CN110238516B - 连续激光焊接的成套设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化焊接领域，尤其涉及连续激光焊接的成套设备，包括夹持机构，夹持机构的上方滑动连接有激光焊接机构，夹持机构包括竖架，竖架上转动连接有第一转柱、第二转柱和第三转柱，第一转柱、第二转柱和第三转柱上分别固定连接有第一横杆、第二横杆和第三横杆，第一横杆和第二横杆的端部均设有夹持头，第一横杆和第二横杆的另一端上分别转动连接有第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆的一端分别转动连接在第三横杆的两端上；第三转柱上固定连接有驱动柄，激光焊接机构与驱动杆之间连接有驱动杆；还包括传送机构，第三横杆的两端的下方分别第一按钮和第二按钮。本方案实现了对零件自动进行夹持和松开，提高整个焊接的效率。

Description

连续激光焊接的成套设备

技术领域

本发明涉及自动化焊接领域，尤其涉及连续激光焊接的成套设备。

背景技术

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接。

现目前，在加工制造过程中，需要将两个板状的零件焊接在一起，使得焊接之后的零件的面积等于焊接之前的两个零件的面积之和。以前，在焊接过程中，需要工人手持两个零件，使两个零件的边相贴，但是这样容易对工人的手部造成伤害。现在，虽然无需工人手持零件对零件进行固定，解决了工人手部容易受到伤害的问题，但是每次焊接前均需要将两个零件固定到夹持机构上，焊接之后再将两个零件从夹持机构上取下，夹持机构的张开和闭合均为人工操作，那么对于整个焊接的过程来说，效率是比较低的，不利于零件的流水化、自动化焊接。

发明内容

本发明的目的在于提供连续激光焊接的成套设备,以实现对零件自动进行夹持和松开，提高整个焊接的效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：连续激光焊接的成套设备，包括夹持机构，夹持机构的上方竖向滑动连接有激光焊接机构，夹持机构包括竖架，竖架上从上到下依次转动连接有第一转柱、第二转柱和第三转柱，第一转柱、第二转柱和第三转柱上分别固定连接有第一横杆、第二横杆和第三横杆，第一转柱位于第一横杆的中部，第二转柱位于第二横杆的中部，第三转柱位于第三横杆的中部，第一横杆靠近激光焊接机构的一端和第二横杆靠近激光焊接机构的一端均设有夹持头，第一横杆的另一端和第二横杆的另一端上分别转动连接有第一连杆和第二连杆，第一连杆远离第一横杆的一端和第二连杆远离第二横杆的一端分别转动连接在第三横杆的两端上；第三转柱上连接有扭簧，第三转柱上固定连接有驱动柄，激光焊接机构上连接有与驱动柄相抵的驱动杆；还包括传送机构，第三横杆的两端的下方分别设有用于控制激光焊接机构工作的第一按钮和用于控制传送机构传送的第二按钮。

本方案的工作原理为：激光焊接机构用于发出激光束，对零件进行焊接。夹持机构用于对零件进行夹持，从而使得两个零件焊接时，无需人工拿持零件，避免激光束伤到手部。传送机构用于将零件传送到两个张开的夹持头之间。传送机构将零件传送到两个夹持头之间时，使激光焊接机构向下移动，激光焊接机构通过驱动杆带动驱动柄摆动，驱动柄带动第三转柱转动，第三转柱带动第三横杆转动，第三横杆通过第一连杆和第二连杆分别带动第一转柱和第二转柱转动，但是第一转柱和第二转柱的转动方向相反，从而使得两个夹持头相互靠近，将零件夹持住，实现了对零件的自动夹持。同时，第三横杆的一端向下转动，第三横杆的端部对第一按钮进行挤压，第一按钮使得激光焊接机构整个工作电路连通，激光焊接机构工作，激光焊接机构发出激光束，从而将零件焊接在一起；而第三横杆的另一端不会对第二按钮进行挤压，第二按钮不会使传送机构工作，传送机构停止零件的传送。当焊接好之后，使激光焊接机构向上移动，扭簧使得第三转柱反向转动，第三转柱带动第三横杆反向转动，第三横杆通过第一连杆和第二连杆带动两个夹持头张开，同时，第一按钮不再受到第三横杆端部的挤压，第一按钮不再使激光焊接机构工作，激光焊接机构停止发出激光束；同时，第三横杆的另一端对第二按钮进行挤压，第二按钮使得传送机构工作，从而实现了将焊接好的零件传送到其他地方，实现了自动卸料，将未焊接的零件传送到夹持头之间，实现了自动上料。

采用上述技术方案时，具有以下有益效果：1、本方案通过夹持机构对焊接过程中的零件进行夹持，无需人工拿持，减少了对工人手部的伤害。2、当焊接时，夹持头自动对零件进行夹持，当焊接结束时，夹持头自动张开，无需人工控制夹持头的张开和闭合，操作简单方便。3、夹持头闭合时，传送机构停止工作，同时激光焊接机构工作，使得焊接时，零件处于静止稳定状态，保证了焊接的精度；夹持头张开时，激光焊接机构停止工作，同时传送机构开始工作，使得零件进行自动上料和卸料，故通过本方案实现了零件焊接的流水化、自动化，焊接的效率更高。

进一步，传送机构包括主动辊和从动辊，主动辊和从动辊之间连接有传送带，传送带的上侧面位于两个夹持头之间。由此，主动辊可带动传送带传送，将零件放置在传送带上，从而可将零件传送到夹持头之间。

进一步，还包括底座，底座上固定连接有支撑架，主动辊和从动辊均转动连接在支撑架上，支撑架上设有用于驱动主动辊转动的电机，第二按钮用于控制电机工作。支撑架用于对主动辊和从动辊进行支撑，使得主动辊和从动辊处于悬空的状态。电机用于驱动主动辊转动。第二按钮用于控制电机是否工作，当第三横杆对第二按钮进行挤压时，电机转动，电机带动传送带传送；当第三横杆不对第二按钮进行挤压时，电机处于断电的状态，电机不会带动传送带传送。

进一步，还包括气缸，气缸的气缸杆连接在激光焊接机构上。气缸可通过气缸杆的伸缩带动激光焊接机构竖向移动。

进一步，激光焊接机构包括激光器和焊接头，焊接头与激光器连接。激光器用于生成激光束。焊接头为激光束发出的通道，焊接时，使焊接头对准焊接处，从而可使激光束打在焊接处进行焊接。

进一步，夹持机构的数量为多个。由此，通过多个夹持机构对零件夹持，使得零件固定的更加稳定。

进一步，传送带的中部厚度小于传送带的两侧的厚度。由此，实现了传送带的中部可形成凹槽，当将零件放置在传送带上时，传送带两侧厚度较大的部位可对零件进行限位，防止零件在传送带上发生与传送带移动方向垂直方向的移动。

进一步，从动辊的下方设有收集箱。收集箱用于对焊接好的板状零件进行收集。

进一步，收集箱滑动连接在底座上，底座上设有间歇推动收集箱移动的推动机构，收集箱的顶部横向滑动连接有导向板，导向板与收集箱的内壁之间连接有弹性件，支撑架上固定有拉绳，拉绳远离支撑架的一端穿过收集箱的侧壁且连接在导向板上。推动机构用于间歇推动收集箱滑动。收集箱滑动时，拉绳用于拉动导向板，防止导向板一同移动，从而使得导向板与收集箱之间产生相对位移。导向板可对进入到收集箱中的零件进行导向，使得零件进入到收集箱状态中时为竖向放置的。导向板与收集箱产生相对滑动后，导向板与收集箱中的零件具有一定的间隙，从而可使得导向板上的零件在自重的作用下进入到此间隙中而规则排布在一起。另外，导向板在弹性件的作用下可对收集箱中的零件进行抵压，从而防止零件在收集箱中倾倒。

进一步，弹性件为压簧。压簧为常见的弹性件，便于购买和配重。

附图说明

图1为连续激光焊接的成套设备的正视图；

图2为图1的右视剖视图；

图3为收集箱的正向剖视图；

图4为实施例2中底座的正向剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：底座1、收集箱2、支撑架3、输出轴4、皮带5、皮带轮6、主动辊7、传送带8、气缸9、激光器10、焊接头11、第一转柱12、第二转柱13、第三转柱14、第一按钮15、驱动杆16、第一横杆17、第一连杆18、第二横杆19、第二连杆20、第三横杆21、驱动柄22、从动辊23、夹持头24、凹槽25、第二按钮26、竖架27、导向板28、滑槽29、压簧30、拉绳31、活塞33、拉簧34、活塞腔35、活塞杆36、出气管37、推板39。

实施例1

基本如附图1所示：连续激光焊接的成套设备，包括机架，机架上焊接有底座1，底座1上焊接有两个支撑架3，左侧的支撑架3上通过轴转动连接有从动辊23，右侧的支撑架3上通过轴转动连接有主动辊7，主动辊7和从动辊23之间连接有传送带8。右侧的支撑架3上通过螺钉固定有电机(图中未示出)，主动辊7上同轴焊接有皮带轮6，电机的输出轴4与皮带轮6之间连接有皮带5。结合图2所示，传送带8的中部厚度小于传送带8的两侧的厚度，故传送带8的中部形成凹槽25，从而可对零件进行限位，防止零件在图2中左、右移动。

还包括位于传送带8上方的激光焊接机构，激光焊接机构包括型号为IPGYLR-20000或IPGYLR-5000的激光器10和Precitec公司的焊接头11，焊接头11与激光器10通过螺钉连接。机架上通过螺钉固定有气缸9，气缸9的气缸杆通过螺钉固定在激光器10顶部上。气缸9可通过气缸杆的伸缩带动激光器10竖向移动。

结合图2所示，还包括夹持机构，夹持机构的数量为两个，分别位于传送带8的两侧。由于两个夹持机构相同，关于焊接头11所在的中心线对称设置，故以图2中左侧的夹持机构为例进行详细描述，本实施例中夹持机构包括位于传送带8两侧的竖架27，竖架27竖直放置，竖架27的底部焊接在底座1上。竖架27上从上到下依次设有三个转动孔，三个转动块内从上到下依次分别转动连接有第一转柱12、第二转柱13和第三转柱14，第一转柱12、第二转柱13和第三转柱14上分别焊接有第一横杆17、第二横杆19和第三横杆21，第一转柱12位于第一横杆17的中部，第二转柱13位于第二横杆19的中部，第三转柱14位于第三横杆21的中部。第一横杆17的右端和第二横杆19的右端均焊接有夹持头24，夹持头24分别位于传送带8上层带体的上、下两侧。第一横杆17的左端和第二横杆19的左端上分别连接有第一连杆18和第二连杆20，具体的，第一连杆18的端部与第一横杆17的端部通过销轴转动连接，第二连杆20的端部与第二横杆19的端部也通过销轴转动连接。第一连杆的底端和第二连杆20的底端分别通过销轴转动连接在第三横杆的右端和左端上。第三转柱14上连接有扭簧。第三转柱14上的两端位于竖架27的两侧，第三转柱14远离第三横杆21的一端焊接有驱动柄22，激光器10上通过螺钉固定有弯折的驱动杆16，驱动杆16的底端可与驱动柄22的端部相抵。

结合图2所示，图2中左侧的第三横杆21的下方设有位于底座1上方的第一按钮15和第二按钮26，第一按钮15位于第三横杆21左端的下方，第二按钮26位于第三横杆21右端的下方，本实施例中第一按钮15和第二按钮26均为LAY37系列启动停止平钮复位按钮。第二按钮26与电机的电路串联。第一按钮15与激光器10的电路串联。机架上设有用于控制本设备是否通电的总闸。

具体实施过程如下：初始时，将总闸关闭使电路断电，以图2中位于左侧的夹持机构为例进行描述，第三横杆21的右端在扭簧的作用下与第二按钮26相抵，由于总闸处于关闭状态，因此第二按钮26即便被第三横杆21挤压，电机也不会通电工作，传送带8处于静止状态。然后将两个板状的零件放入到传送带8的凹槽25内，两个零件在凹槽25内相贴在一起，两个零件在凹槽25的限定下不会在图2中左、右移动。

焊接时，开启总闸使电路通电，总闸使得整个设备电路连通，整个设备通电，第二按钮26在第三横杆21右端的挤压下而使得电机通电，电机通过皮带5带动皮带轮6转动，皮带轮6带动图1中的主动辊7逆时针转动，主动辊7带动传送带8逆时针传送，传送带8将待焊接的零件逐一传送到张开的夹持头24之间。

结合图2所示，当需要对夹持头24之间的两个零件进行焊接时，一人启动气缸9，使气缸9通过气缸杆带动激光器10向下移动，激光器10使得驱动杆16向下抵压驱动柄22，驱动柄22带动第三转柱14逆时针转动，第三转柱14带动第三横杆21逆时针摆动，第三横杆21的左端向下移动，第三横杆21的右端向上移动，第三横杆21的右端不再对第二按钮26进行挤压，电机所在的电路断开，电机停止转动，传送带8也停止传送。同时，第三横杆21的左端向下挤压第一按钮15，第一按钮15受到挤压而使得激光器10通电，激光器10开始工作，激光器10通过焊接头11发出激光束，对两个零件的相贴的位置进行焊接。并且，第三横杆21的左端通过第二连杆20拉动第二横杆19逆时针转动，使得第二横杆19上的夹持头24向上摆动；第三横杆21靠近传送带8的一端通过第一连杆18带动第一横杆17顺时针摆动，第一横杆17带动第一转柱12顺时针转动，第一横杆17使得其上面的夹持头24向下移动，由此实现了两个夹持头24相互靠近，而对零件进行夹持，使得零件位于传送带8上更加稳定，防止焊接头11焊接时零件移动，保证了焊接的精准度。同时，由于此时传送带8处于静止的状态，另一人可将待焊接的零件放置在靠近于主动辊7上的传送带8的凹槽25中。第三转柱14逆时针转动时，第三转柱14使得扭簧蓄力。

当焊接完毕后，通过控制气缸9使得激光器10向上移动，激光器10带动驱动杆16向上移动，驱动杆16不再对驱动柄22的端部进行挤压，第三转柱14在扭簧的弹力作用下顺时针转动，第三横杆21的右端对第二按钮26进行挤压，第二按钮26再次使得电机通电，传送带8继续将新放置的待焊接的零件传送到张开的夹持头24之间。而焊接完毕的零件被传送带8传送到从动辊23一端上，此时将其取出即可。

重复上述操作，从而实现了零件的批量焊接操作。由于本设备只需要将零件放置在传送带8上的凹槽25中，无需对其进行固定，操作简单方便，实现了批量零件的流水化焊接。

实施例2

结合图1所示，从动辊23的下方设有收集箱2，收集箱2左、右滑动连接在底座1上，具体的，底座1上设有横槽，收集箱2的底部设有滑动连接在横槽内的凸块。结合图3所示，收集箱2的顶部横向滑动连接有倾斜的导向板28，具体的，收集箱2的内壁上设有横向设置的滑槽29，导向板28的侧部一体成型有滑动连接在滑槽29内的凸块。收集箱2的右侧壁上设有绳孔，拉绳31的一端栓接在主动辊7所在的支撑架3上，拉绳31另一端穿过绳孔栓接在导向板28上，导向板28与收集箱2的右侧内壁之间连接有弹性件，本实施例中弹性件为压簧30。

结合图4所示，底座1上设有活塞腔35，活塞腔35内滑动连接有活塞33，活塞33上连接有用于推动收集箱2向左移动的活塞杆36，活塞杆36的左端上焊接有用于推动收集箱2向左滑动的推板39，推板39竖直设置。底座1上设有使推板39和活塞杆36移动的空腔。图2中位于右侧的第三横杆21靠近传送带8的一端的下方设有充气囊(图中未示出)。充气囊与活塞腔35之间连通有出气管37，充气囊上设有进气口，进气口上设有使外界气体进入到充气囊中的第一单向阀，出气管37上设有使充气囊中的气体单向进入到活塞腔35中的第二单向阀，活塞33与活塞腔35的右端之间连接有拉簧34。活塞腔35上连通有泄压阀。本实施例中，结合图3所示，焊接好的零件传送带8设有从动辊23的一端掉下，掉下后沿导向板28进入到收集箱2中竖向排布。图2中位于右侧的第三横杆21往复转动过程中，第三横杆21靠近传送带8的一端会对充气囊间歇性挤压，当对充气囊进行挤压时，充气囊中的气体受到挤压而进入到活塞腔35中，活塞腔35中的气压变大，从而推动图4中的活塞33向左移动，活塞33通过活塞杆36推动收集箱2向远离从动辊23方向移动；当不对充气囊进行挤压时，充气囊在自身的弹力作用下复原，充气囊将外界的气体通过进气口和第一单向阀而自动吸入，从而实现自动补气。

由此，通过重复上述操作，本实施例充气囊间歇对活塞腔35进行充气，从而实现了活塞杆36间歇性驱动图2中的收集箱2向左移动。收集箱2向左移动时，由于导向板28受到拉绳31的拉动，故导向板28不会跟随收集箱2一同移动，从而使得收集箱2和导向板28之间产生相对位移，使得图3中位于收集箱2左侧的零件能够与导向板28之间具有间隙，从而可使得导向板28上的零件在自重的作用下进入到此间隙中而规则排布在一起。另外，导向板28在弹性件的作用下可对收集箱2中的零件进行抵压，从而防止零件在收集箱2中倾倒。

当需要使活塞33向右移动复位时，打开泄压阀，活塞腔35中的气体减少，活塞33在拉簧34的作用下向右移动而实现复位。

实施例3

本实施例中激光器10可在气缸杆上滑动，从而可使得激光器10横向移动，以适应不同宽度的零件进行焊接。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (6)

1.连续激光焊接的成套设备，包括夹持机构，其特征在于：所述夹持机构的上方竖向滑动连接有激光焊接机构，所述夹持机构包括竖架，所述竖架上从上到下依次转动连接有第一转柱、第二转柱和第三转柱，所述第一转柱、第二转柱和第三转柱上分别固定连接有第一横杆、第二横杆和第三横杆，所述第一转柱位于第一横杆的中部，第二转柱位于第二横杆的中部，第三转柱位于第三横杆的中部，所述第一横杆靠近激光焊接机构的一端和第二横杆靠近激光焊接机构的一端均设有夹持头，所述第一横杆的另一端和第二横杆的另一端上分别转动连接有第一连杆和第二连杆，所述第一连杆远离第一横杆的一端和第二连杆远离第二横杆的一端分别转动连接在第三横杆的两端上；所述第三转柱上连接有扭簧，第三转柱上固定连接有驱动柄，所述激光焊接机构上连接有与驱动柄相抵的驱动杆；还包括传送机构，所述第三横杆的两端的下方分别设有用于控制激光焊接机构工作的第一按钮和用于控制传送机构传送的第二按钮；所述传送机构包括主动辊和从动辊，所述主动辊和从动辊之间连接有传送带，所述传送带的上侧面位于两个夹持头之间；还包括底座，所述底座上固定连接有支撑架，所述主动辊和从动辊均转动连接在支撑架上，所述支撑架上设有用于驱动主动辊转动的电机，所述第二按钮用于控制电机工作；所述从动辊的下方设有收集箱；所述收集箱滑动连接在底座上，底座上设有间歇推动收集箱移动的推动机构，收集箱的顶部横向滑动连接有导向板，所述导向板与收集箱的内壁之间连接有弹性件，所述支撑架上固定有拉绳，拉绳远离支撑架的一端穿过收集箱的侧壁且连接在导向板上。

2.根据权利要求1所述的连续激光焊接的成套设备，其特征在于：还包括气缸，所述气缸的气缸杆连接在激光焊接机构上。

3.根据权利要求2所述的连续激光焊接的成套设备，其特征在于：所述激光焊接机构包括激光器和焊接头，焊接头与激光器连接。

4.根据权利要求1-3任一所述的连续激光焊接的成套设备，其特征在于：所述夹持机构的数量为多个。

5.根据权利要求1所述的连续激光焊接的成套设备，其特征在于：所述传送带的中部厚度小于传送带的两侧的厚度。

6.根据权利要求1所述的连续激光焊接的成套设备，其特征在于：所述弹性件为压簧。

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