CN108406143A - 一种柔性压轮机构及自适应激光焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性压轮机构及自适应激光焊接装置，包括固定架、滑杆、连杆、压轮以及两根弹簧，其结构简单，体积小，相对于气缸驱动压轮的结构，可避免出现与其它设备发生干涉的问题。同时，压轮安装在滑杆的底端，其中一根弹簧分别连接连杆的一端和固定架，另一根弹簧分别连接连杆的另一端和固定架，当压轮在高度变化的板材上滚动时，压轮的高度变化被弹簧的伸缩直接抵消，即能保证压轮对板材有足够的压紧力有效抑制板材在激光焊接过程中由于热应力导致的变形，又能使激光焊接头与加工区域之间保持恒定的距离范围，提高焊缝的质量。

Description

一种柔性压轮机构及自适应激光焊接装置

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，特别是一种柔性压轮机构及自适应激光焊接装置。

背景技术

激光焊接技术作为一种先进的焊接技术，在汽车、能源、航空航天等领域得到了越来越广泛的应用和发展。目前大型货车的车架地板焊接方式主要是手工叠焊，若采取激光叠焊的方式，可以极大地节省人力成本、节约能源、减少排放、提高生产效率。但由于货车的车架地板表面凹凸不平，且制造精度较差，导致焊缝前后的高度变化较大，这就需要一种压紧板材的机构，能够自适应板材的高度变化。

传统的激光叠焊设备大多采用气缸带动压紧机构对焊接板材进行压紧的方式来进行焊接，气缸压紧的结构复杂，会占据待焊板材上方的大量空间，导致与焊接头上的侧吹及抽风装置时常发生干涉，并且大型货车的车架有一个鹅颈，气缸压紧的方式在鹅颈处的焊接不适用，压紧机构容易与鹅颈产生干涉。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种柔性压轮机构及自适应激光焊接装置，旨在解决现有激光压紧方式结构复杂，体积大，导致容易与其它设备发生干涉的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种柔性压轮机构，包括固定架、滑杆、连杆、压轮以及两根弹簧，所述压轮转动的安装在滑杆的底端，所述连杆安装在滑杆的顶端并与滑杆相互垂直，所述滑杆可上下滑动的安装在固定架上，其中一根弹簧分别连接连杆的一端和固定架，另一根弹簧分别连接连杆的另一端和固定架；当所述滑杆上移时，弹簧被拉伸。

进一步地，所述固定架包括固定部、左叉杆以及右叉杆，所述左叉杆和右叉杆平行间隔的设在固定部上；所述滑杆滑动设置在左叉杆和右叉杆之间，所述两根弹簧分别连接在左叉杆和右叉杆上。

进一步地，所述滑杆的两侧安装有导轨，所述左叉杆和右叉杆上分别设有与导轨配合的滑槽。

进一步地，所述左叉杆和右叉杆上相对开设有行程孔，所述连杆穿设在行程孔内。

进一步地，所述左叉杆和右叉杆的厚度大于滑杆的厚度。

进一步地，所述两根弹簧与滑杆相互平行设置。

进一步地，所述固定架上还设有可调节左叉杆与右叉杆间距的调节组件。

进一步地，所述调节组件包括左固定块、右固定块以及螺杆，所述左固定块安装在左叉杆靠近压轮的一端，所述右固定块安装在右叉杆靠近压轮的一端，所述螺杆分别与左固定块、右固定块螺纹连接。

本发明还提供一种自适应激光焊接装置，包括激光焊接头、升降机构、抽风机构、激光测距传感器以及如上所述的柔性压轮机构，所述柔性压轮机构和激光焊接头均安装在升降机构上，所述抽风机构和机构测距传感器均安装在柔性压轮机构的固定架上，所述升降机构驱动激光焊接头、抽风机构、激光测距传感器以及柔性压轮机构上下移动。

进一步地，所述升降机构包括底座、电机、丝杆以及滑块，所述滑块滑动的安装在底座上，所述电机安装在底座上，所述丝杆的一端与电机传动连接，其另一端与滑块螺纹连接，所述电机通过丝杆驱动滑块上下移动；所述激光焊接头和柔性压轮机构安装在滑块上。

相对于现有技术，本发明提供的一种柔性机构及自适应激光焊接装置，包括固定架、滑杆、连杆、压轮以及两根弹簧，其结构简单，体积小，相对于气缸驱动压轮的结构，可避免出现与其它设备发生干涉的问题。同时，压轮安装在滑杆的底端，其中一根弹簧分别连接连杆的一端和固定架，另一根弹簧分别连接连杆的另一端和固定架，当压轮在高度变化的板材上滚动时，压轮的高度变化被弹簧的伸缩直接抵消，即能保证压轮对板材有足够的压紧力有效抑制板材在激光焊接过程中由于热应力导致的变形，又能使激光焊接头与加工区域之间保持恒定的距离范围，提高焊缝的质量。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明提供的柔性压轮机构的结构示意图；

图2是图1中固定架的结构示意图；

图3是柔性压轮机构另一角度的结构示意图；

图4是图1中滑杆和压轮的结构示意图；

图5是本发明提供的自适应激光焊接装置的结构示意图；

图6是图5中B部局部放大示意图；

图7是图6另一角度的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

如图1所示，本发明提供一种柔性压轮机构100，包括固定架10、滑杆20、连杆30、压轮40以及两根弹簧50，所述压轮40转动的安装在滑杆20的底端，所述连杆30安装在滑杆20的顶端并与滑杆20相互垂直，所述滑杆20可上下滑动的安装在固定架10上，其中一根弹簧50分别连接连杆30的一端和固定架10，另一根弹簧50分别连接连杆30的另一端和固定架10；当所述滑杆20上移时，弹簧50被拉伸。本发明的一种柔性机构100，其结构简单，体积小，相对于气缸驱动压轮的结构，可避免出现与其它设备发生干涉的问题。同时，当压轮40在高度变化的板材上滚动时，压轮40的高度变化被弹簧50的伸缩直接抵消，即能保证压轮40对板材有足够的压紧力有效抑制板材在激光焊接过程中由于热应力导致的变形，又能使激光焊接头与加工区域之间保持恒定的距离范围，提高焊缝的质量。

一同参考图2，固定架10包括固定部11、左叉杆12以及右叉杆13，左叉杆12和右叉杆13平行间隔的设在固定部11上。滑杆20滑动设置在左叉杆12和右叉杆13之间，两根弹簧50分别连接在左叉杆12和右叉杆13上。在本实施例中，固定部11、左叉杆12以及右叉杆13为一体成型结构，两根弹簧50与滑杆20相互平行设置，当压轮40带动滑杆20上移时，连杆30也向上移动，两个弹簧50同时被拉伸，对连杆30产生拉力，保证压轮40对板材有足够的压紧力。

如图3所示，两个弹簧50的两端均通过可调连接部60与连杆30和固定架10连接，可调连接部60包括连接块61和调节螺钉62，调节螺钉62穿过连杆30与连接块61顶端螺纹连接，弹簧50挂设在连接块61的底端，可通过拧动调节螺钉62来调节弹簧50的松紧度。

在本实施例中，压轮40通过轴承座41安装在滑杆20底端，同时压轮40的径向与滑杆20的长度方向呈一夹角，该夹角为5°(如图4所示)，这样既有利于压紧板材，又能有效的避开激光。

具体地，滑杆20的两侧安装有导轨21，左叉杆12和右叉杆13上分别设有与导轨21配合的滑槽14，滑杆20通过导轨21与滑槽14的配合在左叉杆12和右叉杆13之间滑动，摩擦力小，便于滑杆20灵活的滑动。在本实施例中，左叉杆12和右叉杆13上相对开设有行程孔15(如图2所示)，连杆30穿设在行程孔15内。由于行程孔15的行程是固定的，行程孔15即可以支撑连杆30，又可以限制连杆30的上移行程。左叉杆12和右叉杆13的厚度大于滑杆20的厚度，这样滑杆20就相当于隐藏在固定件10内，它的移动不会与其它设备发生干扰。特别是当带焊接板材为带有鹅颈的大型汽车车架时(如图5所示的A部为鹅颈)，本发明的柔性机构100能有效避免与鹅颈发生干涉。

进一步地，固定架10上还设有可调节左叉杆12与右叉杆13间距的调节组件70。在本实施例中，调节组件70包括左固定块71、右固定块72以及螺杆73，左固定71块安装在左叉杆12靠近压轮40的一端，右固定块72安装在右叉杆13靠近压轮40的一端，螺杆73分别与左固定块71、右固定块72螺纹连接。通过拧动螺杆73来使左固定块71、右固定块72相互靠近或相互远离，从而达到调节左叉杆12与右叉杆13之间的间隔距离的目的，使左叉杆12与右叉杆13上端的间隔距离与下端的间隔距离相同，避免卡住滑杆20。

如图6和7所示，本发明还提供一种自适应激光焊接装置，包括激光焊接头200、升降机构300、抽风机构400、激光测距传感器500以及如上所述的柔性压轮机构100，柔性压轮机构100和激光焊接头200均安装在升降机构300上，抽风机构400和机构测距传感器500均安装在柔性压轮机构100的固定架10上，升降机构300驱动激光焊接头200、抽风机构400、激光测距传感器500以及柔性压轮40机构上下移动。当压轮40在高度变化较小的板材上滚动时，压轮40的高度变化被弹簧50的伸缩直接抵消；当压轮40在高度变化较大的板材上滚动时，压轮40的高度变化不能完全被弹簧50的伸缩直接抵消，这时需要激光测距传感器500对高度变化较大的板材进行测量，通过测量的数据，来控制升降机构300的升降：即当板材的高度变化较大时，可同时通过升降机构300带动压轮40做适应性的升降，保证压轮40在一定的行程内，适应高度变化较大的板材，有效抑制板材在激光焊接过程中由于热应力导致的变形，保证激光焊接头200与加工区域之间保持恒定的距离范围，提高焊缝的质量。

请参考图5，升降机构300包括底座310、电机320、丝杆330以及滑块340，滑块340滑动的安装在底座310上，电机320安装在底座310上，丝杆330的一端与电机320传动连接，其另一端与滑块340螺纹连接，激光焊接头200和柔性压轮机构100安装在滑块340上，电机320通过丝杆330驱动滑块340上下移动，进而带动激光焊接头200和柔性压轮机构100上下移动。

在本实施例中，抽风机构400包括抽风盒410和管道420，抽风盒410安装在固定架10上，其底部开设有供激光穿过的通光孔411，管道420安装在固定架10上，其一端与抽风盒410连通，另一端与抽风机(图未示)连通，通过抽风机将抽风盒410内的大量焊接烟尘及时抽走，保证焊接质量，提高焊缝的均匀程度以及板面的清洁程度。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种柔性压轮机构，其特征在于，包括固定架、滑杆、连杆、压轮以及两根弹簧，所述压轮转动的安装在滑杆的底端，所述连杆安装在滑杆的顶端并与滑杆相互垂直，所述滑杆可上下滑动的安装在固定架上，其中一根弹簧分别连接连杆的一端和固定架，另一根弹簧分别连接连杆的另一端和固定架；当所述滑杆上移时，弹簧被拉伸。

2.根据权利要求1所述的柔性压轮机构，其特征在于，所述固定架包括固定部、左叉杆以及右叉杆，所述左叉杆和右叉杆平行间隔的设在固定部上；所述滑杆滑动设置在左叉杆和右叉杆之间，所述两根弹簧分别连接在左叉杆和右叉杆上。

3.根据权利要求2所述的柔性压轮机构，其特征在于，所述滑杆的两侧安装有导轨，所述左叉杆和右叉杆上分别设有与导轨配合的滑槽。

4.根据权利要求3所述的柔性压轮机构，其特征在于，所述左叉杆和右叉杆上相对开设有行程孔，所述连杆穿设在行程孔内。

5.根据权利要求4所述的柔性压轮机构，其特征在于，所述左叉杆和右叉杆的厚度大于滑杆的厚度。

6.根据权利要求5所述的柔性压轮机构，其特征在于，所述两根弹簧与滑杆相互平行设置。

7.根据权利要求2至6中任意一项所述的柔性压轮机构，其特征在于，所述固定架上还设有可调节左叉杆与右叉杆间距的调节组件。

8.根据权利要求7所述的柔性压轮机构，其特征在于，所述调节组件包括左固定块、右固定块以及螺杆，所述左固定块安装在左叉杆靠近压轮的一端，所述右固定块安装在右叉杆靠近压轮的一端，所述螺杆分别与左固定块、右固定块螺纹连接。

9.一种自适应激光焊接装置，其特征在于，包括激光焊接头、升降机构、抽风机构、激光测距传感器以及如权利要求1至8中任意一项所述的柔性压轮机构，所述柔性压轮机构和激光焊接头均安装在升降机构上，所述抽风机构和机构测距传感器均安装在柔性压轮机构的固定架上，所述升降机构驱动激光焊接头、抽风机构、激光测距传感器以及柔性压轮机构上下移动。

10.根据权利要求9所述的自适应激光焊接装置，其特征在于，所述升降机构包括底座、电机、丝杆以及滑块，所述滑块滑动的安装在底座上，所述电机安装在底座上，所述丝杆的一端与电机传动连接，其另一端与滑块螺纹连接，所述电机通过丝杆驱动滑块上下移动；所述激光焊接头和柔性压轮机构安装在滑块上。