CN114346428A - 针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统，包括激光主机、冷水机、烟雾净化器以及主体焊接设备；主体焊接设备包括主机架、焊接系统以及焊接于主机架上端的台板；焊接系统由焊接模组机构、出射头组件、焊接夹具以及翻转机构所构成；台板上前部设有可旋转的变位机台，焊接夹具设有两个且分别对应位于变位机台上的左右两侧；焊接模组机构安装于台板上后部，出射头组件、翻转机构均安装于焊接模组机构上。本发明设置了上下料工位以及焊接工位，从而缩短了人工上料装夹的时间间隔，提高了焊接效率；并且在焊接时，完成对转子总成焊接端面的自动翻转转换，操控十分便捷。此外，整个激光焊接过程人工参与量相对较少，相对比较省力。

Description

针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统

技术领域

本发明涉及汽车零部件的加工领域，具体的说是针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统。

背景技术

随着高质量生产模式的发展，现今越来越多的加工企业都已经开始广泛使用激光焊接进行加工生产。在汽车零部件的加工领域中，转子总成是汽车电子水泵上的核心部件之一，在转子总成焊接生产过程中，需要人工耗费大量的时间和精力来进行手动装夹，尤其是当需要焊接的转子总成量较多且每个转子总成都需要进行两个不同的端面进行焊接时，整体的焊接以及装夹工作会变得相当繁琐，这已经不是人力或传动焊接设备所能完成的任务了。

发明内容

现为了满足上述对转子总成进行更高要求的焊接需求，本发明提出了针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统，包括激光主机、冷水机、烟雾净化器以及主体焊接设备；主体焊接设备包括主机架、焊接系统以及焊接于主机架上端的台板；焊接系统由焊接模组机构、出射头组件、焊接夹具以及翻转机构所构成；台板上前部设有可旋转的变位机台，焊接夹具设有两个且分别对应位于变位机台上的左右两侧；焊接模组机构安装于台板上后部，出射头组件、翻转机构均安装于焊接模组机构上。

每个焊接夹具均是由底座、旋转夹紧气缸、定位块、导轨、夹紧机构、弹簧顶针、旋转台、伺服电机以及夹紧气缸所构成；夹紧气缸安装于旋转台下端，伺服电机安装于底座下部。

旋转台、旋转夹紧气缸均安装于底座上端，定位块与旋转夹紧气缸相连；导轨设有两个且均安装于旋转台上，夹紧机构是由两块分别对应滑动安装于导轨上的夹紧块所构成，两块夹紧块与夹紧气缸相连。

优选的，旋转台上设有穿孔，弹簧顶针安装于穿孔内。

焊接模组机构由X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构以及安装于Z轴移动机构上的前置架所构成。

翻转机构为安装于前置架前侧的翻转气缸以及与翻转气缸相连的夹爪气缸。

出射头组件包括安装于前置架后侧的出射头，出射头的旁侧分别安装有CCD以及万向抽尘组。

优选的，X轴移动机构包括安装于台板上的I型箱，I型箱上分别安装有I型电机以及I型滑轨，I型电机连接有I型丝杠。

优选的，Y轴移动机构包括与I型滑轨前后滑动配合的II型箱，II型箱上分别安装有II型电机以及II型滑轨，II型电机连接有II型丝杠。

优选的，Z轴移动机构包括与II型滑轨水平滑动配合的III型箱，III型箱上分别安装有III型电机以及III型滑轨，III型电机连接有III型丝杠；前置架与III型丝杠连接，前置架与III型滑轨竖直滑动配合。

本发明激光焊接有以下三大特点：

1.激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束，转子总成靠近激光焦点时，迅速熔化，达到焊接的最终的效果。

2.转子总成可进行激光焊接自制，有效控制生产过程，保证转子总成质量，以满足客户状态需求。

3.激光焊接焊接速度快、焊后转子总成变形小；可进行微型焊接，对于转子工件，能精确定位，焊接后表面只有很小的光斑留存；可有效解决转子总成密封性问题。

本发明的额外技术效果是：

1.设置了上下料工位以及焊接工位，且双工位可同时进行也可位置转化，从而缩短了人工上料装夹的时间间隔，提高了焊接效率。

2.能够在焊接时，完成对转子总成焊接端面的自动翻转转换，操控十分便捷。

3.整个激光焊接过程人工参与量相对较少，相对比较省力。

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是本发明的立体示意图；

图2是主机架、变位机台以及焊接系统的立体图；

图3是单个焊接夹具的立体图；

图4是图2的I处局部放大图；

图5是转子总成的立体图。

图中：1、激光主机；2、冷水机；3、烟雾净化器；4、主机架；5、主机托架；6、三联件；7、键盘鼠标托托盘；8、工控机箱；9、外罩；10、三色灯；11、监视器；12、显示器；13、台板；14、变位机台；15、底座；16、旋转夹紧气缸；17、定位块；18、导轨；19、弹簧顶针；20、伺服电机；21、夹紧气缸；22、旋转台；23、夹紧块；24、前置架；25、翻转气缸；26、出射头；27、万向抽尘组；28、I型箱；29、I型电机；30、I型滑轨；31、I型丝杠；32、II型箱；33、II型电机；34、II型滑轨；35、II型丝杠；36、III型箱；37、III型电机；38、III型滑轨；39、III型丝杠；40、CCD；41、夹爪气缸。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合实施例中的附图，对本发明进行更清楚、更完整的阐述，当然所描述的实施例只是本发明的一部分而非全部，基于本实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动性的前提下所获得的其他的实施例，均在本发明的保护范围内。

如图1至图4所示，针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统，包括激光主机1、冷水机2、烟雾净化器3以及主体焊接设备；激光主机1、冷水机2、烟雾净化器3均位于主体焊接设备的左侧旁。激光主机1底部设有对其进行支撑的主机托架5；主体焊接设备包括主机架4、焊接系统以及焊接于主机架4上端的台板13；焊接系统由焊接模组机构、出射头组件、焊接夹具以及翻转机构所构成；台板13上前部设有可旋转的变位机台14，焊接夹具设有两个且分别对应位于变位机台14上的左右两侧；位于左侧的焊接夹具处于焊接位，位于右侧的焊接夹具处于上下料位；可通过转双工位人工扫码上下料后自动焊接；焊接夹具采用高精度的旋转台；焊接模组机构安装于台板13上后部，出射头组件、翻转机构均安装于焊接模组机构上。

主机架4内部分别设有三联件6、键盘鼠标托托盘7以及工控机箱8；主机架4的上部安装有外罩9，外罩9上分别设有三色灯10、监视器11以及显示器12；工控机箱8内部设有用于控制变位机台14旋转的控制开关。

每个焊接夹具均是由底座15、旋转夹紧气缸16、定位块17、导轨18、夹紧机构、弹簧顶针19、旋转台22、伺服电机20以及夹紧气缸21所构成；夹紧气缸21安装于旋转台22下端，伺服电机20安装于底座15下部。定位块17上设有U形定位槽17a，该U形定位槽17a可与弹簧顶针19配合。

旋转台22、旋转夹紧气缸16均安装于底座15上端，定位块17与旋转夹紧气缸16相连；导轨18设有两个且均安装于旋转台22上，夹紧机构是由两块分别对应滑动安装于导轨18上的夹紧块23所构成，两块夹紧块23与夹紧气缸21相连。两个夹紧块23在合拢夹紧时，可检测有无料。

旋转台22上设有穿孔22a，夹紧气缸21的气动手指从穿孔22a中穿过；弹簧顶针19安装于穿孔22a内。

具体地，上下料位上的焊接夹具在激光焊接的使用过程如下：

第一步、人工将如图5所示的转子总成放置于穿孔22a内，并使得弹簧顶针19从转子总成中部穿过。

第二步、旋转夹紧气缸16控制定位块17旋转并下压工件的同时，弹簧顶针19推动转子总成定位焊接面。

第三步、夹紧气缸21控制两个夹紧块23合拢夹紧转子总成。

第四步、旋转夹紧气缸16上升避位。

第五步、变位机台14将该焊接夹具由上下料位旋转至焊接位。

第六步、出射头26进行单侧焊接，在焊接时，可通过伺服电机20驱动旋转台22旋转来实现在环形方向上的焊接。

第七步、翻转机构翻转转子总成。

第八步、按照第六步方式焊接转子总成的另一端。

第九步、再次通过翻转机构翻转转子总成。

焊接模组机构由X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构以及安装于Z轴移动机构上的前置架24所构成。X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构可控制翻转机构以及出射头26在三维方向上移动。

翻转机构为安装于前置架24前侧的翻转气缸25以及与翻转气缸25相连的夹爪气缸41。翻转气缸25可带动转子总成再旋转180度，实现翻转功能。

出射头组件包括安装于前置架24后侧的出射头26，出射头26的旁侧分别安装有CCD40以及万向抽尘组27。焊接保护使用同轴吹气或旁轴吹气方式，具体以实际打样效果相对理想方式实施；保护气体使用氮气或氩气。

X轴移动机构包括安装于台板13上的I型箱28，I型箱28上分别安装有I型电机29以及I型滑轨30，I型电机29连接有I型丝杠31。上述为X轴移动机构的具体结构，用来控制翻转气缸25以及出射头26在前后方向上的移动。

Y轴移动机构包括与I型滑轨30前后滑动配合的II型箱32，II型箱32上分别安装有II型电机33以及II型滑轨34，II型电机33连接有II型丝杠35。上述为Y轴移动机构的具体结构，用来控制翻转气缸25以及出射头26在左右方向上的移动。

Z轴移动机构包括与II型滑轨34水平滑动配合的III型箱36，III型箱36上分别安装有III型电机37以及III型滑轨38，III型电机37连接有III型丝杠39；前置架24与III型丝杠39连接，前置架24与III型滑轨38竖直滑动配合。上述为Z轴移动机构的具体结构，用来控制翻转气缸25以及出射头26在上下方向上的移动。

焊接模组机构、出射头组件以及翻转机构在焊接时的使用过程如下：

第一步、完成对转子总成的一端焊接。

第二步、焊接模组机构控制一定的空间移动后，通过夹爪气缸41夹取转子总成。

第三步、焊接夹具松开转子总成，然后焊接模组机构带动转子总成移动至安全位置后，翻转气缸25带动该转子总成旋转180度完成翻转。

第四步、焊接模组机构将翻转后的转子总成再次移送至焊接夹具上，夹爪气缸41松开转子总成后，焊接夹具对该转子总成重新进行夹紧。

第五步、焊接模组机构控制出射头26移动至一定位置后，出射头26对转子总成另一端进行焊接。

第六步、变位机台14旋转实现对焊接夹具进行切换。

此外，在具体控制方面本发明如下：

1)焊接工作台采用PC控制；

2)焊接轨迹采用CNC编程/示教方式输入，焊接过程自动化，焊接程序可以修改，可设定操作与修改权限。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，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内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统，包括激光主机(1)、冷水机(2)、烟雾净化器(3)以及主体焊接设备；其特征在于：主体焊接设备包括主机架(4)、焊接系统以及焊接于主机架(4)上端的台板(13)；焊接系统由焊接模组机构、出射头组件、焊接夹具以及翻转机构所构成；台板(13)上前部设有可旋转的变位机台(14)，焊接夹具设有两个且分别对应位于变位机台(14)上的左右两侧；焊接模组机构安装于台板(13)上后部，出射头组件、翻转机构均安装于焊接模组机构上。

2.根据权利要求1所述的针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统，其特征在于：每个焊接夹具均是由底座(15)、旋转夹紧气缸(16)、定位块(17)、导轨(18)、夹紧机构、弹簧顶针(19)、旋转台(22)、伺服电机(20)以及夹紧气缸(21)所构成；夹紧气缸(21)安装于旋转台(22)下端，伺服电机(20)安装于底座(15)下部。

3.根据权利要求2所述的针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统，其特征在于：旋转台(22)、旋转夹紧气缸(16)均安装于底座(15)上端，定位块(17)与旋转夹紧气缸(16)相连；导轨(18)设有两个且均安装于旋转台(22)上，夹紧机构是由两块分别对应滑动安装于导轨(18)上的夹紧块(23)所构成，两块夹紧块(23)与夹紧气缸(21)相连。

4.根据权利要求3所述的针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统，其特征在于：旋转台(22)上设有穿孔(22a)，弹簧顶针(19)安装于穿孔(22a)内。

5.根据权利要求1所述的针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统，其特征在于：焊接模组机构由X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构以及安装于Z轴移动机构上的前置架(24)所构成。

6.根据权利要求5所述的针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统，其特征在于：翻转机构为安装于前置架(24)前侧的翻转气缸(25)以及与翻转气缸(25)相连的夹爪气缸(41)。

7.根据权利要求5所述的针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统，其特征在于：出射头组件包括安装于前置架(24)后侧的出射头(26)，出射头(26)的旁侧分别安装有CCD(40)以及万向抽尘组(27)。

8.根据权利要求5所述的针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统，其特征在于：X轴移动机构包括安装于台板(13)上的I型箱(28)，I型箱(28)上分别安装有I型电机(29)以及I型滑轨(30)，I型电机(29)连接有I型丝杠(31)。

9.根据权利要求8所述的针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统，其特征在于：Y轴移动机构包括与I型滑轨(30)前后滑动配合的II型箱(32)，II型箱(32)上分别安装有II型电机(33)以及II型滑轨(34)，II型电机(33)连接有II型丝杠(35)。

10.根据权利要求9所述的针对汽车电子水泵转子总成的双工位激光焊接系统，其特征在于：Z轴移动机构包括与II型滑轨(34)水平滑动配合的III型箱(36)，III型箱(36)上分别安装有III型电机(37)以及III型滑轨(38)，III型电机(37)连接有III型丝杠(39)；前置架(24)与III型丝杠(39)连接，前置架(24)与III型滑轨(38)竖直滑动配合。

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