CN109909612A - 用于焊接圆度较低的圆柱形工件的激光焊接机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于焊接圆度较低的圆柱形工件的激光焊接机，其包括工作台，工作台上设置有夹具和驱动夹具转动的旋转驱动装置，工作台上设置有前后滑动座，工作台上还设置有给前后滑动座导向的前后导向机构及驱动前后滑动座移动的前后驱动装置，前后滑动座上设置有安装座组件，安装座组件上设置有激光焊接组件和定位件，前后滑动座向前移动时带动定位件移动至工件的外侧壁抵接，前后滑动座和安装座组件之间还设置有前后位置补偿装置。本发明能够适应不规整圆柱形工件表面形状的变化、焊接质量优异，整个工作过程自动进行，生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光焊接机，特别是一种用于焊接圆度较低的圆柱形工件的激光焊接机。
背景技术
激光焊接机是激光加工技术应用的重要方面之一，由于其焊缝窄，穿透深，焊缝两边平行，热影响区小，焊接变形小等优点，广泛应用于机械制造、航空般天、汽车工业、粉末冶金、生物医学微电子行业等领域。激光焊接原理是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶，形成焊接。
由于激光焊接的聚焦点很小，因此，在激光焊接过程中，激光头的聚焦点必须对准被焊接位置，才能保证焊接质量。
目前水瓶、保温瓶、双层不锈钢水杯等圆柱形工件都是采用大都是采用其他的焊接手段来进行焊接，原因是水瓶、水杯等工件对表面圆度的要求不高，且其表面常常会设计一些用于增加美观效果的凸起或凹陷，导致其需要焊接的端面并非规整的圆形，采用激光焊接时激光对位相对困难，无法完成完好的焊接。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够适应圆度较低的圆柱形工件表面形状的变化、焊接质量优异、生产效率高的激光焊接机。
本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：
用于焊接圆度较低的圆柱形工件的激光焊接机，其包括工作台，所述工作台上设置有能够固定工件的夹具，所述的工作台上还设置有用于驱动夹具转动的旋转驱动装置，所述工作台上设置有前后滑动座，所述工作台上还设置有给所述前后滑动座导向的前后导向机构及驱动所述前后滑动座移动的前后驱动装置，所述的前后滑动座上设置有安装座组件，所述安装座组件上设置有激光焊接组件和定位件，前后滑动座向前移动时带动定位件移动至工件的外侧壁抵接，所述前后滑动座和安装座组件之间还设置有前后位置补偿装置，所述前后位置补偿装置能够驱动安装座组件、激光焊接组件和定位件一起相对于前后滑动座前后移动以补偿工件转动时其表面的起伏变化。
作为优选地，所述的定位件包括至少一个能够在工件的外侧壁上滚动的滚轮。
作为优选地，所述的前后位置补偿装置为设置在所述前后滑动座上的推力气缸，所述推力气缸包括与所述前后滑动座固定的基座及可相对基座前后一端的输出端，所述的安装座组件固定在所述推力气缸的输出端。
作为优选地，所述的安装座组件包括与所述推力气缸的输出端固定的固定座，所述的定位件设置在所述固定座上，所述的固定座上设置有给所述激光焊接组件导向的上下导向机构，所述的激光焊接组件由一上下驱动装置驱动而可沿着上下导向机构移动，所述的定位件设置在所述固定座上。
作为优选地，所述的激光焊接组件包括与所述上下导向机构配合的上下滑动座，所述的激光焊接组件还包括设置在所述上下滑动座上的激光焊接头，所述激光焊接头的一侧设置有能够输出保护气体的气管。
作为优选地，所述的夹具包括底座、位于底座上方的上箍以及连接在底座和上箍之间的连接件，所述的上箍包括左半箍和右半箍，所述的左半箍与所述连接件固定，所述的右半箍的首端与左半箍的首端铰接，右半箍的尾端与左半箍的尾端通过可拆卸的连接结构连接，左半箍和右半箍之间形成用于固定工件的圆柱孔。
作为优选地，所述的连接结构包括固定在左半箍上的固定钩，所述的连接结构还包括设置在所述右半箍上的并与所述固定钩配合的弹性钩扣件。
作为优选地，所述的工作台上还设置有左右滑动座和给所述左右滑动座导向的左右导向机构，所述的左右滑动座由一左右驱动装置驱动而可沿着左右导向机构移动，所述的前后导向机构固定在所述左右滑动座上。
本发明的有益效果是：本发明中，定位件沿着工件外侧壁滚动的同时，定位件、激光焊接组件和安装座组件一起相对于前后滑动座在前后方向移动以补偿工件表面的起伏变化，使激光焊接组件始终能够对准工件端面上需要焊接的位置，能够适应不规整圆柱形工件表面形状的变化、焊接质量优异，整个工作过程自动进行，生产效率高。
附图说明
图1是本发明工作状态的外观结构示意图；
图2是前后滑动座、安装座组件、定位件和激光焊接组件的装配图；
图3是图2所示结构的分解图；
图4是推力气缸的结构示意图；
图5是夹具夹紧状态的结构示意图；
图6是夹具打开状态的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参照图1至图6，本发明的实施例提出了用于焊接圆度较低的圆柱形工件的激光焊接机，其包括工作台1，工作台1上设置有能够固定工件7的夹具2，工作台1上还设置有用于驱动夹具2绕着一竖直轴线转动的旋转驱动装置，工作台1上设置有前后滑动座31，工作台1上还设置有给前后滑动座31导向的前后导向机构32及驱动前后滑动座31移动的前后驱动装置33，前后滑动座31上设置有安装座组件4，安装座组件4上设置有激光焊接组件5和定位件6，前后滑动座31沿着前后导向机构32向前移动时带动定位件6移动至工件7的外侧壁抵接，前后滑动座31和安装座组件4之间还设置有前后位置补偿装置，前后位置补偿装置能够驱动安装座组件4、激光焊接组件5和定位件6一起相对于前后滑动座31前后移动以补偿工件7转动时其表面的起伏变化。
优选地，定位件6包括至少一个能够在工件7的外侧壁上滚动的滚轮。当然，定位件6可以采用光滑的球状物或其他形状物体作为替代，不限于此。
本发明的工作过程是：首先将水杯、水瓶等工件7固定在夹具2上；然后，前后滑动座31沿着前后导向机构32向前移动，带动安装座组件4、定位件6和激光焊接组件5一起靠近工件7，使定位件6与工件7的外侧壁抵接，激光焊接组件5移动至与工件7接近的位置并对准工件7端面上需要焊接的位置，然后前后驱动装置33停机，前后位置补偿装置的顶压力将定位件6压紧在工件7表面；定位件6与工件7的外侧壁贴紧后，再启动旋转驱动装置和激光焊接组件5，驱动夹具2和工件7旋转，使定位件6沿着工件7外侧壁的周向滚动，由于定位件6一直由前后位置补偿装置压紧，因此，定位件6沿着工件7外侧壁滚动的同时，定位件6、激光焊接组件5和安装座组件4一起相对于前后滑动座31在前后方向移动以补偿工件7表面的起伏变化，使激光焊接组件5始终能够对准工件7端面上需要焊接的位置。综上，本发明能够适应不规整圆柱形工件7表面形状的变化、焊接质量优异，整个工作过程自动进行，生产效率高。
参照图3与图4，优选地，前后位置补偿装置为设置在前后滑动座31上的推力气缸8，推力气缸8包括与前后滑动座31固定的基座82及可相对基座82前后一端的输出端81，安装座组件4固定在推力气缸8的输出端81。该输出端81可在前后方向伸缩，定位件6沿着工件7外侧壁滚动的同时，定位件6、激光焊接组件5、安装座组件4和推力气缸8的输出端81一起相对于前后滑动座31在前后方向移动以补偿工件7表面的起伏变化，使激光焊接组件5始终能够对准工件7端面上需要焊接的位置。当然，该前后位置补偿装置还可以采用弹簧、空气弹簧等能够产生弹力的装置替代。
参照图3，安装座组件4包括与推力气缸8的输出端81固定的固定座41，定位件6设置在固定座41上，固定座41上设置有给激光焊接组件5导向的上下导向机构42，激光焊接组件5由一上下驱动装置43驱动而可沿着上下导向机构42移动，定位件6设置在固定座41上。采用这样的结构，使得激光焊接组件5在Z轴方向的位置可调，对于不同的工件7，可根据需要，通过调节激光焊接组件5在Z轴方向的位置，以调节激光焊接组件5和工件7的距离。
作为本发明的优选方案，激光焊接组件5包括与上下导向机构42配合的上下滑动座51，激光焊接组件5还包括设置在上下滑动座51上的激光焊接头52，激光焊接头52的一侧设置有能够输出惰性气体等保护气体的气管53。
参照图5与图6，夹具2包括底座21、位于底座21上方的上箍以及连接在底座21和上箍之间的连接件22，上箍包括左半箍23和右半箍24，左半箍23与连接件22固定，右半箍24的首端与左半箍23的首端铰接，右半箍24的尾端与左半箍23的尾端通过可拆卸的连接结构连接，左半箍23和右半箍24之间形成用于固定工件7的圆柱孔。工件7固定在夹具2上时，工件7的底部放置在底座21上，工件7的上部由上箍卡紧，右半箍24的尾端与左半箍23的尾端采用可拆卸的连接结构连接，便于工件7的拆装。
优选地，连接结构包括固定在左半箍23上的固定钩201，连接结构还包括设置在右半箍24上的并与固定钩201配合的弹性钩扣件202。弹性钩扣件的结构为现有成熟技术，此处不再赘述。当然上述的弹性钩卡扣件也可以采用橡皮筋等类似的结构作为替代。
进一步地，工作台1上还设置有左右滑动座91和给左右滑动座91导向的左右导向机构92，左右滑动座91由一左右驱动装置93驱动而可沿着左右导向机构92移动，前后导向机构32固定在左右滑动座91上。这样的设计增加了激光焊接组件5的自由度，使得激光焊接组件5能够在工作台1上任意移动以适应工件7上不同的焊接位置。
本发明中，左右导向机构92、前后导向机构32、上下导向机构42均采用导轨机构，旋转驱动装置采用设置在工作台1台面下方的电机未图示，该电机的输出端连接有位于工作台1台面上的转盘11，左右驱动装置93、前后驱动装置33、上下驱动装置43均采用电机作为动力源，各个电机通过丝杆副与对应的滑座连接以驱动滑座移动。
以上仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.用于焊接圆度较低的圆柱形工件的激光焊接机，其特征在于其包括工作台(1)，所述工作台(1)上设置有能够固定工件(7)的夹具(2)，所述的工作台(1)上还设置有用于驱动夹具(2)转动的旋转驱动装置，所述工作台(1)上设置有前后滑动座(31)，所述工作台(1)上还设置有给所述前后滑动座(31)导向的前后导向机构(32)及驱动所述前后滑动座(31)移动的前后驱动装置(33)，所述的前后滑动座(31)上设置有安装座组件(4)，所述安装座组件(4)上设置有激光焊接组件(5)和定位件(6)，前后滑动座(31)向前移动时带动定位件(6)移动至工件(7)的外侧壁抵接，所述前后滑动座(31)和安装座组件(4)之间还设置有前后位置补偿装置，所述前后位置补偿装置能够驱动安装座组件(4)、激光焊接组件(5)和定位件(6)一起相对于前后滑动座(31)前后移动以补偿工件(7)转动时其表面的起伏变化。
2.根据权利要求1所述的用于焊接圆度较低的圆柱形工件的激光焊接机，其特征在于，所述的定位件(6)包括至少一个能够在工件(7)的外侧壁上滚动的滚轮。
3.根据权利要求1所述的用于焊接圆度较低的圆柱形工件的激光焊接机，其特征在于，所述的前后位置补偿装置为设置在所述前后滑动座(31)上的推力气缸(8)，所述推力气缸(8)包括与所述前后滑动座(31)固定的基座(82)及可相对基座(82)前后一端的输出端(81)，所述的安装座组件(4)固定在所述推力气缸(8)的输出端(81)。
4.根据权利要求3所述的用于焊接圆度较低的圆柱形工件的激光焊接机，其特征在于，所述的安装座组件(4)包括与所述推力气缸(8)的输出端(81)固定的固定座(41)，所述的定位件(6)设置在所述固定座(41)上，所述的固定座(41)上设置有给所述激光焊接组件(5)导向的上下导向机构(42)，所述的激光焊接组件(5)由一上下驱动装置(43)驱动而可沿着上下导向机构(42)移动，所述的定位件(6)设置在所述固定座(41)上。
5.根据权利要求4所述的用于焊接圆度较低的圆柱形工件的激光焊接机，其特征在于，所述的激光焊接组件(5)包括与所述上下导向机构(42)配合的上下滑动座(51)，所述的激光焊接组件(5)还包括设置在所述上下滑动座(51)上的激光焊接头(52)，所述激光焊接头(52)的一侧设置有能够输出保护气体的气管(53)。
6.根据权利要求1所述的用于焊接圆度较低的圆柱形工件的激光焊接机，其特征在于，所述的夹具(2)包括底座(21)、位于底座(21)上方的上箍以及连接在底座(21)和上箍之间的连接件(22)，所述的上箍包括左半箍(23)和右半箍(24)，所述的左半箍(23)与所述连接件(22)固定，所述的右半箍(24)的首端与左半箍(23)的首端铰接，右半箍(24)的尾端与左半箍(23)的尾端通过可拆卸的连接结构连接，左半箍(23)和右半箍(24)之间形成用于固定工件(7)的圆柱孔。
7.根据权利要求6所述的用于焊接圆度较低的圆柱形工件的激光焊接机，其特征在于，所述的连接结构包括固定在左半箍(23)上的固定钩(201)，所述的连接结构还包括设置在所述右半箍(24)上的并与所述固定钩(201)配合的弹性钩扣件(202)。
8.根据权利要求1所述的用于焊接圆度较低的圆柱形工件的激光焊接机，其特征在于，所述的工作台(1)上还设置有左右滑动座(91)和给所述左右滑动座(91)导向的左右导向机构(92)，所述的左右滑动座(91)由一左右驱动装置(93)驱动而可沿着左右导向机构(92)移动，所述的前后导向机构(32)固定在所述左右滑动座(91)上。
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