CN108145328A - 一种跟随焊接头运动焦距可调节夹具 - Google Patents

一种跟随焊接头运动焦距可调节夹具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种跟随焊接头运动焦距可调节夹具，包括焊接头Y轴滑座与压紧轮Y轴滑座都安装在横梁上，焊接头伺服电机与齿轮齿条连接，齿轮齿条分别与焊接头Y轴滑座与压紧轮Y轴滑座连接，压紧轮Z轴滑座通过压紧轮Z轴直线导轨与压紧轮Y轴滑座连接，压紧轮Z轴伺服电机与压紧轮Z轴滚珠丝杠连接，压紧轮Z轴滚珠丝杠与压紧轮Z轴滑座连接，压紧轮C轴伺服电机通过同步带与压紧轮支架连接，压紧轮支架与压紧轮连接，压紧轮与C轴旋转轴连接；CNC控制装置分别与压紧轮C轴伺服电机、压紧轮Z轴伺服电机、焊接头伺服电机、焊接头Z轴电机电连接。本发明能很好的保证焊接质量的稳定性，焊接外观也得到了改善。

Description

一种跟随焊接头运动焦距可调节夹具
技术领域
本发明涉及一种激光焊接中随动夹具，具体涉及一种跟随焊接头运动焦距可调节夹具。
背景技术
激光焊接夹具是保证焊接质量的关键因数之一，焊接时夹具保证了两个待焊零件的相对位置保持不变，当焊接产生热应力时，夹具保证待焊件不随着热应力而变形，从而保证待焊焊缝大小，位置始终不发生改变，特别对于激光焊接，对焊缝的要求更高，激光焦点直径约为0.2mm,当焊缝宽度太大，激光就从漏光了，也就没办法保证焊接质量。而焊接夹具在焊接中能实时一直保持在焊接位置就能最好的保证夹具效果。本发明就是能和焊接头同步移动始终在焊接位置的夹具，并且高度可以根据焊接面的位置移动。
发明内容
本发明的目的是提供一种跟随焊接头运动焦距可调节夹具，能和焊接头同步移动始终在焊接位置的夹具，并且高度可以根据焊接面的位置移动，能很好的保证焊接质量的稳定性，焊接外观也得到了改善。
为了达到上述目的，本发明有如下技术方案：
本发明的一种跟随焊接头运动焦距可调节夹具，包括CNC控制装置、光纤激光器、焊接头、焊接头Z轴滑座、焊接头Y轴滑座，横梁、支撑台、压紧轮Z轴滑座、压紧轮Y轴滑座、压紧轮Z轴直线导轨、压紧轮C轴伺服电机、压紧轮Z轴伺服电机、减速机、压紧轮Z轴滚珠丝杠、压紧轮、压紧轮支架、C轴旋转轴、Z轴限位件、焊接头伺服电机和齿轮齿条，所述焊接头Y轴滑座与压紧轮Y轴滑座都安装在横梁上，焊接头伺服电机与齿轮齿条连接，齿轮齿条分别与焊接头Y轴滑座与压紧轮Y轴滑座连接，所述压紧轮Z轴滑座通过压紧轮Z轴直线导轨与压紧轮Y轴滑座连接，所述压紧轮Z轴伺服电机与压紧轮Z轴滚珠丝杠连接，压紧轮Z轴滚珠丝杠与压紧轮Z轴滑座连接，所述压紧轮Z轴伺服电机能与焊接头Z轴电机同步上下移动，压紧轮Z轴伺服电机与减速机连接，焊接头Z轴电机通过焊接头Z轴滚珠丝杠与焊接头Z轴滑座连接，所述横梁位于支撑台上方，光纤激光器与焊接头连接，压紧轮C轴伺服电机通过同步带与压紧轮支架连接，压紧轮支架与压紧轮连接，压紧轮与C轴旋转轴连接，Z轴限位件位于压紧轮Z轴滚珠丝杠下方；CNC控制装置分别与压紧轮C轴伺服电机、压紧轮Z轴伺服电机、焊接头伺服电机、焊接头Z轴电机电连接。
其中，所述压紧轮为铜轮，所述压紧轮通过滚动轴承与压紧轮支架连接，C轴旋转轴为中空，能保证光纤激光器的激光束从C轴旋转轴中间穿过。
由于采取了以上技术方案，本发明的优点在于：
能和光纤激光器的焊接头同步移动始终在焊接位置的夹具，并且高度可以根据焊接面的位置移动，能很好的保证焊接质量的稳定性，焊接外观也得到了改善。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明压紧轮组成结构的放大示意图。
其中，1、焊接头，2、焊接头Z轴滑座，3、焊接头Y轴滑座，4、压紧轮Y轴滑座，5、压紧轮Z轴滑座，6、横梁，7、压紧轮，9、压紧轮C轴伺服电机，10、压紧轮Z轴直线导轨，11、压紧轮Z轴伺服电机，12、压紧轮Z轴滚珠丝杠，13、压紧轮支架，14、Z轴限位件。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明及其用途，但不用来限制本发明的保护范围。
参见图1-2，本发明的本发明的一种跟随焊接头运动焦距可调节夹具，包括CNC控制装置、光纤激光器、焊接头、焊接头Z轴滑座、焊接头Y轴滑座，横梁、支撑台、压紧轮Z轴滑座、压紧轮Y轴滑座、压紧轮Z轴直线导轨、压紧轮C轴伺服电机、压紧轮Z轴伺服电机、减速机、压紧轮Y轴伺服电机、压紧轮Z轴滚珠丝杠、压紧轮、压紧轮支架、C轴旋转轴、Z轴限位件、焊接头伺服电机和齿轮齿条，所述焊接头Y轴滑座与压紧轮Y轴滑座都安装在横梁上，焊接头伺服电机与齿轮齿条连接，齿轮齿条与焊接头Y轴滑座连接，压紧轮Y轴伺服电机通过Y轴导轨与压紧轮Y轴滑座连接，所述压紧轮Z轴滑座通过压紧轮Z轴直线导轨与压紧轮Y轴滑座连接，所述压紧轮Z轴伺服电机与压紧轮Z轴滚珠丝杠连接，压紧轮Z轴滚珠丝杠与压紧轮Z轴滑座连接，所述压紧轮Z轴伺服电机能与焊接头Z轴电机同步上下移动，压紧轮Z轴伺服电机与减速机连接，焊接头Z轴电机通过焊接头Z轴滚珠丝杠与焊接头Z轴滑座连接，所述横梁位于支撑台上方，光纤激光器与焊接头连接，压紧轮C轴伺服电机通过同步带与压紧轮支架连接，压紧轮支架与压紧轮连接，压紧轮与C轴旋转轴连接，Z轴限位件位于压紧轮Z轴滚珠丝杠下方；CNC控制装置分别与压紧轮C轴伺服电机、压紧轮Z轴伺服电机、压紧轮Y轴伺服电机、焊接头伺服电机、焊接头Z轴电机电连接。
所述压紧轮为铜轮，所述压紧轮通过滚动轴承与压紧轮支架连接，C轴旋转轴为中空，能保证光纤激光器的激光束从C轴旋转轴中间穿过。
所述压紧轮为为两个压紧轮。
参见图1，当需要使用压紧轮时，本发明的压紧轮Y轴滑座在Y轴伺服电机带动下移动焊接工件的位置，此时两个压紧轮的C轴旋转轴的中心与焊接头焦点位置同心，通过Z轴伺服电机上下移动压紧轮位置，使压紧轮相切平面与焊接头聚焦点在同一水平面；然后通过CNC控制装置将焊接头Z轴电机与压紧轮Z轴伺服电机设为同步，此时压紧轮的Z轴与焊接头的Z轴将同步上下，保证压紧轮与焊接头聚焦点始终在同一平面。
当不使用压紧轮时，先通过CNC控制装置将压紧轮Z轴与焊接头Z轴取消同步，然后下降压紧轮Z轴，最后适用压紧轮Y轴伺服电机将整个压紧轮移至安全位置。
参见图2，本发明焊接头Y轴滑座通过焊接头伺服电机和齿轮齿条来驱动在横梁上左右移动，实现压紧轮与焊接头结合和分离；
压紧轮Z轴滑座通过两根平行的Z轴直线导轨连接在压紧轮Y轴滑座上，压紧轮Z轴滑座通过压紧轮Z轴滚珠丝杠来实现上下移动，压紧轮Z轴滚珠丝杠通过压紧轮Z轴伺服电机带动减速机来驱动，压紧轮在Z轴方向上移动来和焊接头聚焦点保证同一平面。
压紧轮C轴伺服电机通过同步带传动到压紧轮支架，以光纤激光器的焊接头发出的激光光束为中心旋转，以适应不同角度的焊缝，同时CNC控制装置通过检测压紧轮Z轴方向的速度和压紧轮Y轴方向的速度来确定焊接头瞬时移动方向，来确定压紧轮C轴旋转轴旋转角度，保证压紧轮移动方向与焊接头一致。
CNC控制装置或简称CNC，是计算机数字控制机床(Computer numerical control)的简称，是一种由程序控制的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，通过计算机将其译码，从而使机床执行规定好了的动作。
所述光纤激光器采用奔腾楚天激光(武汉)有限公司生产的6000W光纤激光焊接机。
所述Z轴为垂直于地面的轴线方向；所述Y轴为垂直于Z轴的轴线方向；所述C轴旋转轴为垂直于激光束的平面上的旋转轴。
伺服电机(servo motor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
所述滚珠丝杠由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是艾克姆螺杆的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滑动动作变成滚动动作。
1、按照国标GB/T17587.3-1998及应用实例，滚珠丝杠(已基本取代梯形丝杆，俗称丝杆)是用来将旋转运动转化为直线运动；或将直线运动转化为旋转运动的执行元件，并具有传动效率高，定位准确等
2、当滚珠丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种跟随焊接头运动焦距可调节夹具，其特征在于：包括CNC控制装置、光纤激光器、焊接头、焊接头Z轴滑座、焊接头Y轴滑座，横梁、支撑台、压紧轮Z轴滑座、压紧轮Y轴滑座、压紧轮Z轴直线导轨、压紧轮C轴伺服电机、压紧轮Z轴伺服电机、减速机、压紧轮Z轴滚珠丝杠、压紧轮、压紧轮支架、C轴旋转轴、Z轴限位件、焊接头伺服电机和齿轮齿条，所述焊接头Y轴滑座与压紧轮Y轴滑座都安装在横梁上，焊接头伺服电机与齿轮齿条连接，齿轮齿条分别与焊接头Y轴滑座与压紧轮Y轴滑座连接，所述压紧轮Z轴滑座通过压紧轮Z轴直线导轨与压紧轮Y轴滑座连接，所述压紧轮Z轴伺服电机与压紧轮Z轴滚珠丝杠连接，压紧轮Z轴滚珠丝杠与压紧轮Z轴滑座连接，所述压紧轮Z轴伺服电机能与焊接头Z轴电机同步上下移动，压紧轮Z轴伺服电机与减速机连接，焊接头Z轴电机通过焊接头Z轴滚珠丝杠与焊接头Z轴滑座连接，所述横梁位于支撑台上方，光纤激光器与焊接头连接，压紧轮C轴伺服电机通过同步带与压紧轮支架连接，压紧轮支架与压紧轮连接，压紧轮与C轴旋转轴连接，Z轴限位件位于压紧轮Z轴滚珠丝杠下方；CNC控制装置分别与压紧轮C轴伺服电机、压紧轮Z轴伺服电机、焊接头伺服电机、焊接头Z轴电机电连接。
2.如权利要求1所述的一种跟随焊接头运动焦距可调节夹具，其特征在于：所述压紧轮为铜轮，所述压紧轮通过滚动轴承与压紧轮支架连接，C轴旋转轴为中空，能保证光纤激光器的激光束从C轴旋转轴中间穿过。
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