CN107127464A - 焊接组件定位装置及激光定位焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焊接组件定位装置及激光定位焊接方法，该焊接组件定位装置固定在激光焊接机床上，用于涡流机匣焊接组件的激光定位焊定位，该装置包括：支架，支架上沿水平方向设有的第一转轴，第一转轴上设有与第一转轴联动的第二转轴；第二转轴上设有用于安装焊接组件的安装盘，转动第一转轴带动安装盘翻转以调整安装盘的所在平面，转动安装盘以调整焊接组件在所述平面内的焊接位置。本发明通过第一转轴和第二转轴的配合，固定在安装盘上的焊接组件360度翻转，实现在任意位置的固定，并与激光焊接机床配合，实现全方位的焊接，该装置只需要手动驱动定位装置即可实现焊接组件的找正，操作简单，改善了工人的劳动强度，降低了生产成本。

Description

焊接组件定位装置及激光定位焊接方法
技术领域
本发明涉及航空发动机技术领域，特别地，涉及一种焊接组件定位装置及激光定位焊接方法。
背景技术
航空发动机的涡流机匣焊接组件或涡流机匣流道组件是一种复杂的真空钎焊组件，目前一般采用激光定位焊工艺进行该组件的真空钎焊前各部件间的定位。在进行该组件的激光定位焊时，一方面因为此零件体积和重量大，导致操作不方便；另一方面此零件结构复杂，定位点多达数百点；因为没有专用夹具，全部是由人工来完成，操作难度大，耗费时间长。
因此，设计一种可旋转、翻转的激光定位焊专用夹具以提高该组件的激光定位焊效率，以改善工人劳动强度，是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种焊接组件定位装置及激光定位焊接方法，以解决涡流机匣焊接组件进行激光定位焊时效率低下的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种焊接组件定位装置，用于涡流机匣焊接组件的激光定位焊定位，该装置包括：支架，支架上沿水平方向设有的第一转轴，第一转轴上设有与第一转轴联动的第二转轴，第二转轴上设有用于安装焊接组件的安装盘，转动第一转轴带动安装盘翻转以调整安装盘上焊接组件的所在平面，安装盘绕第二转轴转动以调整焊接组件在平面内的焊接位置。
进一步地，安装盘包括：与第二转轴同心设置呈环形的用于安装焊接组件的环状安装座，环状安装座的内环设有套设在第二转轴上的内环安装座，环状安装座与内环安装座经过多根过圆心的连杆连接。
进一步地，环状安装座上沿圆周方向间隔设有多个便于安装焊接组件的凹槽，两个凹槽之间设有用于固定焊接组件的凸块。
进一步地，环状安装座上沿圆周方向还设有用于卡设在环状安装座两个端面的固定夹，焊接组件经固定夹固定在凸块上。
进一步地，固定夹包括固定于环状安装座上靠近第一转轴的端面的第一固定件，用于将焊接组件固定在环状安装座上远离第一转轴的端面的第二固定件，第一固定件和第二固定件之间设有连接件。
进一步地，第二转轴上远离第一转轴的一侧设有用于压紧安装盘的压环及用于压紧压环使安装盘紧固在第二转轴上的把手。
进一步地，第一转轴上连接有减速机，减速机经减速机支架固定在支架上。
进一步地，减速机的输出轴经联轴器与第一转轴连接，减速机的输入轴连接有用于转动输入轴的摇臂。
进一步地，第一转轴的两端经轴套与支架连接，轴套上还设有用于限制第一转轴转动的止动螺钉。
根据本发明的另一方面，还提供了一种激光定位焊接方法，利用上述的焊接组件定位装置与激光焊接机床配合进行激光定位焊接，该方法包括以下步骤：
首先将焊接组件定位装置固定在激光焊接机床的工作台上；
卸载安装盘，然后将待定位的焊接组件固定在安装盘上，再将安装有焊接组件的安装盘固定在焊接组件定位装置上；
转动第一转轴带动安装盘翻转以调整安装盘上焊接组件的所在平面；转动安装盘以调整焊接组件在平面内的焊接位置；
利用激光焊接机床对焊接位置进行激光定位焊。
本发明具有以下有益效果：
本发明的焊接组件定位装置及激光定位焊接方法，该定位装置固定在激光焊接机床上，用于涡流机匣焊接组件的激光定位焊定位，该装置包括：支架，支架上沿水平方向设有的第一转轴，第一转轴上设有与第一转轴联动的第二转轴；第二转轴上设有用于安装焊接组件的安装盘，转动第一转轴带动安装盘翻转以调整焊接组件的所在平面，转动安装盘使其绕第二转轴转动以调整焊接组件在所述平面内的焊接位置。本发明通过第一转轴和第二转轴的配合，固定在安装盘上的焊接组件360度翻转，实现在任意位置的固定，并与激光焊接机床配合，实现全方位的焊接，该装置只需要手动驱动定位装置即可实现焊接组件的找正和定位，操作简单方便，改善了工人的劳动强度，降低了生产成本。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的焊接组件定位装置的结构示意图；
图2是图1中沿A-A向的剖视图；
图3是图1中沿B-B向的剖视图；
图4是图1中沿C-C向的剖视图；
图5是本发明优选实施例的焊接组件定位装置固定夹的结构示意图。
附图标号说明：
10、支架；
20、第一转轴；21、止动螺钉；22、轴套；23、第一螺钉；24、联轴器；25、第一平键；
30、第二转轴；31、把手；32、压环；33、垫圈；
40、安装盘；41、环状安装座；42、内环安装座；43、连杆；44、第二螺钉；45、固定夹；451、第一固定件；452、第二固定件；46、凸块；47、紧固螺钉；
50、减速机；51、减速机支架；52、第二平键；53、第三螺钉；54、弹簧垫圈；55、平垫圈；56、螺母；57、摇臂；58、摆杆；59、手柄。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参照图1，本发明的优选实施例提供了一种焊接组件定位装置，该定位装置固定在激光焊接机床上，用于涡流机匣焊接组件的激光定位焊定位，该装置包括：支架10，支架10上沿水平方向设有的第一转轴20，第一转轴20的上设有与第一转轴20联动的第二转轴30，第二转轴30上设有用于安装焊接组件的安装盘40，转动第一转轴20带动安装盘40翻转以调整焊接组件的所在平面，安装盘40绕第二转轴30转动以调整焊接组件在平面内的焊接位置。
在本实施例中，第二转轴30设置在第一转轴20的中部，且与所述第一转轴20螺纹连接；并通过螺钉进行固定，将安装盘40从第二转轴30上卸载，将涡流机匣焊接组件固定在安装盘40上，然后将装有焊接组件的安装盘40放置于第二转轴30上，并进行固定。首先转动第一转轴20以调整安装盘40所在的平面，找到合适位置后对第一转轴20进行固定；然后将安装盘40绕第二转轴30转动以调整安装盘40在调整好平面内焊接组件需要激光定位焊的位置；找正定位点之后，对安装盘40进行固定，使其不能绕第二转轴30转动。该定位装置与外接的激光焊接机床配合，对定位处进行激光定位焊。如此循环，重复上述操作对焊接组件进行全方位的激光定位焊。
本实施例的焊接组件定位装置，通过第一转轴和第二转轴的配合，固定在安装盘上的焊接组件进行360度翻转，实现在任意位置的固定，并与激光焊接机床配合，实现全方位的焊接，该装置只需要手动驱动定位装置即可实现焊接组件的找正和定位，操作简单方便，改善工人的劳动强度，降低了生产成本。
参照图1及图2，安装盘40包括：与第二转轴30同心设置用于安装焊接组件的呈环形的环状安装座41，环状安装座41的内环设有套设在第二转轴30上的内环安装座42，环状安装座41与内环安装座42经过多根过第二转轴30轴心的连杆43连接。
在本实施例中，参照图5，环状安装座41上沿圆周方向均匀间隔开设有多个便于安装焊接组件的凹槽，两个凹槽之间设有用于固定焊接组件的凸块46，凸块46上设有螺纹孔，环状安装座41上沿圆周方向还设有卡在环状安装座41两个端面的固定夹45，固定夹45包括固定于环状安装座41上靠近第一转轴20的端面的第一固定件451，用于固定环状安装座41上远离第一转轴20的端面的第二固定件452。第一固定件451经紧固螺钉47配合凸块46上的螺纹孔固定在环状安装座41上；焊接组件卡合在第二固定件452和环状安装座41之间，并经第二螺钉44将焊接组件固定在环状安装座41上。第一固定件451和第二固定件452位于同侧的端部设有连接件。
具体地，环状安装座41上均匀间隔设有多个凹槽，一方面是为了避开焊接的气管，另外一方面是为了便于安装焊接组件。
具体地，环状安装座41与内环安装座42同心设置，连杆43过环状安装座41与内环安装座42的圆心，连杆43为4个，连杆43沿安装盘40的中轴线对称设置。
优选地，第二转轴30上与第一转轴20相接的一侧还设有垫圈33；远离所述第一转轴20的一侧还设有用于压紧内环安装座42的压环32，第二转轴30上还设有用于压紧压环32使安装盘40固定在第二转轴30上的把手31，在本实施例中，把手31为星型把手，把手31压紧压环32将内环安装座42固定在第二转轴30上，使安装盘40在第二转轴30上不能自由转动。松开把手31时，安装盘40可在自身重力作用下绕第二转轴30旋转，找正位置后，扭紧把手31，固定安装盘40。
优选地，参照图3，第一转轴20的两端设有与所述第一转轴20间隙配合的轴套22，轴套22经多个第一螺钉23固定在支架10上，轴套22上还设有用于限制第一转轴20转动的止动螺钉21，在调整安装盘40所在平面时，松开止动螺钉21，转动第一转轴20带动安装盘40转动；确定安装盘40所在平面时，扭紧位于第一转轴20两端的止动螺钉21，使第一转轴20不能转动。
参照图3及图4，第一转轴20的一端经联轴器24连接有减速机50；减速机50固定在减速机支架51上，减速机支架51固定在支架10上。在本实施例中，减速机50经第三螺钉53固定在减速机支架51上，第三螺钉53与减速机支架51之间还设有弹簧垫圈54和平垫圈55，以在减速机50运动时起到缓冲作用，第三螺钉53的另一端设有匹配的螺母56。
具体地，摇臂57的一端经第二平键52连接减速机50的输入轴上，摇臂57的另一端设有用于转动摇臂57的摆杆58，摆杆58上设有方便转动摆杆58的手柄59；握紧手柄59带动摇臂57转动减速机50的输入轴。减速机50的输出轴经联轴器24和第一平键25与第一转轴20连接。具体地，转动手柄59，减速机50的输出轴带动第一转轴20转动。在第一转轴20的一端设置减速机50，一方面是为了降低第一转轴20的转速，以方便调整安装盘40上焊接组件所在的平面，另外一方面因为焊接组件体积和重量都比较大，通过设置减速机50来带动第一转轴20转动，具有省力的作用，使操作人员通过减速机50轻松的转动第一转轴20，以调整安装盘40所在的平面。
优选地，本实施例中的减速机50为涡轮蜗杆减速机，在其他实施例中，根据需要选择其他类型的减速机。
优选地，本发明的焊接组件包括但不限于：航空发动机涡流机匣焊接组件、涡流机匣流道组件或静子组件等。
本发明的焊接组件定位装置工作原理为：首先将定位装置固定在激光焊接机床的工作台上，将星型把手31和压环32取下，将安装盘40从第二转轴30上卸载，把需要进行激光定位焊的焊接组件固定在安装盘40上，然后将装有焊接组件的安装盘40放置于第二转轴30上，并依次装上压环32和星型把手31，压紧安装盘40，将星型把手31扭紧至安装盘40在第二转轴30上不能自由转动。在进行激光定位焊时，松开固定第一转轴20的止动螺钉21，转动手柄59，调整安装盘40所在的平面，确定焊接组件所在平面后，扭紧止动螺钉21，使第一转轴20不能转动；然后松开星型把手31，安装盘40在自身重力作用下在第二转轴30上慢慢旋转，之后找正定位点位置，扭紧星型把手31，使安装盘40不能在第二转轴30上自由转动；然后利用外接的装置对定位点进行吹氩气保护，并且与激光焊接机床配合，实现定位点的激光定位焊；如此循环上述动作，对其他定位点进行找正和焊接。
本发明的优选实施例还提供一种激光定位焊接方法，利用上述的焊接组件定位装置与激光焊接机床配合，实现焊接组件的激光定位焊接，在本实施例中，焊接组件为涡流机匣的焊接组件，该方法包括以下步骤：
首先将焊接组件定位装置固定在激光焊接机床的工作台上；
卸载安装盘40，然后将涡流机匣焊接组件固定在安装盘40上，再将安装有涡流机匣焊接组件的安装盘40固定在定位装置上；
转动第一转轴20带动安装盘40翻转以调整安装盘40上涡流机匣的所在平面，使安装盘40处于YOZ平面；转动安装盘40以调整涡流机匣在所述平面内的焊接位置；
利用激光焊接机床对焊接位置进行激光定位焊。具体地，找正焊接位置，利用激光焊接机床对焊接位置进行吹氩气保护，激发单脉冲激光，对焊接位置进行定位焊。
然后转动安装盘40，找正下一定位点位置，重复上述动作对焊接位置进行激光定位焊，如此，该焊接组件定位装置与激光焊接机床配合，定位涡流机匣焊接组件需要焊接的位置，实现对涡流机匣外壁和内壁全方位的焊接。
从以上的描述可以得知：本实施例的焊接组件定位装置及激光定位焊接方法，通过第一转轴和第二转轴的配合，固定在安装盘上的焊接组件进行360度翻转，实现在任意位置的固定，并与激光焊接机床配合，实现全方位的焊接，该装置只需要手动驱动定位装置即可实现焊接组件的找正和定位，操作简单方便，既改善工人的劳动强度，也降低了生产成本；并且该定位装置适用范围广，具有很强的适用性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种焊接组件定位装置，用于涡流机匣焊接组件的激光定位焊定位，其特征在于，该装置包括：支架(10)，所述支架(10)上沿水平方向设有的第一转轴(20)，所述第一转轴(20)上设有与所述第一转轴(20)联动的第二转轴(30)，
所述第二转轴(30)上设有用于安装所述焊接组件的安装盘(40)，转动所述第一转轴(20)带动所述安装盘(40)翻转以调整所述安装盘(40)上所述焊接组件的所在平面，所述安装盘(40)绕所述第二转轴(30)转动以调整所述焊接组件在所述平面内的焊接位置。
2.根据权利要求1所述的焊接组件定位装置，其特征在于，
所述安装盘(40)包括：与所述第二转轴(30)同心设置呈环形的用于安装所述焊接组件的环状安装座(41)，所述环状安装座(41)的内环设有套设在所述第二转轴(30)上的内环安装座(42)，所述环状安装座(41)与所述内环安装座(42)经过多根过圆心的连杆(43)连接。
3.根据权利要求2所述的焊接组件定位装置，其特征在于，
所述环状安装座(41)上沿圆周方向间隔设有多个便于安装所述焊接组件的凹槽，两个所述凹槽之间设有用于固定所述焊接组件的凸块(46)。
4.根据权利要求3所述的焊接组件定位装置，其特征在于，
所述环状安装座(41)上沿圆周方向还设有用于卡设在所述环状安装座(41)两个端面的固定夹(45)，所述焊接组件经所述固定夹(45)固定在所述凸块(46)上。
5.根据权利要求4所述的焊接组件定位装置，其特征在于，
所述固定夹(45)包括固定于所述环状安装座(41)上靠近所述第一转轴(20)的端面的第一固定件(451)，用于将焊接组件固定在所述环状安装座(41)上远离所述第一转轴(20)的端面的第二固定件(452)，所述第一固定件(451)和所述第二固定件(452)之间设有连接件。
6.根据权利要求1所述的焊接组件定位装置，其特征在于，
所述第二转轴(30)上远离所述第一转轴(20)的一侧设有用于压紧所述安装盘(40)的压环(32)及用于压紧所述压环(32)使所述安装盘(40)紧固在所述第二转轴(30)上的把手(31)。
7.根据权利要求1至6任一所述的焊接组件定位装置，其特征在于，
所述第一转轴(20)上连接有减速机(50)，所述减速机(50)经减速机支架(51)固定在所述支架(10)上。
8.根据权利要求7所述的焊接组件定位装置，其特征在于，
所述减速机(50)的输出轴经联轴器与所述第一转轴(20)连接，所述减速机(50)的输入轴连接有用于转动所述输入轴的摇臂(57)。
9.根据权利要求1至8任一所述的焊接组件定位装置，其特征在于，
所述第一转轴(20)的两端经轴套(22)与所述支架(10)连接，所述轴套(22)上还设有用于限制所述第一转轴(20)转动的止动螺钉(21)。
10.一种激光定位焊接方法，利用权利要求1至9任一所述的焊接组件定位装置与激光焊接机床配合进行激光定位焊接，其特征在于，该方法包括以下步骤：
首先将所述焊接组件定位装置固定在所述激光焊接机床的工作台上；
卸载所述安装盘(40)，然后将待定位的焊接组件固定在所述安装盘(40)上，再将安装有焊接组件的所述安装盘(40)固定在所述焊接组件定位装置上；
转动所述第一转轴(20)带动所述安装盘(40)翻转以调整所述安装盘(40)上所述焊接组件的所在平面；转动所述安装盘(40)以调整所述焊接组件在所述平面内的焊接位置；
利用激光焊接机床对所述焊接位置进行激光定位焊。
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