CN110899972B - 一种高压油泵支架焊接装置及焊接方法 - Google Patents

一种高压油泵支架焊接装置及焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高压油泵支架焊接装置及焊接方法，包括激光发生器、激光专用光纤、冷却系统、焊接头、机械手、PLC控制系统和支架焊接辅助装置；激光发生器、冷却系统、机械手和支架焊接辅助装置与PLC控制系统连接，冷却系统一端连接激光发生器，激光专用光纤一端连接激光器、另一端连接焊接头，焊接头安装在机械手上，结构简单、通用性好、操作方便、效率高。

Description

一种高压油泵支架焊接装置及焊接方法
技术领域
本发明涉及一种焊接装置及方法，尤其是指一种高压油泵支架焊接装置及焊接方法。
背景技术
随着汽车行业的快速发展，汽车发动机进行了多次技术革新，为提高燃油的燃烧效率，缸内直喷技术应运而生。高压油泵作为缸内直喷技术必不可少的零件，高压油泵的性能对缸内直喷技术的影响至关重要。高压油泵支架作为和汽车发动机安装连接的重要部件，其精度对油泵和发动机的安装影响很大。为控制焊接过程中支架产生的变形，且现代生产对自动化和高效率的需求，提出本焊接方法及装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供结构简单、通用性好、操作方便、效率高的一种高压油泵支架焊接装置及方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明提供了一种高压油泵支架焊接装置，包括激光发生器、激光专用光纤、冷却系统、焊接头、机械手、PLC控制系统和支架焊接辅助装置；激光发生器、冷却系统、机械手和支架焊接辅助装置与PLC控制系统连接，冷却系统一端连接激光发生器，激光专用光纤一端连接激光器、另一端连接焊接头，焊接头安装在机械手上。
进一步的，支架焊接辅助装置包括回转运动模块、辅助定位模块和上压板放置架；辅助定位模块与上压板放置架设置在回转运动模块上。
进一步的，回转运动模块包括安装底座、伺服电机、电磁阀、连接法兰、减速机、同步带、同步带轮、电气旋转接头和第一传感器；同步带、同步带轮与电器旋转接头安装在安装底座内部，伺服电机、减速机与第一传感器安装在安装底座上，连接法兰与电磁阀安装在减速机上；连接法兰上安装有辅助定位模块。
进一步的，辅助定位模块包括三爪气动卡盘、夹具底板、定位销与定位组件，三爪气动卡盘上安装有夹具底板，定位组件安装在夹具底板上。
进一步的，定位组件至少有三组，每组定位组件包括气缸、导向块、限位块和定位块，导向块设置在气缸一侧，限位块与定位块设置在气缸两侧。
进一步的，定位组件呈圆周分布安装在夹具底板上。
进一步的，还包括上压板。
进一步的，上压板放置架包括安装块、放置杆和传感器，安装块设置在安装底座上，放置杆安装在安装块上，传感器设置在放置杆上。
进一步的，机械手包括三爪抓手。
进一步的，采用如上述的任一项的焊接装置，焊接方法包含以下步骤：
S1、通过PLC控制系统控制，机械手将第一工件和第二工件放置在指定工位上，定位第一工件与第二工件；
S2、压覆第二工件，使焊接装置夹紧工件；
S3、激光发生器通过激光专用光纤将能量传输到焊接头，焊接头聚焦作用在工件表面，焊接头按照设定轨迹进行激光点焊将第一工件和第二工件点焊固定；
S4、使焊接头重新回到焊接位置，焊接头连续出光，支架焊接辅助装置配合将工件旋转一圈，形成圆形环焊缝将第一工件和第二工件焊接在一起；
S5、冷却系统对激光器和焊接头进行水冷降温，保证设备运转。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种高压油泵支架焊接装置，包括激光发生器、激光专用光纤、冷却系统、焊接头、机械手、PLC控制系统和支架焊接辅助装置；激光发生器、冷却系统、机械手和支架焊接辅助装置与PLC控制系统连接，冷却系统一端连接激光发生器，激光专用光纤一端连接激光器、另一端连接焊接头，焊接头安装在机械手上，结构简单、通用性好、操作方便、效率高。
附图说明
下面结合附图详述本发明的具体结构
图1为本发明高压油泵支架焊接方法及装置的结构原理图；
图2为高压油泵支架焊接位置示意图；
图3为支架焊接辅助装置的示意图；
图4为所述辅助定位模块的结构示意图；
图5为支架定位夹具体的结构示意图；
图6为回转运动模块的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1至图6，一种高压油泵支架焊接方法及装置，包括：激光发生器1、激光专用光纤2、冷却系统3、焊接头4、机械手5、PLC控制系统6、支架焊接辅助装置7等组成。所述激光发生器1可以将电能转化为光能，发射出激光；所述激光专用光纤2，用于激光的传输，其一端连接在激光器1上、另一端连接在焊接头4上；所述冷却系统3，用于实现对激光发生器1和焊接头4的冷却，保障设备稳定运行；所述焊接头4，用于实现激光的准直和聚焦；所述机械手5，用于安装焊接头4和三爪抓手501，并带动焊接头4和三爪抓手501完成设定的运动轨迹，所述PLC控制系统6，将激光发生器1、冷却系统2、机械手5、支架焊接辅助装置7连接在一起，实现整个系统的联接，控制整个焊接过程的自动化运行；所述支架焊接辅助装置7，由回转运动模块701、辅助定位模块702、上压板放置架703等组成；回转运动模块701由安装底座7011、伺服电机7012、电磁阀7013、连接法兰7014、减速机7015、同步带7016、同步带轮7017、电气旋转接头7018、传感器7019等组成，该模块用于提供回转动力，实现回转运动，电气旋转接头7018保证设备管线不会缠绕，传感器7019用于回原点；辅助定位模块702由三爪气动卡盘7021、夹具底板7022、上压板7024、定位组件与定位销7028等组成，其中定位组件至少有三组，每组定位组件包括气缸7023、导向块7025、限位块7026和定位块7027，导向块7025设置在气缸7023一侧，限位块7026与定位块7027设置在气缸7023两侧，定位组件呈圆周分布安装在夹具底7022上，该模块用于泵体和支架相对位置的定位和夹紧。上压板放置架703由安装块7031、放置杆7032、传感器7033等组成，该装置用于上料前和点焊完成后放置上压板7024，其上有传感器7033用于检测上压板7024在位情况。
工人将高压油泵泵体放置在三爪气动卡盘7021上并夹持住泵体，然后将支架放入定位销7028上，定好泵体和支架的相对位置，后将上压板7024在顺着导向块7025放置在支架上方，在气缸7023的动作下实现工件001夹紧；机械手5带动焊接头4沿设定轨迹动作，激光发生器1出光产生能量，经激光专用光纤2传输、焊接头4聚焦后作用在工件001表面上，先形成激光点焊，将泵体和支架点焊固定；点焊完成后机械手5动作，将上压板7024用安装在机械手5上的三爪抓手501拿走，放置在上压板放置架703上；机械手5回到焊接位置，焊接头4连续出光，在回转运动模块701的配合下带工件001旋转一圈，形成圆形环焊缝002将油泵和支架牢固地焊接在一起。整个焊接过程由PLC控制系统6实现自动控制，在焊接过程中冷却系统3对激光发生器1和焊接头4进行水冷降温，保证设备的持续运转。
综上所述，本发明提供的一种高压油泵支架焊接装置及焊接方法，不仅结构简单、通用性好，而且操作方便、效率高。
此处第一、第二……只代表其名称的区分，不代表它们的重要程度和位置有什么不同。
此处，上、下、左、右、前、后只代表其相对位置而不表示其绝对位置。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种高压油泵支架焊接装置，其特征在于，包括激光发生器、激光专用光纤、冷却系统、焊接头、机械手、PLC控制系统和支架焊接辅助装置；所述激光发生器、冷却系统、机械手和支架焊接辅助装置与所述PLC控制系统连接，所述冷却系统一端连接所述激光发生器，所述激光专用光纤一端连接所述激光发生器、另一端连接所述焊接头，所述焊接头安装在所述机械手上；
所述支架焊接辅助装置包括回转运动模块、辅助定位模块和上压板放置架，所述辅助定位模块与上压板放置架设置在所述回转运动模块上；
所述辅助定位模块包括三爪气动卡盘、夹具底板、定位销与定位组件，所述三爪气动卡盘上安装有所述夹具底板；
所述定位组件至少有三组，每组所述定位组件包括气缸、导向块、限位块和定位块，所述导向块设置在所述气缸一侧，所述限位块与定位块设置在所述气缸两侧，所述定位组件呈圆周分布安装在所述夹具底板上；
所述上压板放置架包括安装块、放置杆和传感器，所述安装块设置在所述回转运动模块中的安装底座上，所述放置杆安装在所述安装块上，所述传感器设置在所述放置杆上。
2.如权利要求1所述的高压油泵支架焊接装置，其特征在于，所述回转运动模块包括安装底座、伺服电机、电磁阀、连接法兰、减速机、同步带、同步带轮、电气旋转接头和第一传感器，所述同步带、同步带轮与电器旋转接头安装在安装底座内部，所述伺服电机、减速机与第一传感器安装在所述安装底座上，所述连接法兰与电磁阀安装在所述减速机上，所述连接法兰上安装有所述辅助定位模块。
3.如权利要求1所述的高压油泵支架焊接装置，其特征在于，还包括上压板。
4.如权利要求1所述的高压油泵支架焊接装置，其特征在于，所述机械手包括三爪抓手。
5.一种高压油泵支架焊接方法，其特征在于，采用如权利要求1-4任一项所述的高压油泵支架焊接装置，所述焊接方法包含以下步骤：
S1、通过所述PLC控制系统控制，机械手将第一工件和第二工件放置在指定工位上，定位所述第一工件与第二工件；
S2、压覆所述第二工件，使所述焊接装置夹紧所述第一工件和所述第二工件；
S3、所述激光发生器通过所述激光专用光纤将能量传输到所述焊接头，所述焊接头聚焦作用在所述第一工件和所述第二工件表面，所述焊接头按照设定轨迹进行激光点焊将所述第一工件和所述第二工件点焊固定；
S4、使所述焊接头重新回到焊接位置，所述焊接头连续出光，所述支架焊接辅助装置配合将所述第一工件和所述第二工件旋转一圈，形成圆形环焊缝将所述第一工件和所述第二工件焊接在一起；
S5、所述冷却系统对所述激光发生器和所述焊接头进行水冷降温，保证设备运转。
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