CN116871676A - 一种改进型激光焊接机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及焊接设备领域，具体的是一种改进型激光焊接机，包括焊接底座，焊接底座内部设置有对四通管件的四根焊接用原料管同时进行对位进给运动的进给部件，焊接底座上侧中心位置设置有对四通管件的椭圆形的焊缝进行焊接的焊接部件，本发明采用预紧架对原料管进行预紧夹持，之后通过对位辊自动伸出阻挡在原料管的坡口位置，从而使得原料管转动至坡口相对应的位置，进而将原料管一次调整到位，提高了焊接效率；本发明采用轨迹架通过沿椭圆形焊缝轨迹行走的打磨转轮带动激光焊接头对椭圆形焊缝进行焊接，使得激光焊接头能够始终与椭圆形焊缝处于同一平面内，从而能够精准的对椭圆形焊缝进行焊接。

Description

一种改进型激光焊接机
技术领域
本发明涉及焊接设备领域，具体的是一种改进型激光焊接机。
背景技术
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，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。激光焊接因其焊接之后焊缝填充较为致密，使得激光焊接常常应用于管道件之间的连接，其中传统方式在对四通管件进行加工时，需要将切割有坡口的四根焊接用原料管的剖口进行对位，之后通过点焊的方式将原料管暂时进行固定，之后在通过人工手持激光焊接枪的方式对四根原料管进行整体激光焊接，从而将其连接在一起。
上述对四通管件进行焊接的方式在对四根原料管的坡口位置进行对位时，由于原料管的横截面为圆形，从而难以将原料管的坡口位置一次对位完毕，需要反复对原料管进行夹持，使得焊接效率降低，且反复夹持原料管易对其外侧面造成损伤；其次，在焊接时由于焊缝呈椭圆形，在手工焊接时难以对激光焊接枪与焊缝的位置进行精准控制，使得焊接效果较差，且手工焊接的方式只能对一条焊缝进行焊接，无法同时对两条椭圆形焊缝进行焊接，使得焊接效率较低。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种改进型激光焊接机，包括焊接底座，焊接底座内部设置有对四通管件的四根焊接用原料管同时进行对位进给运动的进给部件，焊接底座上侧中心位置设置有对四通管件的椭圆形的焊缝进行焊接的焊接部件。
所述进给部件包括沿焊接底座的周向等间距且沿其径向内外滑动设置在焊接底座上部的四个进给滑块，进给滑块的上部均安装有弧形框，弧形框的内部相对于其轴线对称弹性滑动设置有预紧架，弧形框的内部相对于其轴线对称滑动设置有抵紧架，抵紧架位于预紧架中部位置。
所述焊接部件包括固定安装在焊接底座上侧中心位置的下弧形轨道，焊接底座上侧安装有伸缩液压缸，伸缩液压缸的活塞杆上部通过支板安装有上弧形轨道，上弧形轨道位于下弧形轨道的正上方，上弧形轨道与下弧形轨道均由两条互相垂直布置的半圆形支轨组成，上弧形轨道与下弧形轨道的不同向的半圆形支轨上均沿其轨迹交错滑动设置有移动滑块，移动滑块朝向上弧形轨道与下弧形轨道形成的中心的位置内外弹性滑动设置有沿椭圆形焊缝行走的轨迹架，轨迹架的中部位置安装有激光焊接头。
抵紧架与预紧架配合将四根焊接用原料管的切口调节至相对应的位置，之后通过进给滑块带动弧形框将四根焊接用原料管对接，使得其接口位于焊接底座的中心位置，移动上弧形轨道与下弧形轨道组合在一起，使得轨迹架抵靠在椭圆形焊缝的位置，通过移动滑块带动激光焊接头同时对两条椭圆形焊缝进行焊接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述焊接底座的底壁上安装有摆动气缸，焊接底座的顶壁下部转动设置有主动转盘，主动转盘的四周均与连杆的一端铰接，连杆的另一端分别铰接在对应位置的进给滑块的下部。
作为本发明的一种优选技术方案，所述预紧架与抵紧架靠近弧形框中心的一侧均设置有V型板，预紧架的V型板上下两端均转动设置有转动辊。
作为本发明的一种优选技术方案，所述抵紧架远离弧形框中心的一侧安装有螺纹杆，弧形框的两侧位置均转动设置有从动齿轮，螺纹杆穿插在从动齿轮的内部并与其螺纹配合，焊接底座的上部且位于进给滑块的两侧位置均对称安装有齿条架，齿条架上部均弹性滑动设置有主动齿条，主动齿条与从动齿轮啮合。
作为本发明的一种优选技术方案，所述主动齿条靠近焊接底座中心的一侧安装有凸起块，齿条架上且位于主动齿条两端的侧面均上下弹性滑动设置有斜面块，两个斜面块的下部通过连接板互相连接，两个斜面块的斜面朝向相对。
作为本发明的一种优选技术方案，所述上弧形轨道和下弧形轨道的内部沿其轨迹均设置有齿牙，移动滑块的两侧位置均转动设置有主动齿轮，主动齿轮与对应位置的齿牙啮合，移动滑块的下侧安装有双轴电机，双轴电机一侧的输出轴通过皮带与两个主动齿轮连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述轨迹架的下部两侧位置均转动设置有打磨转轮，移动滑块靠近主动齿轮的一侧弹性滑动设置有涨紧滑块，双轴电机靠近涨紧滑块一侧的输出轴通过皮带与涨紧滑块和两个打磨转轮相连接，打磨转轮下部开设有倾斜打磨面。
作为本发明的一种优选技术方案，所述进给滑块靠近焊接底座的一侧相对与弧形框的中心位置对称弹性滑动设置有承托杆，承托杆上部弹性转动设置有L型板，L型板的长边靠近弧形框中心位置且远离承托杆的一侧转动设置有对位辊，焊接底座上部设置有阻挡L型板短边移动的阻挡杆。
本发明的有益效果在于：
一、本发明采用预紧架对原料管进行预紧夹持，之后通过对位辊自动伸出阻挡在原料管的坡口位置，从而使得原料管转动至坡口相对应的位置，进而将原料管一次调整到位，提高了焊接效率，随后通过抵紧架对原料管进行固定夹持，避免了对原料进行反复夹持，防止对原料管的外侧面造成损伤。
二、本发明采用轨迹架通过沿椭圆形焊缝轨迹行走的打磨转轮带动激光焊接头对椭圆形焊缝进行焊接，使得激光焊接头能够始终与椭圆形焊缝处于同一平面内，从而能够精准的对椭圆形焊缝进行焊接，且通过弹性滑动设置的轨迹架能够使得激光焊接头始终距离椭圆形焊缝在一定范围内，从而保证椭圆形焊缝各处的焊接质量统一。
三、本发明采用上弧形轨道与下弧形轨道组合在一起并罩在原料管的外侧，通过移动滑块带动激光焊接头能够同时对两条椭圆形焊缝进行焊接，进一步提高了焊接的效果，且同时焊接的方式能够减小焊接误差，使得焊接更加牢固。
四、本发明采用打磨转轮沿椭圆形焊缝行走的同时，通过双轴电机带动打磨转轮沿移动滑块移动的方向进行反向的转动，从而通过打磨转轮的倾斜打磨面对焊接前后的椭圆形焊缝进行打磨，进一步使得焊接更加牢固且美观。
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是本发明对三通管件的椭圆形焊缝进行焊接时的整体结构示意图。
图2是本发明的底部结构示意图。
图3是本发明中焊接底座与进给部件的结构示意图。
图4是本发明中弧形框、预紧架、抵紧架、承托杆、L型板、对位辊、阻挡杆与齿条架的结构示意图。
图5是本发明中齿条架、预紧架、抵紧架与从动齿轮的结构示意图。
图6是本发明中进给滑块、弧形框、预紧架、抵紧架与转动辊的剖视图。
图7是本发明中焊接部件的结构示意图。
图8是本发明中焊接部件去除下弧形轨道与对应位置的移动滑块、轨迹架之后的结构示意图。
图9是本发明中移动滑块、轨迹架、激光焊接头、主动齿轮、打磨转轮的结构示意图。
图10是四通管件焊接完成之后的上视图。
图中：1、焊接底座；2、进给部件；3、焊接部件；11、齿条架；12、主动齿条；13、阻挡杆；21、进给滑块；22、弧形框；23、预紧架；24、抵紧架；25、摆动气缸；26、主动转盘；27、连杆；31、下弧形轨道；32、伸缩液压缸；33、上弧形轨道；34、移动滑块；35、轨迹架；36、激光焊接头；37、齿牙；111、斜面块；121、凸起块；211、承托杆；212、L型板；213、对位辊；221、从动齿轮；231、转动辊；241、螺纹杆；341、主动齿轮；342、双轴电机；343、涨紧滑块；351、打磨转轮。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
参阅图1和图10，一种改进型激光焊接机，包括焊接底座1，焊接底座1内部设置有对四通管件的四根焊接用原料管同时进行对位进给运动的进给部件2，焊接底座1上侧中心位置设置有对四通管件的椭圆形的焊缝进行焊接的焊接部件3；当需要对四通管件进行焊接时，首先将原料管放置在进给部件2的内部，通过进给部件2将原料管的坡口转动至对应位置，然后进给部件2带动原料管移动对位在一起，之后通过焊接部件3将四根原料管牢固快捷的焊接在一起，从而完成四通管件的加工。
参阅图1至图4，进给部件2包括沿焊接底座1的周向等间距且沿其径向内外滑动设置在焊接底座1上部的四个进给滑块21，进给滑块21的上部均安装有弧形框22，弧形框22的内部相对于其轴线对称弹性滑动设置有预紧架23，弧形框22的内部相对于其轴线对称滑动设置有抵紧架24，抵紧架24位于预紧架23中部位置；当需要将原料管放置在进给部件2内部时，人工手持原料管分别插入至弧形框22的内部，使得原料管的坡口位置朝向焊接底座1的中心位置，之后预紧架23在自身弹力的作用下抵靠在原料管外侧的对应位置，从而将原料管对位至弧形框22的同轴心位置，进而对原料管进行预紧。
参阅图4至图6，预紧架23与抵紧架24靠近弧形框22中心的一侧均设置有V型板，预紧架23的V型板上下两端均转动设置有转动辊231；当预紧架23对原料管进行预紧时，预紧架23通过自身的弹力带动对应位置的V型板向原料管靠近，使得预紧架23的V型板带动转动辊231抵靠在原料管的外侧面，使得原料管在对位至弧形框22的同轴心位置时仍然能够转动。
参阅图1、图3和图4，进给滑块21靠近焊接底座1的一侧相对与弧形框22的中心位置对称弹性滑动设置有承托杆211，承托杆211上部弹性转动设置有L型板212，L型板212的长边靠近弧形框22中心位置且远离承托杆211的一侧转动设置有对位辊213；当预紧架23带动原料管对位至弧形框22的同轴心位置后，继续向靠近焊接底座1中心的方向推动原料管，使得L型板212的长边在自身弹力的作用下抵靠在原料管的外侧面上，从而使得原料管的坡口位置抵靠在对位辊213的外侧，使得对位辊213通过与原料管的坡口的接触带动其转动，使得原料管均转动至能够互相对接的位置。
参阅图2至图4，焊接底座1的底壁上安装有摆动气缸25，焊接底座1的顶壁下部转动设置有主动转盘26，主动转盘26的四周均与连杆27的一端铰接，连杆27的另一端分别铰接在对应位置的进给滑块21的下部；当原料管均转动至能够互相对接的位置后，启动摆动气缸25带动主动转盘26转动，主动转盘26通过连杆27带动进给滑块21同步向焊接底座1的中心位置移动，使得进给滑块21通过弧形框22带动原料管同步向焊接底座1的中心位置移动。
参阅图3至图6，抵紧架24远离弧形框22中心的一侧安装有螺纹杆241，弧形框22的两侧位置均转动设置有从动齿轮221，螺纹杆241穿插在从动齿轮221的内部并与其螺纹配合，焊接底座1的上部且位于进给滑块21的两侧位置均对称安装有齿条架11，齿条架11上部均弹性滑动设置有主动齿条12，主动齿条12与从动齿轮221啮合；当原料管同步向焊接底座1的中心位置移动时，弧形框22通过抵紧架24带动螺纹杆241同步移动，螺纹杆241带动从动齿轮221沿主动齿条12移动，主动齿条12在自身弹力的作用下保持初始位置，使得从动齿轮221沿主动齿条12移动时转动，从而使得从动齿轮221通过螺纹杆241带动抵紧架24向原料管的外侧面靠近，从而将原料管位置进行锁定，当抵紧架24抵紧在原料管的外侧面时，从动齿轮221停止转动，使得从动齿轮221带动主动齿条12向焊接底座1的中心位置靠近，使得主动齿条12在自身弹力的作用下保持向远离焊接底座1外侧位置移动的趋势，从而带动从动齿轮221保持拧紧的状态，从而使得螺纹杆241带动抵紧架24夹紧锁定在原料管的外侧面，防止松动。
参阅图3至图5，主动齿条12靠近焊接底座1中心的一侧安装有凸起块121，齿条架11上且位于主动齿条12两端的侧面均上下弹性滑动设置有斜面块111，两个斜面块111的下部通过连接板互相连接，两个斜面块111的斜面朝向相对，焊接底座1上部设置有阻挡L型板212短边移动的阻挡杆13；当从动齿轮221带动主动齿条12移动至齿条架11靠近焊接底座1中心的一侧时，主动齿条12通过凸起块121与位于靠近焊接底座1中心的一侧的斜面块111斜面接触时，将斜面块111向下推动，使得凸起块121移动至靠近焊接底座1中心的一侧的斜面块111的内侧，从而使得斜面块111将凸起块121锁定在斜面块111靠近焊接底座1中心的一侧，与此同时，L型板212的短边与阻挡杆13接触，使得阻挡杆13对L型板212的外作用力推动L型板212的长边向远离原料管的方向摆动，使得L型板212带动对位辊213移动至原料管的两侧位置，从而避免对位辊213阻碍原料管进行对接，之后通过移动滑块34带动原料管对接在一起。
在实际工作中，当焊接完成之后，通过摆动气缸25带动弧形框22向远离焊接底座1的中心方向移动时，弧形框22带动从动齿轮221沿主动齿条12移动并与转动，从而使得从动齿轮221带动抵紧架24向远离原料管的方向移动，从而对原料管解除锁定，当弧形框22移动至初始位置时，弧形框22带动预紧架23移动至与位于远离焊接底座1的斜面块111斜面接触，从而将位于远离焊接底座1的斜面块111向下移动，使得位于远离焊接底座1的斜面块111通过底部的连接板带动位于靠近焊接底座1的斜面块111同步向下移动，使得位于靠近焊接底座1的斜面块111移动至凸起块121的下方，使得主动齿条12在自身弹力的作用下恢复至初始位置。
参阅图1和图7，焊接部件3包括固定安装在焊接底座1上侧中心位置的下弧形轨道31，焊接底座1上侧安装有伸缩液压缸32，伸缩液压缸32的活塞杆上部通过支板安装有上弧形轨道33，上弧形轨道33位于下弧形轨道31的正上方，上弧形轨道33与下弧形轨道31均由两条互相垂直布置的半圆形支轨组成；当移动滑块34带动原料管对接在一起时，收缩伸缩液压缸32的活塞杆通过支板带动上弧形轨道33向下移动至与下弧形轨道31组合在一起，使得上弧形轨道33与下弧形轨道31组合成两条互相垂直的圆形轨道。
参阅图7至图9，上弧形轨道33与下弧形轨道31的不同向的半圆形支轨上均沿其轨迹交错滑动设置有移动滑块34，移动滑块34朝向上弧形轨道33与下弧形轨道31形成的中心的位置内外弹性滑动设置有沿椭圆形焊缝行走的轨迹架35，轨迹架35的下部两侧位置均转动设置有打磨转轮351，轨迹架35的中部位置安装有激光焊接头36，当上弧形轨道33与下弧形轨道31组合在一起时，轨迹架35在自身弹力的作用下带动打磨转轮351抵靠在原料管椭圆形焊缝的外侧面上，从而使得轨迹架35带动激光焊接头36对应至椭圆形焊缝外侧的一定位置处，从而便于对椭圆形焊缝进行准确的对应焊接。
继续参阅图7至图9，上弧形轨道33和下弧形轨道31的内部沿其轨迹均设置有齿牙37，移动滑块34的两侧位置均转动设置有主动齿轮341，主动齿轮341与对应位置的齿牙37啮合，移动滑块34的下侧安装有双轴电机342，双轴电机342一侧的输出轴通过皮带与两个主动齿轮341连接；启动双轴电机342带动主动齿轮341转动，主动齿轮341通过与齿牙37的啮合带动移动滑块34沿上弧形轨道33与下弧形轨道31组成的圆形轨道移动，同时启动激光焊接头36对椭圆形焊缝进行焊接操作。
继续参阅图7至图9，移动滑块34靠近主动齿轮341的一侧弹性滑动设置有涨紧滑块343，双轴电机342靠近涨紧滑块343一侧的输出轴通过皮带与涨紧滑块343和两个打磨转轮351相连接，打磨转轮351下部开设有倾斜打磨面；当双轴电机342转动时，通过皮带带动两个打磨转轮351沿移动滑块34移动的反向转动，从而使得打磨转轮351通过倾斜打磨面对焊接前后的椭圆形焊缝进行打磨，使得焊接更加牢固和美观。
本发明在对四通管件的椭圆形焊缝进行焊接时，包括以下步骤：第一步，人工手持原料管分别插入至弧形框22的内部，使得原料管的坡口位置朝向焊接底座1的中心位置，之后预紧架23在自身弹力的作用下抵靠在原料管外侧的对应位置，从而将原料管对位至弧形框22的同轴心位置，同时L型板212的长边在自身弹力的作用下抵靠在原料管的外侧面上，使得原料管的坡口位置抵靠在对位辊213的外侧，使得对位辊213通过与原料管的坡口的接触带动其转动，使得原料管均转动至能够互相对接的位置。
第二步，启动摆动气缸25带动主动转盘26转动，主动转盘26通过连杆27带动进给滑块21同步向焊接底座1的中心位置移动，使得进给滑块21通过弧形框22带动原料管同步向焊接底座1的中心位置移动，从而将原料管对接在一起。
第三步，收缩伸缩液压缸32的活塞杆通过支板带动上弧形轨道33向下移动至与下弧形轨道31组合在一起，使得上弧形轨道33与下弧形轨道31组合成两条互相垂直的圆形轨道。
第四步，启动双轴电机342带动主动齿轮341转动，主动齿轮341通过与齿牙37的啮合带动移动滑块34沿上弧形轨道33与下弧形轨道31组成的圆形轨道移动，同时启动激光焊接头36对椭圆形焊缝进行焊接操作，同时，带动两个打磨转轮351沿移动滑块34移动的反向转动，从而使得打磨转轮351通过倾斜打磨面对焊接前后的椭圆形焊缝进行打磨，从而完成对四通管件的焊接。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，仍涵盖在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种改进型激光焊接机，包括焊接底座(1)，其特征在于，焊接底座(1)内部设置有对四通管件的四根焊接用原料管同时进行对位进给运动的进给部件(2)，焊接底座(1)上侧中心位置设置有对四通管件的椭圆形的焊缝进行焊接的焊接部件(3)；
所述进给部件(2)包括沿焊接底座(1)的周向等间距且沿其径向内外滑动设置在焊接底座(1)上部的四个进给滑块(21)，进给滑块(21)的上部均安装有弧形框(22)，弧形框(22)的内部相对于其轴线对称弹性滑动设置有预紧架(23)，弧形框(22)的内部相对于其轴线对称滑动设置有抵紧架(24)，抵紧架(24)位于预紧架(23)中部位置；
所述焊接部件(3)包括固定安装在焊接底座(1)上侧中心位置的下弧形轨道(31)，焊接底座(1)上侧安装有伸缩液压缸(32)，伸缩液压缸(32)的活塞杆上部通过支板安装有上弧形轨道(33)，上弧形轨道(33)位于下弧形轨道(31)的正上方，上弧形轨道(33)与下弧形轨道(31)均由两条互相垂直布置的半圆形支轨组成，上弧形轨道(33)与下弧形轨道(31)的不同向的半圆形支轨上均沿其轨迹交错滑动设置有移动滑块(34)，移动滑块(34)朝向上弧形轨道(33)与下弧形轨道(31)形成的中心的位置内外弹性滑动设置有沿椭圆形焊缝行走的轨迹架(35)，轨迹架(35)的中部位置安装有激光焊接头(36)；
抵紧架(24)与预紧架(23)配合将四根焊接用原料管的切口调节至相对应的位置，之后通过进给滑块(21)带动弧形框(22)将四根焊接用原料管对接，使得其接口位于焊接底座(1)的中心位置，移动上弧形轨道(33)与下弧形轨道(31)组合在一起，使得轨迹架(35)抵靠在椭圆形焊缝的位置，通过移动滑块(34)带动激光焊接头(36)同时对两条椭圆形焊缝进行焊接。
2.根据权利要求1所述的一种改进型激光焊接机，其特征在于，所述焊接底座(1)的底壁上安装有摆动气缸(25)，焊接底座(1)的顶壁下部转动设置有主动转盘(26)，主动转盘(26)的四周均与连杆(27)的一端铰接，连杆(27)的另一端分别铰接在对应位置的进给滑块(21)的下部。
3.根据权利要求1所述的一种改进型激光焊接机，其特征在于，所述预紧架(23)与抵紧架(24)靠近弧形框(22)中心的一侧均设置有V型板，预紧架(23)的V型板上下两端均转动设置有转动辊(231)。
4.根据权利要求1所述的一种改进型激光焊接机，其特征在于，所述抵紧架(24)远离弧形框(22)中心的一侧安装有螺纹杆(241)，弧形框(22)的两侧位置均转动设置有从动齿轮(221)，螺纹杆(241)穿插在从动齿轮(221)的内部并与其螺纹配合，焊接底座(1)的上部且位于进给滑块(21)的两侧位置均对称安装有齿条架(11)，齿条架(11)上部均弹性滑动设置有主动齿条(12)，主动齿条(12)与从动齿轮(221)啮合。
5.根据权利要求4所述的一种改进型激光焊接机，其特征在于，所述主动齿条(12)靠近焊接底座(1)中心的一侧安装有凸起块(121)，齿条架(11)上且位于主动齿条(12)两端的侧面均上下弹性滑动设置有斜面块(111)，两个斜面块(111)的下部通过连接板互相连接，两个斜面块(111)的斜面朝向相对。
6.根据权利要求1所述的一种改进型激光焊接机，其特征在于，所述上弧形轨道(33)和下弧形轨道(31)的内部沿其轨迹均设置有齿牙(37)，移动滑块(34)的两侧位置均转动设置有主动齿轮(341)，主动齿轮(341)与对应位置的齿牙(37)啮合，移动滑块(34)的下侧安装有双轴电机(342)，双轴电机(342)一侧的输出轴通过皮带与两个主动齿轮(341)连接。
7.根据权利要求1所述的一种改进型激光焊接机，其特征在于，所述轨迹架(35)的下部两侧位置均转动设置有打磨转轮(351)，移动滑块(34)靠近主动齿轮(341)的一侧弹性滑动设置有涨紧滑块(343)，双轴电机(342)靠近涨紧滑块(343)一侧的输出轴通过皮带与涨紧滑块(343)和两个打磨转轮(351)相连接，打磨转轮(351)下部开设有倾斜打磨面。
8.根据权利要求1所述的一种改进型激光焊接机，其特征在于，所述进给滑块(21)靠近焊接底座(1)的一侧相对与弧形框(22)的中心位置对称弹性滑动设置有承托杆(211)，承托杆(211)上部弹性转动设置有L型板(212)，L型板(212)的长边靠近弧形框(22)中心位置且远离承托杆(211)的一侧转动设置有对位辊(213)，焊接底座(1)上部设置有阻挡L型板(212)短边移动的阻挡杆(13)。
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