CN111730207B - 管材激光焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业改良技术领域，尤其是涉及管材激光焊接机，包括操作台体，操作台体的一端侧壁上固定连接有焊接组件，焊接组件的一端延伸至操作台体的正上方，操作台体的上端面上设有用于配合焊接组件的移动机构，操作台体上还设有驱动机构，驱动机构与移动机构传动连接，操作台体上还设有用于配合移动机构的旋转机构，操作台体上设有用于配合移动机构的冷却机构。优点在于：本发明可对管件进行预先的固定对接，并同时对成批量的管件进行自动焊接，同时无需激光焊接机或人工进行翻转，有效的提高了焊接的效率和质量。

Description

管材激光焊接机

技术领域

本发明属于激光焊接技术领域，尤其是涉及管材激光焊接机。

背景技术

激光亦可解释成将电能、化学能、热能、光能或核能等原始能源转换成某些特定光频（紫外光、可见光或红外光）的电磁辐射束的一种设备,激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池,由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。

管材的焊接，主要难度在于如何将两根管件固定对接并进行焊接，在人工控制的焊接中还需要认为翻转方面焊缝，现有的大多数激光焊接机是固定式的，一般可以进行平面上的翻转焊接，但对于管件类焊接却较为困难，人工操作容易造成焊缝偏离、焊缝不美观等问题，且操作效率低下，一次对两根管件进行对接焊接需要反复进行，该过程过于冗长。

为此，我们提出管材激光焊接机来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种可对成批量的管件进行自动焊接的的管材激光焊接机。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：管材激光焊接机，包括操作台体，所述操作台体的一端侧壁上固定连接有焊接组件，所述焊接组件的一端延伸至操作台体的正上方，所述操作台体的上端面上设有用于配合焊接组件的移动机构，所述操作台体上还设有驱动机构，所述驱动机构与移动机构传动连接，所述操作台体上还设有用于配合移动机构的旋转机构，所述操作台体上设有用于配合移动机构的冷却机构。

在上述的管材激光焊接机中，所述焊接组件包括固定连接于操作台体侧壁上的立柱，所述立柱的一端固定连接有横柱，所述横柱位于操作台体的正上方，所述横柱靠近操作台体的一端固定连接有激光焊接头和感光传感器，所述激光焊接头和感光传感器均靠近横柱远离立柱的一端边缘处设置。

在上述的管材激光焊接机中，所述移动机构包括设置于操作台体上端端面上的多条第一滑槽，所述第一滑槽内滑动连接有与之相匹配的第一滑块，所述操作台体上设有承载台，所述承载台与多块第一滑块均固定连接，所述承载台的上端设有多条第二滑槽，多条所述第二滑槽相互平行设置且与第一滑槽垂直设置，所述第二滑槽内滑动连接有与之相匹配的第二滑块，所述承载台上固定连接有紧固机构，多个所述紧固机构分为独立的两组，其中一组所述紧固机构分别与多块第二滑块固定连接，另一组所述紧固机构与承载台固定连接，两组所述紧固机构分别一一对应设置。

在上述的管材激光焊接机中，所述紧固机构包括固定连接于第二滑块或承载台上端的固定块，所述固定块上贯穿设有插孔，所述插孔内同轴设有转动嵌槽，所述插孔内贯穿设有固定钢构件，所述固定钢构件呈镂空钢环状，其中一组所述固定钢构件上同轴固定连接有第三齿轮，所述第三齿轮靠近其一侧的边缘处设置，所述固定钢构件上还贯穿设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有螺栓，所述固定钢构件的外侧同轴固定连接有固定环，所述固定环背离固定钢构件的一端转动嵌合有多个转球，所述固定环与转动嵌槽嵌合且转动连接，其中一组所述固定块的上端固定连接有激光射线器，所述激光射线器位于感光传感器的正下方。

在上述的管材激光焊接机中，所述承载台的上端设有标记条，所述标记条位于激光焊接头的正下方，所述标记条上设有多个上下贯通的透风孔，所述承载台背离固定块的一端固定连接有齿条。

在上述的管材激光焊接机中，所述驱动机构包括设置于操作台体上端的安装槽，所述安装槽内设有多个第一齿轮，多个所述第一齿轮在竖直平面上相互错开啮合设置，多个所述第一齿轮与齿条相互啮合，所述第一齿轮上同轴贯穿有转动杆，所述转动杆的两端分别与安装槽的内壁转动连接，所述操作台体的侧壁上固定连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机的驱动轴与其中一根转动杆同轴固定连接。

在上述的管材激光焊接机中，所述旋转机构包括固定连接于操作台体上端的两个安装盒，所述安装盒内设有第二齿轮，所述第二齿轮与第三齿轮活动连接，所述第二齿轮上同轴固定连接有固定杆，所述固定杆的两端分别与安装盒的内壁转动连接，所述固定杆上还同轴固定连接有皮带轮，两个所述安装盒之间设有皮带，所述皮带贯穿两个安装盒并与两个皮带轮传动连接，其中一个所述安装盒上固定连接有第二驱动电机，所述第二驱动电机的传动轴与其中一根固定杆同轴固定连接。

在上述的管材激光焊接机中，所述工作步骤具体如下：

1）先将需要进行的焊接管件分别插入至两组的紧固机构的插孔内，随后利用第二滑块来带动其配合不同大小尺寸的管件，插入完毕后，利用螺栓来对其进行固定，待完全批量固定完毕后，第一驱动电机启动带动第一齿轮转动，第一齿轮通过啮合的齿条来带动承载台逐渐移动至激光焊接头的下方；

2）当感光传感器检测到激光射线器发出的激光后即控制第一驱动电机停止移动，此时激光焊接头开始工作，随后第二驱动电机启动带动第二齿轮转动从而带动第三齿轮转动，第三齿轮转动带动固定钢构件转动，从而在激光焊接头工作后对焊缝进行自动的完整焊接，从而达到焊接完全的效果；

3）随后再一个周期后，第一驱动电机再次启动，承载台再次进行移动进行焊接，此时完成焊接的钢管再通过皮带轮和皮带的作用下来带动其进行再次旋转，气泵启动将气流通过排气孔和透风孔来对管件进行快速冷却，有效的提高了焊接的效率和质量。

与现有的技术相比，本管材激光焊接机的优点在于：

1、本发明通过设置的焊接组件和移动机构及驱动机构的配合，以达到利用多个固定钢构件来对一对钢管管件进行先期固定，并利用第一齿轮来带动承载台移动进行批量焊接的效果，同时利用第二驱动电机可对固定的管件进行自动的旋转作用，无需激光焊接机或人工进行翻转，有效的提高了焊接的效率和质量。

2、本发明通过设置的气泵和排气孔及第二齿轮的配合，以达到通过第二齿轮转动在带动固定的管件进行自动的旋转之外，对焊接完毕的管件进行再次的翻转同时利用高速气流对焊缝进行快速冷却的效果，有效的防止温度过高的部位对周边操作人员造成伤害。

附图说明

图1是本发明提供的管材激光焊接机的外部结构示意图；

图2是图1中驱动机构的结构示意图；

图3是图2中承载台的结构示意图；

图4是图3中承载台的背部结构示意图；

图5是图1中固定钢构件的透视图；

图6是图1中固定块结构示意图；

图7是图1中旋转机构的透视图；

图8是图1的透视图。

图中，1操作台体、2焊接组件、3移动机构、4驱动机构、5旋转机构、6冷却机构、7立柱、8横柱、9激光焊接头、10感光传感器、11第一滑槽、12第一滑块、13承载台、14第二滑槽、15第二滑块、16紧固机构、17固定块、18转动嵌槽、19固定钢构件、20固定环、21转球、22激光射线器、23标记条、24透风孔、25齿条、26安装槽、27第一齿轮、28转动杆、29第一驱动电机、30安装盒、31第二齿轮、32固定杆、33皮带轮、34皮带、35第二驱动电机、36气泵、37滤网、38排气孔、39第三齿轮、40螺栓。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

如图1-8所示，管材激光焊接机，包括操作台体1，操作台体1的一端侧壁上固定连接有焊接组件2，焊接组件2的一端延伸至操作台体1的正上方，操作台体1的上端面上设有用于配合焊接组件2的移动机构3。

焊接组件2包括固定连接于操作台体1侧壁上的立柱7，立柱7设置于操作台体1的一侧中心处，立柱7的一端固定连接有横柱8，横柱8为方管状，横柱8位于操作台体1的正上方，其距离台面10-20cm处，横柱8靠近操作台体1的一端固定连接有激光焊接头9和感光传感器10，激光焊接头9用于进行正常的激光焊接作用，激光焊接头9和感光传感器10均靠近横柱8远离立柱7的一端边缘处设置。

移动机构3包括设置于操作台体1上端端面上的多条第一滑槽11，第一滑槽11设置于操作台体1两边的边缘，第一滑槽11内滑动连接有与之相匹配的第一滑块12，操作台体1上设有承载台13，承载台13为不锈钢材质，承载台13的上端设有标记条23，利用标记条23操作人员可将需要焊接的焊缝进行对标放置，标记条23位于激光焊接头9的正下方便于对准焊接，标记条23上设有多个上下贯通的透风孔24用于配合排气孔38进行作用。

承载台13背离固定块17的一端固定连接有齿条25，齿条25位于其正中心处，承载台13与多块第一滑块12均固定连接，承载台13的上端设有多条第二滑槽14，多条第二滑槽14相互平行设置且与第一滑槽12垂直设置，使得承载台13的移动方向与之相互垂直，第二滑槽14内滑动连接有与之相匹配的第二滑块15，承载台13上固定连接有紧固机构16，多个紧固机构16分为独立的两组，两组紧固机构16分别平行设置于两侧，其中一组紧固机构16分别与多块第二滑块15固定连接，另一组紧固机构16与承载台13固定连接，两组紧固机构16分别一一对应设置。

紧固机构16包括固定连接于第二滑块15或承载台13上端的固定块17，固定块17上贯穿设有插孔用于插设需要焊接的管件，插孔内同轴设有转动嵌槽18，插孔内贯穿设有固定钢构件19，固定钢构件19呈镂空钢环状用于减轻重量和更好的固定尺寸不一的管件，其中一组固定钢构件19上同轴固定连接有第三齿轮39，第三齿轮39靠近其一侧的边缘处设置，固定钢构件19上还贯穿设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有螺栓40，螺栓40旋转后可对管件进行有效的固定。

固定钢构件19的外侧同轴固定连接有固定环20，固定环20背离固定钢构件19的一端转动嵌合有多个转球21，固定环20在转动嵌槽18内转动，转球21用于降低转动时的摩擦力，固定环20与转动嵌槽18嵌合且转动连接，其中一组固定块17的上端固定连接有激光射线器22，激光射线器22位于感光传感器10的正下方，激光射线器22在启动时投放垂直的激光光线，当感光传感器10检测到激光射线器22发出的激光后即控制第一驱动电机29停止移动，此时激光焊接头9开始工作，随后第二驱动电机35启动带动第二齿轮31转动从而带动第三齿轮39转动，第三齿轮39转动带动固定钢构件19转动，从而在激光焊接头9工作后对焊缝进行自动的完整焊接，操作台体1上还设有驱动机构4，驱动机构4与移动机构3传动连接。

驱动机构4包括设置于操作台体1上端的安装槽26，安装槽26内设有多个第一齿轮27，多个第一齿轮27在竖直平面上相互错开啮合设置呈品字形形状来克服齿轮间的啮合顺序，多个第一齿轮27与齿条25相互啮合，第一齿轮27上同轴贯穿有转动杆28，转动杆28的两端分别与安装槽26的内壁转动连接，操作台体1的侧壁上固定连接有第一驱动电机29，第一驱动电机29为伺服驱动电机用于带动第一齿轮27转动，从而带动承载台13移动，第一驱动电机29的驱动轴与其中一根转动杆28同轴固定连接，操作台体1上还设有用于配合移动机构3的旋转机构5。

旋转机构5包括固定连接于操作台体1上端的两个安装盒30，安装盒30内设有第二齿轮31，第二齿轮31与第三齿轮39活动连接，当第一个第二齿轮31与第三齿轮39啮合后，第三齿轮39转动带动固定钢构件19转动，从而在激光焊接头9工作后对焊缝进行自动的完整焊接，从而达到焊接完全的效果，第二齿轮31上同轴固定连接有固定杆32，固定杆32的两端分别与安装盒30的内壁转动连接，固定杆32上还同轴固定连接有皮带轮33，两个安装盒30之间设有皮带34，皮带34贯穿两个安装盒30并与两个皮带轮33传动连接，皮带34带动皮带轮33转动，使得第二个第二齿轮31与第一齿轮27啮合转动，其中一个安装盒30上固定连接有第二驱动电机35，第二驱动电机35的传动轴与其中一根固定杆32同轴固定连接。

操作台体1上设有用于配合移动机构3的冷却机构6，冷却机构6包括设置于操作台体1一端侧壁上的凹槽，凹槽内固定连接有气泵36，凹槽的槽口固定连接有滤网37，凹槽的顶面设有多个与操作台体1上端上下贯通的排气孔38，排气孔38与标记条23齐平设置，当第二个第二齿轮31与第一齿轮27啮合转动后，气泵36启动将气流通过排气孔38和透风孔24来对管件进行快速冷却，有效的提高了焊接的效率和质量。

本发明在使用时，操作人员先将需要进行的焊接管件分别插入至两组的紧固机构16的插孔内，随后利用第二滑块15来带动其配合不同大小尺寸的管件，插入完毕后，利用螺栓40来对其进行固定，待完全批量固定完毕后，第一驱动电机29启动带动第一齿轮27转动，第一齿轮27通过啮合的齿条25来带动承载台13逐渐移动至激光焊接头9的下方，当感光传感器10检测到激光射线器22发出的激光后即控制第一驱动电机29停止移动，此时激光焊接头9开始工作，随后第二驱动电机35启动带动第二齿轮31转动从而带动第三齿轮39转动，第三齿轮39转动带动固定钢构件19转动，从而在激光焊接头9工作后对焊缝进行自动的完整焊接，从而达到焊接完全的效果，随后再一个周期后，第一驱动电机29再次启动，承载台13再次进行移动进行焊接，此时完成焊接的钢管再通过皮带轮33和皮带34的作用下来带动其进行再次旋转，气泵36启动将气流通过排气孔38和透风孔24来对管件进行快速冷却，有效的提高了焊接的效率和质量。

尽管本文较多地使用了操作台体1、焊接组件2、移动机构3、驱动机构4、旋转机构5、冷却机构6、立柱7、横柱8、激光焊接头9、感光传感器10、第一滑槽11、第一滑块12、承载台13、第二滑槽14、第二滑块15、紧固机构16、固定块17、转动嵌槽18、固定钢构件19、固定环20、转球21、激光射线器22、标记条23、透风孔24、齿条25、安装槽26、第一齿轮27、转动杆28、第一驱动电机29、安装盒30、第二齿轮31、固定杆32、皮带轮33、皮带34、第二驱动电机35、气泵36、滤网37、排气孔38、第三齿轮39、螺栓40等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.管材激光焊接机，包括操作台体（1），其特征在于，所述操作台体（1）的一端侧壁上固定连接有焊接组件（2），所述焊接组件（2）的一端延伸至操作台体（1）的正上方，所述操作台体（1）的上端面上设有用于配合焊接组件（2）的移动机构（3），所述操作台体（1）上还设有驱动机构（4），所述驱动机构（4）与移动机构（3）传动连接，所述操作台体（1）上还设有用于配合移动机构（3）的旋转机构（5），所述操作台体（1）上设有用于配合移动机构（3）的冷却机构（6）；所述焊接组件（2）包括固定连接于操作台体（1）侧壁上的立柱（7），所述立柱（7）的一端固定连接有横柱（8），所述横柱（8）位于操作台体（1）的正上方，所述横柱（8）靠近操作台体（1）的一端固定连接有激光焊接头（9）和感光传感器（10），所述激光焊接头（9）和感光传感器（10）均靠近横柱（8）远离立柱（7）的一端边缘处设置；所述移动机构（3）包括设置于操作台体（1）上端端面上的多条第一滑槽（11），所述第一滑槽（11）内滑动连接有与之相匹配的第一滑块（12），所述操作台体（1）上设有承载台（13），所述承载台（13）与多块第一滑块（12）均固定连接，所述承载台（13）的上端设有多条第二滑槽（14），多条所述第二滑槽（14）相互平行设置且与第一滑槽（11 ）垂直设置，所述第二滑槽（14）内滑动连接有与之相匹配的第二滑块（15），所述承载台（13）上固定连接有紧固机构（16），多个所述紧固机构（16）分为独立的两组，其中一组所述紧固机构（16）分别与多块第二滑块（15）固定连接，另一组所述紧固机构（16）与承载台（13）固定连接，两组所述紧固机构（16）分别一一对应设置。

2.根据权利要求1所述的管材激光焊接机，其特征在于，所述紧固机构（16）包括固定连接于第二滑块（15）或承载台（13）上端的固定块（17），所述固定块（17）上贯穿设有插孔，所述插孔内同轴设有转动嵌槽（18），所述插孔内贯穿设有固定钢构件（19），所述固定钢构件（19）呈镂空钢环状，其中一组所述固定钢构件（19）上同轴固定连接有第三齿轮（39），所述第三齿轮（39）靠近其一侧的边缘处设置，所述固定钢构件（19）上还贯穿设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有螺栓（40），所述固定钢构件（19）的外侧同轴固定连接有固定环（20），所述固定环（20）背离固定钢构件（19）的一端转动嵌合有多个转球（21），所述固定环（20）与转动嵌槽（18）嵌合且转动连接，其中一组所述固定块（17）的上端固定连接有激光射线器（22），所述激光射线器（22）位于感光传感器（10）的正下方。

3.根据权利要求2所述的管材激光焊接机，其特征在于，所述承载台（13）的上端设有标记条（23），所述标记条（23）位于激光焊接头（9）的正下方，所述标记条（23）上设有多个上下贯通的透风孔（24），所述承载台（13）背离固定块（17）的一端固定连接有齿条（25）。

4.根据权利要求3所述的管材激光焊接机，其特征在于，所述驱动机构（4）包括设置于操作台体（1）上端的安装槽（26），所述安装槽（26）内设有多个第一齿轮（27），多个所述第一齿轮（27）在竖直平面上相互错开啮合设置，多个所述第一齿轮（27）与齿条（25）相互啮合，所述第一齿轮（27）上同轴贯穿有转动杆（28），所述转动杆（28）的两端分别与安装槽（26）的内壁转动连接，所述操作台体（1）的侧壁上固定连接有第一驱动电机（29），所述第一驱动电机（29）的驱动轴与其中一根转动杆（28）同轴固定连接。

5.根据权利要求2所述的管材激光焊接机，其特征在于，所述旋转机构（5）包括固定连接于操作台体（1）上端的两个安装盒（30），所述安装盒（30）内设有第二齿轮（31），所述第二齿轮（31）与第三齿轮（39）活动连接，所述第二齿轮（31）上同轴固定连接有固定杆（32），所述固定杆（32）的两端分别与安装盒（30）的内壁转动连接，所述固定杆（32）上还同轴固定连接有皮带轮（33），两个所述安装盒（30）之间设有皮带（34），所述皮带（34）贯穿两个安装盒（30）并与两个皮带轮（33）传动连接，其中一个所述安装盒（30）上固定连接有第二驱动电机（35），所述第二驱动电机（35）的传动轴与其中一根固定杆（32）同轴固定连接。

6.根据权利要求3所述的管材激光焊接机，其特征在于，所述冷却机构（6）包括设置于操作台体（1）一端侧壁上的凹槽，所述凹槽内固定连接有气泵（36），所述凹槽的槽口固定连接有滤网（37），所述凹槽的顶面设有多个与操作台体（1）上端上下贯通的排气孔（38），所述排气孔（38）与标记条（23）齐平设置。

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