CN106964897A - 双工位环形管件周向激光焊接机及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双工位环形管件周向激光焊接机及焊接方法，涉及激光焊接设备技术领域。本发明激光焊接机包括第一环形管件插接系统、第二环形管件插接系统及激光焊接系统，其中，激光焊接系统包括激光器、激光焊接筒及环形反射镜，所述激光焊接筒的一端安装激光器，所述激光焊接筒的另一端设有焊接工作孔，所述环形反射镜安装于焊接工作孔内；所述激光器发出的激光光束经环形反射镜反射后，照射于环形管件上，对环形管件与接头的插接处进行周向激光焊接。本发明插接接头方便、焊接精度高、速度快、能调整焊接长度、带有激光焊接保护、能焊接不同型号环形件。

Description

双工位环形管件周向激光焊接机及方法

技术领域

本发明涉及激光焊接设备技术领域，特别涉及双工位环形管件周向激光焊接机及方法。

背景技术

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，通过使用激光束将两件工件熔合在一起。常规的激光焊接系统通过发射致密的光子束来产生精确的结合，该光子束熔化工件的靶向区域，使得两件工件熔合在一起成为一个单元。常规激光束的光射线是小的且聚集的。因此，这样的焊接系统以生产线所需的高体积产生精确的焊接。为此原因，焊接工业已经由于激光器的速度、精度和功率而利用激光器。然而，常规激光束通常具有线性轨迹，并且不容易弯曲以重定向光射线，因此，在环形管件进行周身激光焊接是非常困难的工作。

在现有技术中，对环形管件进行周向激光焊接的方法主要有两种：第一种是激光焊接头围绕环形管件旋转，实现对环形管件的焊接；第二种是激光焊接头固定不动，而是旋转环形管件，实现对环形管件的焊接。上述第一种激光焊接方法的缺点是：安装旋转式激光焊接头的激光焊接机结构复杂，稳定性差，环形管件的焊接长度难以调整。上述第二种激光焊接方法的缺点是：环形管件旋转比较困难，特别是具有较长长度的管状件（例如卡车尿素管）旋转起来非常困难，难以焊接，精度低，效率慢，稳定性差。

专利201580020173.2公开了使用光学反射器在工件上执行环形周向焊接的激光器装置，该激光器装置包括具有激光源的激光头，该激光头被配置用于发射激光束，以围绕所述工件的外部周向目标区域执行焊接。还包括的是光学反射器组件，该光学反射器组件具有与所述工件间隔开的至少两个光学反射器，以用于反射从所述激光头发射的激光束。所述反射器彼此间隔开，布置在所述工件的相对的横向侧上，并且相对于横向于所述工件的纵向轴线的轴线倾斜，使得由单个周期的所述激光束实现所述周向焊接。然而，该激光器装置具有如下缺失：其一、对于需要插接接头的环形管件来说，该激光器装置无法在焊接前对环形管件插接接头；其二、该激光器装置通过螺杆定位环形管件，精度低、效率慢；其三、该激光器装置不能调整环形管件的焊接长度；其四、该激光器装置无激光焊接保护，安全性较差；其五、该激光器装置难以对不同型号的环形管件进行激光焊接。

发明内容

本发明要解决的技术问题是根据上述现有技术的不足，提供一种插接接头方便、焊接精度高、速度快、能调整焊接长度、带有激光焊接保护、能焊接不同型号环形管件的双工位环形管件周向激光焊接机；与此同时，本发明还要提供一种该激光焊接机的焊接方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种双工位环形管件周向激光焊接机，包括：

第一环形管件插接系统，包括用于定位环形管件的第一环形管件座、用于将接头插至环形管件的第一接头座及第一传动机构，所述第一环形管件座安装于第一传动机构上，所述第一传动机构用于带动第一环形管件座移动至与激光焊接系统相对应的位置，待环形管件焊接完毕之后再带动第一环形管件座复位；

第二环形管件插接系统，包括用于定位环形管件的第二环形管件座、用于将接头插至环形管件的第二接头座及第二传动机构，所述第二环形管件座安装于第二传动机构上，所述第二传动机构用于带动第二环形管件座移动至与激光焊接系统相对应的位置，待环形管件焊接完毕之后再带动第二环形管件座复位；

及激光焊接系统，包括激光器、激光焊接筒及环形反射镜，所述激光焊接筒的一端安装激光器，所述激光焊接筒的另一端设有焊接工作孔，所述环形反射镜安装于焊接工作孔内；所述激光器发出的激光光束经环形反射镜反射后，照射于环形管件上，对环形管件与接头的插接处进行周向激光焊接。

作为对本发明的进一步阐述：

所述第一环形管件座包括第一夹管基座及安装于第一夹管基座上的第一固定夹管块、第一滑动夹管块和第一夹管气缸，所述第一固定夹管块与第一滑动夹管块的位置相对，所述第一夹管气缸与第一滑动夹管块相连接，以带动第一滑动夹管块滑向第一固定夹管块，使第一滑动夹管块与第一固定夹管块相互配合夹紧环形管件；

所述第一接头座包括第一插管基座及安装于第一插管基座上的第一固定仿形块、第一移动仿形块、第一升降气缸机构和第一电机压合机构；所述第一升降气缸机构与第一移动仿形块相连接，以带动第一移动仿形块上升，使第一移动仿形块与第一固定仿形块相配合夹持接头，或者带动第一移动仿形块下降，打开第一移动仿形块对接头的水平限制；所述第一电机压合机构用于推动第一固定仿形块与第一移动仿形块向第一环形管件座方向移动，使夹持的接头与环形管件相插接。

所述第一滑动夹管块设有复位弹簧及手柄，所述第一夹管气缸设有电磁开关；在未夹持环形管件时，复位弹簧拉着第一滑动夹管块处于松开复位状态，在需要夹持环形管件时，先通过手柄拉动第一滑动夹管块滑向第一固定夹管块，在即将闭合的时候，触动所述电磁开关，第一夹管气缸工作，推动第一滑动夹管块夹紧环形管件。

所述第一接头座还设有到位判断压力传感器，该到位判断压力传感器与第一固定仿形块相接触配合，在到位判断压力传感器感应到第一固定仿形块的压力达到所设定的压力值时，到位判断压力传感器判断接头与环形管件插接成功；所述第一电机压合机构包括伺服电机、减速机及丝杆，所述伺服电机经减速机后，驱动丝杆旋转，进而通过丝杆驱动第一固定仿形块与第一移动仿形块相对于第一环形管件座做往返运动。

所述第二环形管件座包括第二夹管基座及安装于第二夹管基座上的第二固定夹管块、第二滑动夹管块和第二夹管气缸，所述第二固定夹管块与第二滑动夹管块的位置相对，所述第二夹管气缸与第二滑动夹管块相连接，以带动第二滑动夹管块滑向第二固定夹管块，使第二滑动夹管块与第二固定夹管块相互配合夹紧环形管件。

所述第二接头座包括第二插管基座及安装于第二插管基座上的第二固定仿形块、第二移动仿形块、第二升降气缸机构和第二电机压合机构；所述第二升降气缸机构与第二移动仿形块相连接，以带动第二移动仿形块上升，使第二移动仿形块与第二固定仿形块相配合夹持接头，或者带动第二移动仿形块下降，打开第二移动仿形块对接头的水平限制；所述第二电机压合机构用于推动第二固定仿形块与第二移动仿形块向第二环形管件座方向移动，使夹持的接头与环形管件相插接。

所述第二滑动夹管块设有复位弹簧及手柄，所述第二夹管气缸设有电磁开关；在未夹持环形管件时，复位弹簧拉着第二滑动夹管块处于松开复位状态，在需要夹持环形管件时，先通过手柄拉动第二滑动夹管块滑向第二固定夹管块，在即将闭合的时候，触动所述电磁开关，第二夹管气缸工作，推动第二滑动夹管块夹紧环形管件。

所述第二接头座还设有到位判断压力传感器，该到位判断压力传感器与第二固定仿形块相接触配合，在到位判断压力传感器感应到第二固定仿形块的压力达到所设定的压力值时，到位判断压力传感器判断接头与环形管件插接成功；所述第二电机压合机构包括伺服电机、减速机及丝杆，所述伺服电机经减速机后，驱动丝杆旋转，进而通过丝杆驱动第二固定仿形块与第二移动仿形块相对于第二环形管件座做往返运动。

所述激光焊接筒内远离焊接工作孔的一端设有X-Y振镜，用于偏转调整激光器发出的激光光束，使激光光束沿着环形反射镜周身移动，对环形管件与接头的插接处进行周向激光焊接；所述激光焊接系统还包括焊接电机、焊接减速机及焊接丝杆，所述焊接电机经焊接减速机后，驱动焊接丝杆旋转，进而通过焊接丝杆驱动激光焊接筒按照环形管件的长度方向往返移动，使激光焊接筒的焊接工作孔能套设于接头与环形管件的插接处之外。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：一种双工位环形管件周向激光焊接机的焊接方法，包括：

Ⅰ.焊接第一组环形管件与接头的激光焊接步骤，步骤如下：

a.将环形管件移送至第一环形管件座的第一固定夹管块上，并通过第一夹管气缸推动第一滑动夹管块夹紧环形管件；

b.将接头移送至第一接头座的第一固定仿形块上，并通过第一升降气缸机构推动第一移动仿形块上升，使第一移动仿形块与第一固定仿形块相配合夹持接头；

c.在第一电机压合机构的推动下，第一固定仿形块与第一移动仿形块向第一环形管件座方向移动，使夹持的接头与环形管件相插接；

d.第一升降气缸机构带动第一移动仿形块下降，打开第一移动仿形块对接头的水平限制，第一传动机构带动第一环形管件座移动至与激光焊接系统相对应的位置，第一接头座复位；

e.焊接电机驱动激光焊接筒按照环形管件的长度方向移动，使激光焊接筒的焊接工作孔套设于接头与环形管件的插接处之外；

f.激光器工作，发出的激光光束先经X-Y振镜偏转调整，再经环形反射镜反射并沿着环形反射镜周身移动，对环形管件与接头的插接处进行周向激光焊接；

g.激光焊接系统复位，第一传动机构带动第一环形管件座复位，等待下一工作循环；

Ⅱ.焊接第二组环形管件与接头的激光焊接步骤，步骤如下：

a.将环形管件移送至第二环形管件座的第二固定夹管块上，并通过第二夹管气缸推动第二滑动夹管块夹紧环形管件；

b.将接头移送至第二接头座的第二固定仿形块上，并通过第二升降气缸机构推动第二移动仿形块上升，使第二移动仿形块与第二固定仿形块相配合夹持接头；

c.在第二电机压合机构的推动下，第二固定仿形块与第二移动仿形块向第二环形管件座方向移动，使夹持的接头与环形管件相插接；

d.第二升降气缸机构带动第二移动仿形块下降，打开第二移动仿形块对接头的水平限制，第二传动机构带动第二环形管件座移动至与激光焊接系统相对应的位置，第二接头座复位；

e.焊接电机驱动激光焊接筒按照环形管件的长度方向移动，使激光焊接筒的焊接工作孔套设于接头与环形管件的插接处之外；

f.激光器工作，发出的激光光束先经X-Y振镜偏转调整，再经环形反射镜反射并沿着环形反射镜周身移动，对环形管件与接头的插接处进行周向激光焊接；

g.激光焊接系统复位，第二传动机构带动第二环形管件座复位，等待下一工作循环；

所述焊接第一组环形管件与接头的激光焊接步骤及焊接第二组环形管件与接头的激光焊接步骤交错运行，使激光焊接系统分别对两组环形管件与接头进行焊接。

优选地，所述激光焊接系统对环形管件与接头的插接处进行周向激光焊接之时，激光焊接筒根据环形管件在第一环形管件座或第二环形管件座上的定位位置执行位移补偿方法，当环形管件的定位位置向前/向后多移动某一距离时，激光焊接筒也相对应地向前/向后补偿某一距离。

本发明的有益效果是：本发明设置第一环形管件插接系统及第二环形管件插接系统，能够实现环形管件与接头的快速插接，并传送至激光焊接系统，其插接接头方便、快速，并能焊接不同型号的环形管件；本发明激光焊接系统的激光器发出的激光光束经环形反射镜反射后，照射于环形管件上，对环形管件与接头的插接处进行周向激光焊接，无需旋转激光焊接头或环形管件，焊接精度高，能调整焊接长度；本发明激光焊接系统能焊接直径小于焊接工作孔的多型号的环形管件，激光焊接筒具有保护作用，安全性高。

附图说明

图1为本发明的整体结构图。

图2为本发明移除机器外壳、显示器及键鼠模块后的整体结构图。

图3为本发明第一环形管件插接系统、第二环形管件插接系统及激光焊接系统的整体结构图之一。

图4为本发明第一环形管件插接系统、第二环形管件插接系统及激光焊接系统的整体结构图之二。

图5为本发明第一环形管件插接系统、第二环形管件插接系统及激光焊接系统的整体结构图之三。

图6为本发明激光焊接系统的分散结构图之一。

图7为本发明激光焊接系统的分散结构图之二。

图8为本发明激光焊接系统的光路结构示意图之一。

图9为本发明激光焊接系统的光路结构示意图之二。

图中：100.环形管件；200.接头；1.机器架体；2.机器外壳；3.控制系统；4.显示器；5.键鼠模块；6.第一环形管件插接系统；61.第一环形管件座；611.第一夹管基座；612.第一固定夹管块；613.第一滑动夹管块；614.第一夹管气缸；615.手柄；62.第一接头座；621.第一插管基座；622.第一固定仿形块；623.第一移动仿形块；624.第一升降气缸机构；625.第一电机压合机构；626.到位判断压力传感器；63.第一传动机构；7.第二环形管件插接系统；71.第二环形管件座；711.第二夹管基座；712.第二固定夹管块；713.第二滑动夹管块；714.第二夹管气缸；715.手柄；72.第二接头座；721.第二插管基座；722.第二固定仿形块；723.第二移动仿形块；724.第二升降气缸机构；725.第二电机压合机构；726.到位判断压力传感器；73.第二传动机构；8.激光焊接系统；81.激光器；82.激光焊接筒；83.环形反射镜；84.焊接工作孔；85.X-Y振镜；86.焊接电机；87.焊接减速机；88.焊接丝杆；89.光学镜片组。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

实施例一

如图1和图2所示，双工位环形管件周向激光焊接机所焊接的产品为卡车尿素管，但本发明不限于焊接卡车尿素管，对于直径小于本发明最大焊接直径规格的环形管件均能进行周向激光焊接。

如图1～图8所示，本发明双工位环形管件周向激光焊接机包括：机器架体1，机器架体1之外的机器外壳2，机器架体1下端的控制系统3，机器外壳2一侧的显示器4和键鼠模块5，以及机器架体1上端的第一环形管件插接系统6、第二环形管件插接系统7及激光焊接系统8，其中：

第一环形管件插接系统6，包括用于定位环形管件100的第一环形管件座61、用于将接头200插至环形管件100的第一接头座62及第一传动机构63，所述第一环形管件座61安装于第一传动机构63上，所述第一传动机构63用于带动第一环形管件61座移动至与激光焊接系统8相对应的位置，待环形管件100焊接完毕之后再带动第一环形管件座61复位；

第二环形管件插接系统7，包括用于定位环形管件100的第二环形管件座71、用于将接头200插至环形管件100的第二接头座72及第二传动机构73，所述第二环形管件座71安装于第二传动机构73上，所述第二传动机构73用于带动第二环形管件座71移动至与激光焊接系统8相对应的位置，待环形管件100焊接完毕之后再带动第二环形管件座71复位；

及激光焊接系统8，包括激光器81、激光焊接筒82及环形反射镜83，所述激光焊接筒82的一端安装激光器81，所述激光焊接筒82的另一端设有焊接工作孔84，所述环形反射镜83安装于焊接工作孔84内；所述激光器81发出的激光光束经环形反射镜83反射后，照射于环形管件100上，对环形管件100与接头200的插接处进行周向激光焊接。

如图3～图5所示，第一环形管件插接系统6与第二环形管件插接系统7相互对称。

如图3～图5所示，所述第一环形管件座61包括第一夹管基座611及安装于第一夹管基座611上的第一固定夹管块612、第一滑动夹管块613和第一夹管气缸614，所述第一固定夹管块612与第一滑动夹管块613的位置相对，所述第一夹管气缸614与第一滑动夹管块613相连接，以带动第一滑动夹管块613滑向第一固定夹管块612，使第一滑动夹管块613与第一固定夹管块612相互配合夹紧环形管件100；

所述第一接头座62包括第一插管基座621及安装于第一插管基座621上的第一固定仿形块622、第一移动仿形块623、第一升降气缸机构624和第一电机压合机构625；所述第一升降气缸机构624与第一移动仿形块623相连接，以带动第一移动仿形块623上升，使第一移动仿形块623与第一固定仿形块622相配合夹持接头200，或者带动第一移动仿形块623下降，打开第一移动仿形块623对接头200的水平限制；所述第一电机压合机构625用于推动第一固定仿形块622与第一移动仿形块623向第一环形管件座61方向移动，使夹持的接头200与环形管件100相插接。

如图3～图5所示，所述第一滑动夹管块613设有复位弹簧（图中未示出）及手柄615，所述第一夹管气缸614设有电磁开关（图中未示出）；在未夹持环形管件100时，复位弹簧拉着第一滑动夹管块613处于松开复位状态，在需要夹持环形管件100时，先通过手柄615拉动第一滑动夹管块613滑向第一固定夹管块612，在即将闭合的时候，触动所述电磁开关，第一夹管气缸614工作，推动第一滑动夹管块613夹紧环形管件100；

如图3～图5所示，所述第一接头座62还设有到位判断压力传感器626，该到位判断压力传感器626与第一固定仿形块622相接触配合，在到位判断压力传感器626感应到第一固定仿形块622的压力达到所设定的压力值时，到位判断压力传感器626判断接头200与环形管件100插接成功；所述第一电机压合机构625包括伺服电机、减速机及丝杆，所述伺服电机经减速机后，驱动丝杆旋转，进而通过丝杆驱动第一固定仿形块622与第一移动仿形块623相对于第一环形管件61座做往返运动。

如图3～图5所示，所述第二环形管件座71包括第二夹管基座711及安装于第二夹管基座711上的第二固定夹管块712、第二滑动夹管块713和第二夹管气缸714，所述第二固定夹管块712与第二滑动夹管块713的位置相对，所述第二夹管气缸714与第二滑动夹管块713相连接，以带动第二滑动夹管块713滑向第二固定夹管块712，使第二滑动夹管块713与第二固定夹管块712相互配合夹紧环形管件100；

所述第二接头座72包括第二插管基座721及安装于第二插管基座721上的第二固定仿形块722、第二移动仿形块723、第二升降气缸机构724和第二电机压合机构725；所述第二升降气缸机构724与第二移动仿形块723相连接，以带动第二移动仿形块723上升，使第二移动仿形块723与第二固定仿形块722相配合夹持接头200，或者带动第二移动仿形块723下降，打开第二移动仿形块723对接头200的水平限制；所述第二电机压合机构725用于推动第二固定仿形块722与第二移动仿形块723向第二环形管件座71方向移动，使夹持的接头200与环形管件100相插接。

如图3～图5所示，所述第二滑动夹管块713设有复位弹簧（图中未示出）及手柄715，所述第二夹管气缸714设有电磁开关（图中未示出）；在未夹持环形管件100时，复位弹簧拉着第二滑动夹管块713处于松开复位状态，在需要夹持环形管件100时，先通过手柄715拉动第二滑动夹管块713滑向第二固定夹管块713，在即将闭合的时候，触动所述电磁开关，第二夹管气缸714工作，推动第二滑动夹管块713夹紧环形管件100。

如图3～图5所示，所述第二接头座72还设有到位判断压力传感器726，该到位判断压力传感器726与第二固定仿形块722相接触配合，在到位判断压力传感器726感应到第二固定仿形块722的压力达到所设定的压力值时，到位判断压力传感器726判断接头200与环形管件100插接成功；所述第二电机压合机构725包括伺服电机、减速机及丝杆，所述伺服电机经减速机后，驱动丝杆旋转，进而通过丝杆驱动第二固定仿形块722与第二移动仿形块723相对于第二环形管件座71做往返运动。

如图6～图8所示，并结合参考如图3～图5，所述激光焊接筒82内远离焊接工作孔84的一端设有X-Y振镜85，用于偏转调整激光器81发出的激光光束，使激光光束沿着环形反射镜83周身移动，对环形管件100与接头200的插接处进行周向激光焊接；所述激光焊接系统还包括焊接电机86、焊接减速机87及焊接丝杆88，所述焊接电机86经焊接减速机87后，驱动焊接丝杆88旋转，进而通过焊接丝杆88驱动激光焊接筒82按照环形管件100的长度方向往返移动，使激光焊接筒82的焊接工作孔84能套设于接头200与环形管件100的插接处之外。

如图8和图9所示，激光光束S先经X-Y振镜85进行偏转调整，再经光学镜片组89将倾斜的激光调整为与激光焊接筒长度方向相平行的激光，并打在环形反射镜83上，接着环形反射镜83对激光进行反射，最后激光打在环形管件100与接头200的插接处，实现对环形管件100与接头200的激光焊接。如图8所示，环形管件与接头的最大直径L1应小于焊接工作孔84的直径；而激光在环形管件与接头上的焊接长度L2为环形反射镜83的高度，并可进行上下调整。

实施例二

一种双工位环形管件周向激光焊接机的焊接方法，包括：

Ⅰ.焊接第一组环形管件与接头的激光焊接步骤，步骤如下：

a.将环形管件移送至第一环形管件座的第一固定夹管块上，并通过第一夹管气缸推动第一滑动夹管块夹紧环形管件；

b.将接头移送至第一接头座的第一固定仿形块上，并通过第一升降气缸机构推动第一移动仿形块上升，使第一移动仿形块与第一固定仿形块相配合夹持接头；

c.在第一电机压合机构的推动下，第一固定仿形块与第一移动仿形块向第一环形管件座方向移动，使夹持的接头与环形管件相插接；

d.第一升降气缸机构带动第一移动仿形块下降，打开第一移动仿形块对接头的水平限制，第一传动机构带动第一环形管件座移动至与激光焊接系统相对应的位置，第一接头座复位；

e.焊接电机驱动激光焊接筒按照环形管件的长度方向移动，使激光焊接筒的焊接工作孔套设于接头与环形管件的插接处之外；

f.激光器工作，发出的激光光束先经X-Y振镜偏转调整，再经环形反射镜反射并沿着环形反射镜周身移动，对环形管件与接头的插接处进行周向激光焊接；

g.激光焊接系统复位，第一传动机构带动第一环形管件座复位，等待下一工作循环；

Ⅱ.焊接第二组环形管件与接头的激光焊接步骤，步骤如下：

a.将环形管件移送至第二环形管件座的第二固定夹管块上，并通过第二夹管气缸推动第二滑动夹管块夹紧环形管件；

b.将接头移送至第二接头座的第二固定仿形块上，并通过第二升降气缸机构推动第二移动仿形块上升，使第二移动仿形块与第二固定仿形块相配合夹持接头；

c.在第二电机压合机构的推动下，第二固定仿形块与第二移动仿形块向第二环形管件座方向移动，使夹持的接头与环形管件相插接；

d.第二升降气缸机构带动第二移动仿形块下降，打开第二移动仿形块对接头的水平限制，第二传动机构带动第二环形管件座移动至与激光焊接系统相对应的位置，第二接头座复位；

e.焊接电机驱动激光焊接筒按照环形管件的长度方向移动，使激光焊接筒的焊接工作孔套设于接头与环形管件的插接处之外；

f.激光器工作，发出的激光光束先经X-Y振镜偏转调整，再经环形反射镜反射并沿着环形反射镜周身移动，对环形管件与接头的插接处进行周向激光焊接；

g.激光焊接系统复位，第二传动机构带动第二环形管件座复位，等待下一工作循环；

所述焊接第一组环形管件与接头的激光焊接步骤及焊接第二组环形管件与接头的激光焊接步骤交错运行，使激光焊接系统分别对两组环形管件与接头进行焊接。

所述激光焊接系统对环形管件与接头的插接处进行周向激光焊接之时，激光焊接筒根据环形管件在第一环形管件座或第二环形管件座上的定位位置执行位移补偿方法，当环形管件的定位位置向前/向后多移动某一距离时，激光焊接筒也相对应地向前/向后补偿某一距离。

以上所述，仅是本发明较佳实施方式，凡是依据本发明的技术方案对以上的实施方式所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.双工位环形管件周向激光焊接机，其特征在于，包括：

第一环形管件插接系统，包括用于定位环形管件的第一环形管件座、用于将接头插至环形管件的第一接头座及第一传动机构，所述第一环形管件座安装于第一传动机构上，所述第一传动机构用于带动第一环形管件座移动至与激光焊接系统相对应的位置，待环形管件焊接完毕之后再带动第一环形管件座复位；

第二环形管件插接系统，包括用于定位环形管件的第二环形管件座、用于将接头插至环形管件的第二接头座及第二传动机构，所述第二环形管件座安装于第二传动机构上，所述第二传动机构用于带动第二环形管件座移动至与激光焊接系统相对应的位置，待环形管件焊接完毕之后再带动第二环形管件座复位；

及激光焊接系统，包括激光器、激光焊接筒及环形反射镜，所述激光焊接筒的一端安装激光器，所述激光焊接筒的另一端设有焊接工作孔，所述环形反射镜安装于焊接工作孔内；所述激光器发出的激光光束经环形反射镜反射后，照射于环形管件上，对环形管件与接头的插接处进行周向激光焊接。

2.根据权利要求1所述的双工位环形管件周向激光焊接机，其特征在于：

所述第一环形管件座包括第一夹管基座及安装于第一夹管基座上的第一固定夹管块、第一滑动夹管块和第一夹管气缸，所述第一固定夹管块与第一滑动夹管块的位置相对，所述第一夹管气缸与第一滑动夹管块相连接，以带动第一滑动夹管块滑向第一固定夹管块，使第一滑动夹管块与第一固定夹管块相互配合夹紧环形管件；

所述第一接头座包括第一插管基座及安装于第一插管基座上的第一固定仿形块、第一移动仿形块、第一升降气缸机构和第一电机压合机构；所述第一升降气缸机构与第一移动仿形块相连接，以带动第一移动仿形块上升，使第一移动仿形块与第一固定仿形块相配合夹持接头，或者带动第一移动仿形块下降，打开第一移动仿形块对接头的水平限制；所述第一电机压合机构用于推动第一固定仿形块与第一移动仿形块向第一环形管件座方向移动，使夹持的接头与环形管件相插接。

3.根据权利要求2所述的双工位环形管件周向激光焊接机，其特征在于：所述第一滑动夹管块设有复位弹簧及手柄，所述第一夹管气缸设有电磁开关；在未夹持环形管件时，复位弹簧拉着第一滑动夹管块处于松开复位状态，在需要夹持环形管件时，先通过手柄拉动第一滑动夹管块滑向第一固定夹管块，在即将闭合的时候，触动所述电磁开关，第一夹管气缸工作，推动第一滑动夹管块夹紧环形管件。

4.根据权利要求2所述的双工位环形管件周向激光焊接机，其特征在于：所述第一接头座还设有到位判断压力传感器，该到位判断压力传感器与第一固定仿形块相接触配合，在到位判断压力传感器感应到第一固定仿形块的压力达到所设定的压力值时，到位判断压力传感器判断接头与环形管件插接成功；所述第一电机压合机构包括伺服电机、减速机及丝杆，所述伺服电机经减速机后，驱动丝杆旋转，进而通过丝杆驱动第一固定仿形块与第一移动仿形块相对于第一环形管件座做往返运动。

5.根据权利要求1所述的双工位环形管件周向激光焊接机，其特征在于：

所述第二环形管件座包括第二夹管基座及安装于第二夹管基座上的第二固定夹管块、第二滑动夹管块和第二夹管气缸，所述第二固定夹管块与第二滑动夹管块的位置相对，所述第二夹管气缸与第二滑动夹管块相连接，以带动第二滑动夹管块滑向第二固定夹管块，使第二滑动夹管块与第二固定夹管块相互配合夹紧环形管件；

所述第二接头座包括第二插管基座及安装于第二插管基座上的第二固定仿形块、第二移动仿形块、第二升降气缸机构和第二电机压合机构；所述第二升降气缸机构与第二移动仿形块相连接，以带动第二移动仿形块上升，使第二移动仿形块与第二固定仿形块相配合夹持接头，或者带动第二移动仿形块下降，打开第二移动仿形块对接头的水平限制；所述第二电机压合机构用于推动第二固定仿形块与第二移动仿形块向第二环形管件座方向移动，使夹持的接头与环形管件相插接。

6.根据权利要求5所述的双工位环形管件周向激光焊接机，其特征在于：所述第二滑动夹管块设有复位弹簧及手柄，所述第二夹管气缸设有电磁开关；在未夹持环形管件时，复位弹簧拉着第二滑动夹管块处于松开复位状态，在需要夹持环形管件时，先通过手柄拉动第二滑动夹管块滑向第二固定夹管块，在即将闭合的时候，触动所述电磁开关，第二夹管气缸工作，推动第二滑动夹管块夹紧环形管件。

7.根据权利要求5所述的双工位环形管件周向激光焊接机，其特征在于：所述第二接头座还设有到位判断压力传感器，该到位判断压力传感器与第二固定仿形块相接触配合，在到位判断压力传感器感应到第二固定仿形块的压力达到所设定的压力值时，到位判断压力传感器判断接头与环形管件插接成功；所述第二电机压合机构包括伺服电机、减速机及丝杆，所述伺服电机经减速机后，驱动丝杆旋转，进而通过丝杆驱动第二固定仿形块与第二移动仿形块相对于第二环形管件座做往返运动。

8.根据权利要求1所述的双工位环形管件周向激光焊接机，其特征在于：所述激光焊接筒内远离焊接工作孔的一端设有X-Y振镜，用于偏转调整激光器发出的激光光束，使激光光束沿着环形反射镜周身移动，对环形管件与接头的插接处进行周向激光焊接；所述激光焊接系统还包括焊接电机、焊接减速机及焊接丝杆，所述焊接电机经焊接减速机后，驱动焊接丝杆旋转，进而通过焊接丝杆驱动激光焊接筒按照环形管件的长度方向往返移动，使激光焊接筒的焊接工作孔能套设于接头与环形管件的插接处之外。

9.一种双工位环形管件周向激光焊接机的焊接方法，其特征在于，包括：

Ⅰ.焊接第一组环形管件与接头的激光焊接步骤，步骤如下：

a.将环形管件移送至第一环形管件座的第一固定夹管块上，并通过第一夹管气缸推动第一滑动夹管块夹紧环形管件；

b.将接头移送至第一接头座的第一固定仿形块上，并通过第一升降气缸机构推动第一移动仿形块上升，使第一移动仿形块与第一固定仿形块相配合夹持接头；

c.在第一电机压合机构的推动下，第一固定仿形块与第一移动仿形块向第一环形管件座方向移动，使夹持的接头与环形管件相插接；

d.第一升降气缸机构带动第一移动仿形块下降，打开第一移动仿形块对接头的水平限制，第一传动机构带动第一环形管件座移动至与激光焊接系统相对应的位置，第一接头座复位；

e.焊接电机驱动激光焊接筒按照环形管件的长度方向移动，使激光焊接筒的焊接工作孔套设于接头与环形管件的插接处之外；

f.激光器工作，发出的激光光束先经X-Y振镜偏转调整，再经环形反射镜反射并沿着环形反射镜周身移动，对环形管件与接头的插接处进行周向激光焊接；

g.激光焊接系统复位，第一传动机构带动第一环形管件座复位，等待下一工作循环；

Ⅱ.焊接第二组环形管件与接头的激光焊接步骤，步骤如下：

a.将环形管件移送至第二环形管件座的第二固定夹管块上，并通过第二夹管气缸推动第二滑动夹管块夹紧环形管件；

b.将接头移送至第二接头座的第二固定仿形块上，并通过第二升降气缸机构推动第二移动仿形块上升，使第二移动仿形块与第二固定仿形块相配合夹持接头；

c.在第二电机压合机构的推动下，第二固定仿形块与第二移动仿形块向第二环形管件座方向移动，使夹持的接头与环形管件相插接；

d.第二升降气缸机构带动第二移动仿形块下降，打开第二移动仿形块对接头的水平限制，第二传动机构带动第二环形管件座移动至与激光焊接系统相对应的位置，第二接头座复位；

e.焊接电机驱动激光焊接筒按照环形管件的长度方向移动，使激光焊接筒的焊接工作孔套设于接头与环形管件的插接处之外；

f.激光器工作，发出的激光光束先经X-Y振镜偏转调整，再经环形反射镜反射并沿着环形反射镜周身移动，对环形管件与接头的插接处进行周向激光焊接；

g.激光焊接系统复位，第二传动机构带动第二环形管件座复位，等待下一工作循环；

所述焊接第一组环形管件与接头的激光焊接步骤及焊接第二组环形管件与接头的激光焊接步骤交错运行，使激光焊接系统分别对两组环形管件与接头进行焊接。

10.根据权利要求9所述双工位环形管件周向激光焊接机的焊接方法，其特征在于：所述激光焊接系统对环形管件与接头的插接处进行周向激光焊接之时，激光焊接筒根据环形管件在第一环形管件座或第二环形管件座上的定位位置执行位移补偿方法，当环形管件的定位位置向前/向后多移动某一距离时，激光焊接筒也相对应地向前/向后补偿某一距离。