CN110091063A - 一种激光焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车安全气囊气体发生器的装配设备技术领域，具体涉及一种激光焊接设备，包括主支架(2)、设置在所述主支架(2)上的激光器(1)、保护箱(3)和用于固定并带动点火管容器(8)转动的固定旋转装置(5)以及用于驱动所述固定旋转装置(5)升降的升降气缸(4)；所述固定旋转装置(5)包括夹爪(515)、套装在所述夹爪(515)外侧的套筒(512)和位于所述套筒(512)下部的弹簧(513)，所述弹簧(513)用于抵触所述套筒(512)使其箍紧所述夹爪(515)，所述套筒(512)连接升降板(505)，所述升降板(505)能够下压所述套筒(512)使所述夹爪(515)打开。本发明能够稳定夹持点火管容器，保障焊接轨迹在轴向上的稳定性。

Description

一种激光焊接设备

技术领域

本发明涉及汽车安全气囊气体发生器的装配设备技术领域，具体涉及一种激光焊接设备。

背景技术

如图1所示，点火管容器8是汽车安全气囊气体发生器的组件之一，点火管容器8需要与壳体7通过激光焊接进行固定。焊接时激光器发出的激光焦点对准焊接位置，由于点火管容器8与壳体7焊接位置的轨迹是一个圆环，因此需要壳体与点火管容器在水平面内转动，以此完成圆环形焊接轨迹9的焊接。但是现有应用至壳体7与点火管容器8焊接的激光焊接设备在焊接轨迹9轴向上的稳定性差，即整个圆环焊接轨迹9上激光焦点与焊接位置之间的轴向距离有窜动，使得焊接质量及焊接后的外观差。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种激光焊接设备，包括主支架、设置在所述主支架上的激光器、保护箱和用于固定并带动点火管容器转动的固定旋转装置以及用于驱动所述固定旋转装置升降的升降气缸；所述固定旋转装置包括夹爪、套装在所述夹爪外侧的套筒和位于所述套筒下部的弹簧，所述弹簧用于抵触所述套筒使其箍紧所述夹爪，所述套筒连接升降板，所述升降板能够下压所述套筒使所述夹爪打开。

可选地，所述夹爪包括连接部和设置在所述连接部上的多个夹指，所述夹指设有夹持部和第一斜面结构，所述套筒内壁设有与所述第一斜面结构对应的第二斜面结构。

可选地，所述夹持部内壁设有滚花结构，所述滚花结构接触所述点火管容器。

可选地，所述固定旋转装置还包括安装板，所述安装板上设有开夹爪气缸，所述开夹爪气缸的输出活塞杆连接所述升降板。

可选地，所述安装板上设有导柱，所述升降板上设有轴套，所述导柱与所述轴套滑动连接。

可选地，所述夹爪与轴杆连接，所述轴杆与所述安装板之间设有轴承。

可选地，所述升降板上设有第一连接板，所述第一连接板边沿设有第一阶梯结构，所述保护箱底部设有第二连接板，所述第二连接板设有安装孔，所述安装孔边沿设有与所述第一阶梯结构匹配的第二阶梯结构。

可选地，所述保护箱内设有封堵机构，所述封堵机构包括陶瓷片，在焊接时，所述陶瓷片覆盖住所述点火管容器的开口。

可选地，所述陶瓷片下部设有堵头，所述堵头能够伸入所述点火管容器内。

可选地，所述保护箱包括壁板和底板，所述壁板或所述底板上设有辅助保护板，所述辅助保护板用于防止所述保护箱泄露激光。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明的夹爪能够稳定夹持在点火管容器上，保障焊接轨迹在轴向上的稳定性，从而有效提高焊接质量和保障焊接外观均匀美观。

附图说明

为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明的壳体和点火管容器的焊接位置图；

图2是本发明激光焊接设备的整体结构图；

图3是本发明激光焊接设备的固定旋转装置和升降气缸的整体结构图；

图4是本发明激光焊接设备的固定旋转装置的结构图；

图5是图4中I-I处剖视图；

图6是图5中A处局部放大图；

图7是本发明激光焊接设备的夹爪的结构图；

图8是本发明激光焊接设备的套筒的纵向剖视图；

图9是本发明激光焊接设备的主支架和保护箱的整体结构图；

图10是本发明激光焊接设备的保护箱的内部结构图；

图11是图10中B处放大图；

图12是本发明激光焊接设备的封堵机构的结构图；

图13是本发明激光焊接设备的底板和第二连接板的结构图。

附图标记说明：

1-激光器

2-主支架 21-激光器安装块 22-光电传感器

3-保护箱 31-壁板 32-第一吸尘管 321-第一吸尘口 33-第二吸尘管 331-第二吸尘口 34-吹气管 341-吹气口 35-封堵机构 351-堵头 352-陶瓷片 36-辅助保护板 37-底板 371-装配槽 38-第二连接板 381-装配块 382-安装孔

4-升降气缸

5-固定旋转装置 501-电机 502-联轴器 503-安装板 504-开夹爪气缸 505-升降板 506-拉块 507-导柱 508-轴套 509-第一连接板 510-支撑柱 512-套筒 5121-5122-第二斜面结构 513-弹簧 515-夹爪 5150-夹指 5151-夹持部 5152-第一斜面结构 5153-连接部 5154-滚花结构 516-轴杆 517、518-轴承

7.壳体

8.点火管容器

9焊接轨迹

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

另外，在本发明的实施例中所提到的涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

如图1所示，一种激光焊接设备，包括主支架2，主支架2上部固定安装激光器1，激光器1发射用于焊接的激光光束。围绕激光器1的光束设置有保护箱3，保护箱3对激光束进行防护，防止激光外泄对人体造成伤害，保护箱3固定安装在主支架2中部。主支架2下部、保护箱3的下方设有固定旋转装置5，固定旋转装置5能够固定并带动点火管容器8转动。需要说明的是，这时候的点火管容器8与壳体7位过盈配合安装，即壳体7与火管容器8是相对固定的。固定旋转装置5连接一升降气缸4，升降气缸4用于驱动固定旋转装置5的升降，在需要进行焊接时，升降气缸4驱动固定旋转装置5升高，使得壳体7与点火管容器8的组合体进入保护箱3内进行焊接，待焊接完成后，升降气缸4驱动固定旋转装置5下降，壳体7与点火管容器8的焊接后组合体移出保护箱3。

如图3、图4和图5所示，固定旋转装置5包括夹爪515，夹爪515用于夹持点火管容器8。夹爪515外侧套装套筒512，套筒512上下移动可控制夹爪515夹紧或松开。套筒512下部设有弹簧513，弹簧513上部抵触套筒512使其箍紧夹爪515。套筒512连接升降板505，升降板505能够在开夹爪气缸504的拉动下下压套筒512，从而打开夹爪515。

本实施例中，在无外力驱动升降板505时，套筒512可在弹簧513的张力作用下，紧箍住夹爪515，使夹爪515能够稳定夹持在点火管容器8上，保障焊接轨迹9在轴向上的稳定性，从而有效提高焊接质量和保障焊接外观均匀美观。

固定旋转装置5还包括安装板503，安装板503与升降气缸4的输出端固定连接。升降板505平行设置在安装板503上方。安装板503上固定设有两个开夹爪气缸504，开夹爪气缸504的输出活塞杆固定连接拉块506，拉块506顶部固定连接升降板505的两边，开夹爪气缸504能够向下拉动升降板505。安装板503上表面固定设置两根导柱507，两根导柱507呈对角线分布，导柱507的轴心线垂直于安装板503的表面。升降板505上固定安装轴套508，轴套508的轴心线垂直于升降板505的表面。导柱507与轴套508滑动连接，即轴套508套装在导柱507的外壁，并能相对于导柱507滑动。当开夹爪气缸504拉动升降板505移动时，轴套508沿导柱507移动，轴套507具有一定高度，可对升降板505起到限位作用。

夹爪515下部固定连接轴杆516，轴杆516底部通过联轴器502与电机2的输出轴固定连接，从而实现电机2带动夹爪515转动。轴杆516与安装板503之间设有轴承(517、518)，轴承(517)和轴承(518)同轴心装配，且分别设置在靠近安装板503的上表面和靠近安装板503的下表面的位置，轴承(517、518)可有效保障轴杆516的旋转轴心处于竖直的稳定状态。

如图6、图7和图8所示，夹爪515包括连接部5153和设置在连接部5153上的多个夹指5150。连接部5153用于与轴杆516顶部连接，夹指5150用于托住并夹持点火管容器8。本实施例中，夹指5150共有六根，六根夹指5150围拢呈圆筒状，保障夹持和支撑的稳定。夹指5150设有夹持部5151和第一斜面结构5152，第一斜面结构5152位于夹持部5151下部、靠近连接部5153的位置，第一斜面结构5152从上至下向夹爪515的轴心倾斜。夹爪515外壁套装套筒512，套筒512内壁设有与第一斜面结构5152对应的第二斜面结构5122，第二斜面结构5122从上至下向套筒512轴心倾斜。向上移动套筒512，第二斜面结构5122向夹爪515轴心挤压第一斜面结构5152，从而使得夹指5150向轴心聚拢，进而夹紧点火管容器8。夹指5150的夹持部5151内壁设有滚花结构5154，滚花结构5154接触点火管容器8，增大夹持摩擦力，保障夹持更牢固。

如图9和图10所示，主支架2上部设有位置可调的激光器安装块21，激光器安装块21上安装激光器1。激光器安装块21下部设有与主支架2固定连接的保护箱3。保护箱3左右侧面和前面设有壁板31，保护箱3底部设有底板37，底板37下表面固定连接第二连接板38。保护箱3顶部设有顶板，顶板上开有通孔，用于与激光器1连接。

保护箱3壁板31上固定安装第一吸尘管32、第二吸尘管33和两个吹气管34。吹气管34的吹气口341、第一吸尘管32的第一吸尘口321和第二吸尘管33的第二吸尘口331均位于保护箱3内，且第一吸尘口321靠近焊接位置。在焊接过程中，吹气管34向保护箱3内吹气，将焊渣和灰尘吹起，然后第一吸尘管32和第二吸尘管33负压吸气，将焊渣和灰尘吸走。

如图11所示，较佳的，壁板31或底板37上设有辅助保护板36，辅助保护板36与壁板31或底板37贴合，使得保护箱3的壁板31与底板37之间的缝隙出现“L”型转折，可进一步避免保护箱3内的激光泄露。

结合图10和图12所示，保护箱3内设有封堵机构35，封堵机构35悬于点火管容器8上方。封堵机构35包括圆柱体状的陶瓷片352和堵头351，堵头351位于陶瓷片352下方，并与陶瓷片352同轴心。焊接时，堵头351伸入点火管容器8内，陶瓷片352覆盖住点火管容器8的开口，这样可避免灰尘和焊渣落入点火管容器8内，而且因为陶瓷片352的耐高温等特性，保障暴露在激光下的陶瓷片352不被损坏。本实施例中，封堵机构35的设置，可有效解决现有技术中，焊接后的点火管容器8内焊渣堆积的难题。

参考图4、图5所示和图13所示，升降板505设固定设置两根支撑柱510，支撑柱510顶部固定连接第一连接板509，第一连接板509边沿设有第一阶梯结构。保护箱3底部的第二连接板38上设有安装孔382，安装孔382边沿设有与所述第一阶梯结构匹配的第二阶梯结构。要焊接时，固定旋转装置5上升，第一连接板509的第一阶梯结构与第二连接板38的第二阶梯结构接触并贴合，避免激光外泄。

较佳的，保护箱3的底板37开有腰型孔，且底板37底面设有装配槽371，第二连接板38上表面设有与装配槽371匹配的装配块382，第二连接板38与底板37的安装位置可沿装配槽371调节，因为底板37上开有沿装配槽371延伸方向上的腰型孔，故可保障本设备适合多种型号的气体发生器的壳体7与点火管容器8的焊接。

参考图9，较佳的，主支架2上安装光电传感器22，光电传感器22用于检测夹爪515上是否有壳体7和点火管容器8。

具体实施过程为：首先开夹爪气缸504向下拉动升降板505，升降板505带动套筒512下移，夹爪515张开，放入壳体7与点火管容器8的组合体后，开夹爪气缸504的驱动力消失，在弹簧513的张力作用下，套筒512上移，夹爪515夹紧点火管容器8；然后，升降气缸4驱动固定旋转装置5升高，使得壳体7与点火管容器8的组合体进入保护箱3内，第一连接板509与保护箱3的第二连接板38衔接，开始进行焊接；最后，焊接完成后，升降气缸4带动固定旋转装置5下降，升降板505带动套筒512下移，夹爪515张开，壳体7与点火管容器8的焊接组合体被移送至下一道工序。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光焊接设备，其特征在于，包括主支架(2)、设置在所述主支架(2)上的激光器(1)、保护箱(3)和用于固定并带动点火管容器(8)转动的固定旋转装置(5)以及用于驱动所述固定旋转装置(5)升降的升降气缸(4)；所述固定旋转装置(5)包括夹爪(515)、套装在所述夹爪(515)外侧的套筒(512)和位于所述套筒(512)下部的弹簧(513)，所述弹簧(513)用于抵触所述套筒(512)使其箍紧所述夹爪(515)，所述套筒(512)连接升降板(505)，所述升降板(505)能够下压所述套筒(512)使所述夹爪(515)打开。

2.如权利要求1所述的激光焊接设备，其特征在于，所述夹爪(515)包括连接部(5153)和设置在所述连接部(5153)上的多个夹指(5150)，所述夹指(5150)设有夹持部(5151)和第一斜面结构(5152)，所述套筒(512)内壁设有与所述第一斜面结构(5152)对应的第二斜面结构(5122)。

3.如权利要求2所述的激光焊接设备，其特征在于，所述夹持部(5151)内壁设有滚花结构(5154)，所述滚花结构(5154)接触所述点火管容器(8)。

4.如权利要求1所述的激光焊接设备，其特征在于，所述固定旋转装置(5)还包括安装板(503)，所述安装板(503)上设有开夹爪气缸(504)，所述开夹爪气缸(504)的输出活塞杆连接所述升降板(505)。

5.如权利要求4所述的激光焊接设备，其特征在于，所述安装板(503)上设有导柱(507)，所述升降板(505)上设有轴套(508)，所述导柱(507)与所述轴套(508)滑动连接。

6.如权利要求4所述的激光焊接设备，其特征在于，所述夹爪(515)与轴杆(516)连接，所述轴杆(516)与所述安装板(503)之间设有轴承(517、518)。

7.如权利要求1所述的激光焊接设备，其特征在于，所述升降板(505)上设有第一连接板(509)，所述第一连接板(509)边沿设有第一阶梯结构，所述保护箱(3)底部设有第二连接板(38)，所述第二连接板(38)设有安装孔(382)，所述安装孔(382)边沿设有与所述第一阶梯结构匹配的第二阶梯结构。

8.如权利要求1-7任一所述的激光焊接设备，其特征在于，所述保护箱(3)内设有封堵机构(35)，所述封堵机构(35)包括陶瓷片(352)，在焊接时，所述陶瓷片(352)覆盖住所述点火管容器(8)的开口。

9.如权利要求8所述的激光焊接设备，其特征在于，所述陶瓷片(352)下部设有堵头(351)，所述堵头(351)能够伸入所述点火管容器(8)内。

10.如权利要求9所述的激光焊接设备，其特征在于，所述保护箱(3)包括壁板(31)和底板(37)，所述壁板(31)或所述底板(37)上设有辅助保护板(36)，所述辅助保护板(36)用于防止所述保护箱(3)泄露激光。