CN117381166A - 一种自调整激光焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自调整激光焊接设备，包括控制柜，以及设于控制柜上的储料机构、抓取行走机构、焊接治具定位机构、旋转工件机构和焊枪调整机构，储料机构用于暂存待焊接的波纹管件，并配合抓取行走机构依次将单个波纹管件移送至旋转工件机构包括的旋转磁台上；通过焊接治具定位机构将两个波纹管件进行内孔定位限制；再通过工业相机将采集到的波纹管件焊缝位置信息反馈至控制系统，控制系统基于接收到的波纹管件焊缝位置信息，并引导焊枪调整机构进行焊缝自动跟踪调整。便于将待焊接的波纹管件自动抓取上料，并通过焊枪调整机构自动跟踪两个波纹管件的内径圈焊接位置，调整激光焊枪的焊接角度方便，实现环向焊接，焊接效率高。

Description

一种自调整激光焊接设备

技术领域

本发明涉及波纹管自动焊接技术领域，具体涉及一种自调整激光焊接设备。

背景技术

焊接波纹管是近年来国内外兴起的一种新型元件，它一般可用来作为敏感元件、密封元件、隔离介质、管路连接以及温度补偿器等。它除了耐压、耐温、耐腐蚀、密封性好等优点外，较之传统成形的波纹管还有两个突出的优点：变形量大，寿命长。

波纹管焊接过程中，利用精密焊接设备将金属波纹管制成满足高度需求产品，其焊接组成方式是依次将对接波纹管以同心圆的方式作内径圈焊接成型，如现有技术中，公开号为CN112658543B的“一种波纹管内圈焊接设备”，该申请公开了对显微镜固定架和焊枪固定架进行设置，保证显微镜能够观察焊接处，同时又适应工作人员的身姿，焊接与焊点处于最佳距离和角度，然后启动电动马达，电动马达带动下转动座转动，下转动座带动波纹管片相对焊枪转动，实现环向焊接，焊接效率高；但在使用过程中存在如下缺陷：以同心圆方式组装焊接波纹管的内径圈时需要人工辅助工作，操作费时费力，焊接效率低且需要人眼长时间观察焊接点，人眼长时间处于强光环境工作，长此以往眼会有不同程度的损伤，同时焊接产品的一致性很难保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自调整激光焊接设备，用于解决现有技术中波纹管内径圈组装焊接自动化程度低下的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种自调整激光焊接设备，包括控制柜，以及设于所述控制柜上的储料机构、抓取行走机构、焊接治具定位机构、旋转工件机构和焊枪调整机构；

所述储料机构用于暂存待焊接的波纹管件，并配合所述抓取行走机构依次将单个波纹管件移送至所述旋转工件机构包括的旋转磁台上；

所述旋转磁台上依次放置两个波纹管件时，通过所述焊接治具定位机构将两个波纹管件进行内孔定位限制，且所述旋转磁台上通过与其装配连接的压环将两个波纹管件紧压固定；

其中，通过所述旋转工件机构将两个波纹管件转动对焊时，所述焊枪调整机构包括的激光焊枪上设置有工业相机，通过所述工业相机将采集到的波纹管件焊缝位置信息反馈至控制系统，所述控制系统基于接收到的波纹管件焊缝位置信息，并引导所述焊枪调整机构进行焊缝自动跟踪调整。

作为本发明进一步的方案：所述焊接治具定位机构包括的气缸设置在所述旋转磁台的下方，所述气缸的伸缩尾端固接有托板，所述托板可升降设置在所述所述旋转磁台的中心轴孔内，所述托板上用于放置内孔定位治具。

作为本发明进一步的方案：所述焊接治具定位机构的上方配套设置有内孔定位治具的抓取机构，所述抓取机构包括的三爪电缸固定安装在支板的一端，所述支板的另一端固定连接滑块一，所述滑块一滑动连接在升降架上，并与所述升降架上设置的丝杆螺纹传动连接，所述升降架安装在气缸一的伸缩尾端，所述气缸一固定安装在所述控制柜的台面上。

作为本发明进一步的方案：所述旋转工件机构包括的旋转磁台转动连接在旋转座的输出端，所述旋转座的输入轴设置有旋转电机，所述旋转座固定安装在所述控制柜的台面上。

作为本发明进一步的方案：所述焊枪调整机构包括的激光焊枪固定安装在滑座二上，所述滑座二滑动连接在呈倾斜状设置的滑道箱二上，所述滑道箱二内设有与所述滑座二螺纹传动连接的丝杆，所述丝杆与所述滑道箱二上设置的电动马达二驱动连接；

作为本发明进一步的方案：所述滑道箱二固定安装在滑座一上，所述滑座一动连接在滑道箱一上，所述滑道箱一内设有与所述滑座一螺纹传动连接的丝杆，所述丝杆与所述滑道箱一上设置的电动马达一驱动连接，且所述滑道箱一垂直连接在所述控制柜的台面上。

作为本发明进一步的方案：所述储料机构包括的储料台可升降设置在所述控制柜上开设的储料孔内。

作为本发明进一步的方案：所述抓取行走机构包括的多个真空吸头安装在支架上，所述支架通过滑块二滑动连接在行走导轨上，所述行走导轨上设置有气缸，且所述行走导轨通过滑座三滑动连接在滑道箱三上，所述滑道箱三内设有与所述滑座三螺纹传动连接的丝杆，所述丝杆与所述滑道箱三上设置的电动马达三驱动连接。

作为本发明进一步的方案：所述激光焊接设备还包括有焊接成品回收机构，所述焊接成品回收机构包括的升降台用于依次堆放焊接成品件通过所述焊接成品回收机构将焊接成品件可升降设置在所述控制柜上开设的成品孔内。

本发明的有益效果：

(1)采用本申请的激光焊接设备，便于将待焊接的波纹管件自动抓取上料，并通过焊枪调整机构自动跟踪两个波纹管件的内径圈焊接位置，调整激光焊枪的焊接角度方便，实现环向焊接，焊接效率高，解决了现有技术中波纹管内径圈组装焊接自动化程度低下的问题；

(2)采用本申请的激光焊接设备，通过在控制柜上设置储料机构、抓取行走机构、焊接治具定位机构、旋转工件机构和焊枪调整机构配合使用，自动使用调整激光焊枪进行焊接作业，可以适用不同规格的产品焊接，满足波纹管内径圈焊接指标要求；

(3)采用本申请的激光焊接设备，通过将焊接治具定位机构将两个波纹管件的内径圈焊接位置保持一致，以实现两个波纹管件同心度旋转焊接作业，从而可以保证焊接产品的一致性；

(4)采用本申请的激光焊接设备，通过焊接成品回收机构和抓取行走机构配合自动出料处理，以实现对焊接成品出料进行自动收纳，操作方便；

(5)采用本申请的激光焊接设备，操作简单、方便，各功能机构部件装配可靠性、重复性好，可用于批量焊接产品生产。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的控制柜上设置旋转机构、焊枪调整机构和矫正治具机构示意图；

图3是本发明的抓取行走机构结构示意图。

图中：1、控制柜；100、储料孔；101、成品孔；2、储料台；3、旋转磁台；4、压环；5、激光焊枪；6、旋转座；7、三爪电缸；8、支板；9、滑块一；10、升降架；11、气缸一；12、滑道箱一；13、电动马达一；14、滑座一；15、滑座二；16、滑道箱二；17、电动马达二；18、真空吸头；19、支架；20、焊接成品件；21、滑块二；22、行走导轨；23、滑座三；24、滑道箱三；25、电动马达三；26、升降台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；在本发明的描述中，“多个”“若干”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图3所示，本发明为一种自调整激光焊接设备，包括控制柜1，以及设于控制柜1上的储料机构、抓取行走机构、焊接治具定位机构、旋转工件机构和焊枪调整机构，控制柜1内可以实际需要布置各个功能机构的电气控制元件，同时便于将各个功能机构合理布局在控制柜1上，以便于配置控制系统自动化操控各个功能机构。

波纹管的内径圈进行激光焊接过程中，储料机构用于暂存待焊接的波纹管件，并配合抓取行走机构依次将单个波纹管件移送至旋转工件机构包括的旋转磁台3上；旋转磁台3上依次放置两个波纹管件时，通过焊接治具定位机构将两个波纹管件进行内孔定位限制，且旋转磁台3上通过与其装配连接的压环4将两个波纹管件紧压固定；其中，通过旋转工件机构将两个波纹管件转动对焊时，焊枪调整机构包括的激光焊枪5上设置有工业相机，通过工业相机将采集到的波纹管件焊缝位置信息反馈至控制系统，控制系统基于接收到的波纹管件焊缝位置信息，并引导焊枪调整机构进行焊缝自动跟踪调整。

采用本申请的激光焊接设备，便于将待焊接的波纹管暂存在储料机构上，以使抓取行走机构依次将单个波纹管件抓取上料，并移送至焊接工位的旋转磁台3上，待焊接的两个波纹管件抓取至旋转磁台3上时，通过焊接治具定位机构将两个波纹管件进行内孔定位限制，可以确保两个波纹管焊接位置固定，并将旋转磁台3通电磁吸固定压环4，以使旋转磁台3和压环4之间紧压固定两个波纹管件，保证了波纹管件旋转焊接稳定，从而可以保证焊接质量，两个波纹管在焊接工位焊缝对齐后，便于通过焊枪调整机构自动跟踪两个波纹管件的内径圈焊接位置，通过工业相机将采集到的波纹管件焊缝位置信息反馈至控制系统，控制系统基于接收到的波纹管件焊缝位置信息，并引导焊枪调整机构进行焊缝自动跟踪调整，以使调整激光焊枪5的焊接角度方便，同时可以适用于不同规格尺寸的焊接产品焊接需求，应用范围广，调整激光焊枪5满足两个波纹管件的内径圈焊接位置后，便于通过旋转机构带动两个波纹管件进行转动焊接，实现环向焊接，焊接效率高，解决了现有技术中波纹管内径圈组装焊接自动化程度低下的问题。

在下文中，将详细描述抓取行走机构移送上下层对焊的波纹管件如何进行同心度焊接处理过程。

通过抓取行走机构将两个波纹管件移送至焊接工位过程中，为确保两个波纹管件同心度焊接，焊接治具定位机构包括的气缸设置在旋转磁台3的下方，气缸的伸缩尾端固接有托板，托板可升降设置在旋转磁台3的中心轴孔内，托板上用于放置内孔定位治具，气缸、托板和内孔定位治具在图中未标出，其中，同样气缸可以替换为其它电动伸缩机构件，可以理解为气缸的伸缩将托板沿旋转磁台的中心轴孔上下移动，两个波纹管件放置在旋转磁台3上后，内孔定位治具可以通过电动推杆进行上下调节，实现对两个波纹管件进行同心度内孔定位限制，其中，内孔定位治具可以根据波纹管件不同规格尺寸内径进行选择使用，应用范围广，通过在两个波纹管内径孔内上下升降调节内孔定位治具，以实现两个波纹管件同心度旋转焊接作业，从而可以保证焊接产品的一致性。

焊接治具定位机构具体使用过程中，焊接治具定位机构的上方配套设置有内孔定位治具的抓取机构，抓取机构包括的三爪电缸7固定安装在支板8的一端，支板8的另一端固定连接滑块一9，滑块一9滑动连接在升降架10上，并与升降架10上设置的丝杆螺纹传动连接，升降架10安装在气缸一11的伸缩尾端，气缸一11固定安装在控制柜1的台面上，升降架10上的丝杆可以由电动马达进行驱动(图中未标出)，在抓取行走机构将两个波纹管件移送至旋转磁台3上，通过气缸将升降架10抬升，可以通过电动马达带动丝杆旋转，以使与丝杆螺纹连接的滑块一9沿升降架10稳定滑移，直至滑移至两个波纹管件上方，气缸带动升降架10下移，以使三爪电缸8抓取固定的内孔定位治具便于放入和移出两个波纹管件的内径孔，通过三爪电缸8的涨紧或收缩动作满足不同规格尺寸的内孔定位治具抓取使用，操作方便，从而可以提升本申请激光焊接设备的自动化应用功能效果。

在下文中，将详细描述旋转工件机构和焊枪调整机构配合使用对两个波纹管件进行旋转焊接处理过程。

旋转工件机构包括的旋转磁台3转动连接在旋转座6的输出端，旋转座6的输入轴设置有旋转电机(图中未标出)，旋转电机提供动力源输出，旋转座6固定安装在控制柜1的台面上，便于通过旋转电机进行动力输出，以使输出端连接的旋转磁台3进行将两个波纹管件进行旋转焊接作业，以实现环向焊接，焊接效率高。

两个波纹管件固定在旋转磁台3上后，焊枪调整机构包括的激光焊枪5固定安装在滑座二15上，滑座二15滑动连接在呈倾斜状设置的滑道箱二16上，滑道箱二16内设有与滑座二15螺纹传动连接的丝杆，丝杆与滑道箱二16上设置的电动马达二17驱动连接；滑道箱二16固定安装在滑座一14上，滑座一14动连接在滑道箱一12上，滑道箱一12内设有与滑座一14螺纹传动连接的丝杆，丝杆与滑道箱一12上设置的电动马达一13驱动连接，且滑道箱一12垂直连接在控制柜1的台面上，可以根据两个波纹管件之间内径圈焊接位置，工业相机将采集到的波纹管件焊缝位置信息反馈至控制系统，控制系统基于接收到的波纹管件焊缝位置信息，并引导焊枪调整机构进行焊缝自动跟踪调整，具体操作是通过焊枪调整机构将激光焊枪5的焊接角度位置进行调整，具体是通过电动马达一13带动滑道箱一12内丝杆转动，以使滑座一14、滑道箱二16、滑座二15和激光焊枪5整体高度上下调整，以满足激光焊枪5与内径圈焊接位置高度调整；而通过电动马达二17带动滑道箱二16内丝杆转动，以使滑座二15和激光焊枪5沿倾斜状设置的滑道箱二16稳定滑动，以满足激光焊枪5与内径圈焊接位置角度调整，调整操作方便，同时可以适用于不同规格尺寸波纹管进行内径焊接调整需求。

在下文中，将详细描述储料机构和抓取行走机构配合上料处理过程。

储料机构包括的储料台2可升降设置在控制柜1上开设的储料孔100内，储料机构为升降机构的一种，以实现储料台2的上下高度调节，满足储料台2上堆放的最上层波纹管抓取后，下一层波纹管抬升至抓取高度位置，操作方便，有助于减少上料时间。

在抓取单个波纹管件移送过程中，抓取行走机构包括的多个真空吸头18安装在支架19上，支架19通过滑块二21滑动连接在行走导轨22上，行走导轨22上设置有气缸(图中未标出)，且行走导轨22通过滑座三23滑动连接在滑道箱三24上，滑道箱三24内设有与滑座三23螺纹传动连接的丝杆，丝杆与滑道箱三24上设置的电动马达三25驱动连接，便于通过气缸向行走导轨22内输入起源动力，以使滑块二21下移直至多个真空吸头18吸附固定储料台2最上层堆放的波纹管件，抓取完成后，便于通过电动马达三25带动滑道箱三24内的丝杆转动，以使与丝杆螺纹传动连接的滑座三23沿滑道箱三24稳定滑移，以实现抓取的波纹管件移送至焊接工位，抓取上料波纹管件方便。

在下文中，将详细描述焊接成品回收机构和抓取行走机构配合出料处理过程。

激光焊接设备还包括有焊接成品回收机构，激光焊接设备还包括有焊接成品回收机构，焊接成品回收机构包括的升降台26用于依次堆放焊接成品件21通过焊接成品回收机构将焊接成品件21可升降设置在控制柜1上开设的成品孔101内，本申请采用的焊接成品回收机构可以为升降高度调节机构的一种，以使旋转磁台3上环向波纹管件的内径圈焊接完成后，便于通过抓取行走机构抓取并移送至焊接成品回收机构位置，以实现对焊接成品出料进行自动收纳，操作方便。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种自调整激光焊接设备，其特征在于，包括控制柜(1)，以及设于所述控制柜(1)上的储料机构、抓取行走机构、焊接治具定位机构、旋转工件机构和焊枪调整机构；

所述储料机构用于暂存待焊接的波纹管件，并配合所述抓取行走机构依次将单个波纹管件移送至所述旋转工件机构包括的旋转磁台(3)上；

所述旋转磁台(3)上依次放置两个波纹管件时，通过所述焊接治具定位机构将两个波纹管件进行内孔定位限制，且所述旋转磁台(3)上通过与其装配连接的压环(4)将两个波纹管件紧压固定；

其中，通过所述旋转工件机构将两个波纹管件转动对焊时，所述焊枪调整机构包括的激光焊枪(5)上设置有工业相机，通过所述工业相机将采集到的波纹管件焊缝位置信息反馈至控制系统，所述控制系统基于接收到的波纹管件焊缝位置信息，并引导所述焊枪调整机构进行焊缝自动跟踪调整。

2.根据权利要求1所述的一种自调整激光焊接设备，其特征在于，所述焊接治具定位机构包括的气缸设置在所述旋转磁台(3)的下方，所述气缸的伸缩尾端固接有托板，所述托板可升降设置在所述所述旋转磁台(3)的中心轴孔内，所述托板上用于放置内孔定位治具。

3.根据权利要求2所述的一种自调整激光焊接设备，其特征在于，所述焊接治具定位机构的上方配套设置有内孔定位治具的抓取机构，所述抓取机构包括的三爪电缸(7)固定安装在支板(8)的一端，所述支板(8)的另一端固定连接滑块一(9)，所述滑块一(9)滑动连接在升降架(10)上，并与所述升降架(10)上设置的丝杆螺纹传动连接，所述升降架(10)安装在气缸一(11)的伸缩尾端，所述气缸一(11)固定安装在所述控制柜(1)的台面上。

4.根据权利要求1所述的一种自调整激光焊接设备，其特征在于，所述旋转工件机构包括的旋转磁台(3)转动连接在旋转座(6)的输出端，所述旋转座(6)的输入轴设置有旋转电机，所述旋转座(6)固定安装在所述控制柜(1)的台面上。

5.根据权利要求1所述的一种自调整激光焊接设备，其特征在于，所述焊枪调整机构包括的激光焊枪(5)固定安装在滑座二(15)上，所述滑座二(15)滑动连接在呈倾斜状设置的滑道箱二(16)上，所述滑道箱二(16)内设有与所述滑座二(15)螺纹传动连接的丝杆，所述丝杆与所述滑道箱二(16)上设置的电动马达二(17)驱动连接；

所述滑道箱二(16)固定安装在滑座一(14)上，所述滑座一(14)动连接在滑道箱一(12)上，所述滑道箱一(12)内设有与所述滑座一(14)螺纹传动连接的丝杆，所述丝杆与所述滑道箱一(12)上设置的电动马达一(13)驱动连接，且所述滑道箱一(12)垂直连接在所述控制柜(1)的台面上。

6.根据权利要求1所述的一种自调整激光焊接设备，其特征在于，所述储料机构包括的储料台(2)可升降设置在所述控制柜(1)上开设的储料孔(100)内。

7.根据权利要求1所述的一种自调整激光焊接设备，其特征在于，所述抓取行走机构包括的多个真空吸头(18)安装在支架(19)上，所述支架(19)通过滑块二(21)滑动连接在行走导轨(22)上，所述行走导轨(22)上设置有气缸，且所述行走导轨(22)通过滑座三(23)滑动连接在滑道箱三(24)上，所述滑道箱三(24)内设有与所述滑座三(23)螺纹传动连接的丝杆，所述丝杆与所述滑道箱三(24)上设置的电动马达三(25)驱动连接。

8.根据权利要求1所述的一种自调整激光焊接设备，其特征在于，所述激光焊接设备还包括有焊接成品回收机构，所述焊接成品回收机构包括的升降台(26)用于依次堆放焊接成品件(21)通过所述焊接成品回收机构将焊接成品件(21)可升降设置在所述控制柜(1)上开设的成品孔(101)内。