CN110508924A - 一种双层不锈钢片自动激光焊接机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种双层不锈钢片自动激光焊接机，包括一号焊机、自动放料机、二号焊机和检验包装机，所述一号焊机包括机台、防护罩、去连料结构、激光机安装架、激光焊机、焊接定位机构和人机界面，所述机台顶部的四周分别与防护罩底部的四周固定连接，所述去连料结构位于机台顶部的左侧，所述激光机安装架的底部与机台的顶部固定连接。本发明使两层料带之间能够紧密压合，以达成焊接点焊接良好，同时不锈钢片又不会被击穿的效果，并且将焊点四次分区焊接，很好的避免了应力变形，达到了焊接平面度良好的效果，使得产品焊接品质得到有力的保证，大大降低了生产节拍时间，实现了产能的成倍提高。

Description

一种双层不锈钢片自动激光焊接机
技术领域
本发明涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种双层不锈钢片自动激光焊接机。
背景技术
激光焊机针对模具和金属工件的磨损、划伤、针孔、裂纹、缺损变形、硬度降低、砂眼等缺陷进行沉积、封孔、补平等修复功能。修复后基体不变形、不退火、不咬边和没残余应力，不改变其金属组织状态，修复精度高，涂层厚度从几微米到几毫米，只需打磨抛光。大功率氩气保护，可长时间工作。激光束能量可调，移动速度可调，可以多种焊接加工。激光焊接自动化程度高，可以用计算机进行控制，焊接速度快，功效高，可方便的进行任何复杂形状的焊接。
以前的生产制程用电阻焊焊接方式焊点大，热量高，产品变形大，同时焊头有损耗，焊接电流不稳定，焊接时，焊头还需要机械位移，速度慢，生产效率低，因此自动激光焊接机的使用则克服了电阻焊的缺点。但是以往机型对于不锈钢片层垫的定位不便，焊接机头体积大，以此导致定位机构要给焊头让出足够的空间，使的整体对于钢片的定位不够充分，造成钢片层垫产品的重合度不好。并且焊接点较大，同时两面均有烧灼痕。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种双层不锈钢片自动激光焊接机，达到了使两层料带之间能够紧密压合的目的，以达成焊接点焊接良好，同时不锈钢片又不会被击穿的效果，并且将焊点四次分区焊接，很好的避免了应力变形，达到了焊接良好，平面度良好的效果，使得产品焊接品质得到有力的保证，大大降低了生产节拍时间，实现了产能的成倍提高。
(二)技术方案
为实现上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种双层不锈钢片自动激光焊接机，包括一号焊机、自动放料机、二号焊机和检验包装机，所述一号焊机包括机台、防护罩、去连料结构、激光机安装架、激光焊机、焊接定位机构和人机界面，所述机台顶部的四周分别与防护罩底部的四周固定连接，所述去连料结构位于机台顶部的左侧，所述激光机安装架的底部与机台的顶部固定连接，所述激光焊机与激光机安装架固定连接，所述焊接定位机构位于一号焊机的内部，所述人机界面位于防护罩内部的右侧。
进一步地，所述焊接定位机构包括进料通道、动作气缸、整形压板、上层料带、下层料带进料轨道、抬升气缸、定位针、托料板、拉料伺服马达和棘轮，所述进料通道位于机台上，所述动作气缸的底部通过支架与进料通道的顶部固定连接，所述整形压板位于进料通道的内部，所述动作气缸底部的自由端与整形压板顶部的中间位置固定连接。
进一步地，所述上层料带位于机台上，所述整形压板的底部位于上层料带顶部的上方，所述下层料带进料轨道位于机台上，所述下层料带进料轨道位于机台的右侧。
进一步地，所述抬升气缸通过支架与进料通道的底部固定连接，所述抬升气缸位于顶部的自由端与托料板的底部固定连接，所述托料板顶部的中间位置与定位针的一端固定连接，所述托料板和定位针均位于进料通道的内部，所述拉料伺服马达位于机台顶部的左侧，所述拉料伺服马达的输出端与棘轮的一侧传动连接。
进一步地，所述自动放料机位于一号焊机的左侧，所述二号焊机位于一号焊机的右侧，所述检验包装机位于二号焊机的右侧。
进一步地，所述一号焊机、二号焊机和检验包装机上均设置有工位柜，所述工位柜的正面设置有把手。
(三)有益效果
本发明提供了一种双层不锈钢片自动激光焊接机，具备以下有益效果：
1、本发明通过采用大功率近红外光谱半导体泵浦的脉冲光纤激光器，焊接两层不锈薄片，焊接过程中通过专用的焊接定位机构将要焊接的不锈钢薄片紧密压合，以达成焊接点焊接良好，同时不锈钢片又不会被击穿的效果，由于焊接过程也存在热量产生，两层材料间不可避免的热量不同，会产生不同的应力，在焊接定位机构的设计上及激光焊点的设计上，通过计算机有限元分析，做出优化设计，将焊点四次分区焊接，很好的避免了应力变形，达到了焊接良好，平面度良好的效果。
2、本发明在生产中因激光焊为单面焊接，虽然不锈钢薄片只有0.18毫米，仍可以保证焊点焊接牢固的同时，不将下层的材料击穿，这比电阻焊两面有焊斑的焊接方式对产品质量帮助明显，焊接定位机构在压合不锈钢片后，焊接时，激光束在振镜的控制下逐个扫过焊点，不需要移动机构，这样不产生其它的机械应力，使得焊接后的产品，规格良好，品质稳定。
3、本发明的焊接工序，将焊接分成了四个工位来完成，通过分步焊接，减小了焊接应力对产品品质的影响，使得产品焊接品质得到有力的保证，同时通过分步焊接，将60个焊点分成四步焊接，每次焊接十几个焊点，大大降低了生产节拍时间，实现了产能的成倍提高，达成了品质与产能的优化，实现了相对少的投资得到最大的生产效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明焊接定位机构的结构示意图。
图中：1、一号焊机；2、自动放料机；3、二号焊机；4、检验包装机；11、机台；12、防护罩；13、去连料结构；14、激光机安装架；15、激光焊机；16、焊接定位机构；17、人机界面；161、进料通道；162、动作气缸；163、整形压板；164、上层料带；165、下层料带进料轨道；166、抬升气缸；167、定位针；168、托料板；169、拉料伺服马达；1610、棘轮。
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，所描述的实施例仅仅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做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。
请参阅图1-2，本发明提供了一种技术方案：一种双层不锈钢片自动激光焊接机，包括一号焊机1、自动放料机2、二号焊机3和检验包装机4，一号焊机1包括机台11、防护罩12、去连料结构13、激光机安装架14、激光焊机15、焊接定位机构16和人机界面17，机台11顶部的四周分别与防护罩12底部的四周固定连接，去连料结构13位于机台11顶部的左侧，激光机安装架14的底部与机台11的顶部固定连接，激光焊机15与激光机安装架14固定连接，焊接定位机构16位于一号焊机1的内部，人机界面17位于防护罩12内部的右侧，本发明通过采用大功率近红外光谱半导体泵浦的脉冲光纤激光器，焊接两层不锈薄片，焊接过程中通过专用的焊接定位机构16将要焊接的不锈钢薄片紧密压合，以达成焊接点焊接良好，同时不锈钢片又不会被击穿的效果，由于焊接过程也存在热量产生，两层材料间不可避免的热量不同，会产生不同的应力，在焊接定位机构16的设计上及激光焊点的设计上，通过计算机有限元分析，做出优化设计，将焊点四次分区焊接，很好的避免了应力变形，达到了焊接良好，平面度良好的效果。
自动放料机2位于一号焊机1的左侧，二号焊机3位于一号焊机1的右侧，检验包装机4位于二号焊机3的右侧，一号焊机1、二号焊机3和检验包装机4上均设置有工位柜，工位柜的正面设置有把手，本发明在生产中因激光焊为单面焊接，虽然不锈钢薄片只有0.18毫米，仍可以保证焊点焊接牢固的同时，不将下层的材料击穿，这比电阻焊两面有焊斑的焊接方式对产品质量帮助明显，焊接定位机构16在压合不锈钢片后，焊接时，激光束在振镜的控制下逐个扫过焊点，不需要移动机构，这样不产生其它的机械应力，使得焊接后的产品，规格良好，品质稳定。
焊接定位机构16包括进料通道161、动作气缸162、整形压板163、上层料带164、下层料带进料轨道165、抬升气缸166、定位针167、托料板168、拉料伺服马达169和棘轮1610，进料通道161位于机台11上，动作气缸162的底部通过支架与进料通道161的顶部固定连接，整形压板163位于进料通道161的内部，动作气缸162底部的自由端与整形压板163顶部的中间位置固定连接，上层料带164位于机台11上，整形压板163的底部位于上层料带164顶部的上方，下层料带进料轨道165位于机台11上，下层料带进料轨道165位于机台11的右侧，抬升气缸166通过支架与进料通道161的底部固定连接，抬升气缸166位于顶部的自由端与托料板168的底部固定连接，托料板168顶部的中间位置与定位针167的一端固定连接，托料板168和定位针167均位于进料通道161的内部，拉料伺服马达169位于机台11顶部的左侧，拉料伺服马达169的输出端与棘轮1610的一侧传动连接，本发明的焊接工序，将焊接分成了四个工位来完成，通过分步焊接，减小了焊接应力对产品品质的影响，使得产品焊接品质得到有力的保证，同时通过分步焊接，将60个焊点分成四步焊接，每次焊接十几个焊点，大大降低了生产节拍时间，实现了产能的成倍提高，达成了品质与产能的优化，实现了相对少的投资得到最大的生产效益。
工作原理：
上原料：首先进行原材料的上料动作，将原材料放于自动放料机2的托盘上，自动放料机2会自动检知一号焊机1侧是否缺少物料，缺少物料时会自动放出原材料，上层料带164和下层料带同时放料，下层料带由下层料带进料轨道165进行上料，两者处于同步上料状态，并且上层料带164位于上方。
自动焊接：物料进入一号焊机1的焊接段时，通过去连料结构13的动作会先对物料上的一些工艺结构进行裁除，产品通过拉料伺服马达169的运行带动原材料移送到焊接位，焊接定位机构16运行将两层不锈钢片压合在一起，激光焊机15运行焊接，通过4次焊接完成焊接的全部工序，随后成品裁切，由检验包装机4进行焊点检查以及自动装盘保证，整个生产动作完成。
在焊接定位机构16的上料过程中，上下排料对应的孔位扣挂在拉料伺服马达169的棘轮1610齿上，当启动后，拉料伺服马达169自动向左拉一组物料(为提高生产效率，每次拉料为4套)压合不锈钢片，材料拉送到位后，托料板168抬升定位针167对两层板进行定位，压料及整形压板163通过动作气缸162的驱动下压，从而完成压合两层板的动作，使上层料带164与下层料带之间处于压合状态，随后PLC控制激光焊机15运行完成焊接一个工步的焊接动作，然后移送到后续焊接工位，分四站完成产品的焊接，这个机构处，可以将上下两层的料带通过托料板168的定位针167进行精准的定位，定位针167分别穿过两层料带的定位孔后，压料及整形压板163下压，将两层的不锈钢片紧密的压合在一起，由于托料板168的上表面和压料及整形压板163的下表面设置有相应的外形，在焊接前，材料被压成一定形状的贴合在一起，焊接完成后，松可压板时，产品自然呈现平直状态。
本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，同时本发明所采用的设备属于现有已公开的成熟技术，所以本发明不再详细解释控制方式、电路连接以及具体结构。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种双层不锈钢片自动激光焊接机，包括一号焊机(1)、自动放料机(2)、二号焊机(3)和检验包装机(4)，其特征在于：所述一号焊机(1)包括机台(11)、防护罩(12)、去连料结构(13)、激光机安装架(14)、激光焊机(15)、焊接定位机构(16)和人机界面(17)，所述机台(11)顶部的四周分别与防护罩(12)底部的四周固定连接，所述去连料结构(13)位于机台(11)顶部的左侧，所述激光机安装架(14)的底部与机台(11)的顶部固定连接，所述激光焊机(15)与激光机安装架(14)固定连接，所述焊接定位机构(16)位于一号焊机(1)的内部，所述人机界面(17)位于防护罩(12)内部的右侧。
2.根据权利要求1所述的一种双层不锈钢片自动激光焊接机，其特征在于：所述焊接定位机构(16)包括进料通道(161)、动作气缸(162)、整形压板(163)、上层料带(164)、下层料带进料轨道(165)、抬升气缸(166)、定位针(167)、托料板(168)、拉料伺服马达(169)和棘轮(1610)，所述进料通道(161)位于机台(11)上，所述动作气缸(162)的底部通过支架与进料通道(161)的顶部固定连接，所述整形压板(163)位于进料通道(161)的内部，所述动作气缸(162)底部的自由端与整形压板(163)顶部的中间位置固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种双层不锈钢片自动激光焊接机，其特征在于：所述上层料带(164)位于机台(11)上，所述整形压板(163)的底部位于上层料带(164)顶部的上方，所述下层料带进料轨道(165)位于机台(11)上，所述下层料带进料轨道(165)位于机台(11)的右侧。
4.根据权利要求2所述的一种双层不锈钢片自动激光焊接机，其特征在于：所述抬升气缸(166)通过支架与进料通道(161)的底部固定连接，所述抬升气缸(166)位于顶部的自由端与托料板(168)的底部固定连接，所述托料板(168)顶部的中间位置与定位针(167)的一端固定连接，所述托料板(168)和定位针(167)均位于进料通道(161)的内部，所述拉料伺服马达(169)位于机台(11)顶部的左侧，所述拉料伺服马达(169)的输出端与棘轮(1610)的一侧传动连接。
5.根据权利要求1所述的一种双层不锈钢片自动激光焊接机，其特征在于：所述自动放料机(2)位于一号焊机(1)的左侧，所述二号焊机(3)位于一号焊机(1)的右侧，所述检验包装机(4)位于二号焊机(3)的右侧。
6.根据权利要求1所述的一种双层不锈钢片自动激光焊接机，其特征在于：所述一号焊机(1)、二号焊机(3)和检验包装机(4)上均设置有工位柜，所述工位柜的正面设置有把手。
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