CN110834014A - 夹具和激光加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种夹具和激光加工设备，该夹具包括：底座；承载组件，所述承载组件包括基板，所述基板设于所述底座上，所述基板设有若干加工口；压合组件，包括安装座、压板、直线运动单元及升降单元，所述安装座设于所述基板上，并能够在所述直线运动单元的带动下相对所述基板移动，所述升降单元设于所述安装座上，且能够带动所述压板朝靠近或远离所述基板的方向运动；及翻转组件，包括旋转单元，所述旋转单元用于带动所述基板和所述压合组件相对所述底座翻转。该夹具整体结构精简，占用空间小，方便安装。

Description

夹具和激光加工设备

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，特别是涉及一种夹具和激光加工设备。

背景技术

电池模组包括多个电池和电池连接系统，其中电池连接系统用于实现各电池的连接。电池连接系统包括线束板以及安装于线束板上的连接条(也称作铝排)，线束板一般采用绝缘材料制成，例如注塑塑胶。在电池模组生产过程中，先将连接条和线束板组装到一起，然后对连接条和电池极柱进行焊接。为保证焊接质量，在焊接前需要去除连接条待焊接区域附着的氧化膜，例如可采用激光清洗的方式去除氧化膜。进行激光清洗时，通过夹持机构夹持固定组装后的连接条和线束板。现有夹持机构的结构设计复杂，占用空间大，不利于实现不同工序的衔接。

发明内容

基于此，有必要针对现有夹持机构的结构设计复杂，占用空间大的问题，提供一种夹具和激光加工设备。

一种夹具，包括：

底座；

承载组件，所述承载组件包括基板，所述基板设于所述底座上，所述基板设有若干加工口；

压合组件，包括安装座、压板、直线运动单元及升降单元，所述安装座设于所述基板上，并能够在所述直线运动单元的带动下相对所述基板移动，所述升降单元设于所述安装座上，且能够带动所述压板朝靠近或远离所述基板的方向运动；及

翻转组件，包括旋转单元，所述旋转单元用于带动所述基板和所述压合组件相对所述底座翻转。

上述夹具，通过压合组件与基板相互配合，实现对工件的压持固定，并通过翻转组件实现工件的180°翻转，以便激光透过基板上开设的加工口对工件进行加工。该夹具整体结构精简，占用空间小，方便安装。

在其中一个实施例中，所述直线运动单元包括无杆气缸、电缸或直线电机。

在其中一个实施例中，所述承载组件还包括定位块，所述定位块设于所述基板上，用于对工件进行定位。

在其中一个实施例中，所述承载组件还包括夹紧气缸，所述定位块设于所述基板的一侧，所述夹紧气缸设于所述基板的另一侧。

在其中一个实施例中，所述压合组件还包括若干弹性压头，所述弹性压头设于所述压板朝向所述基板的一侧。

在其中一个实施例中，夹具还包括检测元件，所述检测元件设于所述底座上，所述基板开设有检测孔，所述检测元件正对所述检测孔设置，用于检测工件的到位信号。

在其中一个实施例中，所述翻转组件还包括转轴、感应片及若干光电开关，所述转轴连接于所述基板，并转动设于所述底座，所述感应片设于所述转轴上，多个所述光电开关设于所述底座上且围绕所述转轴设置，用于检测所述感应片的旋转角度。

在其中一个实施例中，所述夹具还包括走线板，所述走线板一端连接于所述基板，另一端连接于所述转轴，所述走线板形成有走线槽。

在其中一个实施例中，所述夹具还包括安装盒，所述安装盒连接于所述基板，所述安装盒形成有容置腔，所述安装盒的侧壁开设有与所述容置腔连通的过孔。

一种激光加工设备，包括所述的夹具。

附图说明

图1为一实施例中夹具处于初始状态的示意图；

图2为图1所示夹具处于压合状态的示意图；

图3为图1所示夹具处于翻转状态的示意图；

图4为图1中A处的放大图；

图5为图2所示夹具另一视角的局部结构示意图；

图6为图1所示夹具的侧视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

激光加工设备能够用于激光焊接、激光清洗或激光切割等。在一实施例中，生产电池模组的自动化产线设置有清洗工位，通过激光加工设备对工件的待焊接区域进行激光清洗，以去除工件上的氧化膜或其他污染物。

请参阅图1，激光加工设备包括夹具100，可以用于对工件200进行夹持固定，从而方便激光加工设备对工件进行加工。例如，利用前述激光加工设备对工件200进行加工时，机械手(图中未示出)由上一工位抓取工件200后，将工件200转移至夹具100上，夹具100对工件200进行夹持固定，以便进行激光清洗操作。

夹具100包括底座10、承载组件20、压合组件30及翻转组件40。

承载组件20包括基板21，基板21设于底座10上，用于承接由上一工位转移来的工件200。压合组件30能够相对基板21进行平移运动，并能够升降以靠近或远离基板21。翻转组件40用于带动基板21和压合组件30相对底座10翻转，以便对工件200的背面进行加工。

在初始状态，压合组件30位于基板21的一侧，即基板21未被压合组件30遮挡，换言之，基板21露出于压合组件30，以便承接工件200。当工件200被转移至基板21上后，请参阅图2，压合组件30沿水平方向移动至基板21的正上方，而后朝靠近基板21的方向运动，以将工件200压持于基板21上，此时夹具100处于压合状态。最后，请参阅图3，翻转组件40带动基板21和压合组件30翻转180°，即夹具100处于翻转状态。基板21上设有若干加工口211，当夹具100处于翻转状态时，工件200上的待加工区域由加工口211露出，以便进行相应操作。

工件200清洗结束后，翻转组件40带动基板21和压合组件30再次翻转，使得压合组件30位于基板21的上方。而后压合组件30上升至一定高度，并沿水平方向移开，以方便下料。

上述夹具100，通过压合组件30与基板21相互配合，实现对工件200的压持固定，并通过翻转组件40实现工件200的180°翻转，以便激光加工设备的激光加工头发射的激光能够透过基板21上开设的加工口211对工件200进行加工。该夹具100整体结构精简，占用空间小，方便安装。

请结合图1和图4，承载组件20还包括定位块22，定位块22设于基板21上，用于对工件200进行定位。工件200大致呈长方形。在一实施例中，定位块22为直角形状，定位块22的个数为4个，并在基板21上围合形成用于放置工件200的区域，每一定位块22对应工件200的一个顶角，方便对工件200进行定位。需要说明的是，定位块22还可以是长条形，根据工件200的尺寸，对应工件200的每条边可设置一个或多个定位块22。

在另一实施例中，请参阅图2，承载组件20还包括夹紧气缸23，定位块22设于基板21的一侧，夹紧气缸23设于基板21的另一侧。具体的，定位块22的个数为2个，2个定位块22分别设于基板21同一侧的两个顶角上，定位块22作为定位基准，夹紧气缸23能够推动工件200抵紧于定位块22。该种设置方式，夹紧气缸23可以修正工件200的位置，从而允许工件200在基板21上的摆放位置存在一定的偏差，增强了操作的灵活度。并且，夹紧气缸23的活塞杆与定位块22的间距可调，使得该夹具100能够适用不同尺寸的工件200。

进一步地，夹紧气缸23的个数为两个，两个夹紧气缸23间隔排布。

请参阅图1和图5，压合组件30包括安装座31、压板32、直线运动单元33及升降单元34，安装座31活动设于基板21上，并能够在直线运动单元33的带动下相对基板21移动，升降单元34设于安装座31上，且能够带动压板32朝靠近或远离基板21的方向运动。

当工件200被放置于基板21上时，直线运动单元33带动安装座31和升降单元34沿水平方向移动，使得压板32位于工件200的正上方，而后升降单元34带动压板32下降，直至压合于工件200上。

安装座31包括主体311和设于主体311两侧的支撑板312，两个支撑板312与主体311呈夹角设置。压板32与安装座31的主体311相对设置，且压板32位于安装座31靠近基板21的一侧，安装座31的两个支撑板312与主体311形成拱形结构，为压板32提供了上升或下降的动作空间。

安装座31的支撑板312底部开设有滑槽，基板21的两端设有导轨212，导轨212与滑槽相配合，以在安装座31相对基板21运动时起到导向作用。在一实施例中，直线运动单元33为无杆气缸。具体的，安装座31连接于无杆气缸的滑块，通过连接于无杆气缸的气泵控制滑块的运动状态。在其他实施例中，直线运动单元33还可以是电缸或直线电机等。

升降单元34包括升降气缸341和导向轴342，升降气缸341的缸体固定于安装座31的主体311上，升降气缸341的推杆连接于压板32。导向轴342的一端连接于压板32，另一端穿设于安装座31的主体311，以在压板32相对安装座31升降时起到导向作用。升降单元34还包括缓冲垫343，缓冲垫343设于导向轴342的端部，当压板32靠近基板21时，导向轴342相对安装座31向下移动，直至缓冲块抵接于安装座31，缓冲垫343能够降低压板32的速度，避免压板32对工件200产生过大的冲压作用力而使工件200发生变形。

压合组件30还包括两个限位缓冲件35，限位缓冲件35设于基板21上，用于限定安装座31的极限位置。安装座31上设有配合块313，当安装座31运动到极限位置时，配合块313与限位缓冲件35发生弹性碰撞，以对安装座31进行限位。

压合组件30还包括若干弹性压头36，弹性压头36设于压板32朝向基板21的一侧，当压板32压合于工件200上时，弹性压头36与工件200表面接触，能够起到缓冲作用，避免工件200被挤压发生变形。同时，确保工件200被牢固压合于压板32和基板21之间而不会发生偏移。

在一实施例中，请参阅图5，夹具100还包括检测元件70，该检测元件70可以是光电传感器，用于检测工件200的到位信号，以向其他组件发出动作信号，有利于实现夹具100的自动化控制。检测元件70设于基板21的下方，并设于底座10上。基板21上开设有检测孔，检测元件70正对检测孔设置，检测元件70发射的检测信号能够透过检测孔，若基板21上放置有工件200，则会将检测信号反射回检测元件70，控制系统获得工件200到位信号，进而控制其他组件进行相应操作。

请参阅图1和图6，翻转组件40包括旋转单元41、转轴42、感应片43及若干光电开关44。基板21的两端均连接有转轴42，转轴42转动设于底座10，并能够在旋转单元41的驱动作用下发生转动。感应片43设于转轴42上，感应片43能够随转轴42一起转动，多个光电开关44设于底座10上且围绕转轴42设置。多个光电开关44围合形成圆周，且在圆周上均匀分布，前述圆周的中心位于转轴42的轴线上。多个光电开关44，用于检测感应片43的到位信号，以计算基板21的转动角度。当检测到基板21转动180°时，控制系统向旋转单元41发出停止转动信号，以实现对基板21转动角度的精准控制。

请再次参阅图1，夹具100还包括走线板50，走线板50一端连接于基板21，另一端连接于转轴42，走线板50形成有走线槽51。夹紧气缸23、升降气缸341以及直线运动单元33均连接有电源线，将电源线固定于走线槽51内，有效避免压合组件30转动过程中多个电源线相互缠绕。

请参阅图3，夹具100还包括安装盒60，安装盒60连接于基板21，安装盒60形成有容置腔，安装盒60的侧壁开设有与容置腔连通的过孔61。夹紧气缸23、升降气缸341以及无杆气缸均设置有连接至气泵的管路以及起到控制作用的电磁阀，管路以及电磁阀可以收纳于安装盒60的容置腔内，并且管路可以通过安装盒60上的过孔61引出至外部。

在一实施例中，夹具100的动作流程如下：

机械手由上一工位将工件200转移至基板21上；

基板21上的检测孔被工件遮挡，检测元件70检测到工件到位信号，并传输至控制系统；

控制系统向压合组件30发出动作信号，直线运动单元33带动安装座31、压板32以及升降单元34运动至工件200正上方，升降单元34带动压板32下降并压合于工件200上；

旋转单元41带动基板21和压合组件30翻转180°，使得基板21朝向激光加工头，激光能够透过基板21上开设的加工口211对工件200进行清洗操作；

工件200清洗结束后，翻转组件40带动基板21和压合组件30翻转并恢复至原始状态，即压合组件30位于基板21的上方，压合组件30上升至一定高度，并沿水平方向移开，以方便下料。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种夹具，其特征在于，包括：

底座；

承载组件，所述承载组件包括基板，所述基板设于所述底座上，所述基板设有若干加工口；

压合组件，包括安装座、压板、直线运动单元及升降单元，所述安装座设于所述基板上，并能够在所述直线运动单元的带动下相对所述基板移动，所述升降单元设于所述安装座上，且能够带动所述压板朝靠近或远离所述基板的方向运动；及

翻转组件，包括旋转单元，所述旋转单元用于带动所述基板和所述压合组件相对所述底座翻转。

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述直线运动单元包括无杆气缸、电缸或直线电机。

3.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述承载组件还包括定位块，所述定位块设于所述基板上，用于对工件进行定位。

4.根据权利要求3所述的夹具，其特征在于，所述承载组件还包括夹紧气缸，所述定位块设于所述基板的一侧，所述夹紧气缸设于所述基板的另一侧。

5.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述压合组件还包括若干弹性压头，所述弹性压头设于所述压板朝向所述基板的一侧。

6.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，夹具还包括检测元件，所述检测元件设于所述底座上，所述基板开设有检测孔，所述检测元件正对所述检测孔设置，用于检测工件的到位信号。

7.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述翻转组件还包括转轴、感应片及若干光电开关，所述转轴连接于所述基板，并转动设于所述底座，所述感应片设于所述转轴上，多个所述光电开关设于所述底座上且围绕所述转轴设置，用于检测所述感应片的旋转角度。

8.根据权利要求7所述的夹具，其特征在于，所述夹具还包括走线板，所述走线板一端连接于所述基板，另一端连接于所述转轴，所述走线板形成有走线槽。

9.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述夹具还包括安装盒，所述安装盒连接于所述基板，所述安装盒形成有容置腔，所述安装盒的侧壁开设有与所述容置腔连通的过孔。

10.一种激光加工设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的夹具。

Images