CN105618942A - 一种自动上料旋转激光拼焊夹具 - Google Patents

一种自动上料旋转激光拼焊夹具 Download PDF

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CN105618942A CN201610090234.9A CN201610090234A CN105618942A CN 105618942 A CN105618942 A CN 105618942A CN 201610090234 A CN201610090234 A CN 201610090234A CN 105618942 A CN105618942 A CN 105618942A
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张�浩
李祥戍
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Abstract

本发明涉及激光焊接,提供一种自动上料旋转激光拼焊夹具,包括床身,所述床身上设置有用于输送工件一的送料夹紧装置以及用于固定工件二的夹紧装置,所述送料夹紧装置包括用于储存各所述工件一的储料机构、驱动其中一所述工件一移动至与所述工件二接触的输送机构以及由所述储料机构内抽取其中一所述工件一至所述输送机构上的抽料机构。本发明中,工件一存放于储料机构内,然后采用抽料机构将其中一工件一转移至输送机构上,通过输送机构将该工件一与夹紧装置固定的工件二接触,然后采用激光焊机将两者焊接,整个过程均为自动完成,不但大大提高焊接效率,而且可有效保证焊接质量。

Description

一种自动上料旋转激光拼焊夹具
技术领域
[0001]本发明涉及激光焊接,尤其涉及一种自动上料旋转激光拼焊夹具。
背景技术
[0002]汽车行业的发展与国民生活息息相关,随着汽车行业过去的结构性产能过剩,其市场竞争逐步加剧,汽车的各项性能指标都成为竞争的筹码。汽车内部的零部件质量决定了汽车的各项性能,因此汽车零部件的生产要求越来越高。其中,座椅调角器影响着座椅的舒适度以及安全性,正因为如此,座椅调角器的生产制造的加工工艺以及生产效率要求很高。然而针对座椅调角器而言,由于其结构的多样性以及特殊性,目前的加工设备由于功能有限,生产效率低,且不能保证良好的焊缝质量,已渐渐不能满足市场需求。
发明内容
[0003]本发明的目的在于提供一种自动上料旋转激光拼焊夹具,旨在用于解决现有的座椅调角器焊接效率较低的问题。
[0004]本发明是这样实现的:
[0005]本发明实施例提供一种自动上料旋转激光拼焊夹具,包括床身,所述床身上设置有用于输送工件一的送料夹紧装置以及用于固定工件二的夹紧装置,所述送料夹紧装置包括用于储存各所述工件一的储料机构、驱动其中一所述工件一移动至与所述工件二接触的输送机构以及由所述储料机构内抽取其中一所述工件一至所述输送机构上的抽料机构。
[0006]具体地,所述输送机构包括水平设置且朝向所述夹紧装置延伸的第一导轨、滑动设置于所述第一导轨上的子弹输送板以及驱使所述子弹输送板沿所述第一导轨滑动的第一推动气缸;所述储料机构包括水平设置的滑道以及水平设置的第二推动气缸,各所述工件一依次摆放于所述滑道上,所述第二推动气缸的伸缩杆正对各所述工件一。
[0007]进一步地,还包括次品清除机构,所述次品清除机构包括安设于所述床身上的料斗以及竖直设置的挡料组件,所述料斗具有位于所述子弹输送板正下方的入料口,所述挡料组件包括可伸展至所述子弹输送板支撑面的伸缩杆,所述伸缩杆位于所述入料口的正上方。
[0008]进一步地,所述抽料机构包括供每一所述工件一穿过的开口以及推动位于所述开口处的所述工件一穿过所述开口的推动组件,所述开口开设于所述滑道上且位于各所述工件一的滑行路径上,所述开口与所述第二推动气缸分别位于各所述工件一沿滑行方向的两侧。
[0009]进一步地,所述推动组件包括竖直设置的第三推动气缸,于所述第三推动气缸的伸缩杆端部处设置有可穿过所述开口的推杆,所述推杆位于所述开口的正上方。
[00Ί O]进一步地,所述抽料机构还包括用于固定所述第三推动气缸的气缸支架以及固定所述气缸支架至所述床身上的弹簧卡扣。
[0011]进一步地,所述夹紧装置包括可由电机驱动沿轴线旋转的旋转轴、设置于所述旋转轴上的至少两个顶块以及沿轴向夹紧所述工件二至所述顶块上的随动旋转组件,所述随动旋转组件安设于所述床身上。
[0012] 进一步地,所述夹紧装置还包括两组限位组件以及驱动两组所述限位组件远离或者靠近的驱动件,每一所述限位组件均包括支座以及设置于支座上的至少一个限位夹,两所述限位组件靠近时各所述限位夹围合形成供所述工件二穿过的限位孔,所述限位孔位于所述旋转轴的轴向上。
[0013]进一步地,所述夹紧装置还包括有定位块,两所述支座分别位于所述定位块的两侧,所述驱动件控制两所述支座靠近或者远离所述定位块。
[0014]进一步地,所述一种自动上料旋转激光拼焊夹具一台单独使用或者多台配合使用,且在多台配合使用时,各所述一种自动上料旋转激光拼焊夹具的焊接时间依次错开。
[0015]本发明具有以下有益效果:
[0016]本发明的拼焊夹具中,将一定数量的工件一存放于储料机构内,然后采用抽料机构将其中一工件一移动至输送机构上,通过输送机构将该工件一输送至夹紧装置处,在夹紧装置上固定有工件二,工件一与工件二接触,此时可采用激光焊机将工件一焊接于工件二上,对于工件二可采用机械手将其放置于夹紧装置上,对此工件一与工件二之间焊接动作的自动化程度比较高,工件一与工件二可以分别对应桌椅调角器的两个部件,即采用这种夹具可以大大提高桌椅调角器的焊接效率,且由于各动作均由各部件自动完成,可以有效保证桌椅调角器的焊接质量。在实际焊接过程中,拼焊夹具可以单独使用,也可以一台激光焊机可对应多个夹具,每一夹具的焊接时间错开,从而可以使得一台激光焊机持续为多个夹具的工件一与工件二焊接,可以避免在工件一送料与工件二固定过程中,激光焊机出现等待时间,可以进一步提尚焊接效率。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0018]图1为本发明实施例提供的一种自动上料旋转激光拼焊夹具的结构示意图;
[0019]图2为图1的激光拼焊设备的两台一种自动上料旋转激光拼焊夹具的侧视图;
[0020]图3为图1的激光拼焊设备的一种自动上料旋转激光拼焊夹具的结构示意图;
[0021] 图4为图3中A-A剖视图;
[0022]图5为图1的激光拼焊设备的一种自动上料旋转激光拼焊夹具的送料夹紧装置的放大图;
[0023]图6为图1的激光拼焊设备的一种自动上料旋转激光拼焊夹具的夹紧装置的结构示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0025]参见图1-图3,本发明实施例提供一种自动上料旋转激光拼焊夹具,包括床身1,床身I上设置有送料夹紧装置2与夹紧装置3,夹紧装置3用于夹紧固定工件二,而送料夹紧装置2则是用于将工件一 4输送至夹紧装置3处,使得工件一 4与工件二的对应部分接触同时实现对工件一 4与工件二的夹紧,进而通过焊机将工件一 4焊接于工件二上,细化送料夹紧装置2,送料夹紧装置2包括储料机构21、输送机构22以及抽料机构23,可将一定数量的工件一4储存于储料机构21内,然后采用抽料机构23将储料机构21内存放的其中一工件一4移动至输送机构22上,而输送机构22则可将其上的工件一 4输送至夹紧装置3处与其上固定的工件二接触,以方便实现后续工件一 4与工件二的焊接动作。本发明中,在床身I上还设置有上支座11与下支座12,储料机构21、抽料机构23以及输送机构22均通过上支座11固定于下支座12上,而夹紧装置3则通过下支座12固定于床身I上,先将若干个工件一 4存放于储料机构21内,然后采用抽料机构23将储料机构21内其中一工件一4转移至输送机构22上,同时采用机械手将其中一工件二安装于夹紧装置3上固定,在输送机构22的作用下其上放置的工件一 4移动至夹紧装置3处与工件二接触,从而实现工件一 4与工件二的对接,此时可采用激光焊机焊接工件一 4与工件二的接触位置,使得工件一 4固定于工件二上。本发明中,工件一 4与工件二可均为桌椅调角器的其中两个部件,一般工件一 4为块状结构,而工件二则为圆盘状结构,可将多个工件一 4依次焊接于工件二的端面上,对此通过该拼焊夹具可以自动实现桌椅调角器两部件的对接,人工干预非常小,各动作均自动完成,不但对接效率比较高,而且有利于保证后续的焊接质量。
[0026] 参见图3-图5,细化输送机构22,输送机构22包括第一导轨221、子弹输送板222以及第一推动气缸223,第一导轨221为直线导轨,水平设置且朝向夹紧装置3延伸,将子弹输送板222滑动设置于第一导轨221上,且在第一推动气缸223的推拉作用下子弹输送板222沿第一导轨221滑动。本发明中,第一推动气缸223安设于下支座12上,其伸缩杆与子弹输送板222连接,输送机构22还包括有一溜板224,通过该溜板224与第一导轨221将子弹输送板222安装于下支座12上,且均位于下支座12与上支座11之间,当抽料机构23将储料机构21内的工件一 4移动至子弹输送板222上后,第一推动气缸223推动子弹输送板222向夹紧装置3滑动,进而使得子弹输送板222上的工件一 4可与夹紧装置3上的工件二接触,且在后续的焊接动作完成后,第一推动气缸223又驱使子弹输送板222返回至原状态。
[0027]优化上述实施例,针对该输送机构22,拼焊夹具还包括有次品清除机构5,用于清除子弹输送板222上焊接后的工件一4次品,次品清除机构5包括料斗51以及挡料组件52,料斗51设置于床身I上且位于子弹输送板222的下方,挡料组件52竖直设置且位于子弹输送板222的上方,料斗51具有入料口,该入料口位于子弹输送板222的正下方,挡料组件52包括伸缩杆521,该伸缩杆521通常也为伸缩气缸,通过气缸支架522安装于上支座11上。本实施例中,子弹输送板222驱使工件一4与工件二接触,且在焊接的过程中,工件一4与工件二之间可能会出现焊接不牢靠的现象(出现的概率比较低),当子弹输送板222返回时工件一4可能会与工件二脱离且随子弹输送板222同步移动,此时挡料组件52的伸缩杆521伸展且延伸靠近子弹输送板222的上表面,且当次品工件一 4随子弹输送板222移动至伸缩杆521处,在伸缩杆521的阻挡作用下次品工件一 4难以继续随子弹输送板222同步移动,而子弹输送板222继续返回,且在子弹输送板222由伸缩杆521与料斗51的入料口之间抽离时,次品工件一4由入料口掉落至料斗51内,从而实现焊接后,次品工件一4的清除,整个清除过程不会占用拼焊夹具工件一 4与工件二的对接工时,同时可以有效保证焊接质量。一般地,料斗51的入料口尺寸大于工件一 4的外形尺寸,伸缩杆521位于入料口的正上方,且在次品工件一 4移动至伸缩杆521时,次品工件一 4也位于入料口的正上方,可以有效保证次品工件一 4顺利掉入料斗51内,进而节约利用资源,减少成本,并保证加工环境的秩序,提高拼焊夹具的使用寿命。
[0028]参见图3以及图5,细化储料机构21的结构,包括滑道211以及第二推动气缸212,滑道211水平设置,块状的工件一 4可以依次摆放于滑道211上,第二推动气缸212水平设置且正对各工件一4。本实施例中,第二推动气缸212与滑道211均设置于上支座11上,各工件一4于滑道211上沿直线依次摆放,且延伸方向朝向夹紧装置3,将第二推动气缸212设置于背离夹紧装置3—侧,通过第二推动气缸212推动各工件一 4同步沿滑道211向靠近夹紧装置3的方向移动,且使得位于外侧的工件一 4由滑道211脱出,进而可以在抽料机构23的作用下降脱出的工件一 4移动至子弹输送板222上。
[0029] 进一步地,抽料机构23包括一开口 231以及推动组件232,该开口 231开设于滑道211上,且位于在第二推动气缸212作用下各工件一 4的滑行路径上,且在推动组件232的推动作用下可使得每一工件一 4穿过该开口 231并掉落至子弹输送板222上,一般,开口 231于第二推动气缸212分别位于各工件一 4沿滑行方向的两侧,即在第二推动气缸212的推动作用下各工件一4可依次滑动至开口231处。本实施例中,滑道211位于子弹输送板222的上方,且当抽料机构23需要将滑道211上的其中一工件一 4移动至子弹输送板222上时,第一推动气缸223控制子弹输送板222滑行至开口 231的正下方,第二推动气缸212推动滑道211上的各工件一4整体移动,且当位于最外侧的工件一4移动至开口 231处时,推动组件232工作迫使开口 231处的工件一4穿过开口 231且掉落至子弹输送板222上,从而实现了工件一4由滑道211至子弹输送板222上的转移动作,比较方便。当然抽料机构23还可以采用其它的结构形式,比如机械手,即直接采用一机械手将滑道211上其中一工件一 4抓取至子弹输送板222上。细化推动组件232,其包括第三推动气缸2321,第三推动气缸2321竖直设置,且位于开口231的正上方,在其朝向开口 231方向的端部处设置有一推杆233,且当第三推动气缸2321伸展时推杆233可以顺利穿过该开口 231。对此当第二推动气缸212推动其中一工件一 4位于开口 231处时,第三推动气缸2321伸展驱使该工件一 4穿过开口 231。
[0030]参见图5,优化上述实施例,抽料机构23还包括有气缸支架234与弹簧卡扣235,第三推动气缸2321安装于气缸支架234上,然后采用弹簧卡扣235将气缸支架234固定于上支座11上,通过按压弹簧卡扣235可以快速将第三推动气缸2321于气缸支架234由上支座11上拆除。本实施例中,由于工件一4的形状不规则或者加工时产生的误差,在推动组件232驱使工件一 4穿过开口 231时,工件一 4可能会被卡滞于开口 231处,此时可以通过解除弹簧卡扣235,快速拆卸气缸支架234与第三推动气缸2321,从而实现对该工件一 4位置的调整,非常方便,也保证工件一 4上料过程的流畅性。
[0031]参见图3以及图6,细化夹紧装置3,包括旋转轴31、至少两个顶块32以及随动旋转组件33,旋转轴31在一电机311的驱动下可以绕自身轴线旋转,旋转轴31为水平放置且与第一导轨221的长度方向平行,各顶块32均设置于旋转轴31朝向子弹输送板222的端部处,且绕圆周方向均匀间隔分布,在旋转轴31的带动下同步旋转,而随动旋转组件33则安设于床身I的上支座11上,通过随动旋转组件33与各顶块32配合沿轴向夹紧工件二,且在旋转轴31旋转后,随动旋转组件33与工件二抵顶的结构、工件二以及各顶块32均同步旋转。本实施例中顶块32为三个,各顶块32之间的角度为120度,当采用机械手将其中一工件二放置于各顶块32之间,且采用顶块32与随动旋转组件33夹紧工件二,当将其中一工件一4焊接于该工件二上后,电机311驱使旋转轴31与工件二同步旋转,从而可以使得另一工件一 4焊接于该工件二的另一位置上,依次在每一工件二上焊接有四个工件一 4,且在将四个工件一 4均焊接于工件二上后,再次采用机械手将工件一4与工件二整体由夹紧装置3上取出。随动旋转组件33包括有安装于上支座11上的轴承座331以及设置于轴承座331内的顶杆332,顶杆332—端伸出抵顶工件二,另一端滑动设置于轴承座331内,对此在工件二旋转后,通过摩擦力作用使得顶杆可在轴承座331内同步旋转。
[0032] 参见图6,进一步地,夹紧装置3还包括有两组限位组件34以及一个驱动件35,驱动件35为动力部分可驱使两组限位组件34相互远离或者相互靠近,每一限位组件34均包括支座341以及至少一个限位夹342,各限位夹342设置于支座341上,且当两个限位组件34在驱动件35作用下靠近时两个支座341上的各限位夹342围合形成有限位孔343,该限位孔343位于旋转轴31的轴向上,可用于供工件二穿过,一般每一支座341上设置有两个限位夹342,各限位夹342围设的限位孔343中各限位夹342均匀间隔分布,即相邻的限位夹342之间的圆心角为90度。根据工件二的结构尺寸,可以通过驱动件35控制两个限位组件34之间的位移,以调节限位孔343的尺寸,机械手抓取工件二后先通过限位孔343,使得工件二的安装位置在限位孔343范围内,进而可以方便后续随动旋转组件33与各顶块32对工件二的夹紧固定,限位孔343沿径向方向限制工件二,同时各限位夹342与工件二之间相互靠近但不接触,进而保证旋转轴31在旋转的时候,各限位夹342不会干涉工件二的旋转。优化上述实施例,夹紧装置3还包括有定位块36,两支座341分别位于定位块36的两侧,驱动件35控制两制作靠近或者远离该定位块36。在定位块36的两侧均设置有滑道,两支座341均设置于滑道上,驱动件35采用气动的方式驱动两个支座341沿各自对应的滑道滑动,进而使得两支座341相互靠近或者相互远离,进而实现对工件二的夹紧或者松开,且由于两支座341之间设置有定位块36,使得两个支座341被隔开,避免两个支座341的各限位夹342沿径向过度夹紧工件二。
[0033]参见图3,继续优化上述实施例,拼焊夹具还包括有第二导轨37、另一溜板38以及第四推动气缸39,第二导轨37沿旋转轴31的轴向设置,该溜板38滑动设置于第二导轨37上,而第四推动气缸39则可驱动溜板38沿第二导轨37滑动,上述的旋转轴31安设于该溜板38上。本实施例中,安装工件二之前,第四推动气缸39先驱使溜板38远离随动旋转组件33,然后采用机械手将工件二安设于限位孔343内,第四推动气缸39再次驱使溜板38靠近随动旋转组件33以使顶杆与各顶块32沿轴向夹紧工件二,且在将四个工件一 4均焊接于工件二上后,第四推动气缸39驱使溜板38远离随动旋转组件33,机械手将焊接后的整体取出。上述对工件二的安装方式,可以有效避免在采用机械手安装工件二时随动旋转组件33以及拼焊夹具的其它部件对其产生干涉,不利于机械手安装角度的调整。
[0034]本发明中,激光焊机与上述的拼焊夹具配合使用,即采用拼焊夹具将工件一4与工件二接触后,激光焊机开始工作以焊接两工件之间的接触部分,不但焊接效率比较高,而且保证了焊接质量。针对激光焊机与拼焊夹具的对应方式,拼焊夹具可以单独与激光焊机使用,也可以一台激光焊机对应多台拼焊夹具,其中当拼焊夹具为多台且在工作时,各拼焊夹具的焊接时间一次错开,激光焊机的焊接头依次移动焊接各拼焊夹具上固定的工件一 4与工件二。本实施例中,一个激光焊机对应多个拼焊夹具,在实际工作时,各拼焊夹具的步调均不一致,沿摆放顺序依次错开,比如当第一个拼焊夹具将工件一 4与工件二接触后,下一个拼焊夹具的工件一 4在抽料机构23的作用下转移至子弹输送板222上,且在将前一拼焊夹具的工件一 4与工件二焊接后,后一拼焊夹具的工件一 4与工件二刚好接触,此时激光焊机的焊接头移动且与该拼焊夹具对应,焊接该拼焊夹具的工件一 4与工件二,如此依次移动激光焊机的焊接头,从而可以有效避免工件一4与工件二上料过程中,激光焊机出现等待的情况。一般,拼焊设备采用两个拼焊夹具即可,激光焊机依次往复焊接两个拼焊夹具上的工件一4与工件二,其在不考虑外界环境干扰的情况下,采用这种方式焊接可在8小时内进行超过1700次,焊接效率大大提高。
[0035]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动上料旋转激光拼焊夹具,包括床身,所述床身上设置有用于输送工件一的送料夹紧装置以及用于固定工件二的夹紧装置,其特征在于:所述送料夹紧装置包括用于储存各所述工件一的储料机构、驱动其中一所述工件一移动至与所述工件二接触的输送机构以及由所述储料机构内抽取其中一所述工件一至所述输送机构上的抽料机构。
2.如权利要求1所述的一种自动上料旋转激光拼焊夹具,其特征在于:所述输送机构包括水平设置且朝向所述夹紧装置延伸的第一导轨、滑动设置于所述第一导轨上的子弹输送板以及驱使所述子弹输送板沿所述第一导轨滑动的第一推动气缸;所述储料机构包括水平设置的滑道以及水平设置的第二推动气缸,各所述工件一依次摆放于所述滑道上,所述第二推动气缸的伸缩杆正对各所述工件一。
3.如权利要求2所述的一种自动上料旋转激光拼焊夹具,其特征在于:还包括次品清除机构,所述次品清除机构包括安设于所述床身上的料斗以及竖直设置的挡料组件,所述料斗具有位于所述子弹输送板正下方的入料口,所述挡料组件包括可伸展至所述子弹输送板支撑面的伸缩杆,所述伸缩杆位于所述入料口的正上方。
4.如权利要求2所述的一种自动上料旋转激光拼焊夹具,其特征在于:所述抽料机构包括供每一所述工件一穿过的开口以及推动位于所述开口处的所述工件一穿过所述开口的推动组件,所述开口开设于所述滑道上且位于各所述工件一的滑行路径上,所述开口与所述第二推动气缸分别位于各所述工件一沿滑行方向的两侧。
5.如权利要求4所述的一种自动上料旋转激光拼焊夹具,其特征在于:所述推动组件包括竖直设置的第三推动气缸,于所述第三推动气缸的伸缩杆端部处设置有可穿过所述开口的推杆,所述推杆位于所述开口的正上方。
6.如权利要求5所述的一种自动上料旋转激光拼焊夹具,其特征在于:所述抽料机构还包括用于固定所述第三推动气缸的气缸支架以及固定所述气缸支架至所述床身上的弹簧卡扣。
7.如权利要求1所述的一种自动上料旋转激光拼焊夹具,其特征在于:所述夹紧装置包括可由电机驱动沿轴线旋转的旋转轴、设置于所述旋转轴上的至少两个顶块以及沿轴向夹紧所述工件二至所述顶块上的随动旋转组件,所述随动旋转组件安设于所述床身上。
8.如权利要求7所述的一种自动上料旋转激光拼焊夹具,其特征在于:所述夹紧装置还包括两组限位组件以及驱动两组所述限位组件远离或者靠近的驱动件,每一所述限位组件均包括支座以及设置于支座上的至少一个限位夹,两所述限位组件靠近时各所述限位夹围合形成供所述工件二穿过的限位孔,所述限位孔位于所述旋转轴的轴向上。
9.如权利要求8所述的一种自动上料旋转激光拼焊夹具,其特征在于:所述夹紧装置还包括有定位块,两所述支座分别位于所述定位块的两侧,所述驱动件控制两所述支座靠近或者远离所述定位块。
10.如权利要求1所述的一种自动上料旋转激光拼焊夹具,其特征在于:所述一种自动上料旋转激光拼焊夹具一台单独使用或者多台配合使用,且在多台配合使用时,各所述一种自动上料旋转激光拼焊夹具的焊接时间依次错开。
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