CN113042893A - 一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具 - Google Patents

一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具，包括底板、夹持拼接机构和移动焊接机构，所述的底板上端面中部设置有夹持拼接机构，夹持拼接机构中部上方设置有移动焊接机构。本发明可以解决现有激光焊接拼接加工工装夹具不能对多块镀锌钢板同时稳定的夹持限位，不能将镀锌钢板快速的拼接在一起，导致镀锌钢板在焊接时不稳定，焊接拼接效率差，影响镀锌钢板连接处焊缝的美观以及焊接后镀锌钢板表面的平整度的问题，还可以解决现有激光焊接拼接加工工装夹具不能保证拼接焊缝与焊接激光束对齐，导致焊缝位置不在激光束聚焦范围内，出现焊接偏差，影响镀锌钢板的焊接精度和焊接质量的问题。

Description

一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具
技术领域
本发明涉及夹具技术领域，特别涉及一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具。
背景技术
镀锌钢板是表面有热浸镀或电镀锌层的焊接钢板，一般广泛用于建筑、家电、车船、容器制造业、机电业等。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。激光焊接具有诸多优点，如可以将入热量降到最低的需要量，热影响区金相变化范围小，且因热传导所导致的变形亦最低、激光束可聚焦在很小的区域，可焊接小型且间隔相近的部件、可焊材质种类范围大，亦可相互接合各种异质材料、不受磁场所影响(电弧焊接及电子束焊接则容易)，能精确的对准焊件等。但是激光焊接也有一定的缺点，如焊件位置需非常精确，务必在激光束的聚焦范围内、焊件需使用夹治具时，必须确保焊件的最终位置需与激光束将冲击的焊点对准、能量转换效率太低，通常低于10％、设备昂贵等。因此采用激光焊接的方式将多块镀锌钢板拼接在一起需要用到对镀锌钢板的夹具，才可以将镀锌钢板的焊接位置处于激光束的聚焦范围内。
目前，针对现有激光焊接拼接加工工装夹具，存在以下缺陷：1、现有激光焊接拼接加工工装夹具不能对多块镀锌钢板同时稳定的夹持限位，不能将镀锌钢板快速的拼接在一起，导致镀锌钢板在焊接时不稳定，焊接拼接效率差，影响镀锌钢板连接处焊缝的美观以及焊接后镀锌钢板表面的平整度；2、现有激光焊接拼接加工工装夹具不能保证拼接焊缝与焊接激光束对齐，导致焊缝位置不在激光束聚焦范围内，出现焊接偏差，影响镀锌钢板的焊接精度和焊接质量。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明可以解决现有激光焊接拼接加工工装夹具不能对多块镀锌钢板同时稳定的夹持限位，不能将镀锌钢板快速的拼接在一起，导致镀锌钢板在焊接时不稳定，焊接拼接效率差，影响镀锌钢板连接处焊缝的美观以及焊接后镀锌钢板表面的平整度的问题，还可以解决现有激光焊接拼接加工工装夹具不能保证拼接焊缝与焊接激光束对齐，导致焊缝位置不在激光束聚焦范围内，出现焊接偏差，影响镀锌钢板的焊接精度和焊接质量的问题。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具，包括底板、夹持拼接机构和移动焊接机构，所述的底板上端面中部设置有夹持拼接机构，夹持拼接机构中部上方设置有移动焊接机构。
所述的夹持拼接机构包括工作台、活动板、上夹板、下夹板、锁紧螺杆、锁紧固定单元、驱动单元和收紧拼接单元，所述的底板上端面中部安装有工作台，工作台上端面开设有矩形槽，矩形槽四个拐角处通过滑动配合的方式均设置有活动板，每个活动板上端均安装有上夹板，上夹板下方设置有下夹板，上夹板和下夹板中部通过螺纹配合的方式均安装有锁紧螺杆，锁紧螺杆右端与锁紧固定单元连接，锁紧螺杆左端与驱动单元连接，所述的工作台中部设置有收紧拼接单元，收紧拼接单元通过铰接的方式与活动板连接。
所述的移动焊接机构包括支撑板、电动推杆、限位板、气缸，焊接顶板、T型滑轨、T型块、焊接座、激光焊枪和移动调节单元，所述的工作台中部左右对称安装有支撑板，支撑板截面呈L型结构，支撑板上安装有电动推杆，电动推杆的活动端上安装有限位板，支撑板上端面中部开设有圆孔，圆孔内通过气缸座安装有气缸，气缸的活动端上通过法兰与焊接顶板连接，焊接顶板下端面上安装有T型滑轨，T型滑轨内通过滑动配合的方式安装有T型块，T型块下端面上连接有焊接座，焊接座下端面中部安装有激光焊枪，焊接座中部通过螺纹配合的方式安装有移动调节单元。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的锁紧固定单元包括挤压头、梯形滑块、支撑弹簧、锁紧杆和固定头，所述的锁紧螺杆右端安装有挤压头，挤压头与梯形滑块接触，梯形滑块通过滑动配合的方式安装在上夹板内，梯形滑块右端连接有支撑弹簧，梯形滑块斜面上通过斜面配合的方式连接有锁紧杆，锁紧杆上安装有固定头。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的驱动单元包括电机支板、驱动电机、一号带轮、二号带轮和皮带，所述的活动板左侧端面中部安装有电机支板，电机支板上通过电机座安装有驱动电机，驱动电机的输出轴上通过花键安装有一号带轮，一号带轮上下两侧对称设置有二号带轮，二号带轮分别安装在位于上夹板和下夹板上的锁紧螺杆左端面上，二号带轮与一号带轮之间通过皮带连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的收紧拼接单元包括收紧电机、绕线轮、钢丝绳、铰接球和弹簧杆，所述的工作台中部通过电机座安装有收紧电机，收紧电机的输出轴上通过花键安装有绕线轮，绕线轮上沿其周向均匀缠绕有钢丝绳，钢丝绳另一端通过铰接球与弹簧杆连接，弹簧杆另一端通过铰接的方式与位于矩形槽内四个拐角处的活动板连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的移动调节单元包括调节丝杠、限位螺母、调节电机和L型板，所述的焊接座中部通过螺纹配合的方式安装有调节丝杠，调节丝杠左端设置有限位螺母，调节丝杠右端与调节电机的输出轴连接，调节电机通过电机座安装在L型板上，L型板安装在T型滑轨下端面右侧。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的每块活动板下端面与工作台之间皆均匀设置有多个滑动滚珠，工作时，滑动滚珠可以减小活动板与工作台之间的摩擦力，有利于增加活动板的滑动效果，同时也可以使镀锌钢板的运动更加平稳，有利于四块镀锌钢板可以很好的拼接在一起。
(三)有益效果
1.本发明提供的一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具，可以解决现有激光焊接拼接加工工装夹具不能对多块镀锌钢板同时稳定的夹持限位，不能将镀锌钢板快速的拼接在一起，导致镀锌钢板在焊接时不稳定，焊接拼接效率差，影响镀锌钢板连接处焊缝的美观以及焊接后镀锌钢板表面的平整度的问题，还可以解决现有激光焊接拼接加工工装夹具不能保证拼接焊缝与焊接激光束对齐，导致焊缝位置不在激光束聚焦范围内，出现焊接偏差，影响镀锌钢板的焊接精度和焊接质量的问题。
2.本发明提供的一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具，其锁紧固定单元和驱动单元配合，可以实现同时对多块镀锌钢板稳定夹持限位，有利于提高镀锌钢板焊接时的稳定性，同时驱动单元可以使锁紧螺杆的进给是同步的，有利于增加对镀锌钢板的做紧效果，同时可以提高镀锌钢板在焊接是的稳定性表面平整性，提高焊接效率。
3.本发明提供的一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具，其收紧拼接单元可以将四块镀锌钢板快速拼接在一起，有利于提高镀锌钢板的拼接效率，同时拼接后的镀锌钢板表面处于平整状态，移动焊接机构和收紧拼接单元配合可以使拼接后镀锌钢板的拼接缝与激光束对齐，可以防止焊接时出现偏差，有利于提高镀锌钢板激光焊接时的精度和质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明提供的一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具立体结构示意图；
图2是本发明提供的一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具部分立体结构示意图；
图3是本发明提供的一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具横向剖面结构示意图；
图4是本发明提供的锁紧固定单元与驱动单元之间的横向剖面结构示意图；
图5是本发明提供的图4中A处的放大结构示意图；
图6是本发明提供的一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具水平剖面结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图6所示，一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具，包括底板1、夹持拼接机构2和移动焊接机构3，所述的底板1上端面中部设置有夹持拼接机构2，夹持拼接机构2中部上方设置有移动焊接机构3。
所述的夹持拼接机构2包括工作台21、活动板22、上夹板23、下夹板24、锁紧螺杆25、锁紧固定单元26、驱动单元27和收紧拼接单元28，所述的底板1上端面中部安装有工作台21，工作台21上端面开设有矩形槽，矩形槽四个拐角处通过滑动配合的方式均设置有活动板22，每个活动板22上端均安装有上夹板23，上夹板23下方设置有下夹板24，上夹板23和下夹板24中部通过螺纹配合的方式均安装有锁紧螺杆25，锁紧螺杆25右端与锁紧固定单元26连接，锁紧螺杆25左端与驱动单元27连接，所述的工作台21中部设置有收紧拼接单元28，收紧拼接单元28通过铰接的方式与活动板22连接，所述的每块活动板22下端面与工作台21之间皆均匀设置有多个滑动滚珠，滑动滚珠可以减小活动板22与工作台21之间的摩擦力，有利于增加活动板22的滑动效果，同时收紧拼接单元28收缩时，可以增加活动板22运动的平稳性，有利于镀锌钢板的快速拼接，提高镀锌钢板拼接效率和拼接效果，具体工作时，工作台21起到对活动板22滑动支撑的作用，驱动单元27可以同时为处于上夹板23和下夹板24上的锁紧螺杆25提供驱动力，可以保证锁紧螺杆25的转动速率和进给速度是一致的，有利于和锁紧固定单元26配合对放置在上夹板23和下夹板24之间的镀锌钢板进行稳定的夹持限位，同时由于上下两根锁紧螺杆25的进给速度一致，也可以保证对镀锌钢板夹持时是处于平整状态，有利于提高镀锌钢板在焊接时的稳定性，收紧拼接单元28可以将部位稳定夹持且处于平齐的四块镀锌钢板快速的拼接在一起，有利于提高镀锌钢板的拼接效率，同时可以使拼接处的焊缝对齐，有利于提高镀锌钢板焊接拼接时焊缝的美观度，增加焊接后镀锌钢板表面的平整性。
所述的锁紧固定单元26包括挤压头261、梯形滑块262、支撑弹簧263、锁紧杆264和固定头265，所述的锁紧螺杆25右端安装有挤压头261，挤压头261与梯形滑块262接触，梯形滑块262通过滑动配合的方式安装在上夹板23内，梯形滑块262右端连接有支撑弹簧263，梯形滑块262斜面上通过斜面配合的方式连接有锁紧杆264，锁紧杆264上安装有固定头265，具体工作时，锁紧螺杆25在二号带轮作用下向右螺旋进给时，首先会与挤压头261接触，继续进给时，锁紧螺杆25会迫使挤压头261挤压梯形滑块262向右滑动，此时支撑弹簧263处于压缩状态，梯形滑块262向右滑动时会迫使与梯形滑块262斜面配合的锁紧杆264向下运动，当安装在锁紧杆264上的固定头265与镀锌钢板表面接触时，上下两个固定头265同时作用，以此来实现对镀锌钢板稳定夹持限位的目的，有利于提高镀锌钢板焊接时的稳定性。
所述的驱动单元27包括电机支板271、驱动电机272、一号带轮273、二号带轮274和皮带275，所述的活动板22左侧端面中部安装有电机支板271，电机支板271上通过电机座安装有驱动电机272，驱动电机272的输出轴上通过花键安装有一号带轮273，一号带轮273上下两侧对称设置有二号带轮274，二号带轮274分别安装在位于上夹板23和下夹板24上的锁紧螺杆25左端面上，二号带轮274与一号带轮273之间通过皮带275连接，具体工作时，电机支板271起到对驱动电机272支撑的作用，通过驱动电机272带动一号带轮273转动，在带传动原理作用下可以带动上下两个二号带轮274同时同向转动，二号带轮274与锁紧螺杆25连接，以此来实现通过驱动电机272转动同时为上下两个锁紧螺杆25提供驱动力的目的，有利于实现锁紧螺杆25向右进给时上下是同步的，进而可以增加对镀锌钢板的锁紧效果，提高镀锌钢板在焊接是的稳定性表面平整性。
所述的收紧拼接单元28包括收紧电机281、绕线轮282、钢丝绳283、铰接球284和弹簧杆285，所述的工作台21中部通过电机座安装有收紧电机281，收紧电机281的输出轴上通过花键安装有绕线轮282，绕线轮282上沿其周向均匀缠绕有钢丝绳283，钢丝绳283另一端通过铰接球284与弹簧杆285连接，弹簧杆285另一端通过铰接的方式与位于矩形槽内四个拐角处的活动板22连接，具体工作时，当镀锌钢板被稳定夹持锁定需要拼接时，通过收紧电机281带动绕线轮282转动可以将缠绕在绕线轮282上的钢丝绳283进行收缩，钢丝绳283收缩时会拉动弹簧杆285同时向内运动，铰接球284起到连接钢丝绳283与弹簧杆285的作用，弹簧杆285会拉动四块活动板同时向工作台21中央运动，当活动板22上的镀锌钢板接触拼接在一起时，收紧电机281停止转动，以此来实现将四块镀锌钢板快速拼接在一起的目的，有利于提高镀锌钢板的拼接效率。
所述的移动焊接机构3包括支撑板31、电动推杆32、限位板33、气缸34，焊接顶板35、T型滑轨36、T型块37、焊接座38、激光焊枪39和移动调节单元30，所述的工作台21中部左右对称安装有支撑板31，支撑板31截面呈L型结构，支撑板31上安装有电动推杆32，电动推杆32的活动端上安装有限位板33，支撑板31上端面中部开设有圆孔，圆孔内通过气缸座安装有气缸34，气缸34的活动端上通过法兰与焊接顶板35连接，焊接顶板35下端面上安装有T型滑轨36，T型滑轨36内通过滑动配合的方式安装有T型块37，T型块37下端面上连接有焊接座38，焊接座38下端面中部安装有激光焊枪39，焊接座38中部通过螺纹配合的方式安装有移动调节单元30，具体工作时，镀锌钢板被稳定夹持且拼接在一起后，支撑板31起到对焊接顶板35支撑的作用，通过电动推杆32推动限位板33运动至与拼接在一起后的活动板22接触时，可以实现对拼接后的活动板支撑限位的目的，有利于防止活动板22在镀锌钢板焊接时发生滑动，进而提高镀锌钢板焊接时的稳定性，气缸34起到对焊接顶板35支撑的作用，同时可以对焊接顶板35的高度进行随时调节，有利于激光焊枪39可以保持与镀锌钢板的焊接距离，增加焊接效率，移动调节单元30可以带动焊接座38在T型滑轨36内左右稳定的滑动，T型块37起到连接焊接座38与T型滑轨36的作用，焊接座38从左往右平稳运动时，激光焊枪39可以将拼接在一起的镀锌钢板焊接在一起，同时焊接座38的运动不会发生偏移，有利于提高焊缝的平直与美观度，焊接顶板35处于工作台21的中部正上方，可以保证拼接焊缝与激光焊枪的激光束处于同一竖直平面，有利于提高镀锌钢板焊缝的焊接精度和焊接质量。
所述的移动调节单元30包括调节丝杠301、限位螺母302、调节电机303和L型板304，所述的焊接座38中部通过螺纹配合的方式安装有调节丝杠301，调节丝杠301左端设置有限位螺母302，调节丝杠301右端与调节电机303的输出轴连接，调节电机303通过电机座安装在L型板304上，L型板304安装在T型滑轨36下端面右侧，具体工作时，L型板304起到对调节电机303支撑的作用，通过调节电机303带动调节丝杠301转动，在螺纹传动原理作用下可以使焊接座38平稳的移动，限位螺母302启起到对焊接座38限位的作用，通过调节丝杠301转动来实现使焊接座38平稳运动的目的，有利于提高激光焊枪39焊接的稳定性和进给稳定性，有利于提高焊接质量。
本领域技术人员应该理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不予赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具，包括底板(1)、夹持拼接机构(2)和移动焊接机构(3)，其特征在于：所述的底板(1)上端面中部设置有夹持拼接机构(2)，夹持拼接机构(2)中部上方设置有移动焊接机构(3)；其中：
所述的夹持拼接机构(2)包括工作台(21)、活动板(22)、上夹板(23)、下夹板(24)、锁紧螺杆(25)、锁紧固定单元(26)、驱动单元(27)和收紧拼接单元(28)，所述的底板(1)上端面中部安装有工作台(21)，工作台(21)上端面开设有矩形槽，矩形槽四个拐角处通过滑动配合的方式均设置有活动板(22)，每个活动板(22)上端均安装有上夹板(23)，上夹板(23)下方设置有下夹板(24)，上夹板(23)和下夹板(24)中部通过螺纹配合的方式均安装有锁紧螺杆(25)，锁紧螺杆(25)右端与锁紧固定单元(26)连接，锁紧螺杆(25)左端与驱动单元(27)连接，所述的工作台(21)中部设置有收紧拼接单元(28)，收紧拼接单元(28)通过铰接的方式与活动板(22)连接；
所述的移动焊接机构(3)包括支撑板(31)、电动推杆(32)、限位板(33)、气缸(34)，焊接顶板(35)、T型滑轨(36)、T型块(37)、焊接座(38)、激光焊枪(39)和移动调节单元(30)，所述的工作台(21)中部左右对称安装有支撑板(31)，支撑板(31)截面呈L型结构，支撑板(31)上安装有电动推杆(32)，电动推杆(32)的活动端上安装有限位板(33)，支撑板(31)上端面中部开设有圆孔，圆孔内通过气缸座安装有气缸(34)，气缸(34)的活动端上通过法兰与焊接顶板(35)连接，焊接顶板(35)下端面上安装有T型滑轨(36)，T型滑轨(36)内通过滑动配合的方式安装有T型块(37)，T型块(37)下端面上连接有焊接座(38)，焊接座(38)下端面中部安装有激光焊枪(39)，焊接座(38)中部通过螺纹配合的方式安装有移动调节单元(30)。
2.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具，其特征在于：所述的锁紧固定单元(26)包括挤压头(261)、梯形滑块(262)、支撑弹簧(263)、锁紧杆(264)和固定头(265)，所述的锁紧螺杆(25)右端安装有挤压头(261)，挤压头(261)与梯形滑块(262)接触，梯形滑块(262)通过滑动配合的方式安装在上夹板(23)内，梯形滑块(262)右端连接有支撑弹簧(263)，梯形滑块(262)斜面上通过斜面配合的方式连接有锁紧杆(264)，锁紧杆(264)上安装有固定头(265)。
3.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具，其特征在于：所述的驱动单元(27)包括电机支板(271)、驱动电机(272)、一号带轮(273)、二号带轮(274)和皮带(275)，所述的活动板(22)左侧端面中部安装有电机支板(271)，电机支板(271)上通过电机座安装有驱动电机(272)，驱动电机(272)的输出轴上通过花键安装有一号带轮(273)，一号带轮(273)上下两侧对称设置有二号带轮(274)，二号带轮(274)分别安装在位于上夹板(23)和下夹板(24)上的锁紧螺杆(25)左端面上，二号带轮(274)与一号带轮(273)之间通过皮带(275)连接。
4.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具，其特征在于：所述的收紧拼接单元(28)包括收紧电机(281)、绕线轮(282)、钢丝绳(283)、铰接球(284)和弹簧杆(285)，所述的工作台(21)中部通过电机座安装有收紧电机(281)，收紧电机(281)的输出轴上通过花键安装有绕线轮(282)，绕线轮(282)上沿其周向均匀缠绕有钢丝绳(283)，钢丝绳(283)另一端通过铰接球(284)与弹簧杆(285)连接，弹簧杆(285)另一端通过铰接的方式与位于矩形槽内四个拐角处的活动板(22)连接。
5.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具，其特征在于：所述的移动调节单元(30)包括调节丝杠(301)、限位螺母(302)、调节电机(303)和L型板(304)，所述的焊接座(38)中部通过螺纹配合的方式安装有调节丝杠(301)，调节丝杠(301)左端设置有限位螺母(302)，调节丝杠(301)右端与调节电机(303)的输出轴连接，调节电机(303)通过电机座安装在L型板(304)上，L型板(304)安装在T型滑轨(36)下端面右侧。
6.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板激光焊接拼接加工工装夹具，其特征在于：所述的每块活动板(22)下端面与工作台(21)之间皆均匀设置有多个滑动滚珠。
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