CN114227259A - 一种激光焊接及抛光一体机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光焊接及抛光一体机，它包括机箱、激光焊接头、激光变位机构，机箱中设有工作区，工作区中设有抛光机构、工作台、台面变位机构和控制器，激光变位机构设于机箱上并延伸至工作区中，激光焊接头设于激光变位机构上，抛光机构位于激光变位机构的侧向上，台面变位机构与激光变位机构和抛光机构保持相对，工作台设于台面变位机构上，控制器设于机箱中，激光焊接头、激光变位机构、抛光机构、工作台和台面变位机构均与其电连接并由其控制。本技术方案将激光焊接和自动化抛光进行整合，使人工搬运金属工件至抛光机中的流程得到精简，并使操作人员获得解放，同时使作业效率得到了极大提高。

Description

一种激光焊接及抛光一体机

技术领域

本发明涉及激光焊接及抛光加工技术领域，更具体讲的是一种激光焊接及抛光一体机。

背景技术

激光焊接是利用激光焊接机发射的高能量密度激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，相较于传统焊接的方式，激光焊接具有热影响区域小，焊接精准，无需焊材等特点，因此经过激光焊接后的金属工件的焊接位上仅会留存有一道焊缝，为了保持工件表面的规整以及美观，一般会通过抛光来消除焊缝，最后进行镜面抛光，传统的做法是将焊接完毕的金属工件自激光焊接机的夹具上取下后进行收集，再将所收集的金属工件搬运至抛光工作区，由操作人员手持抛光轮和的方式进行抛光，因此整个抛光过程的人工处理比重较大，致使抛光效率较低，不利于生产规模的扩大，在抛光时，操作人员必须不断转动抛光轮，并翻动金属工件，由于手持抛光轮的缘故难以使其保持匀速转速，且抛光程度均会极大地受制于操作人员的主观经验判断，同时在转动时，操作人员体位的变化或手部细微的摆动均会造成抛光轮和金属工件的突然晃动，进而影响抛光面的光洁程度，因此，人工抛光得到的金属工件次品率往往居高不下，且会加速抛光轮的磨损。

对此，市面上出现了用于代替人工抛光的抛光机，相关公开号为CN210255648U，专利名称为“一种焊接材料生产用抛光装置”的中国专利所示，该技术方案通过电机驱动抛光轮转动，因此减小了工作人员的劳动强度，且通过电机控制抛光轮转动的情况下转速和位置更稳定，进而能够减少次品率。

但上述过程中，仍不可避免的需要操作人员将金属工件搬运至抛光机的桌面工作区域中，不仅费时，且当金属工件数量较多，或抛光工作区相距激光焊接机较远时，容易导致操作人员的疲劳感剧增，进而对后续的作业效率造成更大的负面影响。

发明内容

针对以上情况，为克服上述现有的用于代替人工抛光的抛光机，仍然需要人工将金属工件搬运至桌面工作区域中，不仅费时，且会引起操作人员疲劳感剧增，进而对后续作业效率造成大负面影响的问题，本发明的目的是提供一种将激光焊接和自动化抛光进行整合，使人工搬运金属工件至抛光机中的流程得到精简，并使操作人员获得解放，同时使作业效率得到极大提高的激光焊接及抛光一体机。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种激光焊接及抛光一体机，它包括机箱、激光焊接头、激光变位机构、抛光机构、工作台、台面变位机构以及控制器，机箱中设有工作区，激光变位机构设于机箱上并延伸至工作区中，激光焊接头设于激光变位机构上，由激光变位机构带动其轴向移动，抛光机构设于工作区中，且位于激光变位机构的侧向上，台面变位机构设于工作区中，并与激光变位机构和抛光机构保持相对，工作台设于台面变位机构上，由台面变位机构带动其转动以及轴向移动，控制器设于机箱中，且激光焊接头、激光变位机构、抛光机构、工作台和台面变位机构均与其电连接并由其控制。

作为优选的是，激光变位机构包括激光变位导轨和固定座，激光变位导轨与水平面保持垂直并固定于机箱上，且其一端自外部穿过工作区的顶部向内延伸，固定座设于激光变位导轨的滑块上，激光焊接头设于固定座上。

作为优选的是，抛光机构包括第一电机、支撑座、第一传动轴以及粗抛光轮和精抛光轮，支撑座设于工作区中，第一电机设于机箱中并与支撑座保持相对，第一电机的输出端穿过支撑座与第一传动轴连接，精抛光轮至少配置有一组，粗抛光轮和精抛光轮沿第一传动轴的长度方向依次排列。

作为优选的是，台面变位机构包括第一台面变位导轨和第二台面变位导轨，第一台面变位导轨的一端与工作区设有激光变位机构的一侧壁连接，其滑块上设有第一连接座，第二变位导轨设于第一连接座上并与其保持正交，其滑块上设有第二连接座，工作台设于第二连接座上。

作为优选的是，第二连接座包括基座和转台，基座中设有第二电机，第二电机的一端穿过基座向外延伸，并与转台连接，工作台设于转台上。

作为优选的是，工作台包括底座、壳体，第三电机和第二传动轴，底座设于台面变位机构上，壳体设于底座上，第三电机设于壳体中，第三电机的输出端穿过壳体向外延伸，第二传动轴具有相接的大内径段和小内径段，大内径段与第三电机的输出端连接，小内径段呈杆状，且其外形的垂直投影面为非圆形。

作为优选的是，它还包括由控制器控制的冷却机构，冷却机构包括输水软管、电控水泵和喷头，输水软管设于工作台上，电控水泵与输水软管的一端连接，喷头连接于输水软管的另一端上。

作为优选的是，控制器为PLC控制器，机箱外设有与控制器电连接的开关。

一种使用上述激光焊接及抛光一体机的金属工件焊接及抛光方法，它包括以下步骤：

S1：在控制器上选取与待焊接的金属工件种类对应的控制参数；

S2：将金属工件的各分部件套装至工作台第二传动轴的小内径段上；

S3：按下开关，由控制器控制激光焊接头、激光变位机构、抛光机构、工作台和台面变位机构工作；

S3-1：抛光机构的第一电机带动第一传动轴、粗抛光轮和精抛光轮转动，工作台的第三电机带动第二传动轴和金属工件同步转动，台面变位机构同时通过第一台面变位导轨和第二台面变位导轨滑块的移动带动工作台微调，使第二传动轴与激光焊接头保持相对；

S3-2：台面变位机构通过第一台面变位导轨滑块带动工作台移动至激光焊接头正下方，激光变位机构通过激光变位导轨的滑块带动固定座和激光焊接头向工作台移动，至合适位置后，激光焊接头运行并对金属工件进行焊接；

S3-3：焊接完毕后，激光焊接头回位，台面变位机构的第一台面变位导轨和第二台面变位导轨通过各自滑块带动工作台向粗抛光轮侧移动，使转动的金属工件与粗抛光轮接触，对焊缝和外表面进行粗抛光，同时，冷却机构的电控水泵抽取冷却水通过输水软管的喷头喷洒至金属工件表面进行冷却；

S3-4：台面变位机构通过第一台面变位导轨滑块带动工作台移动至精抛光轮侧，使转动的金属工件与精抛光轮接触，对焊缝和外表面进行镜面抛光；

S3-4：抛光完毕，控制器控制激光焊接头、激光变位机构、抛光机构、工作台和台面变位机构回位，并停止运行；

S4：取下焊接和抛光完毕的金属工件。

作为优选的是，在粗抛光和镜面抛光时，对于表面为弧面或不规则的金属工件，台面变位机构的第二电机带动转台和工作台进行水平方向的转动，工作台转动使金属工件的水角度生改变。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

在整个激光焊接以及抛光过程中，需要人工参与处理的环节仅包括在控制器上输入相应指令使激光焊接头、激光变位机构、抛光机构、工作台、台面变位机构根据所输入的指令运行，将待焊接和抛光的金属工件各部分分装至工作台上和在焊接、抛光完毕后取下，以及开闭箱门，其余过程包括金属工件的转动和位置调整、激光焊接以及抛光等关键步骤均以机械自动化的方式完成，相较于人工手持抛光轮对金属工件进行抛光的方式，能够使加工效率得到极大地提升；

且能够匀速的控制抛光轮的转动和金属工件的翻动，避免因体位调节造成的突然晃动，保证金属工件抛光面的光洁程度，而控制器的程序控制能够避免主观经验判断造成的负面影响，从而使激光焊接以及抛光后的金属工件次品率大幅下降；

同时，由于激光焊接和抛光均在同一较为狭小的工作区域内进行，故无需操作人员转运激光焊接完毕后的金属工件，特别是当金属工件数量较多时，极大地减少了操作人员的疲劳感和工作负担，并节约了所需占用的空间，使得宝贵的土地资源能够得到更为合理的利用。

附图说明

图1是本发明一体机的整体结构示意图；

图2是本发明一体机另一视角的整体结构示意图；

图3是本发明一体机激光焊接头及激光变位机构的整体结构示意图；

图4是本发明一体机抛光机构的整体结构示意图；

图5是本发明一体机工作台、台面变位机构及冷却机构的整体结构示意图；

图6是本发明一体机工作台、台面变位机构及冷却机构另一视角的整体结构示意图；

图7是本发明一体机工作台的第二传动轴的放大结构示意图。

如图所示：

1、机箱；101、工作区；2、激光焊接头；3、控制器；4、激光变位导轨；5、固定座；6、第一电机；7、支撑座；8、第一传动轴；9、粗抛光轮；10、精抛光轮；11、第一台面变位导轨；12、第二台面变位导轨；13、第一连接座；14、第二连接座；14a、基座；14b、转台；15、第二电机；16、底座；17、壳体；18、第三电机；19、第二传动轴；19a、大内径段；19b、小内径段；20、输水软管；21、喷头；22、开关。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”，“下”，“左”，“右”，“内”，“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述，而不是指示或暗示该方位是必须具有的特定的方位以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1和图2所示，一种激光焊接及抛光一体机，它包括机箱1，激光焊接头2、激光变位机构、抛光机构、工作台、台面变位机构以及控制器3，所述机箱1中设有工作区101，该工作区101为上下封闭，侧部三面开口的半封闭区域，相对开口面的其中任意一面通过箱门封闭，在本发明中，该箱门为翻盖式箱门(附图中未示出)，且与箱体外壁间锁扣连接固定，该侧箱门保持常闭状态，相对开口面的另一侧面作为工作区101的入口区，该侧面上设有另一箱门，该箱门为滑盖式箱门(附图中未示出)，在对金属工件进行激光焊接和抛光时，可滑动该箱门将该侧面封闭，从而防止激光焊接时散射光束射向工作区101外，同时防止抛光过程中的飞屑溅出工作区101，影响机箱1周围的环境，并保障操作人员的健康安全，剩余开口面则通过强化玻璃封闭，便于操作人员能够实时观察到工作区101中的加工进程，所述激光变位机构设于所述机箱1相对工作区101的侧壁上，激光变位机构的一部分自工作区101的顶部穿过从而延伸至工作区101中，所述激光焊接头2设于所述激光变位机构上，激光焊接头2能够由所述激光变位机构带动其轴向移动，使激光焊接头2能够在工作区101和脱离工作区101的位置间活动，所述抛光机构设于所述工作区101的侧壁上中，在本发明中抛光机被设于同激光变位机构同侧的工作区101侧壁上，且其与激光变位机构间保持一定的间距，以避免对激光焊接头2的移动路线造成阻碍，所述台面变位机构设于工作区101的同激光变位机构和抛光机构相对侧的侧壁上，所述工作台用于放置连接金属工件，并控制金属工件翻动，其被设于所述台面变位机构上，所述台面变位机构可带动所述工作台轴线移动以及转动，从而使所述工作台上的金属工件能够靠近激光变位机构，直至激光焊接头2下方机型激光焊接，也能够使在激光焊接完毕后靠近抛光机构进行抛光，同时的工作台的转动能够在抛光过程中调整金属工件的位置，使得对于表面为弧面或不规整的金属工件也能够完全的抛光，所述控制器3被设于机箱1的非工作区101域上，所述激光变位机构，所述激光焊接头2、激光变位机构、抛光机构、工作台、台面变位机构均与其电连接并由其通过程序控制的方式控制，当激光焊接以及抛光完全结束后，控制器3控制激光焊接头2、激光变位机构、抛光机构、工作台、台面变位机构回位，并停止运行，在整个激光焊接以及抛光过程中，需要人工参与处理的环节仅包括在控制器3上输入相应指令使激光焊接头2、激光变位机构、抛光机构、工作台、台面变位机构根据所输入的指令运行，将待焊接和抛光的金属工件各部分分装至工作台上和在焊接、抛光完毕后取下，以及开闭箱门，其余过程包括金属工件的转动和位置调整、激光焊接以及抛光等关键步骤均以机械自动化的方式完成，相较于人工手持抛光轮对金属工件进行抛光的方式，能够使加工效率得到极大地提升，且能够匀速的控制抛光轮的转动和金属工件的翻动，避免因体位调节造成的突然晃动，保证金属工件抛光面的光洁程度，而控制器3的程序控制能够避免主观经验判断造成的负面影响，从而使激光焊接以及抛光后的金属工件次品率大幅下降，同时，由于激光焊接和抛光均在同一较为狭小的工作区101域内进行，故无需操作人员转运激光焊接完毕后的金属工件，特别是当金属工件数量较多时，极大地减少了操作人员的疲劳感和工作负担，并节约了所需占用的空间，使得宝贵的土地资源能够得到更为合理的利用。

如图1至图3所示，进一步的，所述激光变位机构包括激光变位导轨4和固定座5，所述激光变位导轨4与水平面保持垂直并固定于机箱1相对工作区101的侧壁上，所述激光变位导轨4的一端自外部穿过所述工作区101的顶部延伸至工作区101内，本发明中，激光变位导轨4选用直线电机导轨，其为市面上所常见的直线电机导轨，直线电机导轨的具体结构主要包括导轨本体和盖设于导轨本体上的上盖，导轨本体上设有滑块，内部设有拖链、拖链固定板以及电机，电机设于导轨本体外的端部上，拖链绕设于电机的输出端上，且同时自滑块中穿过，电机运行时，带动拖链传动，进而带动滑块沿导轨本体的走向移动，激光变位导轨4的电机与控制器3电连接并由控制器3控制器3运行，所述固定座5设于所述激光变位导轨4的滑块上，所述激光焊接头2设于所述固定座5上，控制器3驱动电机运行，拖链传动，并带动滑块和固定座5进行垂直方位的来回移动，进而由固定座5带动激光焊接头2同步移动，当激光焊接头2靠近位于其下方的金属工件后，控制器3控制其运行即可进行焊接，待焊接完毕后，在激光变位导轨4滑块的带动下激光焊接头2抬升，远离金属工件。

如图1、图2和图4所示，进一步的，所述抛光机构包括第一电机6、支撑座7、第一传动轴8以及抛光轮组，所述支撑座7设于所述工作区101中，具体的被固定于同激光变位机构同侧的工作区101侧壁上，第一电机6被设于所述机箱1中并与所述支撑座7保持相对，第一电机6由域控制器3电连接并由其控制，所述第一电机6的输出端穿过所述支撑座7与所述第一传动轴8连接，控制器3驱动第一电机6运行时，第一传动轴8可在第一电机6输出端转动的情况下同步转动，所述抛光轮组包含有精抛光轮10和粗抛光轮9，其中，精抛光轮10至少配置有一组，所述粗抛光轮9和所述精抛光轮10沿所述第一传动轴8的长度方向依次排列，需要提及的是，若精抛光轮10和粗抛光轮9的内径存在差异，可按照内径的长度自小到大排列或自大到小排列，本发明中，所选用的粗抛光轮9内径大于精抛光轮10内径，且当精抛光轮10设置为多个时，精抛光轮10按表面粗糙度的不同选用不同的内径，且粗糙度较大的精抛光轮10更接近粗抛光轮9，同时精抛光轮10和粗抛光轮9自支撑座7方向向另一端按内径的长度由大到小排列，通过上述排列，可避免金属工件在对焊缝进行粗抛光时，表面的其他部分与转动的精抛光轮10接触，相应的在进行镜面抛光时，能够防止表面的其他部分与转动的粗抛光轮9接触，当金属工件焊接后能够，直接通过台面变位机构的横向移动即可与粗抛光轮9接触，实现焊缝外表面的粗抛光，之后台面变位机构按逐步回退的阶梯式移动即可使金属工件进行镜面抛光，相较于粗抛光轮9和精抛光轮10之间的无序排列，可减少台面变位机构的活动路径，进而使加工效率进一步提高。

如图1、图2、图5和图6所示，进一步的，所述台面变位机构包括第一台面变位导轨11和第二台面变位导轨12，在本发明中，第一台面变位导轨11和第二台面变位导轨12均选用选用直线电机导轨，其为市面上所常见的直线电机导轨，具体结构请参阅激光变位导轨4，故不在此赘述，所述第一台面变位导轨11的一端与所述工作区101设有所述激光变位机构的一侧壁固定，并于水平面保持平行，且其同时与所述激光变位导轨4保持正交，第一台面变位导轨11的滑块上设有第一连接座1413，所述第二变位导轨设于所述第一连接座1413上并与水平面平行，且其同时与第一台面变位导轨11保持正交，第二台面变位导轨12的滑块上设有第二连接座，所述工作台设于所述第二连接座上，第一台面变位导轨11和第二台面变位导轨12的各自的电机均与控制器3电连接并由其控制，第一台面变位导轨11和第二台面变位导轨12共同构成可供工作台水平横向直线移动和水平纵向直线移动的X轴和Y轴，从而在控制器3的程序控下，通过第一台面变位导轨11和第二台面变位导轨12各自滑块的同步移动或单独移动，使工作台能够在激光焊接时精确的带动金属工件移动至激光焊接头2的正下方，也能够在抛光时带动金属工件保持精确的阶梯式路径移动。

如图1、图2、图5和图6所示，进一步的，所述第二连接座包括基座14a和转台14b，所述基座14a中形成有内腔，其内腔中设有第二电机15，第二电机15与控制器3电连接并由其控制，所述第二电机15的一端穿过所述基座14a向外延伸与所述转台14b连接，所述第二电机15运行时，通过输出端的转动能够带动转台14b同步转动，所述工作台设于所述转台14b上进而能够发生同步转动，并带动金属工件实现水平位置的调整。

如图1、图2以及图5至图7所示，进一步的，所述工作台包括底座16、壳体17，第三电机18和第二传动轴19，所述底座16设于所述台面变位机构第二连接座的转台14b上，所述壳体17设于所述底座16上，其与所述底座16间构成一空心的收纳腔，所述第三电机18设于由所述壳体17和底座16所构成的收纳腔中，其输出端穿过所述壳体17向外延伸与所述第二传动轴19连接，第二传动轴19用于同金属工件连接，所述第二传动轴19具有相接的大内径段19a和小内径段19b，其通过所述大内径段19a与所述第三电机18的输出端连接，所述小内径段19b用于同金属工件连接，小内径段19b呈杆状从而能够直接插接至金属工件的轴孔中，需要提及的是，金属工件在未进行激光焊接前，包括多个分离的分部件，在安装时，将各分部件按顺序依次套接至小内径段19b上，并将各分部件压紧，避免之间出现较大间隙，当第二传动轴19转动时，同步带动金属工件转动，进而实现对金属工件的自动翻动，所述大内径段19a的内径则大于金属工件的轴孔内径，当金属工件套装于小内径段19b上后，其下端面能够受到大内径段19a的支撑，从而防止金属工件沿第二传动轴19轴向滑动，保证金属工件能够始终固定在第二传动轴19的端部，避免激光焊接和抛光时移位，同时便于操作人员将其分装至第二传动轴19上以及自第二传动轴19上取下，所述小内径段19b外形的垂直投影面为非圆形，从而当第二传动轴19转动时，防止金属工件和其小内径段19b间出现打滑。

如图1、图2、图5和图6所示，进一步的，它还包括由控制器3控制的冷却机构，所述冷却机构包括输水软管20、电控水泵(附图中未示出)和喷头21，所述输水软管20假设于所述工作台上，所述电控水泵与所述输水软管20的一端连接，且其同时与控制器3电连接并由其控制，所述喷头21连接于所述输水软管20的另一端上，基于输水软管20的软性材质，操作人员可任意的调节位于其端部的喷头21朝向，使喷头21的喷嘴与金属工件保持相对，从而在抛光过程中，控制器3控制电控水泵将外部的冷却水泵入输水软管20中后，能够通过喷头21直接将冷却水喷洒至金属工件的抛光面上进行冷却。

如图1所示，进一步的，所述控制器3为PLC控制器3，PLC控制器3能够通过预设参数实现对应的程序控制，由操作人员可在控制器3中预先设置各种类金属工件对应的参数信息，该参数信息包含激光焊接头2、工作台的移动路径参数，第二电机15控制转台14b的转动角度参数，激光焊接头2的焊接时长参数、第一电机6控制下的粗抛光和镜面抛光的时长参数，同时包括第三电机18的转动时长参数，在激光焊接和抛光处理时，操作人员只需选择与待加工金属工件对应的预设参数，即可由控制器3对激光焊接头2、激光变位机构、抛光机构、工作台、台面变位机构进行程序控制，以极大地提高激光焊接和抛光的效率，此外，所述机箱1外设有与所述控制器3电连接的开关22，该开关22设于机箱1外壁上接近工作区101的位置上，从而当金属工件安装完毕后，可直接通过按下控制控制器3运行，无需至控制器3处控制其运行，故节约了激光焊接和抛光的时间，进一步提高了作业效率。

一种使用上述激光焊接及抛光一体机的金属工件焊接及抛光方法，它包括以下步骤：

S1：在控制器3上选取与待焊接的金属工件种类对应的控制参数；

S2：将金属工件的各分部件套装至工作台第二传动轴19的小内径段19b上；

S3：按下开关22，由控制器3控制激光焊接头2、激光变位机构、抛光机构、工作台和台面变位机构工作；

S3-1：抛光机构的第一电机6带动第一传动轴8、粗抛光轮9和精抛光轮10转动，工作台的第三电机18带动第二传动轴19和金属工件同步转动，台面变位机构同时通过第一台面变位导轨11和第二台面变位导轨12滑块的移动带动工作台微调，使第二传动轴19与激光焊接头2保持相对；

S3-2：台面变位机构通过第一台面变位导轨11滑块带动工作台移动至激光焊接头2正下方，激光变位机构通过激光变位导轨4的滑块带动固定座5和激光焊接头2向工作台移动，至合适位置后，激光焊接头2运行并对金属工件进行焊接；

S3-3：焊接完毕后，激光焊接头2回位，台面变位机构的第一台面变位导轨11和第二台面变位导轨12通过各自滑块带动工作台向粗抛光轮9侧移动，使转动的金属工件与粗抛光轮9接触，对焊缝和外表面进行粗抛光，同时，冷却机构的电控水泵抽取冷却水通过输水软管20的喷头21喷洒至金属工件表面进行冷却；

S3-4：台面变位机构通过第一台面变位导轨11滑块带动工作台移动至精抛光轮10侧，使转动的金属工件与精抛光轮10接触，对焊缝和外表面进行镜面抛光；

S3-4：抛光完毕，控制器3控制激光焊接头2、激光变位机构、抛光机构、工作台和台面变位机构回位，并停止运行；

S4：取下焊接和抛光完毕的金属工件。

进一步的，在粗抛光和镜面抛光时，对于表面为弧面或不规则的金属工件，台面变位机构的第二电机15带动转台14b和工作台进行水平方向的转动，工作台转动使金属工件的水角度生改变。

结合图1至图7，使用本发明激光焊接及抛光一体机进行金属工件的激光焊接和抛光的具体过程如下：首先操作人员在控制器3上选取与待加工金属工件种类对应的控制参数，之后将金属工件的各个分部件通过各自的轴孔按次序插装至工作台第二传动轴19的小内径段19b上，并压紧，待安装完毕后，滑动工作区101外的滑盖式箱门将工作区101封闭，并按下开关22，开关22将压力信号转变为电信号发送至控制器3，使控制器3运行，控制器3根据预设的金属工件参数同时控制激光焊接头2、激光变位机构、抛光机构、工作台和台面变位机构工作，在收到控制信号后，工作台的第三电机18驱动第二传动轴19和金属工件转动，击台面变位机构第一台面变位导轨11和第二台面变位导轨12各自的电机在接收到控制信号后控制各自的滑块移动，保证第二传动轴19上的金属工件能够与激光变位机构的激光变位导轨4保持相对，之后，第一台面变位导轨11和激光变位导轨4各自的电机驱动各自导轨相向移动，从而使激光焊接头2与工作台上的金属工件相互靠近，在到达与设定参数一致的位置后，激光焊接头2工作，对转动的金属工件各分部件进行激光焊接，待激光焊接时间到达预设时长后，激光变位导轨4的滑块带动激光焊接头2抬升，同时，第一台面变位导轨11和第二台面变位导轨12的滑块带动工作台向激光变位导轨4一侧的抛光机构方向移动，直至金属工件与转动的粗抛光轮9表面接触，对焊缝和外表面进行粗抛光，同时，在控制器3的控制下，电控水泵将外部的冷却水不断的泵入输水软管20中后，通过喷头21将冷却水喷洒至金属工件的抛光面上进行冷却，此时，若金属工件外表面具有弧面或外表面并不规则，则通过预设参数，由控制器3控制台面变位机构的第二电机15运行，由第二电机15带动转台14b和工作台转动，进而使金属工件的水平角度发生改变，从而能够对弧面或不规则的外表面进行粗抛光，待粗抛光时间到达预设时长后，第一台面变位导轨11的滑块带动工作台回退，同时第二台面变位导轨12的滑块带动工作台向下一个精抛光轮10方向移动，直至金属工件与精抛光轮10外表面接触，进行镜面抛光，同样的，在镜面抛光过程中，对于外表面存在弧面或并不规则的金属工件，通过预设参数，由第二电机15带动转台14b和工作台转动，使金属工件的水平角度再次发生改变，从而对弧面或不规则的外表面进行镜面抛光，待一次镜面抛光结束后，第一台面变位导轨11和第二台面变位导轨12各自的滑块再次以上述方式控制工作台移动至下一精抛光轮10处，重复该步骤，直至金属工件经过最后一个精抛光轮10的镜面抛光，在抛光到达预设时长后，控制器3控制第一台面变位导轨11和第二台面变位导轨12各自的滑块回至初始位，从而带动金属工件回位，同时控制第二电机15运行，使工作台转动至初始位，同时控制电控水泵停止泵水，第一电机6和第三电机18停止运行，整个激光焊接和抛光过程结束，操作人员滑动箱门将工作区101打开，并自第二传动轴19上取下金属工件即可。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种激光焊接及抛光一体机，其特征在于，它包括机箱(1)、激光焊接头(2)、激光变位机构、抛光机构、工作台、台面变位机构以及控制器(3)，所述机箱(1)中设有工作区(101)，所述激光变位机构设于所述机箱(1)上并延伸至所述工作区(101)中，所述激光焊接头(2)设于所述激光变位机构上，由所述激光变位机构带动其轴向移动，所述抛光机构设于所述工作区(101)中，且位于所述激光变位机构的侧向上，所述台面变位机构设于所述工作区(101)中，并与所述激光变位机构和所述抛光机构保持相对，所述工作台设于所述台面变位机构上，由所述台面变位机构带动其转动以及轴向移动，所述控制器(3)设于所述机箱(1)中，且所述激光焊接头(2)、所述激光变位机构、所述抛光机构、所述工作台和所述台面变位机构均与其电连接并由其控制。

2.根据权利要求1所述的一种激光焊接及抛光一体机，其特征在于，所述激光变位机构包括激光变位导轨(4)和固定座(5)，所述激光变位导轨(4)与水平面保持垂直并固定于机箱(1)上，且其一端自外部穿过所述工作区(101)的顶部向内延伸，所述固定座(5)设于所述激光变位导轨(4)的滑块上，所述激光焊接头(2)设于所述固定座(5)上。

3.根据权利要求1所述的一种激光焊接及抛光一体机，其特征在于，所述抛光机构包括第一电机(6)、支撑座(7)、第一传动轴(8)以及粗抛光轮(9)和精抛光轮(10)，所述支撑座(7)设于所述工作区(101)中，所述第一电机(6)设于所述机箱(1)中并与所述支撑座(7)保持相对，所述第一电机(6)的输出端穿过所述支撑座(7)与所述第一传动轴(8)连接，所述精抛光轮(10)至少配置有一组，所述粗抛光轮(9)和所述精抛光轮(10)沿所述第一传动轴(8)的长度方向依次排列。

4.根据权利要求1所述的一种激光焊接及抛光一体机，其特征在于，所述台面变位机构包括第一台面变位导轨(11)和第二台面变位导轨(12)，所述第一台面变位导轨(11)的一端与所述工作区(101)设有所述激光变位机构的一侧壁连接，其滑块上设有第一连接座(13)，所述第二变位导轨(12)设于所述第一连接座(13)上并与其保持正交，其滑块上设有第二连接座(14)，所述工作台设于所述第二连接座(14)上。

5.根据权利要求4所述的一种激光焊接及抛光一体机，其特征在于，所述第二连接座(14)包括基座(14a)和转台(14b)，所述基座(14a)中设有第二电机(15)，所述第二电机(15)的一端穿过所述基座(14a)向外延伸，并与所述转台(14b)连接，所述工作台设于所述转台(14b)上。

6.根据权利要求1所述的一种激光焊接及抛光一体机，其特征在于，所述工作台包括底座(16)、壳体(17)，第三电机(18)和第二传动轴(19)，所述底座(16)设于所述台面变位机构上，所述壳体(17)设于所述底座(16)上，所述第三电机(18)设于所述壳体(17)中，所述第三电机(18)的输出端穿过所述壳体(17)向外延伸，所述第二传动轴(19)具有相接的大内径段(19a)和小内径段(19b)，所述大内径段(19a)与所述第三电机(18)的输出端连接，所述小内径段(19b)呈杆状，且其外形的垂直投影面为非圆形。

7.根据权利要求1所述的一种激光焊接及抛光一体机，其特征在于，它还包括由控制器(3)控制的冷却机构，所述冷却机构包括输水软管(20)、电控水泵和喷头(21)，所述输水软管(20)设于所述工作台上，所述电控水泵与所述输水软管(20)的一端连接，所述喷头(21)连接于所述输水软管(20)的另一端上。

8.根据权利要求1所述的一种激光焊接及抛光一体机，其特征在于，所述控制器(3)为PLC控制器，所述机箱(1)外设有与所述控制器(3)电连接的开关(22)。

9.一种使用权利要求1-8任意一项所述的激光焊接及抛光一体机的金属工件焊接及抛光方法，其特征在于，它包括以下步骤：

S1：在控制器(3)上选取与待焊接的金属工件种类对应的控制参数；

S2：将金属工件的各分部件套装至工作台第二传动轴(19)的小内径段(19b)上；

S3：按下开关(22)，由控制器(3)控制激光焊接头(2)、激光变位机构、抛光机构、工作台和台面变位机构工作；

S3-1：抛光机构的第一电机(6)带动第一传动轴(8)、粗抛光轮(9)和精抛光轮(10)转动，工作台的第三电机(18)带动第二传动轴(19)和金属工件同步转动，台面变位机构同时通过第一台面变位导轨(11)和第二台面变位导轨(12)滑块的移动带动工作台微调，使第二传动轴(19)与激光焊接头(2)保持相对；

S3-2：台面变位机构通过第一台面变位导轨(11)滑块带动工作台移动至激光焊接头(2)正下方，激光变位机构通过激光变位导轨(4)的滑块带动固定座(5)和激光焊接头(2)向工作台移动，至合适位置后，激光焊接头(2)运行并对金属工件进行焊接；

S3-3：焊接完毕后，激光焊接头(2)回位，台面变位机构的第一台面变位导轨(11)和第二台面变位导轨(12)通过各自滑块带动工作台向粗抛光轮(9)侧移动，使转动的金属工件与粗抛光轮(9)接触，对焊缝和外表面进行粗抛光，同时，冷却机构的电控水泵抽取冷却水通过输水软管(20)的喷头(21)喷洒至金属工件表面进行冷却；

S3-4：台面变位机构通过第一台面变位导轨(11)滑块带动工作台移动至精抛光轮(10)侧，使转动的金属工件与精抛光轮(10)接触，对焊缝和外表面进行镜面抛光；

S3-4：抛光完毕，控制器(3)控制激光焊接头(2)、激光变位机构、抛光机构、工作台和台面变位机构回位，并停止运行；

S4：取下焊接和抛光完毕的金属工件。

10.根据权利要求9所述的一种金属工件焊接及抛光方法，其特征在于，在粗抛光和镜面抛光时，对于表面为弧面或不规则的金属工件，台面变位机构的第二电机(15)带动转台(14b)和工作台进行水平方向的转动，工作台转动使金属工件的水角度生改变。

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