整装置；以及

焊接头，其固定在所述调整装置上，所述调整装置调整所述焊接头的位移；所述调整装置包括固定在所述工作台面板上的粗调装置以及固定在所述粗调装置上的精调装置，且所述焊接头固定在所述精调装置上，以所述夹具机构运动方向为X轴、与所述工作台面板平行且与所述X轴垂直的方向为Y轴、与所述工作台面板垂直且与所述X轴垂直的方向为Z轴建立坐标系XYZ，所述粗调装置调整所述焊接头沿所述Y轴和Z轴方向的位移，所述精调装置调整所述焊接头沿所述Y轴和Z轴方向的位移以及调整所述焊接头沿所述X轴转动的角度。

在上述技术方案的基础上，所述定位装置包括第一定位板、第二定位板和第三定位板，所述第一定位板和第二定位板相对设置，所述第三定位板位于所述第一定位板和第二定位板之间，所述定位装置还包括夹具安装模板，所述第一定位板、第二定位板和第三定位板固定在所述夹具安装模板上。

在上述技术方案的基础上，所述第三定位板设有第一定位磁铁，所述夹具安装板与所述第三定位板定位的一端设有第二定位磁铁，且所述第一定位磁铁与所述第二定位磁铁磁性相异。

在上述技术方案的基础上，所述夹具安装板与所述第一定位板和第二定位板定位的两端均设有导向轴承。

在上述技术方案的基础上，所述夹具安装板设有6个所述电机安装孔，且所述电机安装孔内设有电机定位磁铁。

在上述技术方案的基础上，所述粗调装置包括粗调定位板、粗调导向板、粗调手柄、升降杆和导向安装座，所述粗调定位板固定在所述工作台面板上，所述粗调导向板固定在所述粗调定位板上，所述粗调手柄穿过所述粗调定位板并与所述粗调导向板固定，所述粗调手柄调整所述粗调导向板沿所述Y轴方向的位移，所述升降杆固定在所述粗调导向板上，所述导向安装座套设在所述升降杆上，且所述导向安装座沿所述升降杆滑动时调整所述焊接头沿所述Z轴方向的位移。

在上述技术方案的基础上，所述精调装置包括固定在所述导向安装座上的滑台以及固定在所述滑台上的旋转滑台，所述滑台设有第一手柄和第二手柄，所述第一手柄调整所述焊接头沿所述Y轴方向的位移，所述第二手柄调整所述焊接头沿所述Z轴方向的位移，所述旋转滑台设有第三手柄，所述第三手柄调整所述焊接头沿所述X轴转动的角度。

本发明还提供一种焊接效率高的电机激光焊接机系统。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种电机激光焊接机系统，包括激光冷水机和激光焊接机，所述电机激光焊接机系统还包括上述所述电机激光焊接机工作台。

在上述技术方案的基础上，所述激光焊接机为光纤传输焊接机。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明中的电机激光焊接机工作台，包括夹具机构，夹具机构包括夹具安装板，在夹具安装板上设有多个电机安装孔。同时在夹具机构运动方向的两侧均设有焊接头，焊接头同时焊接电机的两端，这样在不需要夹具机构旋转的情况下即可完成对电机的焊接。由于夹具安装板上设有多个电机安装孔，一次装夹即可对多个电机依次焊接，避免了频繁的装夹操作，极大的提高了工作效率。此外，采用两个焊接头相对焊接，很好的平衡了焊接时电机两边产生的应力，从而可以保持电机两端的焊缝一致，解决了传统的单头激光旋转焊接容易产生焊接时应力不均匀，而导致两端焊缝大小不一致的问题。

(2)本发明中的电机激光焊接机工作台，在定位装置和夹具安装板上设有磁性相异的磁铁，同时在夹具安装板上设置导向轴承，从而更方便夹具安装板的定位。此外在电机安装孔内设置有电机定位磁铁，可以让电机在上下料时，不易松动，省时省力，并且定位精准，安装更准确。若没有内置磁铁，在放料和收料时电机很容易由于重力作用掉落在地，需要拾取重新装夹，不仅耽误时间，严重的可能直接导致损坏电机，且操作人员还需很小心的将电机放入安装孔内，如果电机定位过程中发生安装基面与夹具安装面不平的现象，会因安装面不平导致焊缝错位，直接影响焊接的合格率。

(3)本发明中的电机激光焊接机工作台，设置了粗调装置和精调装置。在粗调装置和精调装置上设有手柄，旋转手柄即可调整焊接头沿Y轴和Z轴方向的位移以及沿X轴的转动角度，其定位精度高，调试简便快捷，解决了固体激光焊接机焊接头定位精度不高，调试困难的问题。

附图说明

图1为本发明中电机激光焊接机工作台的结构示意图；

图2为本发明中送料机构、夹具机构、支架机构和焊接头的整体示意图；

图3为本发明中夹具机构的结构示意图；

图4为本发明中支架机构和焊接头的结构示意图；

图5为本发明中电机激光焊接机系统的结构示意图。

图中：1-工作台面板，11-CCD显示器，2-送料机构，3-夹具机构，31-夹具装置，311-定位装置，311a-第一定位板，311b-第二定位板，311c-第三定位板，312-夹具安装模板，313-夹具压板，314-夹具限位杆，315-夹具导向杆，316-模具弹簧，317-双导杆气缸，32-夹具安装板，321-电机安装孔，322-倾斜式拉手，33-第一定位磁铁，34-第二定位磁铁，35-导向轴承，36-电机定位磁铁，4-支架机构，41-第一支架装置，42-第二支架装置，5-调整装置，51-粗调装置，511-粗调定位板，512-粗调导向板，513-粗调手柄，514-升降杆，515-导向安装座，52-精调装置，521-滑台，522-旋转滑台，523-第一手柄，524-第二手柄，525-第三手柄，6-焊接头，61-CCD装置，62-焊接头连接板，7-激光冷水机，8-激光焊接机。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明提供一种电机激光焊接机工作台，该装置包括工作台面板1、送料机构2、夹具机构3、支架机构4、调整装置5和焊接头6。

其中送料机构2固定在工作台面板1上，本发明中的送料机构2通过伺服电机带动滚珠丝杆线性模组实现高精度的线性传动，通过计算机编写的控制的程序，将待焊的电机从放料区输送到焊接区，焊接完毕后并将其送回收料区。

参见图2和图3所示，夹具机构3固定在所述送料机构2上，送料机构2可驱动夹具机构3往返运动。夹具机构3包括夹具装置31和夹具安装板32，其中夹具装置31设有定位装置311，夹具安装板32通过定位装置311与夹具装置31定位。夹具安装板32上还有倾斜式拉手322，可以很方便的将夹具安装板32从定位装置311中取出。

定位装置311包括第一定位板311a、第二定位板311b和第三定位板311c。其中第一定位板311a和第二定位板311b相对设置，第三定位板311c位于第一定位板311a和第二定位板311b之间。定位装置311还包括夹具安装模板312，第一定位板311a、第二定位板311b和第三定位板311c固定在夹具安装模板312上。第一定位板311a、第二定位板311b、第三定位板311c以及夹具安装模板312围成一个收容空间，夹具安装板32则定位在这个收容空间内。第三定位板311c上设有第一定位磁铁33，夹具安装板32与第三定位板311c定位的一端设有与第一定位磁铁33磁性相异的第二定位磁铁34，同时夹具安装板32与第一定位板311a和第二定位板311b定位的两端均设有导向轴承35。通过设置磁铁和导向轴承，可以更方便夹具安装板32与定位装置311的定位。

夹具装置31还包括夹具压板313，夹具压板313上设有夹具限位杆314、夹具导向杆315和模具弹簧316，夹具安装模板312上设有双导杆气缸317，夹具压板313和双导杆气缸317配合使用压紧待焊接的电机，通过调整夹具限位杆314的位置来控制模具弹簧316作用于电机上的压紧力，从而避免因模具弹簧316夹压电机的压力过大而损坏电机。

在夹具安装板32上设有多个电机安装孔321，本发明中的夹具安装板32设有6个电机安装孔321，电机安装孔321的数量可以根据需要合理设计。在每个电机安装孔321内还设有电机定位磁铁36，可以让电机在上下料时，不易松动，省时省力，并且定位精准，安装更准确。若没有内置电机定位磁铁36，在放料和收料时电机很容易由于重力作用掉落在地，需要拾取重新装夹，不仅耽误时间，严重的可能直接导致损坏电机，且操作人员还需很小心的将电机放入安装孔内，如果电机定位过程中发生安装基面与夹具安装面不平的现象，会因安装面不平导致焊缝错位，直接影响焊接的合格率。

参见图2和图4所示，支架机构4包括第一支架装置41和第二支架装置42，第一支架装置41和第二支架装置42位于夹具机构3运动方向的两侧。第一支架装置41和第二支架装置42均包括固定在工作台面板1上的调整装置5。

焊接头6固定在调整装置5上，通过调整装置5来调整焊接头6的位移。本发明中的焊接头6为T型准直聚焦光纤焊接头，在焊接头6上还设有CCD装置61(Charge-coupledDevice，电荷耦合元件)，与之对应的是在电机激光焊接机工作台上设有CCD显示器11，通过焊接头6上所安装的CCD装置61和焊接机工作台上的CCD显示器11可观察6个小电机依次焊接的全过程。由于在夹具机构3运动方向的两侧均设有焊接头6，焊接头6同时焊接电机的两端，这样在不需要夹具机构3旋转的情况下即可完成对电机的焊接。夹具安装板32上设有多个电机安装孔321，则一次装夹即可对多个电机依次焊接，避免了频繁的装夹操作，极大的提高了工作效率。此外，采用两个焊接头6相对焊接，很好的平衡了焊接时电机两边产生的应力，从而可以保持电机两端的焊缝一致，解决了传统的单头激光旋转焊接容易产生焊接时应力不均匀，而导致两端焊缝大小不一致的问题。

调整装置5包括固定在工作台面板1上的粗调装置51以及固定在粗调装置51上的精调装置52，焊接头6则固定在精调装置52上。以夹具机构3运动方向为X轴、与工作台面板1平行且与X轴垂直的方向为Y轴、与工作台面板1垂直且与X轴垂直的方向为Z轴建立坐标系XYZ，粗调装置51主要用来调整焊接头6沿Y轴和Z轴方向的位移，精调装置52主要用来调整焊接头6沿所述Y轴和Z轴方向的位移以及调整焊接头6沿所述X轴转动的角度。

本发明中的粗调装置51包括粗调定位板511、粗调导向板512、粗调手柄513、升降杆514和导向安装座515。其中粗调定位板511固定在工作台面板1上，粗调导向板512固定在粗调定位板511上，粗调手柄513穿过粗调定位板511并与粗调导向板512固定，旋转粗调手柄513即可调整粗调导向板512沿Y轴方向的位移。升降杆514固定在粗调导向板512上，导向安装座515套设在升降杆514上，导向安装座515沿升降杆514上下滑动时即可调整焊接头6沿Z轴方向的位移。

本发明中的精调装置52包括固定在导向安装座515上的滑台521以及固定在滑台521上的旋转滑台522。滑台521设有第一手柄523和第二手柄524。旋转第一手柄523即可调整焊接头6沿Y轴方向的位移，旋转第二手柄524即可调整焊接头6沿Z轴方向的位移。旋转滑台522设有第三手柄525，旋转第三手柄525即可调整焊接头6沿所述X轴转动的角度。本发明中的焊接头6通过焊接头连接板62固定在旋转滑台522，从而通过粗调装置51和精调装置52便可以实现焊接头6沿Y轴和Z轴方向的位移以及沿所述X轴转动的角度的调整，粗调装置51上的精调装置52定位精度高，调试简便快捷，解决了固体激光焊接机焊接头定位精度不高，调试困难的问题。

利用本发明中的电机激光焊接机工作台焊接电机时，首先将6个待焊接的电机放入夹具安装板32的电机安装孔321内，通过电机安装孔321内的电机定位磁铁36准确定位，再将夹具安装板32放入夹具装置31内，通过第三定位板311c上的第一定位磁铁33以及第一定位板311a和第二定位板311b与夹具安装板32上的第二定位磁铁34和两侧的导向轴承35配合可快速准确定位。此时按下电机焊接机启动按钮，双导杆气缸317缩回，夹具装置31夹紧电机。通过计算机编写的控制的程序，送料机构2将待焊接的电机输送到焊接区，两个T型准直聚焦光纤焊接头同时焊接，通过焊接头6上所安装的CCD装置61和焊接机工作台上的CCD显示器11可观察6个小电机依次焊接全过程，焊接完成后由送料机构2将焊好电机送回收料区，双导杆气缸317升起将电机压紧，夹具装置31抬起，此时一个焊接循环完成。通过倾斜式拉手322将夹具安装板32取出，将焊接好的电机放到指定的位置，依此循环焊接动作。

参见图5所示，本发明中还提供一种电机激光焊接机系统，其包括激光冷水机7和激光焊接机8以及上述的电机激光焊接机工作台，其中激光焊接机8为光纤传输焊接机。激光冷水机7主要是对激光设备的激光发生器进行水循环冷却，并控制激光发生器的使用温度，使激光发生器可以长时间保持正常工作。激光设备在长时间运行过程中，激光发生器会不断产生高温，温度过高就会影响激光发生器的正常工作，所以必须使用激光冷水机7进行水循环冷却控温。

光纤传输焊接机是将高能激光束耦合进入光纤，远距离传输后，通过准直镜准直为平行光，再聚焦于工件上实施焊接的一种激光焊接设备。对焊接难以接近的部位，施行柔性传输非接触焊接，具有更大的灵活性。激光束可实现时间和能量上的分光，能进行多光束同时加工，为更精密的焊接提供了条件。

本发明不局限于上述实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种电机激光焊接机工作台，其特征在于：包括，

工作台面板(1)；

送料机构(2)，其固定在所述工作台面板(1)上；

夹具机构(3)，其固定在所述送料机构(2)上，所述送料机构(2)驱动所述夹具机构(3)往返运动，所述夹具机构(3)包括夹具装置(31)和夹具安装板(32)，所述夹具装置(31)设有定位装置(311)，所述夹具安装板(32)通过所述定位装置(311)与所述夹具装置(31)定位，且所述夹具安装板(32)设有多个电机安装孔(321)；

支架机构(4)，其包括第一支架装置(41)和第二支架装置(42)，所述第一支架装置(41)和第二支架装置(42)位于所述夹具机构(3)运动方向的两侧，所述第一支架装置(41)和第二支架装置(42)均包括固定在所述工作台面板(1)上的调整装置(5)；以及

焊接头(6)，其固定在所述调整装置(5)上，所述调整装置(5)调整所述焊接头(6)的位移；

所述调整装置(5)包括固定在所述工作台面板(1)上的粗调装置(51)以及固定在所述粗调装置(51)上的精调装置(52)，且所述焊接头(6)固定在所述精调装置(52)上，以所述夹具机构(3)运动方向为X轴、与所述工作台面板(1)平行且与所述X轴垂直的方向为Y轴、与所述工作台面板(1)垂直且与所述X轴垂直的方向为Z轴建立坐标系XYZ，所述粗调装置(51)调整所述焊接头(6)沿所述Y轴和Z轴方向的位移，所述精调装置(52)调整所述焊接头(6)沿所述Y轴和Z轴方向的位移以及调整所述焊接头(6)沿所述X轴转动的角度。

2.如权利要求1所述的电机激光焊接机工作台，其特征在于：所述定位装置(311)包括第一定位板(311a)、第二定位板(311b)和第三定位板(311c)，所述第一定位板(311a)和第二定位板(311b)相对设置，所述第三定位板(311c)位于所述第一定位板(311a)和第二定位板(311b)之间，所述定位装置(311)还包括夹具安装模板(312)，所述第一定位板(311a)、第二定位板(311b)和第三定位板(311c)固定在所述夹具安装模板(312)上。

3.如权利要求2所述的电机激光焊接机工作台，其特征在于：所述第三定位板(311c)设有第一定位磁铁(33)，所述夹具安装板(32)与所述第三定位板(311c)定位的一端设有第二定位磁铁(34)，且所述第一定位磁铁(33)与所述第二定位磁铁(34)磁性相异。

4.如权利要求2或3所述的电机激光焊接机工作台，其特征在于：所述夹具安装板(32)与所述第一定位板(311a)和第二定位板(311b)定位的两端均设有导向轴承(35)。

5.如权利要求1所述的电机激光焊接机工作台，其特征在于：所述夹具安装板(32)设有6个所述电机安装孔(321)，且所述电机安装孔(321)内设有电机定位磁铁(36)。

6.如权利要求1所述的电机激光焊接机工作台，其特征在于：所述粗调装置(51)包括粗调定位板(511)、粗调导向板(512)、粗调手柄(513)、升降杆(514)和导向安装座(515)，所述粗调定位板(511)固定在所述工作台面板(1)上，所述粗调导向板(512)固定在所述粗调定位板(511)上，所述粗调手柄(513)穿过所述粗调定位板(511)并与所述粗调导向板(512)固定，所述粗调手柄(513)调整所述粗调导向板(512)沿所述Y轴方向的位移，所述升降杆(514)固定在所述粗调导向板(512)上，所述导向安装座(515)套设在所述升降杆(514)上，且所述导向安装座(515)沿所述升降杆(514)滑动时调整所述焊接头(6)沿所述Z轴方向的位移。

7.如权利要求6所述的电机激光焊接机工作台，其特征在于：所述精调装置(52)包括固定在所述导向安装座(515)上的滑台(521)以及固定在所述滑台(521)上的旋转滑台(522)，所述滑台(521)设有第一手柄(523)和第二手柄(524)，所述第一手柄(523)调整所述焊接头(6)沿所述Y轴方向的位移，所述第二手柄(524)调整所述焊接头(6)沿所述Z轴方向的位移，所述旋转滑台(522)设有第三手柄(525)，所述第三手柄(525)调整所述焊接头(6)沿所述X轴转动的角度。

8.一种电机激光焊接机系统，包括激光冷水机(7)和激光焊接机(8)，其特征在于：所述电机激光焊接机系统还包括如权利要求1所述的电机激光焊接机工作台。

9.如权利要求8所述的电机激光焊接机系统，其特征在于：所述激光焊接机(8)为光纤传输焊接机。