CN109290689B - 一种焊接夹具及焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种焊接夹具及焊接设备，该焊接夹具包括有一夹持机构及一施力机构，由所述施力机构通过导向组件向气门止回阀的底盘施力，压盖压紧气门止回阀的第一垫片，由气门止回阀的蝶形垫片变形，使第一轴与第一垫片发生相对位移，可露出焊缝，如此，可使焊缝的焊接质量更好；本发明还公开一种焊接设备，该焊接设备包括有如上所述的焊接夹具，可提高气门止回阀的焊接质量。

Description

一种焊接夹具及焊接设备

技术领域

本发明涉及激光焊接设备技术领域，具体涉及一种焊接夹具及焊接设备。

背景技术

气门止回阀、曲柄等是汽车行业中涡轮增压器的关键零部件，它们的焊接质量对涡轮增压器的性能有重要影响。现有技术中，并没有专门适用于气门止回阀的焊接夹具，也无适应气门止回阀、曲柄等焊接条件的焊接设备，导致焊接不精密，焊接质量差，影响涡轮增压器的性能。

比如，如图1所示，为市场上的一种气门止回阀10，包括底盘11、与底盘为一体化结构的第一轴12、第一垫片13、蝶形垫片14、第二垫片15及第二轴 16，其中，焊缝17位于第一轴12与第一垫片13上端的接触处。现有技术中，对焊缝17的焊接仅在第一轴12与第一垫片13上端处的少许位置，随着气门止回阀10的使用，会出现焊缝17的焊接失效等情况。

鉴于此，需提供一种新型的焊接夹具及焊接设备以解决上述技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种适应气门止回阀的焊接夹具、及焊接更加精密的焊接设备。

为解决上述技术问题，本发明采用的第一个技术方案如下所述：

一种焊接夹具，所述焊接夹具包括有一用以夹持气门止回阀的夹持机构及一用以向气门止回阀施力的施力机构；所述夹持机构上设置有一导向组件及一压盖，所述导向组件的上端为安装端，用以安装气门止回阀的底盘，所述压盖用以压紧气门止回阀的第一垫片，所述压盖上设置有供焊接光束通过的焊接孔，露出气门止回阀的第一轴；所述导向组件的下端为所述导向组件的受力端，接收所述施力机构所施加的力；藉由所述施力机构通过导向组件向气门止回阀的底盘施力，压盖压紧气门止回阀第一垫片，由气门止回阀的蝶形垫片变形，使第一轴第一垫片发生相对位移，可露出焊缝。

本发明第一种技术方案焊接夹具的有益技术效果在于：藉由所述施力机构通过导向组件向气门止回阀的底盘施力，压盖压紧气门止回阀第一垫片，由气门止回阀的蝶形垫片变形，使第一轴与第一垫片发生相对位移，可露出焊缝。如此，焊缝露出的面积比较大，可使焊缝的焊接质量更好。

为解决上述技术问题，本发明采用的第二个技术方案如下所述：

一种焊接设备，其特征在于，所述焊接设备包括有：

机床；

焊接夹具，为如上任一所述的焊接夹具，用以固定待焊接工件；

第一移动装置，连接所述焊接夹具，用以移动所述焊接夹具至焊接区域；

焊接头，用以对所述焊接区域的待焊接工件焊接；

第二移动装置，连接所述焊接头，用以移动所述焊接头至焊接区域。

本发明第二种技术方案焊接设备的有益技术效果在于：该焊接设备，包括有一如上所述的焊接夹具，该焊接夹具可夹持气门止回阀，并向气门止回阀施加力，露出更多的焊缝，进行激光焊接，获得更好地焊接质量。

附图说明

图1是气门止回阀的立体示意图；

图2是本发明焊接夹具的立体示意图；

图3是夹持机构的分解示意图；

图4是施力机构和压力传感器的分解示意图；

图5是压环的立体示意图；

图6是本发明焊接设备的立体示意图；

图7是焊接夹具组装在夹具底座的立体示意图；

图8是夹具底座的分解示意图；

图9是第二移动装置组装在龙门轴架的立体示意图；

图10是焊缝识别机构的立体示意图。

具体实施方式

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明所要解决的技术问题、技术方案和有益技术效果，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

如图1～3所示，一种焊接夹具20，包括有一用以夹持气门止回阀10的夹持机构21及一用以向气门止回阀10施力的施力机构22。夹持机构21上设置有一导向组件211及一压盖210，该导向组件211的上端装配于夹持机构，该上端为安装端，用以安装气门止回阀10的底盘11，压盖210用以压紧气门止回阀10 的第一垫片13，压盖210上设置有供焊接光束通过的焊接孔，露出气门止回阀 10的第一轴；导向组件211的下端悬空，该下端为导向组件211的受力端，接收施力机构22所施加的力。

上述实施例中，藉由所述施力机构22通过导向组件211向气门止回阀10 的底盘11施力，压盖210压紧气门止回阀10第一垫片13，由气门止回阀10的蝶形垫片14变形，使第一轴12与第一垫片13发生相对位移，可露出焊缝17。如此，焊缝露出的面积比较大，可使焊缝的焊接质量更好。

在一些优选地实施例中，如图4所示，施力机构22为一电缸。电缸通过电缸的电缸轴向导向组件211施力。

在一些优选地实施例中，如图4所示，焊接夹具20还包括有一压力传感器 23，该压力传感器23通过转接法兰230连接施力机构22的施力端，施力端即电缸轴的末端。

当施力机构22工作时，推动压力传感器23触碰导向组件211的下端，推动导向组件211运动的同时，检测到施力机构22与导向组件211间的力的大小，并将力的大小传至控制系统，控制系统根据压力传感器23的反馈数据控制施力机构22所施力的大小。

在一些优选地实施例中，继续参考图1～3，导向组件211包括有一仿形夹具 2110和一导向套2111。其中，仿形夹具2110包括有工件安装部21101和导向轴 21102，所述工件安装部21101的上表面设置有仿形安装槽，用以安装气门止回阀10的底盘11，导向轴21102穿设于导向套2111内，导向套2111被安装于夹持机构21，导向轴21102可相对于2111上下运动，工件安装部21101被带动上下运动，工件安装部21101向上运动时，气门止回阀10的底盘11受到下方的力。如此，导向组件211实现了传导施力机构22对气门止回阀10的底盘11的力的作用。

在一些优选地实施例中，导向组件211还包括有两销2112，工件安装部21101 和夹持机构21上均设置有与销2112对应的销孔，工件安装部21101通过两销 2112串接于夹持机构21上，以防止导向组件211在上下运动过程中的轴向转动。

在一些优选地实施例中，导向组件211还包括一撞片2113，撞片2113固定于导向组件211的下端处。在上述实施例中，撞片2113固定于导向轴21102的末端，为导向组件211的受力端，接收施力机构22所施加的力。如此，在反复的施力机构22撞击导向组件211时，磨损的是撞片2113，而减少了对导向组件 211的导向轴21102的磨损。

在一些优选地实施例中，夹持机构21还包括有一压环212，设置于压盖210 的下表面处。参考图5，压环的212的环孔与焊接孔2100对应，压环212的下表面形成有一凸起结构2120，该凸起结构2120内设置有一阶梯按压槽2121。

在一些优选地实施例中，夹持机构21还包括有一托板213，导向组件211 和压盖210均安装于该托板213。其中，导向组件211穿设于托板213，压盖210 通过一安装组件214安装于托板213上。

在一些优选地实施例中，安装组件214包括有销轴2141、销轴固定座2142、旋钮插销2143和旋钮插销固定座2144。其中，压盖210的第一边为转动连接边，通过销轴2141和销轴固定座2142转动连接于所述托板，与所述第一边相对的第二边为开合连接边，通过旋钮插销2143和旋钮插销固定座2144开合式固定于所述托板。附图所示的实施例中，旋钮插销2143的数量为两个。藉由旋钮插销2143旋转插进或拔出，压盖210的第二边被锁定或打开，压盖210的第一边绕销轴2141转动，压盖210解开对气门止回阀10的锁定。

在一些优选地实施例中，夹持机构21还包括一辅助固定块215，辅助固定块215上设置有一对应于气门止回阀10的第二轴17的通孔，第二轴17穿设于通孔，可辅助固定气门止回阀10。

如图6所示，一种实施例的焊接设备包括有焊接夹具20、第一移动装置30、焊接头40、第二移动装置50及机床60。焊接夹具20用以固定待焊接工件；第一移动装置30连接焊接夹具20，用以移动焊接夹具20至焊接区域；焊接头40 用以对焊接区域的待焊接工件焊接；第二移动装置50连接焊接头40，用以按焊接工艺要求焊移动焊接头40。

上述实施例中的焊接设备，包括有如上所述任一实施例的焊接夹具20，该焊接夹具20可夹持气门止回阀10，并向气门止回阀10施加力，露出更多的焊缝17，进行激光焊接，获得更好地焊接质量的气门止回阀10。

在一些优选地实施例中，参考图7所示，焊接夹具20通过一夹具底座70 连接第一移动装置30，该夹具底座70包括有夹具底座支架71、夹持机构安装层72及施力机构安装层73，焊接夹具20的夹持机构21与施力机构22分别安装于夹持机构安装层72和施力机构安装层73。其中，夹持机构21通过托板213 安装于夹持机构安装层72，施力机构22通过一施力机构安装板220安装于施力机构安装层73。

夹具底座70上可设置数个焊接夹具20，如图7和8所示的实施例中，夹具底座70上设置有6个焊接夹具20。托板213上设置有数个导向组件211安装孔。

在一些优选地实施例中，第一移动装置30为一送料驱动机构31，送料驱动机构31可采用滚珠丝杆、导轨及伺服电机的设计，可更加精确地进行传送。

在一些优选地实施例中，如图9所示，第二移动装置50包括有两Y轴传动机构51、一横跨两Y轴传动机构51上的X轴传动机构52及一设置于X轴传动机构52上的Z轴传动机构53，焊接头40固定于该Z轴传动机构53上。其中， X轴传动机构52及两Y轴传动机构51可采用齿轮、齿条、导轨及伺服电机的设计。

在一些优选地实施例中，如图6和图9所示，第二移动装置50通过一龙门轴支架80固定于60机床，该龙门轴支架80包括有Z轴81、两Y轴82、及横跨于两Y轴82之间的X轴83。X轴传动机构52、Y轴传动机构51及Z轴传动机构53分别固定于所述X轴83、Y轴82及Z轴81。

在一些优选地实施例中，参考图10，焊接设备还包括一焊缝识别机构90。焊缝识别机构90包括有视觉机构91、气帘机构92及气动机构93。视觉机构91、气帘机构92、气动机构93均安装在定位架94上，焊缝识别机构90通过定位架 94连接于焊接头40。

视觉机构91用于焊缝识别，其包括有CCD相机910、光圈911及光源912， CCD相机910和光圈911组合装设在光源912上方。光源912用于照亮待焊接工件，获得更清晰的图像。

气帘机构92包括有气刀920及接气头921，接气头921用于向气刀920导入保护气体，气刀920朝向视觉机构91，并喷出保护气体，保护视觉机构91的 CCD相机910、光圈911及光源91不受杂质气体的污染。

气动机构93包括有挡板930、气缸931及连接组件932，挡板930通过连接组件932连接气缸931的末端，受气缸931的驱动而转动。

焊接设备处于工作状态时，挡板930转动到非遮挡光源912的位置，气刀 920向光源912喷出保护气体，以保护视觉机构91；焊接设备处于工作状态时，挡板930转动到遮挡光源912的位置，以保护视觉机构91。

在一些优选地实施例中，夹具底座70有两套，第一移动装置30的数量也对应为两套。

工作时，待焊接工件通过焊接夹具20固定，其中一套第一移动装置30将焊接夹具20及待焊接工件移动至焊接区域，第二移动装置50驱动焊接头40及焊缝识别机构90移动至待焊接工件上方处，焊缝识别机构90对每个待焊接工件自动识别、分析、反馈，轨迹识别完成之后，焊接头40发出激光，完成对每个待焊接工件的焊接，焊接完成后，第一移动装置30将焊接夹具20及待焊接工件移动至上下料区域，进行上下料；与此同时，另一套第一移动装置30将焊接夹具20及待焊接工件移动至焊接区域，进行焊接，如此反复进行加工，可节省加工时间。

以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种焊接夹具，其特征在于，所述焊接夹具包括有一用以夹持气门止回阀的夹持机构及一用以向气门止回阀施力的施力机构；所述夹持机构上设置有一导向组件及一压盖，所述导向组件的上端为安装端，用以安装气门止回阀的底盘，所述压盖用以压紧气门止回阀的第一垫片，所述压盖上设置有供焊接光束通过的焊接孔，露出气门止回阀的第一轴；所述导向组件的下端为所述导向组件的受力端，接收所述施力机构所施加的力；藉由所述施力机构通过导向组件向气门止回阀的底盘施力，压盖压紧气门止回阀第一垫片，由气门止回阀的蝶形垫片变形，使第一轴第一垫片发生相对位移，可露出焊缝；

所述导向组件包括有一仿形夹具和一导向套，所述仿形夹具包括有工件安装部和导向轴，所述工件安装部上表面设置有仿形安装槽，用以安装所述气门止回阀的底盘，所述导向轴穿设于所述导向套内，所述导向套被固定于所述夹持机构，所述导向轴可相对于所述导向套上下运动。

2.如权利要求1所述的焊接夹具，其特征在于，所述施力机构为一电缸。

3.如权利要求1所述的焊接夹具，其特征在于，所述焊接夹具还包括有一压力传感器，所述压力传感器通过转接法兰连接所述施力机构的施力端。

4.如权利要求1所述的焊接夹具，其特征在于，所述导向组件还包括有两销，所述工件安装部和夹持机构上均设置有与所述两销对应的销孔，所述工件安装部通过所述两销串接于所述夹持机构上。

5.如权利要求1所述的焊接夹具，其特征在于，所述导向组件还包括一撞片，所述撞片固定于所述导向轴的下端处。

6.如权利要求1所述的焊接夹具，其特征在于，所述夹持机构还包括有一压环，设置于所述压盖的下表面处，所述压环的环孔与所述压盖的焊接孔对应，所述压环的下表面形成有一凸起结构，所述凸起结构内设置有一阶梯按压槽。

7.如权利要求1所述的焊接夹具，其特征在于，所述夹持机构还包括有一托板，所述导向组件穿设于托板，压盖通过一安装组件安装于所述托板上；所述安装组件包括有销轴、销轴固定座、旋钮插销和旋钮插销固定座；压盖的第一边为转动连接边，通过销轴和销轴固定座转动连接于所述托板，与所述第一边相对的第二边为开合连接边，通过旋钮插销和旋钮插销固定座开合式固定于所述托板。

8.一种焊接设备，其特征在于，所述焊接设备包括有：

机床；

焊接夹具，为权利要求1～7任一所述的焊接夹具，用以固定待焊接工件；

第一移动装置，连接所述焊接夹具，用以移动所述焊接夹具至焊接区域；

焊接头，用以对所述焊接区域的待焊接工件焊接；

第二移动装置，连接所述焊接头，用以移动所述焊接头至焊接区域。

9.如权利要求8所述的焊接设备，其特征在于，所述焊接设备还包括一焊缝识别机构，所述焊缝识别机构固定连接于所述焊接头，所述焊缝识别机构包括有视觉机构、气帘机构及气动机构。

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