CN113146133A - 一种水平旋转式激光焊接辅助夹紧装置 - Google Patents
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Abstract
一种水平旋转式激光焊接辅助夹紧装置，包括外框体，所述外框体的内部底部设有导轨，所述导轨滑动连接翻转机构，所述翻转机构的顶端连接贮油筒固定架，所述翻转机构用以带动贮油筒固定架水平转动，所述贮油筒固定架用以固定贮油筒；所述外框体的内部顶部设有压紧机构；所述外框体的内壁安装有位于同一中线的第一间距测量装置、第二间距测量装置；本发明将需要焊接的贮油筒零件水平放置，可满足较长的贮油筒旋转自动焊接的需要，有效的避免了尺寸较长的贮油筒在旋转过程中的产生的抖动现象，降低焊接过程中产生的误差；在顶紧装置的作用后可以达到上下两部分同步旋转的效果，保证了焊接中焊接点位的统一。
Description
技术领域
本发明属于汽车减振器零件加工技术领域，特别涉及一种水平旋转式激光焊接辅助夹紧装置。
背景技术
激光焊接中以高能量密度的激光束作为热源，作为一种高效精密的焊接方法，基于激光焊接的能量集中，受热区较小，不易使得零件发生热变形等优点，使得激光焊接越来越多的应用于一些对精度要求较高的汽车零部件的焊接，其中也成为了焊接汽车减振器零件生产中的重要方法，因为激光焊接过程中需要对所进行焊接部件的区域进行标点定位，所以对于复杂零件部位的焊接，需要借助一些辅助的工装夹具才可以更好的完成焊接定位过程；
现在大多数的焊接辅助装置都对应于相应的产品，因为在焊接减振器贮油筒过程中会因为夹具不紧，或者两边转速有差异，造成焊接过程中焊接的不均匀使得产品焊接质量不合格或者报废；
还有部分夹紧装置是采用竖直方向转动的方式，但在竖直方向上重力影响会造成焊接不均匀或者两部分零件焊接部位发生偏差，尤其对于较长的贮油筒，这种抖动偏差就更为明显。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种水平旋转式激光焊接辅助夹紧装置，具体技术方案如下：
一种水平旋转式激光焊接辅助夹紧装置，包括外框体，所述外框体的内部底部设有导轨，所述导轨滑动连接翻转机构，所述翻转机构的顶端连接贮油筒固定架，所述翻转机构用以带动贮油筒固定架水平转动，所述贮油筒固定架用以固定贮油筒；
所述外框体的内部顶部设有压紧机构，所述压紧机构用以将电磁阀筒垂直压接在贮油筒上；所述压紧机构的底端与翻转机构同步转动，所述压紧机构的中线与翻转机构的转轴线重合；
所述外框体的内壁安装有位于同一中线的第一间距测量装置、第二间距测量装置，所述第一间距测量装置、第二间距测量装置的所处中线为基准线，所述第一间距测量装置用以测量压紧机构的中线与基准线之间的距离，所述第二间距测量装置用以测量翻转机构的转轴线与基准线之间的距离。
进一步的，所述贮油筒固定架包括固定板、支撑座以及定位柱，所述定位柱装配连接翻转机构，所述定位柱滑动安装于固定板的底面，所述定位柱与固定板之间通过螺柱锁紧定位，所述固定板的表面垂直设有多个支撑座，所述支撑座为弧面结构，各个支撑座共同从底部水平托起贮油筒。
进一步的，所述压紧机构包括预定位组件、传动杆以及锁紧组件，所述锁紧组件安装于外框体的顶面，所述锁紧组件安装于外框体的顶面，所述锁紧组件的底端抵触配合传动杆，所述传动杆的底端转动连接预定位组件，所述预定位组件用以对电磁阀筒进行预定位，所述锁紧组件用以压紧预定位组件。
进一步的，所述预定位组件包括顶紧柱、第二压头，所述顶紧柱的顶端转动连接传动杆，所述顶紧柱的底端滑动嵌入于第二压头内，所述第二压头的内部设有第二弹簧，所述第二弹簧置于顶紧柱的底端，所述顶紧柱的外壁设有第二压环，所述第二压环用以抵触第二压头，第二压头的最低高度大于电磁阀筒的高度。
进一步的，所述锁紧组件包括龙门支架、推进杆，所述龙门支架安装于外框体的表面，所述龙门支架的顶端螺纹贯穿推进杆，所述推进杆的底端设有锥形的第一压头，所述第一压头用以向下抵触压紧传动杆。
进一步的，所述龙门架的内壁开设有供传动杆竖向滑动贯穿的矩形孔，所述传动杆为长方体状，所述龙门架的内壁开设有滑槽，所述滑槽的内部安装有第一弹簧，所述传动杆的外壁顶端设有第一压环，所述第一压环设于第一弹簧的顶端，所述第一弹簧用以顶起传动杆和预定位组件，所述传动杆的底端通过T型结构转动连接顶紧柱。
进一步的，所述翻转机构包括步进电机和减速器，所述步进电机滑动安装于导轨上，所述步进电机的输出端连接减速器，所述减速器竖直设置，所述减速器的顶端安装有三爪卡盘，所述三爪卡盘夹持定位柱。
进一步的，所述外框体包括下安装板、焊接台支柱以及上安装板，所述下安装板的表面四角处垂直设有焊接台支柱，所述焊接台支柱的顶端固定连接上安装板，所述翻转机构、导轨安装于下安装板上，所述龙门支架安装于上安装板的表面。
本发明的有益效果是：
1、将需要焊接的贮油筒零件水平放置，可满足较长的贮油筒旋转自动焊接的需要，有效的避免了尺寸较长的贮油筒在旋转过程中的产生的抖动现象，降低焊接过程中产生的误差；
2、在顶紧装置的作用后可以达到上下两部分同步旋转的效果，保证了焊接中焊接点位的统一。
附图说明
图1示出了本发明的水平旋转式激光焊接辅助夹紧装置的结构示意图；
图2示出了本发明的贮油筒固定架结构示意图；
图3示出了本发明的焊接状态俯视截面结构示意图；
图4示出了本发明的辅助夹紧装置未焊接状态结构示意图；
图5示出了本发明的锁紧装置结构示意图；
图6示出了本发明的电磁阀筒预定位状态示意图；
图7示出了本发明的电磁阀筒锁紧状态示意图；
图中所示：1、推进杆；101、第一压头；2、龙门支架；201、滑槽； 202、第一弹簧；3、减振器贮油筒总成；4、贮油筒固定架；401、固定板；402、支撑座；403、定位柱；5、传动杆；501、第一压环；6、步进电机； 7、焊接台支柱；8、导轨；9、下安装板；10、翻转台架；11、减速器；12、顶紧柱；1201、第二压环；13、上安装板；14、三爪卡盘；15、电磁阀筒； 16、第二压头；1601、第二弹簧；17、第一间距测量装置；18、第二间距测量装置；19、焊枪。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，一种水平旋转式激光焊接辅助夹紧装置，包括外框体，所述外框体的内部底部设有导轨8，所述导轨8滑动连接翻转机构，所述翻转机构的顶端连接贮油筒固定架，所述翻转机构用以带动贮油筒固定架水平转动，所述贮油筒固定架用以固定贮油筒；
所述外框体的内部顶部设有压紧机构，所述压紧机构用以将电磁阀筒垂直压接在贮油筒上；所述压紧机构的底端与翻转机构同步转动，所述压紧机构的中线与翻转机构的转轴线重合；上下夹紧位置的装置处于同一线上，并且压紧力也作用于同一线上，可以确保焊接的位置固定，同时水平转动的方式能够消除竖向转动的抖动，从而极大的提高焊接精度，保证焊接中焊接点位的统一；
所述外框体的内壁安装有位于同一中线的第一间距测量装置17、第二间距测量装置18，所述第一间距测量装置17、第二间距测量装置18的所处中线为基准线，所述第一间距测量装置17用以测量压紧机构的中线与基准线之间的距离，所述第二间距测量装置18用以测量翻转机构的转轴线与基准线之间的距离；通过第一间距测量装置、第二间距测量装置能够对上下夹紧装置的位置进行检测，从而保证上下夹紧装置处于同一中线上，同时两个间距测量装置单独设置互不干扰；示例性的，两个间距测量装置采用光电间距传感器或红外测距传感器。
如图3所示，所述贮油筒固定架4包括固定板401、支撑座402以及定位柱403，所述定位柱403装配连接翻转机构，所述定位柱403滑动安装于固定板401的底面，所述定位柱403与固定板401之间通过螺柱锁紧定位，所述固定板401的表面垂直设有多个支撑座402，所述支撑座402为弧面结构，各个支撑座402共同从底部水平托起贮油筒；滑动安装的定位柱为固定板的支撑件，从而实现多点支撑定位，滑动安装的定位柱能够进一步提高焊接自由度，在电磁阀筒保持不动的前提下，使得固定板移动至电磁阀筒下方指定的焊接位置，从而满足不同焊接位置的定位需要；同时利用多个弧形的支撑座能够多点支撑贮油筒，支撑座与电磁阀筒间隔较大距离，不会影响电磁阀筒的正常焊接，在移动调节过程中，支撑座与贮油筒的相对位置不会发生变化，保证整个焊接过程的稳定性；
如图4所示，所述压紧机构包括预定位组件、传动杆5以及锁紧组件，所述锁紧组件安装于外框体的顶面，所述锁紧组件安装于外框体的顶面，所述锁紧组件的底端抵触配合传动杆5，所述传动杆5的底端转动连接预定位组件，所述预定位组件用以对电磁阀筒15进行预定位，所述锁紧组件用以压紧预定位组件；利用预定位组件能够对电磁阀筒进行预定位，这样在锁紧组件调整过程中，电磁阀筒与贮油筒的相对位置不会发生变化，以确保后续的精准锁死；传动杆一方面保证预定位组件能够跟随电磁阀筒转动，另一方面可将锁紧组件的下压力传递至预定位组件。
如图4所示，所述预定位组件包括顶紧柱12、第二压头16，所述顶紧柱12的顶端转动连接传动杆5，所述顶紧柱12的底端滑动嵌入于第二压头 16内，所述第二压头16的内部设有第二弹簧1601，所述第二弹簧1601置于顶紧柱12的底端，所述顶紧柱12的外壁设有第二压环1201，所述第二压环1201用以抵触第二压头16；第二压头16的最低高度大于电磁阀筒15 的高度，在预定位时，上提第二压头，第二压头压缩第二弹簧，然后将电磁阀筒安装在贮油筒上，再松开第二压头，第二弹簧即可驱动第二压头向下运动进而压紧贮油筒，实现预定位；但第二弹簧的存在留有浮动间隙，因此还需要后续的锁紧组件定位，以确保锁紧定位；第二压环用以将传动杆的压力传递至第二压头上。
如图2所示，所述锁紧组件包括龙门支架2、推进杆1，所述龙门支架 2安装于外框体的表面，所述龙门支架2的顶端螺纹贯穿推进杆1，所述推进杆1的底端设有锥形的第一压头101，所述第一压头101用以向下抵触压紧传动杆5；龙门架的安装方式为固定式或滑动式，螺旋下移的推进杆能够稳定下压传动杆，进而压紧锁紧组件；同时螺旋下移的推进杆具有自锁效果；锥形的第一压头可使得压力聚集。
如图4所示，所述龙门支架2的内壁开设有供传动杆5竖向滑动贯穿的矩形孔，所述传动杆5为长方体状；长方体的传动杆和矩形孔能够避免传动杆自转；
所述龙门支架2的内壁开设有滑槽201，所述滑槽201的内部安装有第一弹簧202，所述传动杆5的外壁顶端设有第一压环501，所述第一压环501 设于第一弹簧202的顶端，所述第一弹簧202用以顶起传动杆5和预定位组件，所述传动杆5的底端通过T型结构转动连接顶紧柱12；第一弹簧能够向上支撑第一压环，进而使得传动杆、预定位组件能够悬空设置；第一弹簧弹力、硬度均大于第二弹簧的硬度、弹力，旋动推进杆，会下压传动杆进而使得第一压环压缩第一弹簧，下移的传动杆会压紧预定位组件，使得预定位组件能够压死电磁阀筒；当推进杆旋出时，第一弹簧会带动传动杆、预定位组件向上运动复位。
如图1和图2所示，所述翻转机构包括步进电机6和减速器11，所述步进电机6滑动安装于导轨8上，所述步进电机6的输出端连接减速器11，所述减速器11竖直设置，所述减速器11的顶端安装有三爪卡盘14，所述三爪卡盘14夹持定位柱403；步进电机可沿着导轨滑动，使得三爪卡盘的中线能够与预定位组件的中线滑动；三爪卡盘能够对贮油筒固定架进行定位；步进电机6上安装有翻转台架10，翻转台架10用以改变步进电机6的转动方向。
如图2所示，所述外框体包括下安装板9、焊接台支柱7以及上安装板 13，所述下安装板9的表面四角处垂直设有焊接台支柱7，所述焊接台支柱 7的顶端固定连接上安装板13，所述翻转机构、导轨8安装于下安装板9 上，所述龙门支架2安装于上安装板13的表面。
本发明在实施时，
将减振器贮油筒总成3置于固定板401的支撑座402上，支撑座402 从多点均匀支撑减振器贮油筒总成3，然后将定位柱403插入到三爪卡盘 14内，三爪卡盘14对定位柱403进行锁紧定位，使得固定板401、减振器贮油筒总成3固定在翻转机构上；
然后根据电磁阀筒15的焊接位置调整翻转机构，先沿着导轨8移动步进电机6，进而移动翻转机构、贮油筒固定架4，使得定位柱403的中线与第二压头16的中线重合，第一间距测量装置17、第二间距测量装置18能够对定位柱403、第二压头16与基准线的间距进行测量，进而确保中线重合；调节完毕后锁紧步进电机6；然后横向滑动固定板401，固定板401与定位柱403相对滑动，使得第二压头16对准电磁阀筒的待焊接位置，如图 5所示；
如图7所示，开始对电磁阀筒15进行定位，上提第二压头16，顶紧柱 12相对压缩第二弹簧1601，然后将电磁阀筒15竖直置于减振器贮油筒总成3的表面，松开第二压头16，第二弹簧1601推动第二压头16下压电磁阀筒15，从而实现对于电磁阀筒进行预定位；
旋动推进杆1，推进杆1在向下运动的过程中会逐步下压传动杆5，第一压环501下压第一弹簧202，传动杆5推动顶紧柱12，顶紧柱12向下运动时会压缩第二弹簧1601，直至第二压环1201抵触第二压头16，推进杆1 的下压力传递至传动杆5、顶紧柱12，第二压环1201的下压力传递至第二压头16，第二压头16压紧电磁阀筒15；
减振器贮油筒总成3、电磁阀筒15垂直固定为一体后，步进电机6带动减速器11转动，最终带动整个贮油筒固定架4水平转动，减振器贮油筒总成3、电磁阀筒15同步转动，电磁阀筒15带动预压紧机构同步转动，顶紧柱12与传动杆5相对转动，打开激光焊接装置，焊枪19对转动状态的电磁阀筒15、减振器贮油筒总成3连接处进行周向自动焊接；
当焊接区域旋转够一圈后，焊接完成；反向旋动推进杆1，第一弹簧 202上顶传动杆5，使得传动杆5上提复位，再上提第二压头16，卸下工件，工作结束。
本发明装置有效的避免了尺寸较长的贮油筒在旋转过程中的产生的抖动现象，有效的减小了在焊接过程中产生的误差，将需要焊接的贮油筒零件水平放置，有效的消除了因为在竖直方向上重力影响而造成焊接不均匀或者两部分零件焊接部位发生偏差的结果，这种设计在顶紧装置的作用后可以达到上下两部分同步旋转的效果，保证了焊接中焊接点位的统一。顶紧装置采用具有自锁效果的丝杆，旋钮装置的使用，方便了焊接人员操作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种水平旋转式激光焊接辅助夹紧装置，其特征在于：包括外框体，所述外框体的内部底部设有导轨(8)，所述导轨(8)滑动连接翻转机构，所述翻转机构的顶端连接贮油筒固定架，所述翻转机构用以带动贮油筒固定架水平转动，所述贮油筒固定架用以固定贮油筒；
所述外框体的内部顶部设有压紧机构，所述压紧机构用以将电磁阀筒垂直压接在贮油筒上；所述压紧机构的底端与翻转机构同步转动，所述压紧机构的中线与翻转机构的转轴线重合；
所述外框体的内壁安装有位于同一中线的第一间距测量装置(17)、第二间距测量装置(18)，所述第一间距测量装置(17)、第二间距测量装置(18)的所处中线为基准线，所述第一间距测量装置(17)用以测量压紧机构的中线与基准线之间的距离，所述第二间距测量装置(18)用以测量翻转机构的转轴线与基准线之间的距离。
2.根据权利要求1所述的一种水平旋转式激光焊接辅助夹紧装置，其特征在于：所述贮油筒固定架(4)包括固定板(401)、支撑座(402)以及定位柱(403)，所述定位柱(403)装配连接翻转机构，所述定位柱(403)滑动安装于固定板(401)的底面，所述定位柱(403)与固定板(401)之间通过螺柱锁紧定位，所述固定板(401)的表面垂直设有多个支撑座(402)，所述支撑座(402)为弧面结构，各个支撑座(402)共同从底部水平托起贮油筒。
3.根据权利要求1所述的一种水平旋转式激光焊接辅助夹紧装置，其特征在于：所述压紧机构包括预定位组件、传动杆(5)以及锁紧组件，所述锁紧组件安装于外框体的顶面，所述锁紧组件安装于外框体的顶面，所述锁紧组件的底端抵触配合传动杆(5)，所述传动杆(5)的底端转动连接预定位组件，所述预定位组件用以对电磁阀筒(15)进行预定位，所述锁紧组件用以压紧预定位组件。
4.根据权利要求3所述的一种水平旋转式激光焊接辅助夹紧装置，其特征在于：所述预定位组件包括顶紧柱(12)、第二压头(16)，所述顶紧柱(12)的顶端转动连接传动杆(5)，所述顶紧柱(12)的底端滑动嵌入于第二压头(16)内，所述第二压头(16)的内部设有第二弹簧(1601)，所述第二弹簧(1601)置于顶紧柱(12)的底端，所述顶紧柱(12)的外壁设有第二压环(1201)，所述第二压环(1201)用以抵触第二压头(16)，第二压头(16)的最低高度大于电磁阀筒(15)的高度。
5.根据权利要求4所述的一种水平旋转式激光焊接辅助夹紧装置，其特征在于：所述锁紧组件包括龙门支架(2)、推进杆(1)，所述龙门支架(2)安装于外框体的表面，所述龙门支架(2)的顶端螺纹贯穿推进杆(1)，所述推进杆(1)的底端设有锥形的第一压头(101)，所述第一压头(101)用以向下抵触压紧传动杆(5)。
6.根据权利要求5所述的一种水平旋转式激光焊接辅助夹紧装置，其特征在于：所述龙门支架(2)的内壁开设有供传动杆(5)竖向滑动贯穿的矩形孔，所述传动杆(5)为长方体状，所述龙门支架(2)的内壁开设有滑槽(201)，所述滑槽(201)的内部安装有第一弹簧(202)，所述传动杆(5)的外壁顶端设有第一压环(501)，所述第一压环(501)设于第一弹簧(202)的顶端，所述第一弹簧(202)用以顶起传动杆(5)和预定位组件，所述传动杆(5)的底端通过T型结构转动连接顶紧柱(12)。
7.根据权利要求1所述的一种水平旋转式激光焊接辅助夹紧装置，其特征在于：所述翻转机构包括步进电机(6)和减速器(11)，所述步进电机(6)滑动安装于导轨(8)上，所述步进电机(6)的输出端连接减速器(11)，所述减速器(11)竖直设置，所述减速器(11)的顶端安装有三爪卡盘(14)。
8.根据权利要求5所述的一种水平旋转式激光焊接辅助夹紧装置，其特征在于：所述外框体包括下安装板(9)、焊接台支柱(7)以及上安装板(13)，所述下安装板(9)的表面四角处垂直设有焊接台支柱(7)，所述焊接台支柱(7)的顶端固定连接上安装板(13)，所述翻转机构、导轨(8)安装于下安装板(9)上，所述龙门支架(2)安装于上安装板(13)的表面。
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| CN116214242B (zh) * | 2023-05-09 | 2023-06-30 | 长沙市速工科技有限责任公司 | 翻转变位装置、翻转变位方法及加工设备 |
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