CN110394550B - 激光焊接设备以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光焊接设备以及方法，其中，该激光焊接设备包括：包括激光发生机构、焊接主机以及气体处理集成柜；所述激光发生机构包括激光发生器、传输光纤以及激光摆动焊接头，所述传输光纤分别与所述激光发生器和所述激光摆动焊接头相连；所述激光摆动焊接头通过所述焊接主机的焊接头控制滑座滑动设置在所述焊接主机上，与所述焊接主机上的焊接工位相对；所述焊接主机上设置可实现双面翻转的用于夹紧至少两个所述焊接工件的焊接夹具平台。该激光焊接设备通过实施自动化流程，控制焊接主机上对焊接主机上的的至少两个焊接工件进行自动夹紧和翻转，提高焊接精准度和焊接可靠性，并可有效提高焊接效率以及降低人工劳动强度。

Description

激光焊接设备以及方法

技术领域

本发明涉及自动焊接技术领域，尤其涉及一种激光焊接设备以及方法。

背景技术

由于抽屉门板长度跨度较长，两块抽屉门板之间拼接时，来料侧边宽度和长度方向的变形偏差达到0.5mm时，可导致两块抽屉门板之间产生拼接焊缝间隙及变形大。门板生产企业目前采取的焊接工艺为工件拼接单面焊接焊缝完成后，人工下料翻转背面再次上料，由于存在二次装夹及定位，很容易导致两次焊缝位置有所偏移出现激光填丝焊偏现象。同时人工下料翻转易导致单侧焊缝开裂造成废品的现象。如何实现焊接质量稳定性的同时提高焊接效率成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种激光焊接设备以及方法，以解决实现焊接质量稳定性的同时提高焊接效率的问题。

一种激光焊接设备，包括：

激光发生机构、焊接主机以及气体处理集成柜；

激光发生机构包括激光发生器、传输光纤以及激光摆动焊接头，其中，传输光纤分别与激光发生器和激光摆动焊接头相连，用以将激光器发生器生成的激光导入到激光摆动焊接头；

激光摆动焊接头，通过焊接主机的焊接头控制滑座滑动设置在焊接主机上，与焊接主机上的焊接工位相对，用以将传输光纤导入的激光对焊接工位上的至少两个焊接工件进行激光摆动焊接；

气体处理集成柜，设置在焊接主机的周侧，用以对原始空气进行处理获取低温压缩空气，并将低温压缩空气提供给激光摆动焊接头进行激光助燃；

焊接主机上设置可实现双面翻转的用于夹紧至少两个焊接工件的焊接夹具平台，至少两个焊接工件夹紧后形成至少一对双面焊缝，并通过联合插补运动带动激光摆动焊接头对至少一对双面焊缝中的正面焊缝进行激光摆动焊接，焊接夹具平台控制焊接夹具平台进行翻转后，通过联合插补运动带动激光摆动焊接头对至少一对双面焊缝中的背面焊缝进行激光摆动焊接。

一种激光焊接方法，包括：

将焊接夹具平台上的至少两个焊接工件进行自动夹紧，形成至少一对双面焊缝；

采用前述激光焊接设备对至少一对双面焊缝进行激光摆动焊接。

上述激光焊接设备以及方法，通过焊接主机上设置可实现双面翻转的用于夹紧至少两个焊接工件的焊接夹具平台，控制焊接主机将至少两个焊接工件夹紧后形成至少一对包括正面焊缝和背面焊缝的双面焊缝，并通过联合插补运动带动激光摆动焊接头对正面焊缝进行激光摆动焊接后，焊接夹具平台控制焊接夹具平台进行翻转，再通过联合插补运动带动激光摆动焊接头对背面焊缝进行激光摆动焊接，代替现有人工上料后对工件进行夹紧和翻转，采用自动化流程控制焊接主机上对其上的的至少两个焊接工件进行自动夹紧和翻转，提高焊接精准度、焊接可靠性和焊接稳定性，避免人工翻转时可能产生的焊缝位置的偏移造成焊接位置不精准；同时，通过自动化翻转夹紧焊接工件，一次性即可完成双面焊接，可有效提高焊接效率以及降低人工劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中激光焊接设备的结构示意图；

图2是本发明一实施例中激光焊接设备的另一结构示意图；

图3是本发明一实施例中激光焊接设备的另一结构示意图；

图4是本发明一实施例中激光焊接设备的另一结构示意图；

图5是本发明一实施例中激光焊接设备的另一结构示意图；

图6是本发明一实施例中激光焊接设备的另一结构示意图；

图7是本发明一实施例中激光焊接设备的另一结构示意图；

图8是本发明一实施例中激光焊接设备的另一结构示意图；

图9是本发明一实施例中激光焊接方法的流程示意图。

图中：

100、激光发生机构；110、传输光纤；120、激光摆动焊接头；

200、焊接主机；210、焊接夹具平台；211、夹具平台基板；

212、前侧松紧导杆气缸；213、前侧压紧板；214、后侧摆臂气缸；

215、后侧压臂；216、侧面基准块；217、端面基准块；

218、前侧摆臂气缸；219、前侧压臂；2110、升降压梁压紧机构；

2111、第一工件；2112、第二工件；

220、焊接头控制滑座；221、Y轴焊丝横梁滑座；2211、支撑横梁；

2212、移动滑台；2213、送丝机；2214、送丝固定架；

2215、第二导轨滑块；2216、第二齿轮齿条；2217、第二减速机；

2218、第二电机；222、Z轴焊丝垂直滑座；2221、Z轴滑台底座；

2222、垂直滑台；2223、滚珠丝杠；2224、第三导轨滑块；

2225、和第三电机；

230、X轴工位进出滑台；231、立柱底座；232、支撑立柱；

233、第一导轨滑块；234、变位轴底座；235、第一减速机；

236、第一齿轮齿条；237、第一电机；

240、翻转变位轴；241、主动轴；242、随动轴；

250、滚轮压紧工装；251、滚轮滑动支架；252、收放气缸；

253、滚轮弹簧安装座；254、滚轮导柱；255、矩形弹簧；

256、前后压紧滚轮；257、送焊丝机构；258、第四导轨滑块；

300、气体处理集成柜；400、恒温冷水机；500、电源稳压器；

600、防护围栏；700、PLC控制系统。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在一实施例中，如图1所示，提供一种激光焊接设备，具体包括：激光发生机构100、焊接主机200以及气体处理集成柜300。

激光发生机构100包括激光发生器(图中未示出)、传输光纤110以及激光摆动焊接头120。其中，激光器发生器是激光产生的装置，通过该装置消耗电能，由泵浦光转换成激光输出作用于工件焊接位置，空调房用以给激光器发生器提供恒温的工作环境，延长激光发生器的使用寿命。传输光纤110分别与激光发生器和激光摆动焊接头120相连，用以将激光器发生器生成的激光导入到激光摆动焊接头120。即传输光纤110是激光的传输通道，传输光纤110从激光器发生器导出激光后直接引入激光摆动焊接头120内使用。

激光摆动焊接头120，可转动地设置在焊接主机200上，与焊接主机200上的焊接工位相对，用以将传输光纤110导入的激光对焊接工位上的至少两个焊接工件进行激光摆动焊接。激光摆动焊接头120一端连接传输光纤110，激光从传输光纤110头射出，经过准直透镜使激光变为平行光，再经过聚焦透镜后，平行光被聚焦成一点，在焦点位置可实现对焊接工件进行激光焊接加工，此处的焦点位置具体为焊接主机200上的焊接工位。具体地，激光摆动焊接头120可由焊接头控制滑座(图中未示出)上的Y轴焊丝横梁滑座(图中未示出)和Z轴滑台底座(图中未示出)共同夹紧，经Y轴焊丝横梁滑座和Z轴滑台底座的相对焊接主机200实施相对运动，带动激光摆动焊接头120可滑动地设置在焊接主机200上。

气体处理集成柜300，设置在焊接主机200的周侧，用以对原始空气进行处理获取低温压缩空气，并将低温压缩空气提供给激光摆动焊接头120进行激光助燃。气体处理集成柜300可为焊接主机200运行提供压缩空气，保证焊接主机200可以正常使用。通过空压机获得的压缩空气不可直接供焊接主机200使用，需要经过气体处理集成柜300对初步获得的压缩空气进行去水、除油、降温等过程，变成洁净的低温压缩空气后，提供给焊接主机200。

焊接主机200上设置可实现双面翻转的用于夹紧至少两个焊接工件的焊接夹具平台210，至少两个焊接工件夹紧后形成至少一对双面焊缝，并通过联合插补运动带动激光摆动焊接头120对至少一对双面焊缝中的正面焊缝进行激光摆动焊接，控制焊接夹具平台210进行翻转后，通过联合插补运动带动激光摆动焊接头120对至少一对双面焊缝中的背面焊缝进行激光摆动焊接。

进一步地，激光焊接设备还可包括含空调房、恒温冷水机400、电源稳压器500、防护围栏600以及PLC控制系统700。其中，空调房和恒温冷水机400设置在激光发生器周侧，电源稳压器500电性连接激光焊接设备用以提供电能，防护围栏600设置在激光焊接设备的外围周侧，用以保护激光焊接设备。

激光焊接设备可通过PLC控制系统700电性连接激光发生器、传输光纤110、激光摆动焊接头120、焊接主机200以及气体处理集成柜300，用以整体控制和监控激光焊接设备。恒温冷水机400是为激光发生器及激光摆动焊接头120光路冷却使用的，能为激光器发生器提供稳定精确的水温。PLC控制系统700主要由PLC触摸屏控制系统、激光发生器控制系统、翻转主动变位轴控制系统、焊接控制系统、焊接监视系统和安全防护控制系统等组成，PLC控制系统700根据设定的参数，协调激光发生器等各分支系统进行有序工作,并实时监控整个工作状态,从而实现对焊接工件的自动化激光摆动填丝及焊接。

电源稳压器500可以在激光焊接设备运行过程中提供稳定的输出电压，为激光焊接设备提供有效及可靠的保护，以减少将电网电压波动对激光焊接设备造成的损坏。

防护围栏600包括立柱、设置在立柱之间的钢丝网、与边侧立柱连接的安全光幕和将激光摆动焊接头120围护在内的激光辐射防护罩等，主要用以保护人员的人身安全，避免非工作人员进入焊接区域导致发生安全事故。

本实施例中，该激光焊接设备对焊接工件实现焊接的过程具体包括：

步骤1.根据工件尺寸的不同，焊接夹具平台210可安装不同宽度规格和长度规格的至少两个焊接工件，同时将按照实际放置的工件和焊缝形式编写对应的焊接控制程序输入给PLC控制系统700。

步骤2.焊接夹具平台210根据PLC控制系统700的控制指令，将其上的至少两个焊接工件进行自动夹紧，通过联合插补运动带动激光摆动焊接头120首先将焊接工件的正面焊缝进行激光摆动焊接后，焊接夹具平台210将至少两个焊接工件进行翻转，再通过联合插补运动带动激光摆动焊接头120将焊接工件的背面焊缝进行激光摆动焊接，完成对至少两个焊接工件的全部激光焊接任务。

本实施例提供的激光焊接设备，通过焊接主机200上设置可实现双面翻转的用于夹紧至少两个焊接工件的焊接夹具平台210，控制焊接主机200将至少两个焊接工件夹紧后形成至少一对包括正面焊缝和背面焊缝的双面焊缝，并通过联合插补运动带动激光摆动焊接头120对正面焊缝进行激光摆动焊接后，焊接夹具平台210控制焊接夹具平台210进行翻转，再通过联合插补运动带动激光摆动焊接头120对背面焊缝进行激光摆动焊接，代替现有人工上料后对工件进行夹紧和翻转，采用自动化流程控制焊接主机200上对其上的的至少两个焊接工件进行自动夹紧和翻转，提高焊接精准度、焊接可靠性和焊接稳定性，避免人工翻转时可能产生的焊缝位置的偏移造成焊接位置不精准；同时，通过自动化翻转夹紧焊接工件，一次性即可完成双面焊接，可有效提高焊接效率以及降低人工劳动强度。

在一实施例中，如图2所示，提供一种激光焊接设备，其中，激光焊接设备中的焊接主机200具体包括焊接夹具平台210、焊接头控制滑座220、X轴工位进出滑台230、滚轮压紧工装(图中未示出)以及翻转变位轴240。

X轴工位进出滑台230，沿正面焊缝的延伸方向设置至少两个用以承接至少两个焊接工件的承接工位，每一承接工位用以承接并固定一个焊接工件，并通过X轴工位进出滑台230的滑动间接带动至少两个焊接工件沿正面焊缝的延伸方向进行滑动。

焊接头控制滑座220，包括跨设在X轴工位进出滑台230之上的Y轴焊丝横梁滑座，以及滑动设置在Y轴焊丝横梁滑座上的Z轴焊丝垂直滑座，激光摆动焊接头120与Z轴焊丝垂直滑座固定连接，Y轴焊丝横梁滑座和Z轴焊丝垂直滑座用以联合带动激光摆动焊接头120到达正面焊缝或背面焊缝对应的焊接位置。

焊接夹具平台210，与激光摆动焊接头120相对设置在X轴工位进出滑台230上，用以承接并夹紧至少两个焊接工件。

滚轮压紧工装设置在Z轴焊丝垂直滑座的底侧，包括分别设置在激光摆动焊接头120左右两侧的前压紧滚轮和后压紧滚轮，用以压紧正面焊缝或背面焊缝左右两侧形成的水平焊缝表面。

翻转变位轴240与焊接夹具平台210的两端转动连接，用以通过翻转变位轴240的自转带动焊接夹具平台210进行双面翻转。

本实施例中，焊接主机可通过X轴工位进出滑台230的滑动间接带动至少两个焊接工件沿正面焊缝的延伸方向进行滑动，并通过翻转变位轴240的自转带动焊接夹具平台210进行双面翻转后，对至少两个焊接工件沿背面焊缝的延伸方向进行滑动，实现对至少两个焊接工件的正面焊缝和背面焊缝实现一次性完全焊接，无需人工中途协助翻转，提高焊接效率。

在一实施例中，如图3所示，提供一种激光焊接设备，其中，激光焊接设备中的X轴工位进出滑台230包括分别设置在X轴工位进出滑台230的两侧的立柱底座231，以及与固定设置在每一立柱底座231上的支撑立柱232，用以共同支撑焊接头控制滑座220跨设在X轴工位进出滑台230上。

具体地，X轴工位进出滑台230还包括第一导轨滑块233、变位轴底座234、第一减速机235、第一齿轮齿条236以及第一电机237。其中，第一齿轮齿条236沿正面焊缝的延伸方向设置在X轴工位进出滑台230上，且与第一减速机235和第一电机237电性连接；变位轴底座234用以支持翻转变位轴240；第一导轨滑块233与第一齿轮齿条236滑动连接，用以通过第一齿轮齿条236的啮合传动带动第一导轨滑块233进行导向，间接带动X轴工位进出滑台230沿正面焊缝的延伸方向运动。

本实施例中，激光焊接设备中的X轴工位进出滑台230通过分别设置在两侧的立柱底座231，以及与固定设置在每一立柱底座231上的支撑立柱232，可共同支撑焊接头控制滑座220跨设在X轴工位进出滑台230上，用以协助焊接头控制滑座220上转动设置的激光摆动焊接头120可正对X轴工位进出滑台230上的焊接工位；同时，通过第一导轨滑块233、变位轴底座234、第一减速机235、第一齿轮齿条236以及第一电机237之间的运动关系，实现将焊接工位上的焊接工件沿正面焊缝的延伸方向运动，利于激光摆动焊接头120将正面焊缝或背面焊缝进行全面无缝焊接。

在一实施例中，如图4所示，提供一种激光焊接设备，其中，激光焊接设备中的翻转变位轴240包括设置在焊接夹具平台210一侧的主动轴241，以及与主动轴241通过涡轮蜗杆结构传动连接的设置在焊接夹具平台210另一侧的随动轴242。

本实施例中，焊接夹具平台210中的一侧主动轴241转动连接，同时该主动轴241通过涡轮蜗杆结构传动连接的设置在焊接夹具平台210另一侧的随动轴242，可协助焊接夹具平台实现多角度翻转，无需人工助力，通过接受PLC控制系统700的指定转动角度可适应多角度焊接需求。

在一实施例中，如图5所示，提供一种激光焊接设备，其中，激光焊接设备中的Y轴焊丝横梁滑座221包括支撑横梁2211、移动滑台2212、送丝机2213以及送丝固定架2214。

支撑横梁2211，用以将Y轴焊丝横梁滑座221跨设到X轴工位进出滑台230上方。

移动滑台2212，沿Y轴焊丝横梁滑座221的跨设方向与支撑横梁2211滑动连接。

送丝固定架2214，用以支撑送丝机2213，固定连接在移动滑台2212的上方，用以通过移动滑台2212带动送丝机2213沿Y轴焊丝横梁滑座221的跨设方向进行滑动。

具体地，Y轴焊丝横梁滑座221还包括第二导轨滑块2215、第二齿轮齿条2216、第二减速机2217和第二电机2218。其中，送丝固定架2214上设置有送丝机2213，送丝固定架2214与移动滑台2212固定连接，且移动滑台2212与支撑横梁2211通过第二导轨滑块2215滑动连接。

第二齿轮齿条2216沿支撑横梁2211的延伸方向设置在支撑横梁2211上，且与第二减速机2217和第二电机2218电性连接，第二导轨滑块2215与第二齿轮齿条2216滑动连接，用以通过第二齿轮齿条2216的啮合传动带动第二导轨滑块2215进行导向，带动Y轴焊丝横梁滑座221沿支撑横梁2211的延伸方向运动，间接带动激光摆动焊接头120沿支撑横梁2211的延伸方向精准运动。

在一实施例中，如图6所示，提供一种激光焊接设备，其中，激光焊接设备中的Z轴焊丝垂直滑座222包括Z轴滑台底座2221、垂直滑台2222以及滚珠丝杠2223。

垂直滑台2222通过滚珠丝杠2223滑动设置在Z轴滑台底座2221上，用以通过滚珠丝杠2223副旋转运动，间接带动固定在滚珠丝杠2223副上的垂直滑台2222沿与X轴工位进出滑台230相对的上下方向进行运动，也即可带动激光摆动焊接头120沿与X轴工位进出滑台230相对的上下方向进行运动。

具体地，Z轴焊丝垂直滑座222还包括第三导轨滑块2224和第三电机2225。第三导轨滑块2224设置在Z轴滑台底座2221上，第三导轨滑块2224与垂直滑台2222滑动连接，用以通过第三电机2225转动带动滚珠丝杠2223副旋转运动，间接带动固定在滚珠丝杠2223副上的垂直滑台2222进行上下方向运动，进而间接带动激光摆动焊接头120沿上下方向精准运动。

在一实施例中，如图7所示，提供一种激光焊接设备，其中，激光焊接设备中的滚轮压紧工装250包括滚轮滑动支架251、收放气缸252、滚轮弹簧安装座253、滚轮导柱254、矩形弹簧255、前后压紧滚轮256以及送焊丝机构257。

送焊丝机构257的一端固定连接焊丝输送管，另一端滑动连接滚轮滑动支架251，且滚轮滑动支架251与收放气缸252固定连接，用以通过收放气缸252进行伸缩运动，间接带动焊丝输送管在行程范围内上下运动。

进一步地，滚轮压紧工装250还包括第四导轨滑块258。送焊丝机构257的一端与第四导轨滑块258固定连接，另一端与焊丝输送管固定连接，第四导轨滑块258设置在滚轮滑动支架251的两边侧，且第四导轨滑块258与收放气缸252固定连接，用以通过两侧的收放气缸252进行伸缩运动，间接带动焊丝输送管在行程范围内上下运动。

滚轮弹簧安装座253的顶端与滚轮滑动支架251固定连接，用以支撑滚轮滑动支架251，滚轮弹簧安装座253的底端的前后两侧分别固定连接两个滚轮导柱254，滚轮导柱254与滚轮弹簧安装座253的槽孔内的矩形弹簧255固定连接，滚轮导柱254内安装前后压紧滚轮256，用以通过两侧的收放气缸252伸缩运动，间接带动前后压紧滚轮256在行程范围内上下运动。

在一实施例中，如图8所示，提供一种激光焊接设备，其中，激光焊接设备中的焊接夹具平台210包括夹具平台基板211、前侧松紧导杆气缸212、前侧压紧板213、后侧摆臂气缸214、后侧压臂215，侧面基准块216、端面基准块217、前侧摆臂气缸218、前侧压臂219以及升降压梁压紧机构2110。

夹具平台基板211用于放置需焊接到一起的至少两个焊接工件(可放置第一工件2111和第二工件2112)。

前侧松紧导杆气缸212与前侧压紧板213相连，侧面基准块216设置在沿夹具平台基板211的延伸方向一侧的侧向端面，端面基准块217设置在沿夹具平台基板211的截面方向一侧的后侧端面，用于通过前侧松紧导杆气缸212推动前侧压紧板213，将放置在夹具平台基板211前侧的焊接工件依次向后侧压紧其余的焊接工件，间接将夹具平台基板211后侧的最后一个焊接工件靠紧侧面基准块216和端面基准块217。

前侧摆臂气缸218与前侧压臂219固定相连，后侧摆臂气缸214与后侧压臂215固定相连，用以通过前侧摆臂气缸218和后侧摆臂气缸214通过通气动作分别带动前侧压臂219和后侧压臂215进行旋转，压紧至少两个焊接工件的上表面。

升降压梁压紧机构2110设置在前侧压臂219和后侧压臂215之间，用以压紧焊缝区域上表面，提高焊接紧密度和焊接质量。

在一实施例中，提供一种激光焊接设备，其中，激光焊接设备中的激光焊接设备还包括与激光焊接设备电性连接的烟尘净化系统，烟尘净化系统用以吸收加工烟雾、粉尘和有毒气体。

具体地，该烟尘净化系统是专门为激光焊接工业生产作业时产生的烟雾和粉尘而设计的，能有效吸收加工过程中产生的烟雾、粉尘和有毒气体，保护人身安全。

在一实施例中，如图9所示，提供一种激光焊接方法，包括：

S11.将焊接夹具平台上的至少两个焊接工件进行自动夹紧，形成至少一对双面焊缝。

具体地，该激光焊接设备对焊接工件实现焊接的过程中步骤S11具体包括：

步骤111.根据工件尺寸的不同，焊接夹具平台210可安装不同宽度规格和长度规格的至少两个焊接工件(第一工件2111和第二工件2112)，将第一工件2111的后侧边和端面分别初步靠紧侧面基准块216和端面基准块217，同时将按照实际放置的工件和焊缝形式编写对应的焊接控制程序输入给PLC控制系统700。

步骤112.焊接夹具平台210根据PLC控制系统700的控制指令，控制前侧松紧导杆气缸212动作，带动前侧压紧板213压紧第二工件2112的后侧边，间接一起推动第一工件2111前侧边靠紧侧面基准块216。前侧摆臂气缸218和后侧摆臂气缸214同时动作，带动前侧压臂219和后侧压臂215旋转90°后，同时下压压紧第一工件2111和第二工件2112的上表面。焊接夹具平台210上的升降压梁压紧机构2110，通过两侧的压梁升降气缸带动型材压梁下压压紧第一工件2111和第二工件2112相互拼接的正面焊缝两侧，保持两块板拼接时的正面焊缝两侧位置等高及水平满足要求。因第一工件2111和第二工件2112是等高的，当两块板拼接两侧正面焊缝位置等高及水平满足要求时，说明背面焊缝两侧位置等高及水平也满足要求。

S12.采用前述任一种激光焊接设备对至少一对双面焊缝进行激光摆动焊接。

具体地，该激光焊接设备对焊接工件实现焊接的过程中步骤S12具体包括：

步骤121.采用前述任一种激光焊接设备中的Y轴焊丝横梁滑座221和Z轴焊丝垂直滑座222联合移动带动激光摆动焊接头120到达工件正面焊缝位置，Z轴焊丝垂直滑座222下方还安装有滚轮压紧工装250，滚轮压紧工装250内安装有矩形弹簧255，通过矩形弹簧255的伸缩变形带动前后压紧滚轮256压紧贴合工件正面焊缝两侧表面，随着X轴工位进出滑台230的移动，前后压紧滚轮256全程压紧工件正面焊缝两侧实现激光摆动焊接头120的激光不间断焊接，两个工件的正面焊缝焊接完毕。

步骤122.PLC控制系统700反馈信号控制翻转变位轴240旋转，夹持焊接夹具平台210两端翻转设计角度后，Y轴焊丝横梁滑座221和Z轴焊丝垂直滑座222联合移动带动激光摆动焊接头120到达工件背面焊缝位置，由于夹具平台本身存在一定厚度，为了避免焊接背面焊缝位置的前后压紧滚轮256受弹簧变形过大而承受过大压紧力受损，通过收放气缸252通气动作，前后压紧滚轮256收回使其脱离焊缝位置，激光摆动焊接头120自行伸入焊接区域摆动焊接工件背面焊缝。

步骤123.当两个工件的背面焊缝焊接完毕，PLC控制系统700反馈信号控制翻转变位轴240旋转，夹持焊接夹具平台210两端再次回转设定角度，使两个工件正面朝上，同时X轴工位进出滑台230通过第一电机237驱动控制第一齿轮齿条236啮合传动，返回到上料位置后可采用人工卸料，即可完成整个焊接工件的焊接工序。

本实施例提供的激光焊接设备，通过焊接主机200上设置可实现双面翻转的用于夹紧至少两个焊接工件的焊接夹具平台210，控制焊接主机200将至少两个焊接工件夹紧后形成至少一对包括正面焊缝和背面焊缝的双面焊缝，并通过联合插补运动带动激光摆动焊接头120对正面焊缝进行激光摆动焊接后，焊接夹具平台210控制焊接夹具平台210进行翻转，再通过联合插补运动带动激光摆动焊接头120对背面焊缝进行激光摆动焊接，代替现有人工上料后对工件进行夹紧和翻转，采用自动化流程控制焊接主机200上对其上的的至少两个焊接工件进行自动夹紧和翻转，提高焊接精准度、焊接可靠性和焊接稳定性，避免人工翻转时可能产生的焊缝位置的偏移造成焊接位置不精准；同时，通过自动化翻转夹紧焊接工件，一次性即可完成双面焊接，可有效提高焊接效率以及降低人工劳动强度。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种激光焊接设备，其特征在于，包括激光发生机构、焊接主机、气体处理集成柜、空调房、恒温冷水机、电源稳压器以及防护围栏；

所述激光发生机构包括激光发生器、传输光纤以及激光摆动焊接头，其中，所述传输光纤分别与所述激光发生器和所述激光摆动焊接头相连，用以将所述激光发生器生成的激光导入到所述激光摆动焊接头；

所述激光摆动焊接头，可转动地设置在所述焊接主机上，与所述焊接主机上的焊接工位相对，用以将所述传输光纤导入的所述激光对所述焊接工位上的至少两个焊接工件进行激光摆动焊接；

所述气体处理集成柜，设置在所述焊接主机的周侧，用以对原始空气进行处理获取低温压缩空气，并将所述低温压缩空气提供给所述激光摆动焊接头进行激光助燃；

所述空调房和所述恒温冷水机设置在激光发生器周侧；

所述电源稳压器电性连接激光焊接设备用以提供电能；

所述防护围栏，包括立柱、设置在立柱之间的钢丝网、与边侧立柱连接的安全光幕和将激光摆动焊接头围护在内的激光辐射防护罩，设置在激光焊接设备的外围周侧，用以保护激光焊接设备；

所述焊接主机包括X轴工位进出滑台、焊接头控制滑座、焊接夹具平台、滚轮压紧工装以及翻转变位轴；

所述X轴工位进出滑台包括分别设置在所述X轴工位进出滑台的两侧的立柱底座，以及与固定设置在每一所述立柱底座上的支撑立柱，用以共同支撑所述焊接头控制滑座跨设在所述X轴工位进出滑台上；

所述焊接主机上设置可实现双面翻转的用于夹紧至少两个所述焊接工件的焊接夹具平台，至少两个所述焊接工件夹紧后形成至少一对双面焊缝，并通过联合插补运动带动所述激光摆动焊接头对至少一对所述双面焊缝中的正面焊缝进行激光摆动焊接，控制所述焊接夹具平台进行翻转后，通过联合插补运动带动所述激光摆动焊接头对至少一对所述双面焊缝中的背面焊缝进行激光摆动焊接。

2.如权利要求1所述激光焊接设备，其特征在于，所述X轴工位进出滑台，沿所述正面焊缝的延伸方向设置至少两个用以承接至少两个所述焊接工件的承接工位，每一所述承接工位用以承接并固定一个所述焊接工件，并通过所述X轴工位进出滑台的滑动间接带动至少两个所述焊接工件沿所述正面焊缝的延伸方向进行滑动；

所述焊接头控制滑座，包括跨设在所述X轴工位进出滑台之上的Y轴焊丝横梁滑座，以及滑动设置在所述Y轴焊丝横梁滑座上的Z轴焊丝垂直滑座，所述激光摆动焊接头与所述Z轴焊丝垂直滑座固定连接，所述Y轴焊丝横梁滑座和所述Z轴焊丝垂直滑座用以联合带动所述激光摆动焊接头到达所述正面焊缝或所述背面焊缝对应的焊接位置；

所述焊接夹具平台，与所述激光摆动焊接头相对设置在所述X轴工位进出滑台上，用以承接并夹紧至少两个所述焊接工件；

所述滚轮压紧工装设置在所述Z轴焊丝垂直滑座的底侧，包括分别设置在所述激光摆动焊接头左右两侧的前压紧滚轮和后压紧滚轮，用以压紧所述正面焊缝或所述背面焊缝左右两侧形成的水平焊缝表面；

所述翻转变位轴与所述焊接夹具平台的两端转动连接，用以通过所述翻转变位轴的自转带动所述焊接夹具平台进行双面翻转。

3.如权利要求2所述激光焊接设备，其特征在于，所述翻转变位轴包括设置在所述焊接夹具平台一侧的主动轴，以及与所述主动轴通过涡轮蜗杆结构传动连接的设置在所述焊接夹具平台另一侧的随动轴。

4.如权利要求2所述激光焊接设备，其特征在于，所述Y轴焊丝横梁滑座包括支撑横梁、移动滑台、送丝机以及送丝固定架；

所述支撑横梁，用以将所述Y轴焊丝横梁滑座跨设到所述X轴工位进出滑台上方；

所述移动滑台，沿所述Y轴焊丝横梁滑座的跨设方向与所述支撑横梁滑动连接；

所述送丝固定架，用以支撑送丝机，固定连接在所述移动滑台的上方，用以通过所述移动滑台带动所述送丝机沿所述Y轴焊丝横梁滑座的跨设方向进行滑动。

5.如权利要求2所述激光焊接设备，其特征在于，所述Z轴焊丝垂直滑座包括Z轴滑台底座、垂直滑台以及滚珠丝杠；

所述垂直滑台通过所述滚珠丝杠滑动设置在所述Z轴滑台底座上，用以通过所述滚珠丝杠副旋转运动，间接带动固定在所述滚珠丝杠副上的所述垂直滑台沿与所述X轴工位进出滑台相对的上下方向进行运动。

6.如权利要求2所述激光焊接设备，其特征在于，所述滚轮压紧工装包括滚轮滑动支架、收放气缸、滚轮弹簧安装座、滚轮导柱、矩形弹簧、前后压紧滚轮以及送焊丝机构；

所述送焊丝机构的一端固定连接焊丝输送管，另一端滑动连接所述滚轮滑动支架，且所述滚轮滑动支架与所述收放气缸固定连接，用以通过所述收放气缸进行伸缩运动，间接带动所述焊丝输送管在行程范围内上下运动；

所述滚轮弹簧安装座的顶端与所述滚轮滑动支架固定连接，用以支撑所述滚轮滑动支架，所述滚轮弹簧安装座的底端的前后两侧分别固定连接两个所述滚轮导柱，所述滚轮导柱与所述滚轮弹簧安装座的槽孔内的所述矩形弹簧固定连接，所述滚轮导柱内安装所述前后压紧滚轮，用以通过两侧的所述收放气缸伸缩运动，间接带动所述前后压紧滚轮在行程范围内上下运动。

7.如权利要求2所述激光焊接设备，其特征在于，所述焊接夹具平台包括夹具平台基板、前侧松紧导杆气缸、前侧压紧板、后侧摆臂气缸、后侧压臂，侧面基准块、端面基准块、前侧摆臂气缸、前侧压臂以及升降压梁压紧机构；

所述夹具平台基板用于放置需焊接到一起的至少两个所述焊接工件；

所述前侧松紧导杆气缸与所述前侧压紧板相连，所述侧面基准块设置在沿所述夹具平台基板的延伸方向一侧的侧向端面，端面基准块设置在沿所述夹具平台基板的截面方向一侧的后侧端面，用于通过所述前侧松紧导杆气缸推动所述前侧压紧板，将放置在所述夹具平台基板前侧的所述焊接工件依次向后侧压紧其余的所述焊接工件，间接将所述夹具平台基板后侧的最后一个所述焊接工件靠紧所述侧面基准块和所述端面基准块；

所述前侧摆臂气缸与所述前侧压臂固定相连，所述后侧摆臂气缸与所述后侧压臂固定相连，用以通过所述前侧摆臂气缸和所述后侧摆臂气缸通过通气动作分别带动前侧压臂和后侧压臂进行旋转，压紧至少两个所述焊接工件的上表面；

所述升降压梁压紧机构设置在所述前侧压臂和所述后侧压臂之间，用以压紧焊缝区域上表面。

8.如权利要求1所述激光焊接设备，其特征在于，所述激光焊接设备还包括与所述激光焊接设备电性连接的烟尘净化系统，所述烟尘净化系统用以吸收加工烟雾、粉尘和有毒气体。

9.一种激光焊接方法，其特征在于，包括：

将焊接夹具平台上的至少两个所述焊接工件进行自动夹紧，形成至少一对双面焊缝；

采用权利要求1至8中任一种激光焊接设备对至少一对所述双面焊缝进行激光摆动焊接。

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