CN111515532B - 一种钉砧的焊接设备及焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钉砧的焊接设备及焊接工艺，包括机架，水平设于机架上的X轴向移动机构，竖直设于X轴向移动机构上的Z轴向移动机构、水平设于机架底座上的Y轴向移动机构、设于Y轴向移动机构上的工件旋转组件和焊接装配夹具；Y轴向移动机构与X轴向移动机构垂直；Z轴向移动机构上设有焊接机构；工件旋转组件包括与Y轴向移动机构连接的连接板、限位工装、旋转轴和旋转电机，连接板的两侧设有支座，旋转轴旋转安装于支座上，并且旋转轴的端部与旋转电机连接；限位工装的两侧与旋转轴连接；焊接装配夹具可拆卸安装于限位工装上。与现有技术相比，本发明具有稳定性好、可靠性高、焊接工艺简单等优点。

Description

一种钉砧的焊接设备及焊接工艺

技术领域

本发明涉及钉砧焊接技术领域，尤其是涉及一种钉砧的焊接设备及焊接工艺。

背景技术

钉砧为目前直线切割吻合器中所使用，钉砧由零件钉砧片、钉砧体及背盖板通过专用工装夹具装配激光焊接而成。激光焊接与其它焊接技术相比，激光有速度快、深度大、变形小等优势适合此类产品的生产。但是，激光对焊件装配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移，这是因为激光聚集后光斑小，焊缝窄，若工件装配精度或光束定位精度达不到要求，很容易造成焊接缺憾。提高产品质量、不断减低生产成本，提升产品在市场上竞争力是工作的目标，我们成立此自动化小组，攻克这些技术难点，实现焊接自动化。

目前对钉砧的加工工艺过程为：(1)将钉砧体及背盖板通过工装固定后放入呈45度角工作台进行内部左侧焊接；(2)将钉砧体及背盖板通过工装固定后放入呈45度角工作台进行内部右侧焊接；(3)将钉砧体及背盖板通过工装固定后放入呈水平状态工作台内进行尾部焊接；(4)将钉砧体及背盖板通过工装固定后放入呈45度角工作台内进行外部左侧焊接；(5)将钉砧体及背盖板通过工装固定后放入呈45度角工作台内进行外部右侧焊接；(6)将钉砧体及背盖板合成后半成品与钉砧片通过工装固定后放呈水平状态工作台内进行焊接。按以上工序完成钉砧焊接，完成一个成品的焊接平均花费时间是5.75分钟，一台设备的产能是10件/小时，按此计算要满足客户需求需要12台设备完成，并且这个焊接操作工是需要有一定的设备操作技能，需要不定时的更换工序，调整设备，一般要达到平均焊接能力需要起码2～3星期的培训加实践。现有的手工焊接过程不仅焊接效率低下，而且对操作人员的操作水平要求较高，人力成本较高，焊接精度也难以控制。因此，需要研发一种自动焊接设备，完成高效、高精度的焊接。从上面焊接工序中，可以看到这个产品要自动化，必须要解决的问题是：产品的三个零件反复装配问题，焊接设备反复调整角度问题最为关键的是如何实现一体式装配后焊接。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种焊接设备及其应用，尤其是针对钉砧的焊接。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种焊接设备，包括机架，水平设于所述机架上的X轴向移动机构，竖直设于所述X轴向移动机构上的Z轴向移动机构、水平设于所述机架底座上的Y轴向移动机构、设于所述Y轴向移动机构上的工件旋转组件和焊接装配夹具；所述Y轴向移动机构与所述X轴向移动机构垂直；所述Z轴向移动机构上设有焊接机构；所述工件旋转组件包括与所述Y轴向移动机构连接的连接板、限位工装、旋转轴和旋转电机，所述连接板的两侧设有支座，所述旋转轴旋转安装于所述支座上，并且旋转轴的端部与所述旋转电机连接；所述限位工装的两侧与所述旋转轴连接；所述焊接装配夹具可拆卸安装于所述限位工装上。

所述的X轴向移动机构、Z轴向移动机构和Y轴向移动机构均为丝杆，该丝杆分别与伺服电机连接。所述丝杆的定位精度为±0.01mm。

X、Y、Z、U轴为伺服电机加丝杆连动，确保移动准确，重复定位精度为(+/-)0.01mm,U轴固定在Y轴上，Z轴固定在X轴上，其中U轴电机直连安装钉砧工装旋转架，Z轴上安装激光发射头，将产品通过专用工装装配后，放至U轴工装限位内，这样的工装、设备设计可以确保U轴旋转角度内任意位置均可以实现走位进行焊接，满足产品焊接区域及角度要求，实现一体式装配后自动化焊接，保证产品的一致性、稳定性。

所述Z轴向移动机构上设有两套焊接机构，并且所述工件旋转组件的连接板上设有两套限位工装；该两套限位工装相邻安装于所述旋转轴上。因激光设备成本较高，为达到使用利用率，在此设计时按同时双工位设计，提高设备利用率、提高产能。

所述焊接机构为激光焊接机构，该激光焊接结构的激光出射头处设有保护气嘴，并且该保护气嘴与所述激光出射头同轴安装；所述保护气嘴包括与所述激光出射头连接的第一渐缩形结构和第二渐缩形结构；所述第一渐缩形结构的侧壁与竖直方向的夹角为140～160°，优选为150°；所述第二渐缩形结构的侧壁与竖直方向的夹角为200～210°，优选为206°。因为激光焊接在高功率，密度时所产生的等离子体对激光束有影响，为减少对激光束的影响需增加气体保护，这样还可以去除因焊件受热与空气氧化生成三氧化二铁，四氧化三铁等产生的黑色氧化物，所有在激光出射头有安装同轴保护气嘴。对于待焊接产品较小的情况，例如对钉砧的焊接，为防止工装上产品焊接位置与激光气嘴角有碰撞，本发明重新设计了保护气嘴的结构。

所述焊接装配夹具为防呆夹具，包括夹具底板、一体式压板、快速压钳和定位块；所述夹具底板上设有放置待焊接产品的定位槽，并且所述夹具底板上在所述定位槽的一端设有一体式压板，该一体式压板转动连接与所述夹具底板上，并且与所述待焊接产品接触连接；所述夹具底板上设有用于压紧所述一体式压板的快速压钳；所述定位块可拆卸连接与所述夹具底板的端部。

由于该类型产品有几种不同尺寸的规格，要实现快速换规格，必须在设计时就要考虑到所有机构在翻规格时必须能快速更换工装夹具(SMED)而且要设置防呆措施(PokaYoke)，考虑到成本，我们采用了通用夹具，不同定位的方法，这样即使用错料或装错装反也无法落位，只能有唯一安装位置并用一体式压板和快速压钳固定及快速拆和装。设备移动程序以不同规格存储不同焊接程序，更加确定了生产的无误。

本发明的设备还设有CCD图像传感器，用于采集焊接情况，所述CCD图像传感器与显示器连接。焊接过程中通过CCD反馈到显示器中时时监控，确保过程质量管控，确保产品质量。

本发明的设备尤其适用于焊接钉砧，该钉砧包括钉砧体、钉砧片和背盖板；所述钉砧体为半圆柱型结构，所述钉砧体的圆周面上设有与所述背盖板匹配的凹槽，沿所述钉砧体的轴向方向，所述钉砧体和背盖板的外侧壁之间设有若干第一连接线，所述钉砧体的平面与背盖板的内侧壁设有若干第二连接线；沿所述背盖板外侧壁的周向方向，所述背盖板与所述钉砧体之间设有第三连接线；所述钉砧片置于所述钉砧体的平面上，所述钉砧片和钉砧体之间设有第四连接线；所述钉砧片、钉砧体及背盖板之间通过在连接线处焊接固定连接。

所述防呆夹具中，将钉砧体放置到定位槽中，将背盖板人工装配到钉砧体上，用一体式压板压盖背盖板，并且用快速压钳将背盖板和钉砧体固定于焊接装配夹具上，对于尺寸大小不同的钉砧，采用形状大小不同的定位块，防止人工装配时，出现放错料的情况，提高装配效率和质量。

将本发明的设备应用于焊接钉砧的工艺过程包括以下步骤：

(1)将所述钉砧体和背盖板配套置于所述焊接装配夹具上，将所述焊接装配夹具安装到所述工件旋转组件的限位工装上；

(2)所述旋转电机带动所述焊接装配夹具旋转，使一侧的第二连接线位于设定焊接角度，对一侧的第二连接线焊接；所述旋转电机带动所述焊接装配夹具旋转，使另一侧的第二连接线位于设定焊接角度，对另一侧的第二连接线焊接；

(3)所述旋转电机带动所述焊接装配夹具旋转，使所述钉砧体的圆周面朝上，对所述第三连接线进行焊接；

(4)所述旋转电机带动所述焊接装配夹具旋转，使一侧的第一连接线位于设定焊接角度，对一侧的第一连接线焊接；所述旋转电机带动所述焊接装配夹具旋转，使另一侧的第一连接线位于设定焊接角度，对另一侧的第一连接线焊接；

(5)所述旋转电机带动所述焊接装配夹具旋转，钉砧体的平面朝上，使所述钉砧片置于所述焊接装配夹具上，对第四连接线焊接。

对连接线具体的焊接工艺为：

步骤(2)中，所述旋转电机带动所述焊接装配夹具旋转，使一侧的第二连接线位于设定焊接角度后，所述Y轴向移动机构带动所述焊接装配夹具使得该侧的第二连接线位于所述焊接机构的下方，所述X轴向移动机构和Z轴向移动机构带动所述焊接机构对该侧的第二连接线焊接；

所述旋转电机带动所述焊接装配夹具旋转，使另一侧的第二连接线位于设定焊接角度，所述Y轴向移动机构带动所述焊接装配夹具使得该侧的第二连接线位于所述焊接机构的下方，所述X轴向移动机构和Z轴向移动机构带动所述焊接机构对该侧的第二连接线焊接；

步骤(3)中，所述旋转电机带动所述焊接装配夹具旋转，使所述钉砧体的圆周面朝上，所述X轴向移动机构和Z轴向移动机构带动所述焊接机构对所述第三连接线进行焊接，该过程中Y轴向移动机构配合移动所述焊接装配夹具，使焊接点位于焊接机构的下方；

步骤(4)中，所述旋转电机带动所述焊接装配夹具旋转，使一侧的第一连接线位于设定焊接角度，所述Y轴向移动机构带动所述焊接装配夹具使得该侧的第一连接线位于所述焊接机构的下方，所述X轴向移动机构和Z轴向移动机构带动所述焊接机构对该侧的第一连接线焊接；

所述旋转电机带动所述焊接装配夹具旋转，使另一侧的第一连接线位于设定焊接角度，所述Y轴向移动机构带动所述焊接装配夹具使得该侧的第一连接线位于所述焊接机构的下方，所述X轴向移动机构和Z轴向移动机构带动所述焊接机构对该侧的第一连接线焊接；

更具体地，所述钉砧为对称结构，以该钉砧的对称轴为基准，在所述钉砧的横截面上，所述第一连接线与所述对称轴之间的圆心角为45°；

所述钉砧体的平面位于水平位置，并且所述平面朝上时，所述钉砧体的旋转角度为0°；

所述步骤(2)中，对所述第二连接线进行焊接时，所述焊接装配夹具旋转角度依次为正45°和负45°；

所述步骤(3)中，对所述第三连接线进行焊接时，所述焊接装配夹具旋转角度为负180°；

所述步骤(4)中，对所述第一连接线进行焊接时，所述焊接装配夹具旋转角度依次为180°负135°和正135°。

所述步骤(5)中，对所述第四连接线进行焊接时，所述焊接装配夹具旋转角度依次为0°。

与现有技术相比，本发明的自动化效率高、通用性强，可适用其它焊接产品的使用，整体机械机构简单给今后的维修保养带来很大便利，也很大程度提高了设备运行的稳定性和可靠性；将本发明用于焊接钉砧，按实际钉砧的焊接工艺，设计并制造了专用装配工装和一台双工位自动焊接机，除产品装配和装配夹具的上料采用人工，其它全部自动完成，产能达到40件/小时，大大提高了焊接的生产效率，从原来的12台设备来完成的产品现在只需要3台就能完成，节约了人工成本和设备的投资。设备有效率达到95％、成品良率达到99.2％，每次更换规格时间在30分钟以内完成，完全达到设计要求，并打破了在原材料装配焊接中单一操作的习惯思维，为钉砧激光焊接工序树立了成功的典范，焊接不需要机器人也可以完成自动焊接。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为保护气嘴的结构示意图；

图4为焊接装配夹具的结构示意图；

图5为焊接装配夹具中定位块的结构示意图；

图中，1为机架，2为X轴向移动机构，3为Z轴向移动机构，4为Y轴向移动机构，5为焊接机构，6为连接板，7为旋转轴，8为旋转电机，9为支座，10为限位工装，11为夹具底板，12为一体式压板，13为快速压钳，14为钉砧体，15为背盖板，16为第一定位块，17为第二定位块，18为第一渐缩形结构，19为第二渐缩形结构。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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。

实施例1

一种钉砧的焊接设备，结构如图1和图2所示，包括机架1，水平设于机架1上的X轴向移动机构2，竖直设于X轴向移动机构2上的Z轴向移动机构3、水平设于机架1底座上的Y轴向移动机构4、设于Y轴向移动机构4上的工件旋转组件和焊接装配夹具；Y轴向移动机构4与X轴向移动机构2垂直；Z轴向移动机构3上设有焊接机构5；工件旋转组件包括与Y轴向移动机构4连接的连接板6、限位工装10、旋转轴6和旋转电机8，连接板6的两侧设有支座9，旋转轴6旋转安装于支座9上，并且旋转轴6的端部与旋转电机8连接；限位工装10的两侧与旋转轴6连接；焊接装配夹具可拆卸安装于限位工装10上。X轴向移动机构2、Z轴向移动机构3控制焊接机构的X方向和Z方向的移动，Y轴向移动机构4控制待焊接零件Y方向移动，旋转轴控制待焊接零件U轴方向转动；的X轴向移动机构2、Z轴向移动机构3和Y轴向移动机构4均为丝杆，该丝杆分别与伺服电机连接；丝杆的定位精度为±0.01mm。Z轴向移动机构3上设有两套焊接机构5，并且工件旋转组件的连接板6上设有两套限位工装10；该两套限位工装10相邻安装于旋转轴6上。焊接装配夹具包括夹具底板11、一体式压板12、快速压钳13和定位块；夹具底板11上设有放置待焊接产品的定位槽，并且所述夹具底板11上在定位槽的一端设有一体式压板12，该一体式压板12转动连接与夹具底板11上，并且与所述待焊接产品接触连接；夹具底板11上设有用于压紧一体式压板12的快速压钳13；定位块可拆卸连接与所述夹具底板11的端部。该设备还包括安全门，焊接时将安全门关闭，保证操作工人的安全，改善工作环境。

将本实施例用于焊接钉砧，待焊接的钉砧包括钉砧体14、钉砧片和背盖板15；钉砧体14为半圆柱型结构，钉砧体14的圆周面上设有与背盖板15匹配的凹槽，沿钉砧体14的轴向方向，钉砧体14和背盖板15的外侧壁之间设有两条第一连接线，钉砧体14的平面与背盖板15的内侧壁设有两条第二连接线；待焊接的钉砧为对称结构，以该钉砧的对称轴为基准，在钉砧的横截面上，第一连接线与对称轴之间的圆心角为45°；沿背盖板15外侧壁的周向方向，背盖板15与钉砧体14之间设有第三连接线；所述钉砧片置于所述钉砧体的平面上，所述钉砧片和钉砧体之间设有第四连接线；钉砧片、钉砧体14及背盖板15之间通过在连接线处焊接固定连接。

采用的焊接装配夹具为防呆夹具，如图5所示，包括夹具底板11、一体式压板12、快速压钳13和定位块；夹具底板11上设有放置钉砧体14的定位槽，并且夹具底板11上在定位槽的一端设有一体式压板12，该一体式压板12转动连接与夹具底板11上，并且与背盖板15接触连接；夹具底板11上设有用于压紧一体式压板12的快速压钳13；定位块可拆卸连接与夹具底板11的端部，并且与钉砧接触连接。可以通过更换不同尺寸行传的定位块，如图5所示，第一定位块17和第二定位块17分别适合不同形状大小的钉砧，仅允许设定大小形状的钉砧与该定位块配合接触连接，从而防止将错料装配到焊接装配夹具中，提高焊接质量和效率。

为了保证焊接质量，在焊接钉砧过程中，该设备内设有采集产品焊接情况的CCD图像传感器，该CCD图像传感器与显示器连接。

为提高自动设备的有效率，设计最终采用双工位同焊接，一套设备上安装两套焊接工装及两套激光出射单元，同时来完成两件产品的生产。

由于该类型产品有几种不同尺寸的规格，要实现快速换规格，必须在设计时就要考虑到所有机构在翻规格时必须能快速更换工装夹具(SMED)而且要设置防呆措施(PokaYoke)，考虑到成本，我们采用了通用夹具，不同定位的方法，这样即使全错料或装错装反也无法落位，只能有唯一安装位置并用一体式压板和快速压钳固定及快速拆和装。设备移动程序以不同规格存储不同焊接程序，更加确定了生产的无误。

本实施例中钉砧的焊接过程包括以下步骤：在本过程中，钉砧体14的平面位于水平位置，并且平面朝上时，钉砧体14的旋转角度为0°；

(1)将钉砧体14和背盖板15配套置于焊接装配夹具上，将焊接装配夹具安装到工件旋转组件的限位工装10上；

(2)旋转电机8带动焊接装配夹具旋转，使一侧的第二连接线位于设定焊接角度，对一侧的第二连接线焊接；旋转电机8带动焊接装配夹具旋转，是另一侧的第二连接线位于设定焊接角度，对另一侧的第二连接线焊接；对所述第二连接线进行焊接时，机械工作使焊接装配夹具呈正45度角位置，完成钉砧体及背盖板内部左侧焊接；机械动作将焊接装配夹具呈负45度角位置，完成钉砧体及背盖板内部右侧焊接；

(3)旋转电机8带动焊接装配夹具旋转，使钉砧体14的圆周面朝上，对第三连接线进行焊接；对第三连接线进行焊接时，机械动作将焊接装配夹具呈负180度角位置，完成钉砧体及背盖板尾部焊接；

(4)旋转电机8带动焊接装配夹具旋转，使一侧的第一连接线位于设定焊接角度，对一侧的第一连接线焊接；旋转电机8带动焊接装配夹具旋转，是另一侧的第一连接线位于设定焊接角度，对另一侧的第一连接线焊接；机械动作将焊接装配夹具呈负135度角位置，完成钉砧体及背盖板外部左侧焊接；再机械动作将焊接装配夹具呈正135度角位置，完成钉砧体及背盖板外部右侧焊接；

(5)旋转电机8带动焊接装配夹具旋转，使钉砧体14的平面朝上，此时焊接装配夹具呈水平角度位置，并将钉砧片置于焊接装配夹具上，对第四连接线焊接，完成钉砧体与钉砧片的焊接。最后焊接结束打开安全门，最后从夹具中成品取出产品。

对各个位置的连接线具体的焊接工艺为：

步骤(2)中，旋转电机8带动焊接装配夹具旋转，使一侧的第二连接线位于设定焊接角度后，Y轴向移动机构4带动焊接装配夹具使得该侧的第二连接线位于焊接机构的下方，X轴向移动机构2和Z轴向移动机构3带动焊接机构对该侧的第二连接线焊接；

旋转电机8带动焊接装配夹具旋转，使另一侧的第二连接线位于设定焊接角度，Y轴向移动机构4带动焊接装配夹具使得该侧的第二连接线位于焊接机构的下方，X轴向移动机构2和Z轴向移动机构3带动焊接机构对该侧的第二连接线焊接；

步骤(3)中，旋转电机8带动焊接装配夹具旋转，使钉砧体的圆周面朝上，X轴向移动机构2和Z轴向移动机构3带动焊接机构对第三连接线进行焊接，该过程中Y轴向移动机构4配合移动焊接装配夹具，使焊接点位于焊接机构的下方；

步骤(4)中，旋转电机8带动焊接装配夹具旋转，使一侧的第一连接线位于设定焊接角度，Y轴向移动机构4带动焊接装配夹具使得该侧的第一连接线位于焊接机构的下方，X轴向移动机构2和Z轴向移动机构3带动焊接机构对该侧的第一连接线焊接；

旋转电机8带动焊接装配夹具旋转，使另一侧的第一连接线位于设定焊接角度，Y轴向移动机构4带动焊接装配夹具使得该侧的第一连接线位于焊接机构的下方，X轴向移动机构2和Z轴向移动机构3带动焊接机构对该侧的第一连接线焊接；

本实施例的设备通过X、Y、Z、U轴为伺服电机加丝杆连动，确保移动准确，重复定位精度为+/-0.01mm,U轴固定在Y轴上，Z轴固定在X轴上，其中U轴电机直连安装钉砧工装旋转架，Z轴上安装激光发射头，将产品通过专用工装装配后，放至U轴工装限位内，这样的工装、设备设计可以确保U轴旋转角度内任意位置均可以实现走位进行焊接，满足产品焊接区域及角度要求，实现一体式装配后自动化焊接，保证产品的一致性、稳定性。焊接过程中通过CCD反馈到显示器中时时监控，确保过程质量管控，确保产品质量。因激光设备成本较高，为达到使用利用率，在此设计时按同时双工位设计，提高设备利用率、提高产能。该自动设备，通用性强，可适用其它焊接产品的使用，整体机械机构简单给今后的维修保养带来很大便利，也很大程度提高了设备运行的稳定性和可靠性。

本实施例实现了钉砧的焊接自动化，解决了产品的三个零件反复装配问题，解决了焊接设备需要反复调整角度问题，实现了一体式装配后焊接。过大量的试验，最终确认该技术方案，就是用一套工装夹具来实现钉砧的一体式装配问题，用四个伺服电机来实行自动焊接功能。

本实施例按实际钉砧的焊接工艺，设计并制造了专用装配工装和一台双工位自动焊接机，除产品装配和装配夹具的上料采用人工，其它全部自动完成，产能达到40件/小时，大大提高了焊接的生产效率，从原来的12台设备来完成的产品现在只需要3台就能完成，节约了人工成本和设备的投资。在整机的设计中，我们采用许多精益设计的理念，很大程度的提高了日后设计和制造的质量和成本以及设备运行的稳定性和可靠性。本焊接工艺的有效率达到95％、成品良率达到99.2％，每次更换规格时间在30分钟以内完成，完全达到设计要求，并打破了在原材料装配焊接中单一操作的习惯思维，为钉砧激光焊接工序树立了成功的典范，焊接不需要机械人也可以完成自动焊接；此种钉砧自动化焊接的成功，可以给以后激光焊接自动化的发展多了一种选择。

实施例2

本实施例焊接设备主体结构与实施例1中相同，不同之处在于本实施例的焊接机构的激光出射头处设有保护气嘴，并且该保护气嘴与激光出射头同轴安装，如图3所示；保护气嘴包括与激光出射头连接的第一渐缩形结构18和第二渐缩形结构19；并且针对钉砧具有尺寸小的结构特征，本实施例的设备中第一渐缩形结构18的侧壁与竖直方向的夹角为150°；第二渐缩形结构19的侧壁与竖直方向的夹角为206°。

在应用试验过程中，因为激光焊接在高功率，密度时所产生的等离子体对激光束有影响，为减少对激光束的影响需增加气体保护，这样还可以去除因焊件受热与空气氧化生成三氧化二铁，四氧化三铁等产生的黑色氧化物，所有在激光出射头有安装同轴保护气嘴。现有的激光设计的气嘴使用通用性，为上大下小呈25度形状，在试验中发现由于产品小，工装上产品焊接位置与激光气嘴角有碰撞。通过了对激光光束的了解，激光光束根据不同聚焦镜片到焦点位置是有角度的，按照这个思路，我们换算出了目前使用的激光出光角度，并根据这个角度要求设计出了钉砧专用焊接气嘴，这样就大大的验证了自动设备的可靠性。

实施例3

本实施例焊接设备主体结构与实施例1中相同，不同之处在于本实施例的焊接机构的激光出射头处设有保护气嘴，并且该保护气嘴与激光出射头同轴安装，如图3所示；保护气嘴包括与激光出射头连接的第一渐缩形结构18和第二渐缩形结构19；并且针对钉砧具有尺寸小的结构特征，本实施例的设备中第一渐缩形结构18的侧壁与竖直方向的夹角为140°；第二渐缩形结构19的侧壁与竖直方向的夹角为200°。

实施例4

本实施例焊接设备主体结构与实施例1中相同，不同之处在于本实施例的焊接机构的激光出射头处设有保护气嘴，并且该保护气嘴与激光出射头同轴安装，如图3所示；保护气嘴包括与激光出射头连接的第一渐缩形结构18和第二渐缩形结构19；并且针对钉砧具有尺寸小的结构特征，本实施例的设备中第一渐缩形结构18的侧壁与竖直方向的夹角为150°；第二渐缩形结构19的侧壁与竖直方向的夹角为206°。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种钉砧的焊接工艺，其特征在于，该工艺基于的焊接设备包括机架（1），水平设于所述机架（1）上的X轴向移动机构（2），竖直设于所述X轴向移动机构（2）上的Z轴向移动机构（3）、水平设于所述机架（1）底座上的Y轴向移动机构（4）、设于所述Y轴向移动机构（4）上的工件旋转组件和焊接装配夹具；

所述Z轴向移动机构（3）上设有焊接机构（5）；

所述Y轴向移动机构（4）与所述X轴向移动机构（2）垂直；

所述工件旋转组件包括与所述Y轴向移动机构（4）连接的连接板（6）、限位工装（10）、旋转轴（7）和旋转电机（8），所述连接板（6）的两侧设有支座（9），所述旋转轴（7）旋转安装于所述支座（9）上，并且旋转轴（7）的端部与所述旋转电机（8）连接；所述限位工装（10）的两侧与所述旋转轴（7）连接；所述焊接装配夹具可拆卸安装于所述限位工装（10）上；

采用所述焊接设备焊接钉砧，该钉砧包括钉砧体（14）、钉砧片和背盖板（15）；所述钉砧体（14）为半圆柱型结构，所述钉砧体（14）的圆周面上设有与所述背盖板（15）匹配的凹槽，沿所述钉砧体（14）的轴向方向，所述钉砧体（14）和背盖板（15）的外侧壁之间设有若干第一连接线，所述钉砧体（14）的平面与背盖板（15）的内侧壁设有若干第二连接线；沿所述背盖板（15）外侧壁的周向方向，所述背盖板（15）与所述钉砧体（14）之间设有第三连接线；所述钉砧片置于所述钉砧体（14）的平面上，所述钉砧片和钉砧体（14）之间设有第四连接线；所述钉砧片、钉砧体（14）及背盖板（15）之间通过在连接线处焊接固定连接；

所述焊接工艺包括以下步骤：

（1） 将所述钉砧体（14）和背盖板（15）配套置于所述焊接装配夹具上，将所述焊接装配夹具安装到所述工件旋转组件的限位工装上；

（2）所述旋转电机（8）带动所述焊接装配夹具旋转，使一侧的第二连接线位于设定焊接角度，对一侧的第二连接线焊接；所述旋转电机（8）带动所述焊接装配夹具旋转，使另一侧的第二连接线位于设定焊接角度，对另一侧的第二连接线焊接；

（3）所述旋转电机（8）带动所述焊接装配夹具旋转，使所述钉砧体（14）的圆周面朝上，对所述第三连接线进行焊接；

（4）所述旋转电机（8）带动所述焊接装配夹具旋转，使一侧的第一连接线位于设定焊接角度，对一侧的第一连接线焊接；所述旋转电机（8）带动所述焊接装配夹具旋转，使另一侧的第一连接线位于设定焊接角度，对另一侧的第一连接线焊接；

（5）所述旋转电机（8）带动所述焊接装配夹具旋转，钉砧体（14）的平面朝上，使所述钉砧片置于所述焊接装配夹具上，对第四连接线焊接。

2.根据权利要求1所述的一种钉砧的焊接工艺，其特征在于，所述的X轴向移动机构（2）、Z轴向移动机构（3）和Y轴向移动机构（4）均为丝杆，该丝杆分别与伺服电机连接；所述丝杆的定位精度为±0.01mm。

3.根据权利要求1所述的一种钉砧的焊接工艺，其特征在于，所述Z轴向移动机构（3）上设有两套焊接机构（5），并且所述工件旋转组件的连接板（6）上设有两套限位工装（10）；该两套限位工装（10）相邻安装于所述旋转轴（7）上。

4.根据权利要求1所述的一种钉砧的焊接工艺，其特征在于，所述焊接装配夹具包括夹具底板（11）、一体式压板（12）、快速压钳（13）和定位块；

所述夹具底板（11）上设有放置待焊接产品的定位槽，并且所述夹具底板（11）上在所述定位槽的一端设有一体式压板（12），该一体式压板（12）转动连接与所述夹具底板（11）上，并且与所述待焊接产品接触连接；

所述夹具底板（11）上设有用于压紧所述一体式压板（12）的快速压钳（13）；

所述定位块可拆卸连接与所述夹具底板（11）的端部。

5.根据权利要求1所述的一种钉砧的焊接工艺，其特征在于，所述焊接机构（5）为激光焊接机构，该激光焊接结构的激光出射头处设有保护气嘴，并且该保护气嘴与所述激光出射头同轴安装；所述保护气嘴包括与所述激光出射头连接的第一渐缩形结构（18）和第二渐缩形结构（19）；所述第一渐缩形结构（18）的侧壁与竖直方向的夹角为140~160°；所述第二渐缩形结构（19）的侧壁与竖直方向的夹角为200~210°。

6.根据权利要求5所述的一种钉砧的焊接工艺，其特征在于，所述第一渐缩形结构（18）的侧壁与竖直方向的夹角为150°；所述第二渐缩形结构（19）的侧壁与竖直方向的夹角为206°。

7.根据权利要求1所述的一种钉砧的焊接工艺，其特征在于，焊接设备还包括用于采集焊接情况的CCD图像传感器，该CCD图像传感器与显示器连接。

8.根据权利要求1所述的一种钉砧的焊接工艺，其特征在于，焊接设备还包括安全门。

9.根据权利要求1所述的一种钉砧的焊接工艺，其特征在于，所述钉砧为对称结构，以该钉砧的对称轴为基准，在所述钉砧的横截面上，所述第一连接线与所述对称轴之间的圆心角为45°；所述钉砧体（14）的平面位于水平位置，并且所述平面朝上时，所述钉砧体（14）的旋转角度为0°；

所述步骤（2）中，对所述第二连接线进行焊接时，所述焊接装配夹具旋转角度依次为正45°和负45°；

所述步骤（3）中，对所述第三连接线进行焊接时，所述焊接装配夹具旋转角度为负180°；

所述步骤（4）中，对所述第一连接线进行焊接时，所述焊接装配夹具旋转角度依次为180°、负135°和正135°；

所述步骤（5）中，对所述第四连接线进行焊接时，所述焊接装配夹具旋转角度为0°。

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