CN113798767B - 一种直缝激光焊接定位夹具及直缝焊接设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种直缝激光焊接定位夹具及直缝焊接设备。其中，一种直缝激光焊接定位夹具包括：安装板、定位组件以及压紧组件，定位组件包括长条形的内衬、弹性顶持件以及对中基准板；内衬的支撑面沿长度方向设置有间隙，弹性顶持件设置在间隙中并与间隙的相对两侧壁抵顶；对中基准板设置在间隙中并与弹性顶持件滑动连接；压紧组件包括压块和驱动装置，压块连接在驱动装置的驱动端上；定位组件位于安装板的下方并与安装板连接，压紧组件位于安装板的上方并与安装板连接。解决了直缝激光焊接定位夹具对中调节困难，对中定位精度及组对精度难以控制，自动化程度不足、重复性劳动多，通用性低的问题。

Description

一种直缝激光焊接定位夹具及直缝焊接设备

技术领域

本申请涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种应用于极薄壁圆筒的直缝激光焊接定位夹具及直缝焊接设备。

背景技术

激光焊是指以高能量密度的激光作为热源，熔化金属后，形成焊接接头的焊接方法。

由于极薄壁圆筒激光焊接对待焊试件的组对精度要求较高，焊接间隙量要均匀一致，因此对工件的装夹定位及组对精度控制要求严格；现有的激光焊接夹具中的对中基准板是脱离内衬独立安装于机座上的，缺乏与内衬的定位关联，对中调节困难，工件的对中定位精度及组对精度难以控制，重复性劳动多，通用性低。

所以上述的技术问题还需进一步解决。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种应用于极薄壁圆筒的直缝激光焊接定位夹具及直缝焊接设备，以解决直缝激光焊接定位夹具对中调节困难，对中定位精度及组对精度难以控制，重复性劳动多，通用性低的问题。

本申请提供一种直缝激光焊接定位夹具，包括：

安装板，所述安装板中部具有缺失区域，所述安装板用于与直缝焊接设备连接；

定位组件，所述定位组件包括长条形的内衬、弹性顶持件以及对中基准板；所述内衬一侧面为支撑面用于支撑待焊接件，所述内衬的支撑面沿长度方向设置有间隙，所述弹性顶持件设置在所述间隙中并与所述间隙的相对两侧壁抵顶；所述对中基准板设置在所述间隙中并与所述弹性顶持件滑动连接；

压紧组件，包括压块和驱动装置，所述压块连接在驱动装置的驱动端上；

其中，所述定位组件位于所述安装板的下方并与所述安装板连接，所述支撑面于所述缺失区域显露，所述压紧组件位于所述安装板的上方并与所述安装板连接，所述驱动装置驱动所述压块往复的穿过所述缺失区域靠近或远离所述支撑面，使得所述压块压在所述待焊接件的焊口附近将所述待焊接件压在所述支撑面，或解除对所述待焊接件的压持。

优选地，所述内衬包括内衬基准轴和对中限位块，所述内衬基准轴的第一侧面形成有台阶，所述对中限位块连接在所述内衬基准轴的台阶处，二者连接后于所述内衬基准轴的第一侧面处共同形成所述支撑面，并于二者的连接处形成所述间隙；

其中，所述内衬基准轴与所述对中限位块为可拆卸连接。

优选地，所述弹性顶持件两端分别与所述内衬基准轴和所述对中限位块抵顶，螺栓依次穿过所述对中限位块、所述弹性顶持件、所述内衬基准轴将所述弹性顶持件限位在所述间隙中。

优选地，形成所述间隙的所述内衬基准轴的侧壁与所述对中限位块的侧壁相对的设置凹槽以形成通道，所述内衬基准轴的第二侧面相邻第一侧面或背离第一侧面，所述内衬基准轴的第二侧面设置有通气接口，所述通气接口与所述通道连通。

优选地，所述对中基准板上设置有若干斜孔，所述弹性顶持件的数量与所述斜孔数量相同，若干所述斜孔与若干所述弹性顶持件一一对应的相配合，所述对中基准板以斜孔相对所述弹性顶持件的滑动，使得所述对中基准板在所述间隙中往复的移动；

其中，所述对中基准板为长条形状，所述对中基准板的第一端设置有长条孔，所述对中基准板通过定位销穿过所述长条孔与所述内衬基准轴和对中限位块活动连接，所述对中基准板的第二端用于手持进行手动的移动；

或，所述对中基准板为弯折形状，所述对中基准板的第一端设置有长条孔，所述对中基准板通过定位销穿过所述长条孔与所述内衬基准轴和对中限位块活动连接，所述对中基准板的第二端用于连接驱动缸进行自动的移动。

优选地，所述内衬的长度方向的第一端连接有内衬板，所述内衬的与第一端相背的第二端连接有内衬背板，所述内衬板与所述安装板的第一端可拆卸连接，所述内衬背板与所述安装板的与第一端相背的第二端可拆卸连接。

优选地，所述驱动装置包括第一驱动装置和第二驱动装置，所述压块包括以所述对中基准板为中间对称面相对设置的第一压块和第二压块，所述第一压块与所述第一驱动装置连接并搭接在所述安装板上，所述第二压块与所述第二驱动装置连接；

所述第一驱动装置包括横板、第一转接板、第一连杆、第一驱动缸；

所述横板的第一侧面与所述第一压块连接，所述横板第二侧面与所述第一转接板滑动连接，所述第一转接板与所述安装板连接，所述第一转接板设置有第一通孔区，所述第一连杆的第一端穿过所述第一通孔区与所述横板铰接，所述第一连杆的第二端与所述第一驱动缸的驱动端铰接，所述第一驱动缸的缸体端与所述第一转接板连接；

所述第二驱动装置包括第二转接板、第二连杆、第二驱动缸；

所述第二转接板的第一侧面与所述第二压块滑动连接，所述第二转接板与所述安装板连接，所述第二转接板设置有第二通孔区，所述第二连杆的第一端穿过所述第二通孔区与所述第二压块铰接，所述第二连杆的第二端与所述第二驱动缸的驱动端铰接，所述第二驱动缸的缸体端与所述第二转接板连接。

优选地，所述第一转接板竖直的连接在所述安装板上，所述第一压块的第一侧面为倾斜面，所述第一压块的第二侧面为竖直面并与所述横板的第一侧面连接，所述横板相对于所述第一转接板沿竖直方向滑动，使得第一压块沿竖直方向往复的穿过所述缺失区域靠近或远离所述支撑面；

所述第二转接板倾斜的连接在所述安装板上，所述第二压块的第一侧面为倾斜面，所述第二压块的第二侧面为倾斜面，所述第二压块相对于所述第二转接板沿倾斜方向滑动，使得第二压块沿倾斜方向往复的穿过所述缺失区域靠近或远离所述支撑面。

优选地，所述第一驱动装置还包括两个第一驱动缸连接板和第一限位块，所述第一驱动缸连接板设置在所述第一转接板的第二侧面并与所述第一转接板连接，两个所述第一驱动缸连接板之间设置所述第一连杆，两个所述第一驱动缸连接板与所述第一驱动缸的驱动端连接，所述第一驱动缸的与所述驱动端相背的一端设置有驱动缸固定板，所述驱动缸固定板将所述第一驱动缸的第二端固定，所述第一限位块设置在所述第一转接板与所述横板之间；

所述第二驱动装置还包括第二限位块和两个第二驱动缸连接板，所述第二驱动缸连接板设置在所述第二转接板的第二侧面并与所述第二转接板连接，两个所述第二驱动缸连接板之间设置所述第二连杆，两个所述第二驱动缸连接板与所述第二驱动缸的驱动端连接，所述第二限位块设置在所述第二转接板与所述第二压块之间。

本申请第二方面提供一种直缝焊接设备，包括直缝激光焊接定位夹具。

相较于现有技术，本申请中内衬的间隙中设置对中基准板，对中基准板与内衬存在定位关联，其定位准确，定位精度高，可实现圆筒高效、高精度对中定位；

弹性顶持件的大小可以改变间隙的大小，可实现不同厚度圆筒焊缝宽度和焊缝余高尺寸的高精度控制，通用性高，减少重复性劳动；弹性顶持件与对中基准板滑动连接，可以通过调节对中基准板的尺寸实现不锈钢圆筒组对错边量及焊接间隙尺寸高精度控制，可有效提升圆筒组对可靠性和焊接质量；

驱动装置在驱动缸的作用下可以驱动压块靠近或远离内衬的支撑面，将待焊接件压紧或松开，压块对焊缝施加压力，压力根据待焊接件的板厚进行调整，以满足不同厚度及长度的焊接要求。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1示意性地示出了一种直缝激光焊接定位夹具的第一视角结构示意图；

图2示意性地示出了一种直缝激光焊接定位夹具的第二视角结构示意图；

图3示意性地示出了内衬与对中基准板连接的结构示意图；

图4示意性地示出了内衬基准轴的结构示意图；

图5示意性地示出了对中限位块的结构示意图；

图6示意性地示出了安装板的结构示意图；

图7示意性地示出了内衬的结构示意图；

图8示意性地示出了内衬基准轴与对中基准板连接的结构示意图；

图9示意性地示出了对中限位块与对中基准板连接的结构示意图；

图10示意性地示出了安装板与定位组件连接的第一视角的结构示意图；

图11示意性地示出了安装板与定位组件连接的第二视角的结构示意图；

图12示意性地示出了长条形的对中基准板的结构示意图；

图13示意性地示出了定位组件的第一视角的结构示意图；

图14示意性地示出了定位组件的第二视角的结构示意图；

图15示意性地示出了安装板与压紧组件的第一视角的结构示意图；

图16示意性地示出了安装板与压紧组件的第二视角的结构示意图；

图17示意性地示出了驱动装置的结构示意图；

图18示意性地示出了压紧组件的结构示意图；

图19示意性地示出了直缝焊接设备的结构示意图；

附图标号说明：

安装板1；定位组件2，内衬21，内衬基准轴211，对中限位块212，间隙213，弹性顶持件22，对中基准板23，斜孔231，长条孔232，内衬板24，内衬背板25，通道26，通气接口27；

压紧组件3，压块31，第一压块311，第一压紧块3111，第一压板3112，第二压块312，第二压紧块3121，第二压板3122，驱动装置32，第一驱动装置321，横板3211，第一转接板3212，第一连杆3213，第一驱动缸3214，第一滑块3215，第二滑块3216，第一驱动缸连接板3217，第一限位块3218，驱动缸固定板3219，第二驱动装置322，第二转接板3221，第二连杆3222，第二驱动缸3223，第三滑块3224，第四滑块3225，第二驱动缸连接板3226，第二限位块3227；

连接板4；定位块5；定位销6。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种直缝激光焊接定位夹具，如图1至图11、图18所示，包括：安装板1、定位组件2和压紧组件3，所述安装板1的中部具有缺失区域，所述安装板1用于与直缝焊接设备连接；

所述定位组件2包括长条形的内衬21、弹性顶持件22以及对中基准板23；所述内衬21长度方向的一端与所述安装板1连接，所述内衬21一侧面为支撑面用于支撑待焊接件，所述内衬21的支撑面沿长度方向设置有间隙，所述弹性顶持件22设置在所述间隙213中并与所述间隙213的相对两侧壁抵顶；所述对中基准板23设置在所述间隙213中并与所述弹性顶持件22滑动连接；

压紧组件3包括压块31和驱动装置32，所述压块31连接在驱动装置32的驱动端上；其中，所述定位组件2位于所述安装板1的下方并与所述安装板1连接，所述支撑面于所述缺失区域显露，所述压紧组件3位于所述安装板1的上方并与所述安装板1连接，所述驱动装置32驱动所述压块31往复的穿过所述缺失区域靠近或远离所述支撑面，使得所述压块31压在所述待焊接件的焊口附近将所述待焊接件压在所述支撑面，或解除对所述待焊接件的压持。

本申请实施例的技术方案中，安装板1的中部具有缺失区域，缺失区域用来放置压紧组件3，定位组件2和压紧组件3分别安装在安装板的两侧面，定位组件2由长条形的内衬21、弹性顶持件22和对中基准板23组成，内衬21中设置有间隙213，间隙213中设置弹性顶持件22，弹性顶持件22可以为垫圈等，定位组件2的内衬21于缺失区域显露；压紧组件3包括压块31和驱动装置32，驱动装置32的第一端与压块连接，驱动装置32驱动压块31穿过缺失区域压在待焊接件上。

操作人员控制对中基准板23上升到定位区域，将待焊接件的一个待焊接边靠上对中基准板23，驱动装置32驱动压块31向待焊接件的焊口附近下压，将待焊接件的两边固定，进行焊接，焊接完成后，驱动装置32驱动压块31松开待焊接件的两边，将焊接完成的产品取出。

对中基准板23设置在间隙213中，对中基准板23与弹性顶持件22配合，使得对中基准板23在间隙213中可以缩入或伸出，在对中基准板23相对弹性顶持件22滑动并伸出间隙213预设距离时，用于所述待焊接件的焊缝对中；可以通过改变弹性顶持件22的尺寸来调节内衬21的间隙213大小，以实现不同厚度圆筒焊缝宽度和焊缝余高尺寸的高精度控制；压紧组件3用于压紧待焊接件，压块31可分别对焊缝的两侧施加压力，压力可根据板厚进行调整，以满足不同厚度及长度的焊接要求；同时，压块31具备下压后向焊缝方向收缩的功能，可使待焊接件的焊口紧贴支撑面并在水平方向相互贴紧减少装配间隙，可降低对极薄壁圆筒组对精度要求，提高圆筒组对容错率；内衬21可通过增减标准垫板来调节压块31与内衬21之间的装夹间隙，以适应不同厚度圆筒的最优装夹压力需求。

本申请的定位夹具适用于多规格、大批量圆筒直缝激光自动焊接，上、下料及装夹次数较多，内衬21可采用高强度耐磨材料，以提高使用寿命。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图4、图5、图7所示，所述内衬21包括内衬基准轴211和对中限位块212，所述内衬基准轴211的第一侧面形成有台阶，所述对中限位块212连接在所述内衬基准轴211的台阶处，二者连接后于所述内衬基准轴211的第一侧面侧处共同形成所述支撑面，并于二者的连接处形成所述间隙213；其中，所述内衬基准轴211与所述对中限位块212为可拆卸连接。

本申请实施例的技术方案中，长条形内衬21由内衬基准轴211与对中限位块212组成，内衬基准轴211与对中限位块212可拆卸连接，可以通过螺栓穿过内衬基准轴211和对中限位块212进行可拆卸连接，可快速换接以实现不同直径圆筒的焊接需求并提高工装更换效率；内衬基准轴211的一侧面形成台阶，对中限位块212设置在内衬基准轴211的台阶处，内衬基准轴211与对中限位块212之间有间隙213，使得焊缝间隙量均匀一致，不会烧穿焊漏，根据不同板材的厚度，可以通过改变间隙213的大小来改变焊缝的间隙量，裁剪待焊接的板材时需要被剪裁的边达到一定的直线度，否则会造成焊缝间隙量不均匀。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图4、图5、图7所示，所述弹性顶持件22两端分别与所述内衬基准轴211和所述对中限位块212抵顶，螺栓依次穿过所述对中限位块212、所述弹性顶持件22、所述内衬基准轴211将所述弹性顶持件22限位在所述间隙213中。

本申请实施例的技术方案中，对中限位块212与内衬基准轴211之间可拆卸设置弹性顶持件22，通过螺栓穿过对中限位块212、弹性顶持件22与内衬基准轴211，使弹性顶持件22限位在间隙213中，并与内衬基准轴211和对中限位块212相对侧壁抵顶，可以通过改变弹性顶持件22的尺寸来改变间隙213的大小，根据不同板材的厚度，改变焊缝间隙量，实现不同厚度圆筒焊缝宽度和焊缝余高尺寸的高精度控制。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图4、图5所示，形成所述间隙的所述内衬基准轴211的侧壁与所述对中限位块212的侧壁相对的设置凹槽以形成通道26，所述内衬基准轴211的第二侧面相邻第一侧面或背离第一侧面，所述内衬基准轴211的第二侧面设置有通气接口27，所述通气接口27与所述通道26连通。

本申请实施例的技术方案中，内衬基准轴211与对中限位块212相对的两侧壁上均设置有凹槽，使得内衬基准轴211与对中限位块212之间的凹槽形成通道26,内衬基准轴211较低的一侧面设置有通气接口27，保护气从外部穿过通气接口27流通进通道26里，在通道26中流通到间隙213中，然后通到内衬21的上表面，保护焊缝，提高焊接质量。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图8、图9、图12所示，所述对中基准板23上设置有若干斜孔231，所述弹性顶持件22的数量与所述斜孔231数量相同，若干所述斜孔231与若干所述弹性顶持件22一一对应的相配合，使所述对中基准板23以斜孔相对所述弹性顶持件22的滑动，使得所述对中基准板23在所述间隙213中往复的移动；

其中，所述对中基准板23为长条形状，所述对中基准板23的第一端设置有长条孔232，所述对中基准板23通过定位销6穿过所述长条孔232与所述内衬基准轴211和对中限位块212活动连接，所述对中基准板212的第二端用于手持进行手动的移动；

或，所述对中基准板23为弯折形状，所述对中基准板23的第一端设置有长条孔232，所述对中基准板23通过定位销6穿过所述长条孔232与所述内衬基准轴211和对中限位块212活动连接，所述对中基准板23的第二端用于连接驱动缸进行自动的移动。

本申请实施例的技术方案中，对中基准板23上设置若干与弹性顶持件22相适配的斜孔231，弹性顶持件22于斜孔231中具有弹性形变，当对中基准板23在间隙213中往复的移动时，弹性顶持件22相对于斜孔231发生弹性形变，可以便捷的更换对中基准板23，通过调节对中基准板23的尺寸可实现不锈钢圆筒组对错边量及焊接间隙尺寸高精度控制，可有效提升圆筒组对可靠性和焊接质量；对中基准板23的第一端设置有竖向的长条孔231，定位销6先后穿过对中限位块212第一端的横向的长条孔、对中基准板23第一端的竖向的长条孔231、内衬基准轴211第一端的横向的长条孔，由于内衬基准轴211与对中限位块212利用螺栓紧固会有间隙余量，容易使上端面不平，设置定位销6，保证内衬基准轴211和对中限位块212的上平面在同一平面内，用定位销6找平，以免焊缝错位；对中基准板23具有手动、自动两种控制方式，当对中基准板23为长条形状时，手持对中基准板23的第二端进行手动移动，当对中基准板23为弯折形状时，对中基准板23的第二端的弯折部分连接驱动缸进行自动的移动，可实现圆筒高效、高精度装夹。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图10、图11、图13、图14所示，所述内衬21的长度方向的第一端连接有内衬板24，所述内衬的与第一端相背的第二端连接有内衬背板25，所述内衬板24与所述安装板1的第一端可拆卸连接，所述内衬背板25与所述安装板1的与第一端相背的第二端可拆卸连接。

本申请实施例的技术方案中，内衬21与内衬板24可拆卸连接，内衬板24与安装板1的第一端通过连接板4与安装板1的第一端可拆卸连接，连接板4与内衬板24通过定位块5可拆卸连接，内衬背板25与安装板的第二端1可拆卸连接；均设置可拆卸连接可以方便更换内衬21，发生故障时，方便拆卸，当待焊接件焊接完成时，将定位块5拆卸下来，使得内衬21的第一端与安装板的第一端1分离开，将焊接完成的产品；

其中，可拆卸连接可以为螺栓连接等，连接板4为一侧面形成有台阶的形状，内阶21的宽度与安装板1的厚度之和为外阶的宽度。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图1、图2、图15至图17所示，所述驱动装置32包括第一驱动装置321和第二驱动装置322，所述压块31包括以所述对中基准板23为中间对称面相对设置的第一压块311和第二压块312，所述第一压块311与所述第一驱动装置321连接并搭接在所述安装板1上，所述第二压块312的与所述第二驱动装置322连接；

所述第一驱动装置包括横板3211、第一转接板3212、第一连杆3213、第一驱动缸3214；所述横板3211的第一侧面与所述第一压块连接，所述横板3211第二侧面与所述第一转接板3212滑动连接，所述第一转接板3212与所述安装板1连接，所述第一转接板3212设置有第一通孔区，所述第一连杆3213一端穿过所述第一通孔区与所述横板3211铰接，所述第一连杆3213的第二端与所述第一驱动缸3214的驱动缸铰接，所述第一驱动缸3214的缸体与所述第一转接板3212连接；

所述第二驱动装置322包括第二转接板3221、第二连杆3222、第二驱动缸3223；所述第二转接板3221的第一侧面与所述第二压块滑动连接，所述第二转接板3221与所述安装板1连接，所述第二转接板3221设置有第二通孔区，所述第二连杆3222一端穿过所述第二通孔区与所述第二压块312铰接，所述第二连杆3222的第二端与所述第二驱动缸3223的驱动端铰接，所述第二驱动缸3223的缸体端与所述第二转接板3221连接。

现有技术中，两个压块31是水平设置的，只能沿竖直方向靠近或远离待焊接件的支撑面，而本申请中，两个压块31为相对倾斜设置呈“V型”的，使得压块31具备下压后向焊缝方向收缩的功能，可使待焊接件的焊口紧贴支撑面并在水平方向相互贴紧减少装配间隙，可降低对极薄壁圆筒组对精度要求，提高圆筒组对容错率；压块31可分别对焊缝的两侧施加压力，压力可根据板厚进行调整，以满足不同厚度及长度的焊接要求。

本申请实施例的技术方案中，驱动装置32包括第一驱动装置321和第二驱动装置322，压块31包括第一压块311和第二压块322；第一压块311由第一压紧块3111和第一压板3112组成，第一压紧块3111与第一压板3112连接，可以为螺栓连接等，第一压板3112上设置有放置空间，第一压紧块3111与第一压板3112的放置空间相适配，第二压块312由第二压紧块3121和第二压板3122组成，第二压紧块3121与第二压板3122连接，可以为螺栓连接等，第二压板3121上设置有放置空间，第二压紧块3121与第二压板3122的放置空间相适配，第一压板3112与第二压板3122分别对焊缝的两侧施加压力，防止工件移动、变形；

第一驱动装置221包括横板3211、第一转接板3212、第一连杆3213、第一驱动缸3214；横板3211为竖直的直板，第一转接板3212为第一侧面具有凸起和凹槽的竖直的直板；第一压块311的第一侧面为倾斜的，第一压块311的第二侧面为竖直的，第一压块311的第二端搭在安装板1上并与横板3211的第一端紧密连接，可以为焊接或螺栓连接等，横板3211设置方向与第一压块311第二端的方向一致，横板3211的第一侧面与第一转接板3212滑动连接，第一转接板与安装板1连接，第一连杆3213的第一端穿过第一转接板3212的第一通孔区与横板3211铰接，第一连杆3213的第二端与第一驱动缸3213的驱动端铰接，第一驱动缸3214与机体连接，脚踏开关，使得第一驱动缸3214驱动横板3211相对于第一转接板3212滑动带动第一压块311沿竖直向下方向运动靠近内衬21的支撑面，将待焊接件的第一端压紧或沿竖直向上运动远离内衬21的支撑面，将待焊接件的第一端松开，其中，运动方向与横板3211的运动方向一致。

第二驱动装置222包括第二转接板3221、第二连杆3222、第二驱动缸3223，第二转接板3221为第一侧面具有凸起和凹槽的倾斜的直板，第二压块312为倾斜设置，第二压块312与第二转接板3221滑动连接，第二转接板3221为倾斜设置并与安装板1连接，第二连杆3222的第一端穿过第二转接板3221的第二通孔区与第二压块312铰接，第二连杆3222的第二端与第二驱动缸3223铰接，第二驱动缸3223连接在机体上，脚踏开关，使得第二压块312驱动第二压块212相对于第二转接板3221滑动沿斜向下的方向靠近内衬21的支撑面，将待焊接件的第二端压紧，或沿斜向上的方向远离内衬21的支撑面，将待焊接件的第二端松开，其中，运动方向与第二压块312运动的方向一致。

压块31的数量与驱动缸的数量一致，一个压块需要一个驱动缸，第一驱动缸3214与第二驱动缸3223可以液缸、气缸等；第一压块311与第二压块312可分别对焊缝的两侧施加压力，压力可根据板厚进行调整，以满足不同厚度及长度的焊接要求；同时，第二压块312具备下压后向焊缝方向收缩功能，可使两开口下表面紧贴基准面并在水平方向相互贴紧减少装配间隙，可降低对极薄壁圆筒组对精度要求，提高圆筒组对容错率。

因为焊接较薄的工件（例0.15mm厚度）时，待焊接的两侧要尽量不留装配间隙，而操作工人手工组对难以达到不留装配间隙，所以第二压块312为倾斜运动，有一个向内收缩的趋势。

横板3211的第二侧面连接有第一滑块3215，所述第一转接板3212的第一侧面连接有第二滑块3216，所述第一滑块3215与所述第二滑块3216之间设置有第一滑动结构，所述第一滑块3215相对于所述第二滑块3216滑动；其中，所述第一滑动结构为设置在所述第一滑块3215与所述第二滑块3216相对侧面上的凸起和凹槽，所述凸起和所述凹槽相适配；所述第二转接板3221的第一侧面上设置有凸块，所述凸块与所述第二压块312连接，所述第二压块312靠近所述第二转接板3221的一侧面连接有第三滑块3224，所述第二转接板的第一侧面连接有第四滑块3225，所述第三滑块3224与所述第四滑块3225之间设置有第二滑动结构，使得所述第三滑块3224相对于所述第四滑块3225滑动；

其中，所述第二滑动结构为设置在所述第三滑块3224与所述第四滑块3225相对侧面上的凸起和凹槽，所述凸起和所述凹槽相适配。

本申请实施例的技术方案中，横板3211的第二侧面与第一滑块3215连接，可以为螺栓连接或焊接等，第一转接板3212的第一侧面与第二滑块3216连接，可以为螺栓连接或焊接等，第一滑块3215的一侧面形成有台阶，第二滑块3216与第一滑块3216相对的另一侧面形成有台阶，第一滑块3215的凸起与第二滑块3216的凹槽滑动连接，或第一滑块3215与第二滑块3216相对的两侧面，一侧面中间位置设置凹槽，另一侧面中间位置设置凸起，凹槽与凸起滑动连接，可以实现横板3211与第一转接板3212滑动，使得第一压块311可以往复的靠近或远离内衬21的支撑面。

第二转接板3221的第一侧面设置有凸块，凸块可以为一个或者多个，凸块与第二压块312连接，凸块可以通过弹性螺栓与第二压块312连接等等，第二压块312靠近第二转接板3221的第二侧面连接有第三滑块3224，可以为焊接或螺栓连接等，第二转接板的第一侧面连接有第四滑块3225，可以为焊接或螺栓连接等，第三滑块3224的一侧面形成有台阶，第四滑块3225与第三滑块3224相对的另一侧面形成有台阶，第三滑块3224的凸起与第四滑块3225的凹槽滑动连接，或第三滑块3224与第四滑块3225相对的两侧面，一侧面中间位置设置凹槽，另一侧面中间位置设置凸起，凹槽与凸起滑动连接，可以实现第二压块312与第二转接板3221，使得第二压块312可以往复的靠近或远离内衬21的支撑面。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图1、图2、图15至图17所示，所述第一驱动装置321还包括两个第一驱动缸连接板3217和第一限位块3218，所述第一驱动缸连接板3217设置在所述第一转接板3212的第二侧面并与所述第一转接板3212连接，两个所述第一驱动缸连接板3217之间设置所述第一连杆3213，两个所述第一驱动缸连接板3217与所述第一驱动缸3214的驱动端连接，所述第一驱动缸3214的与所述驱动端相背的一端设置有驱动缸固定板3219，将所述第一驱动缸3214的第二端固定，所述第一限位块3218设置在所述第一转接板3212与所述横板3211之间；

所述第二驱动装置322还包括第二限位块3227和两个第二驱动缸连接板3226，所述第二驱动缸连接板3226设置在所述第二转接板3221的第二侧面并与所述第二转接板3221连接，两个所述第二驱动缸连接板3226之间设置所述第二连杆3213，两个所述第二驱动缸连接板3226与所述第二驱动缸3223的驱动端连接，所述第二限位块3227设置在所述第二转接板3221与所述第二压块312之间。

本申请实施例的技术方案中，第一驱动装置321还包括第一驱动缸连接板3217和第一限位块3218，第一驱动缸3214外部设置保护筒保护第一驱动缸3214，第一驱动缸连接板与3217第一转接板3212和安装板1连接，第一驱动缸连接板与3217第一转接板3212垂直设置，第一转接板3212的两侧均设置有第一驱动缸连接板3217，两个第一驱动缸连接板3217将第一驱动缸3214的驱动端固定，第一驱动缸3214的与驱动端相背的一端设置有驱动缸固定板3219，将第一驱动缸的第二端固定，横板3211与第一转接板3212之间设置有第一限位块3218；

第二驱动装置322还包括第二驱动缸连接板3226和第二限位块3227，第二驱动缸3223外部设置保护筒保护第二驱动缸3223，第二驱动缸连接板3226与第二转接板3221和安装板1连接，第二驱动缸连接板3226与第二转接板3221贴合设置，第二转接板3221的两侧均设置有第二驱动缸连接板3226，两个第二驱动缸连接板3226将第二驱动缸3223固定，第二压块312与第二转接板3221之间设置有第二限位块3227；

第一驱动缸连接板3217与第二驱动缸连接板3226起到固定驱动缸位置的作用，驱动缸固定板3219起到固定驱动缸的作用；设置第一限位块3218与第二限位块3227，在第一压板3112与第二压板3122下压压紧时防止第一压紧块3111与第二压紧块3121过度压紧把板材压出印记，起到限制作用，当没有工件放入的时候也让第一压紧块3111与第二压紧块3121压紧时，第一压紧块3111与第二压紧块3121也不会与内衬21的上平面接触，其中，第一驱动缸连接板3217与第二驱动缸连接板3226可以为菱形板、梯形板等。

本申请第二方面提供一种直缝焊接设备，如图19所示，包括直缝激光焊接定位夹具、视觉监测系统、高精密直缝焊接导轨、激光焊接设备。

设置视觉监测系统，其摄像头安装在激光焊接头上，在焊接开始前，通过调整摄像头及十字对中线，使十字对中线与焊斑位置重合，观察焊枪及焊缝的相对位置，使焊枪对中，设置基准点，之后通过移动激光焊接头，可多次设置基准点，将偏离十字对中线的焊缝对中，实现焊接轨迹修正，确保待焊焊缝状态满足激光焊接需求，提高组对效率，降低焊接不良品率；并设置、修正焊接轨迹；轨迹预设、确认完毕后焊接头回位，启动自动焊接按钮，检查红光指示起始点，激光焊接枪从原点位置按照预设的焊接轨迹自动运行进行焊接；焊接完成后，激光焊接头自动回位后，夹具压块31松开，将定位块5拆卸下来，使得操作人员取出焊接好的产品，检查产品焊接状态。

通过视觉监测系统的显示屏观察并调整摄像头及十字对中线，使十字对中线与焊斑位置重合，观察焊枪及焊缝的相对位置，使焊枪对中，设置基准点，之后通过移动激光焊接头，可多次设置基准点，将偏离十字对中线的焊缝对中，实现焊接轨迹修正，确保待焊焊缝状态满足激光焊接需求，提高组对效率，降低焊接不良品率；同时，在焊前和焊接过程中可对焊缝位置和熔池形态进行实时监控。

设置高精密直缝焊接导轨，由伺服电机控制，其高精性能可充分满足激光头在焊接过程中的稳定性，同时将x轴、y轴z轴集成在直缝焊接平台上，其结构紧凑、牢固，机座采用钢结构件，具有足够刚性，为焊接过程中高精度、高稳定性的焊接需求提供了有效保证。

直缝激光焊接定位夹具的工作原理如下：

对中基准板23从内衬21内部上升到定位区域，待焊接件套在定位组件2上，待焊接件的一边靠上对中基准板23，第一驱动装置321在第一驱动缸3214的驱动下，横板3211相对于第一转接板3212竖直向下滑动，使得第一压块311沿竖直方向向下压紧待焊接件的一边，将对中基准板23收回内衬21中至初始状态，第二驱动装置322在第二驱动缸3223的驱动下，第二压块312相对于第二转接板3221倾斜向下滑动，使得第二压块312沿倾斜方向向下压紧待焊接件的另一边，焊接完成后，第一驱动装置321在第一驱动缸3214的驱动下，横板3211相对于第一转接板3212竖直向上滑动，使得第一压块311沿竖直方向向上松开待焊接件的一边，第二驱动装置322在第二驱动缸3223的驱动下，第二压块312相对于第二转接板3221倾斜向上滑动，使得第二压块312沿倾斜方向向上松开待焊接件的另一边，将定位块5拆卸下来，将焊接完成的产品从内衬的第一端拿出。

直缝焊接设备的操作步骤如下：

1、设备开机，检查各项设备机能，无错误报警；根据焊件厚度调整好焊接头保护气压、背部保护气压；

2、调取工艺库参数，针对此次焊接材料的材质、厚度，调整出气喷嘴大小、内衬31、第一压紧块3111与第二压紧块3121之间的装配间隙及内衬21的间隙213尺寸，打开焊接控制专用软件，检查调整好的焊接参数，准备上料环节；

其中，软件为技术人员所掌握的软件，可以为配置名称为激光加工数控控制软件，产地、品牌为LCS、配置名称为激光纵缝焊总控制箱，产地、品牌为DELTA；

3、操作人员轻踩脚踏开关，控制夹具中的对中基准板23从内衬21内部上升至定位区域；

其中，脚踏开关通过电控放在地面上，以便随时用脚踩踏；可以手持对中基准板23的第二端，实现手动的控制对中基准板23，或对中基准板23的第二端连接驱动缸实现自动的控制对中基准板23；

4、操作人员用双手拿住待焊接件，将待焊接件待焊接边的一边靠上对中基准板23，轻踩脚踏开关，第一驱动缸3214驱动横板3211运动，横板3211与第一转接板3212滑动运动，使得第一压块311竖直向下压紧定位好的焊接面，第一压块311压紧后，对中基准板23自动或手动收回内衬21中至初始状态；

其中，待焊接件为不锈钢板；

5、操作人员将待焊接件卷成圆筒形状，用双手拿住待焊接件另一边的待焊接边，将待焊接边对齐至已压好的产品面，轻踩脚踏开关，第二驱动缸3223驱动第二压块312，第二压块312与第二转接板3221滑动运动，使得第二压块312倾斜向下压紧，并在水平方向向另一焊接好的边挤压，减少装配间隙；

6、待焊接件的两个待焊接边压紧之后进行激光焊接，焊接完成后，松开脚踏开关，使得压块31松开，操作人员将定位块拆卸下来将内衬21的第一端与安装板1分离开来，取出焊接好的产品、检查产品焊接后状态；

7、装夹完毕后通过显示屏检查产品压紧状态，焊接头空走，通过显示屏检查焊缝对齐状态，并设置、修正焊接轨迹；

8、确认完毕后焊接头回位，启动自动焊接按钮，检查红光指示起始点，激光焊接枪从原点位置自动运行进行焊接；

9、焊接完成后，激光焊接头自动回位后、夹具压块31松开、操作人员取出焊接好的产品、检查产品焊接后状态。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种直缝激光焊接定位夹具，其特征在于，包括：

安装板，所述安装板中部具有缺失区域，所述安装板用于与直缝焊接设备连接；

定位组件，所述定位组件包括长条形的内衬、弹性顶持件以及对中基准板；所述内衬一侧面为支撑面用于支撑待焊接件，所述内衬的支撑面沿长度方向设置有间隙，所述弹性顶持件设置在所述间隙中并与所述间隙的相对两侧壁抵顶；所述对中基准板设置在所述间隙中并与所述弹性顶持件滑动连接；

所述内衬包括内衬基准轴和对中限位块，所述内衬基准轴的第一侧面形成有台阶，所述对中限位块连接在所述内衬基准轴的台阶处，二者连接后于所述内衬基准轴的第一侧面处共同形成所述支撑面，并于二者的连接处形成所述间隙；

所述内衬基准轴与所述对中限位块为可拆卸连接；

压紧组件，包括压块和驱动装置，所述压块连接在驱动装置的驱动端上；

所述驱动装置包括第一驱动装置和第二驱动装置，所述压块包括以所述对中基准板为中间对称面相对设置的第一压块和第二压块，所述第一压块与所述第一驱动装置连接并搭接在所述安装板上，所述第二压块与所述第二驱动装置连接；

所述第一驱动装置包括横板、第一转接板、第一连杆、第一驱动缸；

所述横板的第一侧面与所述第一压块连接，所述横板第二侧面与所述第一转接板滑动连接，所述第一转接板与所述安装板连接，所述第一转接板设置有第一通孔区，所述第一连杆的第一端穿过所述第一通孔区与所述横板铰接，所述第一连杆的第二端与所述第一驱动缸的驱动端铰接，所述第一驱动缸的缸体端与所述第一转接板连接；

所述第二驱动装置包括第二转接板、第二连杆、第二驱动缸；

所述第二转接板的第一侧面与所述第二压块滑动连接，所述第二转接板与所述安装板连接，所述第二转接板设置有第二通孔区，所述第二连杆的第一端穿过所述第二通孔区与所述第二压块铰接，所述第二连杆的第二端与所述第二驱动缸的驱动端铰接，所述第二驱动缸的缸体端与所述第二转接板连接；

所述第一转接板竖直的连接在所述安装板上，所述第一压块的第一侧面为倾斜面，所述第一压块的第二侧面为竖直面并与所述横板的第一侧面连接，所述横板相对于所述第一转接板沿竖直方向滑动，使得第一压块沿竖直方向往复的靠近或远离所述支撑面；

所述第二转接板倾斜的连接在所述安装板上，所述第二压块的第一侧面为倾斜面，所述第二压块的第二侧面为倾斜面，所述第二压块相对于所述第二转接板沿倾斜方向滑动，使得第二压块沿倾斜方向往复的靠近或远离所述支撑面；

其中，所述定位组件位于所述安装板的下方并与所述安装板连接，所述支撑面于所述缺失区域显露，所述压紧组件位于所述安装板的上方并与所述安装板连接，所述驱动装置驱动所述压块往复的穿过所述缺失区域靠近或远离所述支撑面，使得所述压块压在所述待焊接件的焊口附近将所述待焊接件压在所述支撑面，或解除对所述待焊接件的压持。

2.根据权利要求1所述的直缝激光焊接定位夹具，其特征在于，

所述弹性顶持件两端分别与所述内衬基准轴的台阶的侧面和所述对中限位块的第一侧面抵顶，螺栓依次穿过所述对中限位块、所述弹性顶持件、所述内衬基准轴将所述弹性顶持件限位在所述间隙中。

3.根据权利要求1所述的直缝激光焊接定位夹具，其特征在于，

形成所述间隙的所述内衬基准轴的侧壁与所述对中限位块的侧壁相对的设置凹槽以形成通道，所述内衬基准轴的第二侧面相邻第一侧面或背离第一侧面，所述内衬基准轴的第二侧面设置有通气接口，所述通气接口与所述通道连通。

4.根据权利要求1-3中任一所述的直缝激光焊接定位夹具，其特征在于，

所述对中基准板上设置有若干斜孔，所述弹性顶持件的数量与所述斜孔数量相同，若干所述斜孔与若干所述弹性顶持件一一对应的相配合，所述对中基准板以斜孔相对所述弹性顶持件的滑动，使得所述对中基准板在所述间隙中往复的移动；

其中，所述对中基准板为长条形状，所述对中基准板的第一端设置有长条孔，所述对中基准板通过定位销穿过所述长条孔与所述内衬基准轴和对中限位块活动连接，所述对中基准板的第二端用于手持进行手动的移动；

或，所述对中基准板为弯折形状，所述对中基准板的第一端设置有长条孔，所述对中基准板通过定位销穿过所述长条孔与所述内衬基准轴和对中限位块活动连接，所述对中基准板的第二端用于连接驱动缸进行自动的移动。

5.根据权利要求1所述的直缝激光焊接定位夹具，其特征在于，

所述内衬的长度方向的第一端连接有内衬板，所述内衬的与第一端相背的第二端连接有内衬背板，所述内衬板与所述安装板的第一端可拆卸连接，所述内衬背板与所述安装板的与第一端相背的第二端可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的直缝激光焊接定位夹具，其特征在于，

所述第一驱动装置还包括两个第一驱动缸连接板和第一限位块，所述第一驱动缸连接板设置在所述第一转接板的第二侧面并与所述第一转接板连接，两个所述第一驱动缸连接板之间设置所述第一连杆，两个所述第一驱动缸连接板与所述第一驱动缸的驱动端连接，所述第一驱动缸的与所述驱动端相背的一端设置有驱动缸固定板，所述驱动缸固定板将所述第一驱动缸的第二端固定，所述第一限位块设置在所述第一转接板与所述横板之间；

所述第二驱动装置还包括第二限位块和两个第二驱动缸连接板，所述第二驱动缸连接板设置在所述第二转接板的第二侧面并与所述第二转接板连接，两个所述第二驱动缸连接板之间设置所述第二连杆，两个所述第二驱动缸连接板与所述第二驱动缸的驱动端连接，所述第二限位块设置在所述第二转接板与所述第二压块之间。

7.一种直缝焊接设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至6任一项所述的直缝激光焊接定位夹具。

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