压紧夹具及其激光焊接装置、以及焊接压紧方法
技术领域
本发明属于激光加工技术领域,尤其涉及一种压紧夹具及其激光焊接装置、以及焊接压紧方法。
背景技术
对通风槽类产品的焊接,风槽钢由槽钢和薄冲片(厚度为0.6mm-1.2mm)组成,槽钢放置在薄冲片的下方,薄冲片放置槽钢的在上方并覆盖着槽钢。焊接时,通过在薄冲片上方点焊穿透使槽钢与冲片固定,每条槽钢与薄冲片均会有两个或以上的焊点。若点焊时焊点处薄冲片与槽钢表面没贴紧,薄冲片上的焊点位置便会被激光打穿而无法与槽钢牢固焊合在一起。为解决薄冲片与槽钢在焊接时保持贴紧状态,须在焊接时施压压紧。但是,由于薄冲片的种类较多,幅面大小变化也较大,从100mm~1300mm,同一种薄冲片同时与多种槽钢组合,焊点点阵形状各不一样,若采用整体同时施压,一方面无法满足产品的多样性需通用互换的特点,另一方面是焊接区域幅面距离跨距比较大(大于1300mm),压紧机构跨距比较大,中部容易下挠,存在部分区域压不紧的可能性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种很好的很好的解决了点焊时工件贴合不紧的情况、并可以实现点焊设备对于多种产品多种焊点点阵的适应性的压紧夹具及其激光焊接装置、以及焊接压紧方法。
本发明提供一种压紧夹具,其包括上连接块、与上连接块连接的中连接块、与中连接块连接的下连接块、固定在下连接块下方的弹簧固定座、位于弹簧固定座内的活动块、位于下连接块下方和活动块之间多个弹簧、以及与活动块连接的喷嘴和缓冲块;其中,所述弹簧固定座、活动块、喷嘴和缓冲块的中间设有贯穿的通孔。
优选地,还包括套设弹簧且位于下连接块下方和活动块之间的圆柱销。
优选地,所述上连接块和中连接块在第一方向连接,所述中连接块和下连接块在第二方向连接,所述第一方向和第二方向相互垂直。
优选地,喷嘴和缓冲块底部圆周方向均开有缺口。
本发明还提供一种激光焊接装置,其包括机床Z轴、固定在机床Z轴底部的Z轴滑板、以及激光焊接头,还包括压紧夹具,所述激光焊接头和压紧夹具均固定在机床Z轴滑板上,激光焊接头和压紧夹具沿着机床Z轴一起运动;所述压紧夹具位于激光焊接头的出光孔下方,所述激光焊接头和压紧夹具两者不接触。
优选地,所述压紧夹具包括固定在Z轴滑板上的上连接块、与上连接块连接的中连接块、与中连接块连接的下连接块、固定在下连接块下方的弹簧固定座、位于弹簧固定座内的活动块、位于下连接块下方和活动块之间多个弹簧、以及与活动块连接的喷嘴和缓冲块;其中,所述弹簧固定座、活动块、喷嘴和缓冲块的中间设有贯穿的通孔。
优选地,还包括套设弹簧且位于下连接块下方和活动块之间的圆柱销。
优选地,所述上连接块和中连接块在第一方向连接,所述中连接块和下连接块在第二方向连接,所述第一方向和第二方向相互垂直。
优选地,喷嘴和缓冲块底部圆周方向均开有缺口。
本发明由提供一种激光焊接装置的压紧焊接方法,其包括如下步骤:
步骤S1:当压紧夹具跟随激光焊接头一起运动,在对工件的某个焊接点进行焊接时,机床Z轴先将激光焊接头移动到所述焊接点的上方;
步骤S2:机床Z轴的Z轴滑板带动激光焊接头和压紧夹具一起下降,使压紧夹具的缓冲块先接触工件并继续下压一定的距离;
步骤S3:压紧夹具的活动块压缩的弹簧,弹簧产生力并对工件的焊接点周围圆周部位进行施压压紧,使工件的焊焊点周边圆周范围内处于压紧状态;
步骤S4:当焊接完成后,Z轴滑板带动激光焊接头和压紧夹具一起上升使压紧夹具离开工件表面;
步骤S5:激光焊接头和压紧夹具一起运动至下一个焊接点位置上方,重复上述步骤S2至步骤S4的步骤。
本发明提供的压紧夹具与激光焊接头同步运动时,对在焊接点进行局部施压,即压紧一点焊一点,既可保证能满足产品多样化的应用,也能确保每一点焊接时薄冲片与槽钢的焊点位置处于贴合压紧的接触状态;本发明激光焊接装置及其压紧夹具,其结构简单,体积小,成本低,且很好的解决了点焊时工件贴合不紧的情况,并可以实现点焊设备对于多种产品多种焊点点阵的适应性。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明激光焊接装置的立体结构示意图;
图2为图1所示激光焊接装置的主视图;
图3为图1所示激光焊接装置的左视图;
图4为图3所示激光焊接装置在A-A方向的剖视图;
图5为图1所示激光焊接装置的夹具体的立体结构示意图;
图6为图5所示压紧夹具的主视图;
图7为图6所示压紧夹具在B-B方向的剖视图;
图8为图6所示压紧夹具在C-C方向的剖视图。
具体实施方式
本发明激光焊接装置,用于激光点焊,单点焊接单点施压,确保每个焊点焊接时第一工件(如薄冲片)和第二工件(槽钢)处于接触贴紧状态。
如图1至图4所示,本激光焊接装置作为是机床Z轴总成的主体部分,其包括机床Z轴1、固定在机床Z轴底部的Z轴滑板11、激光焊接头2、以及压紧夹具3。其中,激光焊接头2和压紧夹具3均固定在机床Z轴1的Z轴滑板11上,激光焊接头2和压紧夹具3沿着机床Z轴一起上下运动;压紧夹具3位于激光焊接头2的出光孔下方,激光焊接头2和压紧夹具3两者不接触。
如图5至图8所示,压紧夹具3包括上连接块31、与上连接块31在第一方向连接的中连接块32、与中连接块32在第二方向连接的下连接块33、圆柱销34、套设在圆柱销34外的弹簧35、固定在下连接块33下方的弹簧固定座36、位于弹簧固定座36内部的活动块37、与活动块37连接的铜喷嘴38和缓冲块39。
上连接块31固定在Z轴滑板11上并可沿Z轴方向上下微调;上连接块31、中连接块32和下连接块32依次连接,第一方向和第二方向相互垂直;中连接块32可沿X轴方向左右微调,下连接块33可沿Y轴方向前后微调。
弹簧固定座36固定在下连接块33的下方,可以跟随下连接块33实现X轴、Y轴、Z轴三个方向的微调。
圆柱销34设有多个,多个圆柱销34也固定在下连接块33下方且位于下连接块33和活动块37之间,每个圆柱销34外套设一个弹簧35、且圆柱销34作为作为弹簧35的导向。
弹簧35的一端抵接在下连接块33上,弹簧35的另一端抵接在活动块37上;活动块37在弹簧固定座36内可以上下运动。自然状态下,活动块37在弹簧35的压力下处于弹簧固定座36的底部;当活动块37往上移动时,使弹簧35压缩而产生压力。
铜喷嘴38可以快速散热,缓冲块39使用尼龙材料制作,在与工件接触时有一定的缓冲作用,铜喷嘴38和缓冲块39一起固定在活动块37上并跟随活动块37其运动。弹簧固定座36、活动块37、铜喷嘴38和缓冲块39的中间设有贯穿的通孔301,通孔301可以使激光通过。铜喷嘴38和缓冲块39底部圆周方向均开有缺口389,用于焊接吹气的气流及飞溅排出。
本发明压紧夹具,具体指的是一种专门用于激光点焊的跟随焊接头一起运动的焊接压紧夹具。
当压紧夹具3在跟随Z轴滑板11下降运动的过程中,最底端的缓冲块39接触工件表面,然后往上压缩弹簧35,从而产生一定的压力对工件进行压紧。在点焊时,先下降对焊点周围进行压紧,然后焊接,焊接完成后升起,重复循环动作,便可完成任意各点的焊接。
本发明激光焊接装置的压紧焊接方法,包括如下步骤:
步骤S1:当压紧夹具3跟随激光焊接头2一起运动,在对工件的某个焊接点进行焊接时,机床Z轴先将激光焊接头2移动到所述焊接点的上方;
步骤S2:Z轴滑板11带动激光焊接头2和压紧夹具3一起下降,使压紧夹具3的最下端面的缓冲块39先接触工件并继续下压一定的距离;
步骤S3:压紧夹具3的活动块37压缩的弹簧35,弹簧35产生力并对工件的焊接点周围圆周部位进行施压压紧,使工件的焊焊点周边圆周范围内处于压紧状态;
步骤S4:当焊接完成后,Z轴滑板11带动激光焊接头2和压紧夹具3一起上升使压紧夹具3离开工件表面(不接触);
步骤S5:激光焊接头2和压紧夹具3一起运动至下一个焊接点位置上方,重复上述步骤S2至步骤S4的步骤。
本发明的工作步骤简述为:下降压紧、焊接、上述升离开、移动到下一个焊接点上方、和重复循环。
本发明是使压紧夹具3与激光焊接头2同步运动时,对在焊接点进行局部施压,即压紧一点焊一点,既可保证能满足产品多样化的应用,也能确保每一点焊接时薄冲片与槽钢的焊点位置处于贴合压紧的接触状态。薄冲片为薄板件,使薄冲片与槽钢贴合的施压压力不大(不大于20N),应力对机床Z轴影响可以忽略不计,不会对整体机床的精度产生影响。且压紧夹具与激光焊接头同步运动,体积不大,比整体焊接区域施压的成本大大减少。
本发明激光焊接装置及其压紧夹具,其结构简单,体积小,成本低,且很好的解决了点焊时工件贴合不紧的情况,并可以实现点焊设备对于多种产品多种焊点点阵的适应性。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换,这些等同变换均属于本发明的保护范围。