CN108500623B - 一种多工位边框后盖组合焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多工位边框后盖组合焊接设备，通过模芯与底座的分离设置，通过整体更换模芯的方式，使作业过程得以连贯，有效的提高了作业效率；通过内夹具模块和外夹具模块的设置，边框的整形效果较好；压板机构可使后盖与边框紧密贴合，便于激光机构进行焊接；通过工位转移机构的转换，可一次性的实现边框的整形、边框与后盖的定位和焊接作业，具有良好的实用性；多条边框后盖组合线共用一套激光机构，尽可能少的减少激光机构的待机时间，提高生产效率。

Description

一种多工位边框后盖组合焊接设备

技术领域

本发明涉及到机械加工设备领域，具体涉及到一种多工位边框后盖组合焊接设备。

背景技术

图1示出了现有的边框后盖组合加工流程示意图。现有的电子设备边框1000大部分是通过切削或磨削方法等机加工方式成型的，由于边框1000厚度较薄，在机加工过程中，边框1000不可避免的会出现热变形，因此，在边框1000和后盖1001组合前，需要将边框1000进行整形，使边框1000形状与设计而定边框形状相符。

一般的，如果采用冷整形的方式，在边框1000整形后，不能马上松开整形的治具，避免边框1000再次发生变形；因此，需要在边框1000整形后，需要将后盖1001嵌入安装至边框1000中，最终通过焊接、胶接等加工手段，将后盖1001固定在边框1000上，图1中粗实线所示的为焊接或铰接轨迹。

在焊接和胶接的过程中，不可避免的会产生碎屑或胶粒等杂质，并落在整形设备上；传统整形设备的模芯和底座是一体设计的，在进行杂质清理时，无法进行加工；由于需要清理的次数较多，不利于产线的正常运行，加工效率较低。另一方面，激光焊接机采用不填充焊丝的焊接方法时，对焊件装配间隙要求很高，因此，如果边框和后盖不能完全配合，激光焊接效果较差。

此外，考虑到激光焊接加工时间较长，应使激光机构的焊接间歇时间缩短，提高作业效率。

发明内容

为了克服现有设备存在的问题，本发明提供了一种多工位边框后盖组合焊接设备，通过模芯与底座的分离设置，通过整体更换模芯的方式，使作业过程得以连贯，有效的提高了作业效率；通过内夹具模块和外夹具模块的设置，边框的整形效果较好；压板机构可使后盖与边框紧密贴合，便于激光机构进行焊接；通过工位转移机构的转换，可一次性的实现边框的整形、边框与后盖的定位和焊接作业，具有良好的实用性；多条边框后盖组合线共用一套激光机构，尽可能少的减少激光机构的待机时间，提高生产效率。

相应的，本发明提供了一种多工位边框后盖组合焊接设备，包括多条边框后盖组合线和激光机构，所述多条边框后盖组合线共用一套激光机构；

所述边框后盖组合线包括边框后盖组合机构和工位转移机构；

所述边框后盖组合机构包括模芯、底座、压板机构；

所述模芯包括模芯板、模芯顶块、多组内夹具模块和多组外夹具模块；所述模芯顶块设置在所述模芯板中部，所述多组内夹具模块和多组外夹具模块分别布置在所述模芯顶块四周；所述内夹具模块包括内夹具整形块和内夹具弹性件；所述外夹具模块包括外夹具整形块、外夹具弹性件和外夹具限位块；默认状态下，所述内夹具弹性件将所述内夹具整形块压在所述模芯顶块外周，所述外夹具弹性件将所述外夹具整形块压在所述外夹具限位块上；边框放置于所述多组所述内夹具模块的内夹具整形块和所述多组所述外夹具模块的外夹具整形块之间；

所述底座包括底座支架、内夹具驱动模块和外夹具驱动模块；所述模芯放置在所述底座支架上，所述内夹具驱动模块和所述外夹具驱动模块设置在所述底座支架上；所述内夹具驱动模块驱动其对应内夹具模块的内夹具整形块背离所述模芯顶块运动，使所述多组所述内夹具模块的内夹具整形块外周与所述边框的预设计内壁轮廓重合；所述外夹具驱动模块驱动其对应外夹具模块的外夹具整形块朝所述模芯顶块运动，使所述多组外夹具模块的外夹具整形块的内壁与所述边框的预设计外周轮廓重合；

所述压板机构包括压板模块和压板驱动模块；作业状态下，后盖放置在所述边框上，所述压板驱动模块驱动所述压板模块运动至所述后盖上方后，驱动所述压板模块向下运动，所述压板模块将所述后盖压紧在所述边框上；

所述工位转移机构包括送料导轨，所述送料导轨两端分别为上下料工位和焊接工位；所述边框后盖组合机构基于所述底座支架滑动安装在所述送料导轨上并在所述上下料工位和焊接工位之间移动；

所述多条边框后盖组合线的送料导轨平行并列布置；所述激光机构设置在所述多条送料导轨的焊接工位一侧，依次对所述多条边框后盖组合线的边框和后盖进行焊接。

本发明提供了一种多工位边框后盖组合焊接设备，通过模芯与底座的分离设置，通过整体更换模芯的方式，使作业过程得以连贯，有效的提高了作业效率；通过内夹具模块和外夹具模块的设置，边框的整形效果较好；压板机构可使后盖与边框紧密贴合，便于激光机构进行焊接；通过工位转移机构的转换，可一次性的实现边框的整形、边框与后盖的定位和焊接作业，具有良好的实用性；多条边框后盖组合线共用一套激光机构，尽可能少的减少激光机构的待机时间，提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为边框后盖组合加工流程示意图；

图2为本发明实施例的多工位边框后盖组合焊接设备三维结构示意图；

图3为本发明实施例的边框后盖组合机构三维结构示意图；

图4为本发明实施例的模芯三维结构示意图；

图5为本发明实施例的模芯底板的三维结构示意图；

图6为本发明实施例的内夹具模块、模芯底板和模芯顶块的三维结构示意图；

图7为本发明实施例的模芯顶块的三维结构示意图；

图8为本发明实施例的内夹具模块的三维结构示意图；

图9为本发明实施例的外夹具模块和模芯板的三维结构示意图；

图10为本发明实施例的外夹具模块三维结构示意图；

图11为本发明实施例的隐藏外夹具整形块的外夹具模块和模芯板的局部俯视图；

图12为本发明实施例的底座三维结构示意图；

图13为本发明实施例的外夹具驱动模块和外夹具模块的三维结构示意图；

图14为本发明实施例的隐藏外夹具驱动模块和外夹具底板的底座三维结构示意图；

图15为本发明实施例的内夹具驱动模块三维结构示意图；

图16为本发明实施例的内夹具驱动模块俯视图；

图17为内夹具驱动模块和内夹具模块的三维结构示意图；

图18为本发明实施例的压板机构三维结构示意图；

图19为本发明实施例的压板模块三维结构示意图；

图20为本发明实施例的压板模块三维剖面结构示意图；

图21为本发明实施例的工位转移机构三维结构示意图；

图22为本发明实施例的挡板机构三维结构示意图；

图23为本发明实施例的激光机构三维结构示意图；

图24为本发明实施例的边框后盖组合机构初始状态的三维结构示意图；

图25为本发明实施例的压板模块运动至模芯正上方时的三维结构示意图，

图26为本发明实施例的压板模块压紧后盖时的正视局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

为了避免重复对同一技术内容进行介绍，需要说明的是，针对权利要求书中所提及的弹性件，在本发明实施例中选用成本较低的弹簧作为弹性件；针对权利要求书中所提及的滑动安装方式，具本发明实施例采用采用滑轨和滑块配合的方式实现。

图2示出了本发明实施例的多工位边框后盖组合焊接设备三维结构示意图，本发明实施例提供了一种多工位边框后盖组合焊接设备，包括多条边框后盖组合线和激光机构，多条边框后盖组合线共用一套激光机构。

由于激光焊接的时间较长，为了加快作业效率，需要尽可能的减少激光机构的待机时间。本发明实施例设置多条边框后盖组合线，多条边框后盖组合线共用一套激光机构；在激光机构对其中一条边框后盖组合线作业的过程中，工作人员可以对其他边框后盖组合线进行上下料操作，以提高设备的利用效率。由于效率限制在激光焊接的焊接速度上，因此，具体实施中，常采用两条边框后盖组合线，增加更多的边框后盖组合线对效率的提升不太明显。本发明实施例的多条边框后盖组合线的结构相同，以下以其中一条边框后盖组合线进行介绍。

本发明实施例的边框后盖组合线包括边框后盖组合机构、压板机构3、工位转移机构4、挡板机构5；本发明实施例的边框后盖组合机构用于边框的整形以及边框、后盖的相互位置固定；边框后盖组合机构整体通过工位转移机构在上下料端和激光焊接端之间转换；挡板机构5设置在工位转移机构上方，用于隔绝上下料端和激光焊接端的光线传播，避免激光机构焊接时产生的光对上下料端作业的工作人员健康造成影响；激光机构6则横跨多条边框后盖组合线，设置在焊接端上，用于边框和后盖的焊接。

图3示出了本发明实施例的边框后盖组合机构三维结构示意图。本发明实施例的边框后盖组合机构包括模芯1、底座2、压板机构3；模芯1在重力作用下落于底座2上，压板机构3横跨设置设置在模芯上方。

图4示出了本发明实施例的模芯三维结构示意图，其中，以直线连接进行标注的零部件为具体零部件，以弧线连接进行标注的零部件为装配体。本发明实施例的模芯包括模芯板100、模芯顶块104、外夹具模块130和内夹具模块110。

所述模芯板100用于外夹具模块130和内夹具模块110的固定和安装，在本发明实施例中，为了加工的便利性，所述模芯板100分为模芯底板101和模芯顶板102，所述模芯顶板102固定在模芯底板101上，具体的，模芯底板101和模芯顶板102的结构根据外夹具模块130和内夹具模块110进行设计；在模芯顶板102两侧设置有模芯把手103，便于作业人员提拉。

以下分别对外夹具模块130和内夹具模块110进行介绍，并根据外夹具模块130和内夹具模块110的结构对模芯板100和模芯顶块104的结构进行介绍。

图5示出了模芯底板101的三维结构示意图，图6示出了内夹具模块110、模芯底板101和模芯顶块104的三维结构示意图，图7示出了模芯顶块104的三维结构示意图，图8示出了内夹具模块110的三维结构示意图。

模芯顶块104设置在所述模芯板100的中部，主要用于内夹具模块110的限位以及后盖1001的限位，包括模芯顶块底座103和模芯顶块调整板107，模芯顶块底座103固定在模芯底板101上，模芯顶块调整板107安装固定的模芯顶块底座103上；模芯顶块调整板107用于调节模芯顶块104的整体高度，用于适应不同的后盖厚度；模芯顶块104具体作用以下结合内夹具模块110的运动原理进行介绍。

在本发明实施例中，设置有多个内夹具模块110，多个内夹具模块110根据边框1000的结构设置在模芯底板101上。多个内夹具模块110的结构相同，尺寸根据设计需求存在一定的差异性，以下以本发明实施例的其中一组内夹具模块110的结构进行介绍。

本发明实施例的内夹具模块110包括内夹具导轨112、内夹具弹簧顶块111、内夹具连接块114、内夹具弹簧115和内夹具整形块117。

内夹具导轨112和内夹具弹簧顶块111固定在模芯底板101上，内夹具弹簧顶块111位于内夹具导轨112的轴线延长线上。

所述内夹具连接块114底部滑动安装于所述内夹具导轨112上，优选的，所述内夹具连接块114底部基于一内夹具滑块113滑动安装于所述内夹具导轨112上，以减少运动摩擦。

沿着轴线方向，所述内夹具连接块114其中一端基于内夹具弹簧115与所述内夹具弹簧顶块111连接，另一端与内夹具整形块117连接固定；沿着内夹具连接块114水平径向方向，两侧分别延伸出内夹具驱动耳116。结合图5所示的模芯底板101三维结构示意图，模芯底板101在对应于内夹具驱动耳116的下方，对应设置有成对设置的内夹具驱动孔105；内夹具驱动孔105用于供外部的驱动部件伸入，通过驱动内夹具驱动耳116，从而完成对内夹具整形块117的驱动。

内夹具整形块117顶部设置有适配于边框1000内壁形状的边框内压块118，每一个内夹具模块110的边框内压块118根据边框内压块118贴合位置的边框1000形状决定。所有内夹具模块110的边框内压块118共同作用于边框1000的内壁，用于边框1000的整形。由于边框内压块是设置在内夹具整形块上的，下文统一以内夹具整形块代替内夹具整形块和边框内压块整体。

在本发明实施例中，默认状态下，内夹具弹簧115呈压缩状态，一端与内夹具弹簧顶块111连接，一端与内夹具连接块114连接；由于内夹具弹簧顶块111固定，因此，内夹具连接块114被内夹具弹簧115顶向模芯顶块104的方向，内夹具整形块117顶在模芯顶块104上。此时，所有内夹具模块110的内夹具整形块117都顶在模芯顶块104上，所有内夹具模块110的内夹具整形块117外周轮廓小于待加工的边框1000内壁轮廓。

在工作状态下，外部的驱动部件从内夹具驱动孔105伸入，通过驱动内夹具驱动耳116，使内夹具连接块114朝内夹具弹簧顶块111运动一段预设的距离。此时，所有内夹具模块110的内夹具整形块117远离模芯顶块104运动，所有内夹具模块110的内夹具整形块117从内向外的压紧在边框1000内壁上，所有内夹具模块110的内夹具整形块117外周轮廓与待加工的边框1000预先设计时的内壁轮廓相同。

需要说明的是，内夹具驱动孔105的大小允许外部的驱动部件在内夹具驱动孔105中运动，因此，外部的驱动部件可以长期的设置在内夹具驱动孔105中，也可以在工作时临时伸入。当外部的驱动部件从工作状态复位时，内夹具连接块114在内夹具弹簧115的作用下，重新被顶向模芯顶块104的方向，内夹具整形块117顶在模芯顶块104上，恢复默认状态。

通过内夹具模块110的周期性动作以及边框1000的上下料动作，可对边框1000的内壁进行整形。

图9示出了本发明实施例的外夹具模块130和模芯板100的三维结构示意图，图10示出了本发明实施例的外夹具模块130三维结构示意图，图11示出了隐藏外夹具整形块134的外夹具模块130和模芯板100的局部俯视图。

本发明实施例的外夹具模块130包括外夹具导轨131、外夹具连接块133、外夹具弹簧136和外夹具整形块134。

外夹具导轨131固定在模芯底板101上，外夹具连接块133滑动连接在外夹具导轨131上；优选的，外夹具连接块133基于外夹具滑块132连接在外夹具导轨131上；外夹具整形块134与外夹具连接块133连接紧固一体。在外夹具连接块133朝向模芯板100中部的一侧，安装有外夹具弹簧136；外夹具弹簧136一端连接在外夹具连接块133上，一端连接在模芯顶板102上。

以外夹具连接块133沿着外夹具导轨131运动的方向作为轴向，外夹具整形块134的径向两侧，分别向内凹陷形成用于外夹具整形块134限位的外夹具限位凹口，两颗外夹具限位螺丝135垂直于所述外夹具限位凹口凹陷方向拧入，用于调整限位的外夹具整形块134的限位距离。在模芯顶板102上，对应于所述外夹具限位凹口的位置上，分别设置有外夹具限位块108，通过外夹具限位螺丝135、外夹具限位凹口分别和外夹具限位块108之间的接触实现外夹具整形块134的限位。

默认状态下，外夹具弹簧136呈压缩状态，驱动外夹具连接块133背离模芯顶块104运动；由于外夹具连接块133和外夹具整形块134为紧固一体的，外夹具整形块134同步背离模芯顶块104运动；外夹具整形块134的外夹具限位凹口与外夹具限位块108接触实现限位。此时，所有外夹具模块130的外夹具整形块134围成的轮廓大于待加工的边框1000的外周轮廓。

工作状态下，通过外部驱动部件驱动外夹具连接块133朝向模芯顶块104运动，直至外夹具限位螺丝135与外夹具限位块108接触形成限位。此时，所有外夹具模块130的外夹具整形块134围成的轮廓与带加工的边框1000外周的预设计轮廓相同。

通过外夹具模块130的周期性动作和边框1000的上下料动作，可对边框1000的外周进行整形。

具体的，内夹具模块110和外夹具模块130运动是同步或按照预设顺序进行的。

默认状态下，所有内夹具模块110的内夹具整形块117顶在模芯顶块104上，所有内夹具模块110的内夹具整形块117外周轮廓小于待加工的边框1000内壁轮廓；所有外夹具模块130的外夹具整形块134的外夹具限位凹口与对应的外夹具限位块108接触实现限位，所有外夹具模块130的外夹具整形块134围成的轮廓大于待加工的边框1000外周轮廓。

首先将待加工的边框1000放置在内夹具整形块117围成的轮廓和外夹具整形块134围成的轮廓之间，边框1000落在模芯顶板102上。

工作状态下，所有内夹具模块110的内夹具整形块117和所有外夹具模块130的外夹具整形块134同时或按照预设顺序运动，内夹具整形块117背离模芯顶块104中部运动，外夹具整形块134朝向模芯顶块104运动；当内夹具整形块117和外夹具整形块134到达预设位置时，所有内夹具模块110的内夹具整形块117围成的轮廓与边框1000预设计的内壁轮廓相同，所有外夹具模块130的外夹具整形块134围成的轮廓与边框1000预设计的外周轮廓相同，边框1000被内夹具整形块117和外夹具整形块134整形为预设计的形状。

图12示出了本发明实施例的底座2三维结构示意图，底座2用于承载模芯1，安装驱动内夹具模块110和外夹具模块130运动的驱动部件。

本发明实施例的底座包括底座支架200、内夹具驱动模块210和外夹具驱动模块230。

本发明实施例的底座支架200用于承载模芯1、安装内夹具驱动模块210和外夹具驱动模块230，具体的，本发明实施例的底座支架200包括底座底板201、外夹具底板203、外夹具底板连接柱202、内夹具底板205、内夹具底板连接柱204。外夹具底板203基于四根外夹具底板连接柱202固定在底座底板201上，内夹具底板205基于四根内夹具底板连接柱204固定在底座底板201上；在外夹具底板203上，沿竖直方向固定有外夹具驱动连接板206。

本发明实施例的外夹具驱动模块230包括输出端做直线运动的外夹具驱动元件231，外夹具驱动元件231固定在外夹具驱动连接板206。优选的为外夹具驱动电缸，具体的，也可以采用外夹具驱动气缸；与使用外夹具驱动气缸相比，使用外夹具驱动电缸的好处在于，外夹具驱动电缸输出端的直线运动是通过电机旋转运动转换而成，输出端的输出压力特性和运动速度特性是成负相关的；当外夹具驱动电缸的功率恒定时，输出端的运动速度越快，输出端输出压力越小输出端的运动速度越慢，输出端输出压力则越大。

而外夹具驱动气缸输出端的速度特性和压力特性是成正相关的，想要获得高速，则必须增大外夹具驱动气缸的输入气压，无法独立控制外夹具驱动气缸输出端的速度和压力。

结合边框1000的整形过程可知，设备运作时，需要使外夹具模块130在初期尽可能快的走过空行程，然后随着外夹具整形块134与边框1000的接触，逐步增大压力，使边框1000整体能较为均匀的发生变形，不会因突然产生的力使边框1000产生严重的局部变形，影响边框1000的整形效果。

由以上可得，外夹具驱动元件231使用外夹具驱动电缸是优于使用外夹具驱动气缸的；但具体实施中，气缸的价格是远低于电缸的，因此，实际实施中，可根据实际需求决定外夹具驱动元件的类型。

图13示出了外夹具驱动模块230和外夹具模块130的三维结构示意图。每一组外夹具模块130都对应有相应的外夹具驱动模块230，由于有的外夹具模块130尺寸过大，为了驱动力的平衡，同时使用两组外夹具驱动模块230进行驱动。外夹具驱动元件输出端232与对应的外夹具模块130的外夹具连接块133相对，且外夹具驱动元件输出端232与外夹具模块130的外夹具连接块133直接具有间隙，便于模芯整体从底座上取下。通过控制外夹具驱动元件输出端232的运动，驱动外夹具连接块133的传动实现外夹具整形块134的运动。

图14示出了隐藏外夹具驱动模块230和外夹具底板203的底座三维结构示意图，图15示出了本发明实施例的内夹具驱动模块210三维结构示意图，图16示出了本发明实施例的内夹具驱动模块210俯视图。多组内夹具驱动模块210设置在内夹具底板205上，具体的，内夹具驱动模块210基于内夹具驱动连接板207安装在所述内夹具底板205上。

本发明实施例的内夹具驱动模块210包括内夹具驱动元件211、内夹具驱动导轨212、内夹具驱动卡块215、内夹具驱动输出块214。内夹具驱动导轨212固定在内夹具底板205上，内夹具驱动元件211本体固定于内夹具驱动连接板207上，内夹具驱动卡块215固定在内夹具驱动元件211的输出端上，内夹具驱动输出块214底部基于内夹具驱动滑块213滑动安装在内夹具驱动导轨212上，中部卡在内夹具驱动卡块215中，上端成分叉状向上延伸，穿过模芯底板101上的内夹具驱动孔105，驱动内夹具模块110运动。

需要说明的是，内夹具驱动输出块214卡在内夹具驱动卡块215上，并受内夹具驱动卡块215驱动，沿着内夹具驱动导轨212的方向运动。

优选的，内夹具驱动元件211可选用内夹具驱动电缸，选择理由与外夹具驱动元件231的选择理由相同。

图17示出了内夹具驱动模块210和内夹具模块110的三维结构示意图，为了避免产生遮挡，部分固定部件隐藏。具体的，内夹具驱动元件211的输出端驱动内夹具驱动卡块215背离模芯顶块104运动，基于内夹具驱动耳116，内夹具驱动输出块214上端穿过模芯底板101，驱动内夹具连接块114背离模芯顶块104运动，紧固在内夹具连接块114上的内夹具整形块117同步运动实现边框1000的内壁整形。

图18示出了本发明实施例的压板机构3三维结构示意图，为了便于观察，观察角度做出的一定的调整。本发明实施例的压板机构3包括压板模块350和压板驱动模块300，压板模块350用于将后盖1001按照预设位置压紧在边框1000中，压板驱动模块300则用于驱动压板模块350运动。

具体的，压板驱动模块300包括压板驱动连接板301、压板驱动导轨302、压板驱动横板303、压板平动驱动元件304和压板升降驱动元件305；两片压板驱动连接板301分别固定在外夹具底板203两侧，两条压板驱动导轨302分别固定在两片压板驱动连接板301上；压板驱动横板303横跨所述外夹具底板203，两侧分别滑动安装在两端压板驱动导轨302上；在其中一片压板驱动连接板301的外侧，安装有用于驱动压板驱动横板303沿着压板驱动导轨302的压板平动驱动元件304；所述压板升降驱动元件305安装在压板驱动横板303上，所述压板升降驱动元件305的输出端朝向下方，所述压板模块350安装在所述压板升降驱动元件305的输出端上。

图19示出了本发明实施例的压板模块三维结构示意图。本发明实施例的压板模块包括压板模块连接板351、压板组件和压板定位销354；所述压板模块350基于压板模块连接板351与所述压板升降驱动元件305的输出端连接固定；多组压板组件352安装于压板模块连接板351上；压板定位销354用于压板模块350与模芯1的导向，设置在压板模块连接板351的底部。

图20示出了本发明实施例的压板模块三维剖面结构示意图。本发明实施例的压板模块350包括有多组压板组件352，多组压板组件352根据设计需求安装在压板模块连接板351上。所有的压板组件352结构类似，外形尺寸和压板组件块361末端的压爪364数量根据设计需求而有所不同，下面以图20中局部放大的压板组件进行介绍。

压板组件352包括压板组件轴360、压板组件块361、压板组件弹簧362和压板组件固定块363；压板组件轴360两端固定在压板模块连接板351上，位于同一直线上的压板组件352共用一根压板组件轴360；压板组件块361根部铰接在压板组件轴360上，端部延伸出数量不一的压爪364；压板组件固定块363固定在压板组件块361上方，压板组件弹簧362被压缩在压板组件固定块363和压板组件块361之间，压板组件块361被压板组件弹簧362压紧在压板模块连接板351上；压板组件块361可绕压板组件轴360在一定角度内转动，并在压板组件弹簧362的作用下复位。当压板模块作业时，压爪364按压在后盖1001上，根部朝压板组件固定块363运动，同时基于压板组件弹簧362给予的压力压紧后盖1001，将后盖1001嵌入至边框1000中。

本发明实施例的边框后盖组合机构在作业时，默认状态下，所有内夹具驱动模块210的内夹具驱动输出块与对应的内夹具模块110的内夹具连接块114分离，所有内夹具模块110的内夹具整形块117在内夹具弹簧115的作用下顶在模芯顶块104上，所有内夹具模块110的内夹具整形块117外周轮廓小于待加工的边框1000内壁轮廓；所有外夹具模块130的外夹具驱动元件输出端232与对应的外夹具模块130的外夹具连接块133分离，所有外夹具模块130的外夹具整形块134的外夹具限位凹口与对应的外夹具限位块108接触实现限位，所有外夹具模块130的外夹具整形块134围成的轮廓大于待加工的边框1000外周轮廓；压板模块被压板驱动模块300从模芯1上方移开，便于工作人员添加边框和后盖1001。

图21示出了本发明实施例的工位转移机构三维结构示意图。本发明实施例的工位转移机构4包括送料导轨401、送料电机403；送料导轨401固定在机台上，一端为上下料端，一端为焊接端；送料滑块402滑动安装于送料导轨401上，送料电机403驱动送料滑块402沿着送料导轨401在上下料端和焊接端之间运动。底座底板201固定在所述送料滑块402上；为了平衡受力，在送料导轨401一侧，设置有副送料导轨404，所述副送料导轨404上设置有滑动安装的副送料滑块405，所述底座底板201固定在所述副送料滑块405上。

图22示出了本发明实施例的挡板机构三维结构示意图。本发明实施例的挡板机构5包括挡板支架501、固定挡板502、活动挡板503、挡板驱动元件504；所述挡板支架501横跨地设置在送料导轨中部，呈门字形，由两根纵向型材和一根横向型材组成，所述两根纵向型材底部固定在机台上；所述固定挡板502固定安装于两个纵向型材上端之间，活动挡板503滑动安装于两个纵向型材之间；挡板驱动元件504设置于挡板支架501的横杆中部，输出端与所述活动挡板503连接，驱动所述活动挡板503沿竖直方向运动。所述活动挡板503中部开有有消光材料支撑的视窗，便于作业人员观察激光机构工作是否正常。当活动挡板503运动至上方时，底座、模芯和压板机构能从其下方通过；当活动挡板503运动至下方时，遮挡在工作人员与激光机构之间。

图23示出了本发明实施例的激光机构三维结构示意图。如果要实现边框和后盖的激光焊接，需要激光焊接焦点和边框后盖整体之间具有平面移动自由度，即激光焊接焦点在边框后盖焊接平面上可任意移动至焊接位置，以实现焊接；边框后盖组合机构在送料导轨上的移动可视作边框和后盖整体具有一个自由度，因此，在不改动边框后盖组合机构和工位转移机构的前提下，激光焊接焦点至少需要存在一个与所述送料导轨轴线不平行且与所述后盖所在平面平行的运动自由度，其实现方式可通过一轴运动或多轴联动实现。本发明实施例的激光机构包括激光支架601、激光横置导轨603、激光横置驱动元件602、激光纵置导轨604、激光纵置驱动元件607、激光头608；激光支架601呈n型结构，横跨设置在送料导轨401的焊接端；激光横置导轨603水平横置安装在所述激光支架601上；激光纵置导轨604基于激光横置滑块604滑动安装在所述激光横置导轨603上，激光横置驱动元件602驱动激光横置滑块604沿着激光横置导轨603运动；激光头608基于激光纵置滑块606滑动安装在激光纵置导轨605上，激光纵置驱动元件607驱动激光纵置滑块606沿着激光纵置导轨605运动。激光光路609由激光头608发射，具体实施中，激光光路609为肉眼不可见的，为了便于介绍，在图中以锥形实体显示。

需要说明的是，由于本发明实施例的焊接轨迹在同一个平面内，具体工作时，激光的焦点位置始终保持在后盖所在平面上，激光头的运动轨迹与所述后盖所在平面平行，激光纵置导轨可在激光机构调试时，用于调整激光焊接焦点位置。具体的，针对非同一平面的焊接轨迹，结合激光纵置导轨，可实现激光焊接焦点在三轴范围内的任意移动，具有良好的适应性。

需要说明的是，激光头为激光焊接机的末端装置，用于激光光路的聚焦；附图中还示出了激光焊接机的光路装置、冷却装置等装置；由于本发明实施例在激光焊接机的自身结构上没有进行创新，激光焊接机可采用现有技术的激光焊接机，本发明实施例不另外进行介绍。

此外，还可以采用光纤传输振镜式激光焊接机，光纤传输振镜式激光焊接机包括激光发生器、光纤传输系统、激光支架、振镜系统和场镜，激光支架与上文的设置形式一致，振镜系统和场镜安装于上文所述的激光头中；一般的，激光发生器采用成本较低的YAG固体激光器，激光发生器产生的激光通过光纤传输系统导出至振镜系统，振镜系统一般包括用于调节激光光路的X向振镜和Y向振镜，通过高速伺服电机驱动X向振镜和Y向振镜的转动角度，调节光路方向；最终导出的激光光路经过场镜聚焦。与上文所提到的激光发生器相比，激光头(即振镜系统和场镜)通过激光横置导轨和激光纵置导轨调整激光头的位置，使其焦点落于需要焊接的平面上，在焊接时保持静止不动，通过振镜系统调节激光焦点的位置。

具体实施中，本发明实施例的多工位边框后盖组合焊接设备的一次作业过程包括以下步骤：

初始状态：图24示出了多工位边框后盖组合线初始状态三维结构示意图，为了附图的清晰，挡板机构和激光机构隐藏。边框后盖组合机构位于工位转移机构的上料位置，此时，挡板机构的活动挡板位于挡板支架的上端；压板机构的压板模块运动至远离所述模芯的位置；底座的驱动元件与模芯不接触，模芯可从底座上直接抽出进行更换；模芯上的内夹具模块和外夹具模块不受外力驱动，所有内夹具整形块和外夹具整形块之间留有供边框放入的空间；

边框上料：作业人员将边框放置在内夹具整形块和外夹具整形块之间；

边框整形：底座上的内夹具驱动元件和外夹具驱动元件启动并运行至设定的位置；模芯的内夹具整形块和外夹具整形块被驱动至相应的位置，对边框进行整形并夹紧定位；

后盖上料：作业人员将后盖放置在边框上；需要说明的是，此时后盖只是初步放置在边框的对应位置上，并未嵌入至边框中；

边框和后盖组合：图25示出了压板模块运动至模芯正上方时的三维结构示意图，图26示出了压板模块压紧后盖时的正视局部放大图。压板模块首先受压板平动驱动元件驱动，运动至模芯正上方；然后压板升降驱动元件驱动压板模块朝模芯方向运动，直至压板模块运动至设定位置上；各组压板组件的压爪固定在分别将后盖压紧到设定位置上；

工位切换：工位转移机构将边框后盖组合机构整体从上下料端运输至焊接端，在边框后盖组合机构运输过程中，压板模块始终保持压紧后盖的状态；当边框后盖组合机构经过挡板机构后，挡板机构的活动挡板落下，遮挡在上下料端和焊接端之间；

在该步骤执行过程中或执行完成后，具体来说，在工作人员对其中一条边框后盖组合线完成后盖上料后，即可对另外一条多工位边框后盖组合线执行边框上料、边框整形、后盖上料、边框和后盖组合、工位切换步骤；后续的激光初步焊接和激光完全焊接可依靠自动化程序实现自动化作业，工作人员只需要轮流在不同的边框后盖组合线上执行上下料操作即可；

激光初步焊接：激光机构首先需要透过压爪，即在各个压爪之间的缝隙处，在边框和后盖上进行初步激光焊接，以初步固定边框和后盖之间的位置，防止压板模块复位后，后盖从边框上脱出；

激光完全焊接：图2示出了激光完全焊接时的多工位边框后盖组合焊接设备三维结构示意图；经过激光初步焊接后，边框和后盖相对位置初步固定，压板模块复位，即压板模块恢复至初始状态；激光机构按照边框和后盖的焊接轨迹进行完全焊接，完成边框和后盖之间的完全固定；

需要说明的是，在激光初步焊接和激光完全焊接的焊接过程中，边框后盖组合机构的运动和激光头和运动结合，可实现激光焦点在焊接平面内的任意运动，针对不同的工件具有良好的适应性；

当激光机构对其中一条边框后盖组合线完成焊接后，马上移动至另一条边框后盖组合线进行焊接，由于另一条边框后盖组合线在激光机构对前一条边框后盖组合线进行焊接时，已完成边框上料、边框整形、后盖上料、边框和后盖组合、工位切换步骤，节省了激光机构的等待时间。

成品下料：边框和后盖焊机完成后变为成品，活动挡板向上运动，边框后盖组合机构从焊接端运动至上下料端；内夹具驱动元件和外夹具驱动元件复位，内夹具整形块和外夹具整形块复位，松开对边框的夹持；工作人员取出成品，该多工位边框后盖组合焊接设备一次作业过程完成。

本发明实施例提供了一种多工位边框后盖组合焊接设备，通过模芯与底座的分离设置，通过整体更换模芯的方式，使作业过程得以连贯，有效的提高了作业效率；通过内夹具模块和外夹具模块的设置，边框的整形效果较好；压板机构可使后盖与边框紧密贴合，便于激光机构进行焊接；通过工位转移机构的转换，可一次性的实现边框的整形、边框与后盖的定位和焊接作业，具有良好的实用性；多条边框后盖组合线共用一套激光机构，尽可能少的减少激光机构的待机时间，提高生产效率。

以上对本发明实施例所提供的一种多工位边框后盖组合焊接设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种多工位边框后盖组合焊接设备，其特征在于，包括多条边框后盖组合线和激光机构，所述多条边框后盖组合线共用一套激光机构；

所述边框后盖组合线包括边框后盖组合机构和工位转移机构；

所述边框后盖组合机构包括模芯、底座、压板机构；

所述模芯包括模芯板、模芯顶块、多组内夹具模块和多组外夹具模块；所述模芯顶块设置在所述模芯板中部，所述多组内夹具模块和所述多组外夹具模块分别布置在所述模芯顶块四周；所述内夹具模块包括内夹具整形块和内夹具弹性件；所述外夹具模块包括外夹具整形块、外夹具弹性件和外夹具限位块；默认状态下，所述内夹具弹性件将所述内夹具整形块压在所述模芯顶块外周，所述外夹具弹性件将所述外夹具整形块压在所述外夹具限位块上；边框放置于所述多组内夹具模块的内夹具整形块和所述多组外夹具模块的外夹具整形块之间；所述外夹具模块还包括外夹具连接块；所述外夹具限位块固定在所述模芯板上；所述外夹具整形块与所述外夹具连接块固定为一体，所述内夹具弹性件设置在所述模芯板和所述外夹具连接块之间；默认状态下，所述外夹具弹性件驱动所述外夹具连接块背离所述模芯顶块运动，所述外夹具整形块被压在所述外夹具限位块上；

所述底座包括底座支架、内夹具驱动模块和外夹具驱动模块；所述模芯放置在所述底座支架上，所述内夹具驱动模块和所述外夹具驱动模块设置在所述底座支架上；所述内夹具驱动模块驱动其对应内夹具模块的内夹具整形块背离所述模芯顶块运动，使所述多组内夹具模块的内夹具整形块外周与所述边框的预设计内壁轮廓重合；所述外夹具驱动模块驱动其对应外夹具模块的外夹具整形块朝所述模芯顶块运动，使所述多组外夹具模块的外夹具整形块的内壁与所述边框的预设计外周轮廓重合；所述底座支架还包括外夹具底板；所述外夹具驱动模块包括外夹具驱动元件，外夹具驱动元件本体固定在所述外夹具底板上，输出端驱动所述外夹具连接块运动；

所述压板机构包括压板模块和压板驱动模块；作业状态下，后盖放置在所述边框上，所述压板驱动模块驱动所述压板模块运动至所述后盖上方后，驱动所述压板模块向下运动，所述压板模块将所述后盖压紧在所述边框上；

所述工位转移机构包括送料导轨，所述送料导轨两端分别为上下料工位和焊接工位；所述边框后盖组合机构基于所述底座支架滑动安装在所述送料导轨上并在所述上下料工位和所述焊接工位之间移动；

所述多条边框后盖组合线的送料导轨平行并列布置；所述激光机构设置在多条送料导轨的焊接工位一侧，依次对所述多条边框后盖组合线的边框和后盖进行焊接。

2.如权利要求1所述的多工位边框后盖组合焊接设备，其特征在于，所述多工位边框后盖组合焊接设备还包括挡板机构，所述挡板机构包括挡板支架、固定挡板、活动挡板；

所述挡板支架横跨设置在所述送料导轨上，所述固定挡板固定在所述挡板支架上方，所述活动挡板沿竖直方向滑动设置在所述挡板支架上。

3.如权利要求1所述的多工位边框后盖组合焊接设备，其特征在于，所述激光机构为光纤传输振镜式激光焊接机，所述光纤传输振镜式激光焊接机包括激光发生器、光纤传输系统、激光支架和激光头，所述激光头内部设置有振镜系统和场镜；

所述激光支架横跨设置在所述多条送料导轨上方，所述激光头设置在所述激光支架上并在所述多条送料导轨之间移动；

所述激光发生器置于外部，激光基于所述光纤传输系统导出至所述振镜系统；所述振镜系统对所述激光进行方向调整后，经所述场镜聚焦后，用于所述边框和所述后盖的焊接。

4.如权利要求1所述的多工位边框后盖组合焊接设备，其特征在于，所述压板驱动模块包括压板平动驱动元件和压板升降驱动元件；

所述压板平动驱动元件驱动所述压板模块运动至所述后盖上方，所述压板升降驱动元件驱动所述压板模块向下运动。

5.如权利要求4所述的多工位边框后盖组合焊接设备，其特征在于，所述压板机构还包括压板驱动连接板、压板驱动横板；

两片所述压板驱动连接板分别固定在所述外夹具底板的两侧，所述压板驱动横板横跨所述外夹具底板，两侧分别滑动安装在所述压板驱动连接板上；

所述压板平动驱动元件设置在其中一块所述压板驱动连接板的外侧，驱动所述压板驱动横板运动；所述压板升降驱动元件安装在所述压板驱动横板上，所述压板模块安装在所述压板升降驱动元件的输出端上。

6.如权利要求4所述的多工位边框后盖组合焊接设备，其特征在于，所述压板模块包括压板模块连接板和压板组件，所述压板模块连接板固定在所述压板升降驱动元件的输出端上；

所述压板组件包括压板组件轴、压板组件块、压板组件弹簧和压板组件固定块；所述压板组件轴的两端固定在所述压板模块连接板上，位于同一直线上的压板组件共用一根压板组件轴；所述压板组件块的根部铰接在所述压板组件轴上，端部延伸出一个以上的压爪；所述压板组件固定块固定在所述压板组件块上方，所述压板组件弹簧被压缩在所述压板组件固定块和所述压板组件块之间；所述压板组件块被所述压板组件弹簧压紧在所述压板模块连接板上。

7.如权利要求1所述的多工位边框后盖组合焊接设备，其特征在于，所述内夹具模块还包括内夹具连接块和内夹具弹性件顶块；

所述内夹具弹性件顶块固定在所述模芯板上，所述内夹具整形块固定在所述内夹具连接块上，所述内夹具弹性件设置在所述内夹具连接块和所述内夹具弹性件顶块之间；默认状态下，所述内夹具弹性件驱动所述外夹具连接块朝所述模芯顶块运动，所述内夹具整形块被压在所述模芯顶块外周。

8.如权利要求7所述的多工位边框后盖组合焊接设备，其特征在于，所述模芯板在所述多组内夹具模块的下方，分别设置有用于供驱动元件伸入的内夹具驱动孔；

所述底座支架包括内夹具底板；所述内夹具驱动模块包括内夹具驱动元件、内夹具驱动输出块；内夹具驱动元件本体固定在所述内夹具底板上；所述内夹具驱动输出块的一端与所述内夹具驱动元件的输出端连接，另一端从所述内夹具驱动孔伸入，驱动所述内夹具连接块运动。