CN117620426A - 一种长圆杆与端盖组合激光焊接设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长圆杆与端盖组合激光焊接设备，属于长圆杆与端盖激光焊接领域，包括两邻接设置的第一焊接工装和第二焊接工装，所述第一焊接工装和第二焊接工装均包括翻转气缸，翻转气缸与定板连接并带动其在竖直平面内翻转，所述定板一侧设置第一夹板，定板另一侧设置第二夹板，第一夹板和第二夹板均可朝向或背离定板移动。
Description
技术领域
本发明属于长圆杆与端盖激光焊接领域，具体涉及一种长圆杆与端盖组合激光焊接设备。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
目前，有的机械零部件中需要将长圆杆(螺杆等)与端盖进行焊接，如汽车减震器贮油筒的端盖和螺栓的焊接。现有标准传统焊接设备中，对于长圆杆(螺杆等)与端盖的组合焊接多采用氩弧焊、气保焊、电阻焊等传统焊接方式，这些焊接方式主要是通过加热物体表面将物体熔化或者热塑变形，从而实现紧密连接的目的，这些焊接方式存在焊接精度低、焊接变形、生产效率低、焊接功能及规格单一等缺点。
中国专利申请CN208680828U公开了一种贮油筒端盖和螺栓的焊接工装，包括安装板，安装板上端面连接有驱动贮油筒转动的旋转组件，安装板上端面固定连接有若干导向杆，导向杆共同连接有将螺栓头部与贮油筒端盖压紧的压紧组件，压紧组件包括与导向杆连接的滑动板、用于压紧螺栓的第一液压缸和用于固定螺栓的固定杆；安装板上端面连接有焊接螺栓和贮油筒端盖的焊枪。该工装中采用滑动板和液压缸的配合对端盖和螺栓进行压紧，由旋转组件带动螺栓、端盖工件旋转，而后由焊枪对螺栓和端盖配合位置进行焊接，这种焊接方式在旋转过程中容易使得螺栓、端盖工件发生脱离，导致焊接不准，且只能一次焊接一个工件，焊接效率低下。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种长圆杆与端盖组合激光焊接设备，该装置采用双工位双焊接工装设计，可实现不停歇连续工作，且可适应不同尺寸大小的工件焊接。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
第一方面，本发明提供了一种长圆杆与端盖组合激光焊接设备，包括两邻接设置的第一焊接工装和第二焊接工装，所述第一焊接工装和第二焊接工装均包括翻转气缸，翻转气缸与定板连接并带动其在竖直平面内翻转，所述定板一侧设置第一夹板，定板另一侧设置第二夹板，第一夹板和第二夹板均可朝向或背离定板移动。
作为进一步的技术方案，所述定板一端和第一夹板、第二夹板之间设置长圆杆孔，定板另一端和第一夹板、第二夹板之间设置端盖卡槽。
作为进一步的技术方案，所述定板与第一夹板之间的长圆杆孔、定板与第二夹板之间的长圆杆孔尺寸不同。
作为进一步的技术方案，所述定板与第一夹板之间的端盖卡槽、定板与第二夹板之间的端盖卡槽尺寸不同。
作为进一步的技术方案，所述定板、第一夹板、第二夹板两端的长圆杆孔和端盖卡槽相连通。
作为进一步的技术方案，所述定板下方设置限位顶板，限位顶板与顶板气缸连接，限位顶板水平设置，顶板气缸可带动限位顶板上下往复移动。
作为进一步的技术方案，所述第一焊接工装与第一无杆气缸连接，第一无杆气缸水平固定设置，第一无杆气缸与第一焊接工装相垂直设置，第一无杆气缸可带动第一焊接工装在上料位和焊接位之间往复移动。
作为进一步的技术方案，所述第二焊接工装与第二无杆气缸连接，第二无杆气缸水平固定设置，第二无杆气缸与第二焊接工装相垂直设置，第二无杆气缸可带动第二焊接工装在上料位和焊接位之间往复移动。
作为进一步的技术方案，所述第一焊接工装和第二焊接工装交替运行，第一焊接工装处于焊接位或上料位时，第二焊接工装处于上料位或焊接位。
作为进一步的技术方案，所述第一焊接工装和第二焊接工装上方设置激光焊接装置，激光焊接装置与Z轴模组连接，Z轴模组与X轴模组连接，X轴模组与Y轴模组连接；所述X轴模组、Y轴模组、Z轴模组、激光焊接装置、第一焊接工装和第二焊接工装均与电控操作台连接。
上述本发明的有益效果如下：
本发明的长圆杆与端盖组合激光焊接设备，其在焊接工装一侧设置第一夹板，另一侧设置第二夹板，两夹板均可朝向定板移动，由此可以夹紧不同尺寸大小的工件，焊接规格多样化。
本发明的长圆杆与端盖组合激光焊接设备，采用双工位双焊接工装设计，一个焊接工装焊接时另一个焊接工装由人工装工件，可实现不停歇连续工作，比现有设备大大提高了焊接效率。
本发明的长圆杆与端盖组合激光焊接设备，其在焊接工装一端设置长圆杆孔，可放入长圆杆进行夹紧，在焊接工作另一端设置端盖卡槽，可放入端盖，在长圆杆夹紧后翻转放入端盖，而后进行焊接，保证了焊接精度。本发明采用激光焊接，其是利用激光束在焊接处产生一个高温小区，使金属材料达到熔化状态后，实现焊接。通过激光焊接与焊接工装的配合，从而实现生产效率及产品品质的提升。
本发明的长圆杆与端盖组合激光焊接设备，同一焊接工装的长圆杆孔、端盖卡槽尺寸不同，一个焊接工作进行焊接时可同时焊接两种规格工件，不同直径端盖和多直径多长度长圆柱均可由该焊接设备进行焊接，解决焊接规格单一问题。
本发明的长圆杆与端盖组合激光焊接设备，在定板下方设置限位顶板，放入长圆杆时将限位顶板升起对长圆杆工件进行限位，而后再由夹板进行夹紧，可大大提高定位精度，从而提升焊接精度，防止焊接变形。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明长圆杆与端盖组合激光焊接设备的示意图；
图2是本发明第一焊接工作在长圆孔朝上状态的示意图；
图3是本发明第一焊接工作在端盖卡槽朝上状态的示意图；
图4是本发明两焊接工装的配合示意图；
图5是本发明设置焊接平台的示意图；
图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
其中，Ⅰ电控操作台，ⅡX轴模组，ⅢY轴模组，ⅣZ轴模组，Ⅴ激光焊接装置，Ⅵ第一焊接工装，Ⅶ第二焊接工装，Ⅷ机架，Ⅸ焊接平台，Ⅹ待焊接工件；
1翻转气缸，2第一夹板，3第二夹板，4弹簧销轴，5第一夹板气缸，6连接板，7限位顶板，8顶板气缸，9第二夹板气缸，10端盖工件，11端盖工件，12长圆杆工件，13弹簧销轴，14定板，15工装支架，16支撑架，17辅助支架，18第一无杆气缸，第二19无杆气缸。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种长圆杆与端盖组合激光焊接设备，其包括电控操作台Ⅰ、X轴模组Ⅱ、Y轴模组Ⅲ、Z轴模组Ⅳ、激光焊接装置Ⅴ、第一焊接工装Ⅵ、第二焊接工装Ⅶ、机架Ⅷ。
其中，X轴模组Ⅱ、Y轴模组Ⅲ、Z轴模组Ⅳ、激光焊接装置Ⅴ、第一焊接工装Ⅵ、第二焊接工装Ⅶ均设置于机架Ⅷ，Y轴模组Ⅲ设置两个，两个Y轴模组Ⅲ平行且间隔设置，第一焊接工装Ⅵ、第二焊接工装Ⅶ邻接设置，且两焊接工装设置于两Y轴模组Ⅲ之间；X轴模组Ⅱ两端底部通过支架设置于两Y轴模组Ⅲ上，X轴模组Ⅱ可沿Y轴模组ⅢY向移动，Z轴模组Ⅳ设置于X轴模组Ⅱ上且可沿X轴模组ⅡX向移动，激光焊接装置Ⅴ固定于Z轴模组Ⅳ且可沿Z轴模组ⅣZ向移动。需要说明的是，本领域技术人员可以知晓，X轴模组Ⅱ、Y轴模组Ⅲ、Z轴模组Ⅳ带动激光焊接装置Ⅴ实现三维方向移动，在此不再赘述。X轴模组Ⅱ采用龙门式结构，Y轴模组Ⅲ采用双模组结构，提高焊接精度和稳定性。
激光焊接装置Ⅴ对应设置于第一焊接工装Ⅵ、第二焊接工装Ⅶ上方，可对第一焊接工装Ⅵ、第二焊接工装Ⅶ上的工件进行焊接操作。采用激光焊接装置，焊接速度快，焊接变形小，焊缝质量高，焊接适用性广。
X轴模组Ⅱ、Y轴模组Ⅲ、Z轴模组Ⅳ、激光焊接装置Ⅴ、第一焊接工装Ⅵ、第二焊接工装Ⅶ均与电控操作台Ⅰ连接，由电控操作台Ⅰ控制各部分进行相应动作。激光焊接装置Ⅴ由激光焊接头和激光器组成，激光是由电控操作台Ⅰ内的激光器发出，并通过光纤线传输至激光焊接头；电控操作台Ⅰ内还设置水冷机为激光器和激光焊接头冷却。
具体的，第一焊接工装Ⅵ和第二焊接工装Ⅶ结构相同，二者均包括工装支架15，工装支架15固定设置翻转气缸1，翻转气缸1通过连接板6与定板14连接，翻转气缸1可带动连接板6转动进而带动定板14在竖直平面内翻转。
定板14一侧设置第一夹板2，定板14另一侧设置第二夹板3，第一夹板2与第一夹板气缸5连接，第二夹板3与第二夹板气缸9连接，第一夹板气缸5可带动第一夹板2水平移动以夹紧定板14，第二夹板气缸9可带动第二夹板3水平移动以夹紧定板14。
定板14一端和第一夹板2、第二夹板3之间设置长圆杆孔，定板14另一端和第一夹板2、第二夹板3之间设置端盖卡槽，在定板14翻转至第一状态时，如图2所示，该状态下长圆杆孔朝上，向定板和第一夹板、第二夹板之间的长圆杆孔中放入长圆杆工件12；在定板14翻转至第二状态时，如图3所示，该状态下端盖卡槽朝上，向端盖卡槽中放入端盖工件10或端盖工件11。
通过调节第一夹板、第二夹板和定板的夹紧程度，可适应多种直径长圆柱工件和端盖工件。两夹板夹紧后定位精准，夹持牢固，有效防止焊接变形。
具体设置时，定板、第一夹板、第二夹板的长圆杆孔均设置为半圆孔，定板和第一夹板、第二夹板夹紧时可形成整圆孔以夹紧长圆杆；定板与第一夹板之间的长圆杆孔、定板与第二夹板之间的长圆杆孔尺寸不同，由此可同时进行两种尺寸长圆杆的焊接操作。
具体设置时，定板、第一夹板、第二夹板的端盖卡槽均设置为半圆槽，定板和第一夹板、第二夹板夹紧时可形成整圆槽以夹紧端盖；定板与第一夹板之间的端盖卡槽、定板与第二夹板之间的端盖卡槽尺寸不同，由此可同时进行两种尺寸端盖的焊接操作。
可以理解的是，定板、第一夹板、第二夹板中长圆杆孔为圆柱状，定板、第一夹板、第二夹板两端的长圆杆孔和端盖卡槽相连通，在长圆杆和端盖都放入后，长圆杆和端盖相接触，而后由激光焊接装置Ⅴ对二者相接触处进行焊接。
定板14下方设置限位顶板7，限位顶板7与顶板气缸8连接，限位顶板7水平设置，顶板气缸8可带动限位顶板7上下往复移动，以限定工件焊接时的位置。
长圆杆工件放置时，将第一夹板2、第二夹板3和定板14分离，而后将长圆杆工件12放入定板和两夹板的长圆杆孔中，限位顶板7升起对其限制位置(根据焊接位置)，长圆杆工件放置完毕后，第一夹板、第二夹板夹紧，此结构可大大提高定位精度，从而提升焊接精度，防止焊接变形。
定板14和第一夹板2通过弹簧销轴13连接，定板14和第二夹板3通过弹簧销轴4连接，通过弹簧销轴的设置，可以实现第一夹板、第二夹板与定板的连接，且不影响第一夹板、第二夹板的水平移动。
限位顶板7设置于两支撑架16之间，支撑架16一端与工装支架15固定连接，支撑架16另一端与辅助支架17固定连接，辅助支架17和工装支架15平行设置，定板14设置于工装支架15和辅助支架17之间，定板14和辅助支架17之间也通过连接板6连接，此处连接板6和辅助支架17转动连接。顶板气缸8固定于支撑架16，顶板气缸8的动作执行端与限位顶板7连接并带动其上下。
进一步的，第一焊接工装Ⅵ与第一无杆气缸18连接，第二焊接工装Ⅶ与第二无杆气缸19连接，第一无杆气缸18、第二无杆气缸19均水平固定设置于机架Ⅷ；第一无杆气缸18与第一焊接工装Ⅵ相垂直设置，第一无杆气缸18可带动第一焊接工装Ⅵ在上料位和焊接位之间往复移动；第二无杆气缸19与第二焊接工装Ⅶ相垂直设置，第二无杆气缸19可带动第二焊接工装Ⅶ在上料位和焊接位之间往复移动。在第一焊接工装Ⅵ或第二焊接工装Ⅶ移动至焊接位时，激光焊接装置Ⅴ移动至相应焊接工装上方，对该焊接工装上的工件进行焊接操作。
此外，该激光焊接设置可加装焊接平台Ⅸ进行其他类型焊接，实现多种功能焊接。加装焊接平台在焊接物体底面是平面的情况下使用，相当于有个扩展平台，使用时将待焊接工件Ⅹ放置于焊接平台Ⅸ上进行焊接。
该激光焊接设备的工作原理为：
将第一焊接工装Ⅵ经由第一无杆气缸18带动至上料位，第一焊接工装Ⅵ处于图2状态，长圆杆孔端朝上，限位顶板7由顶板气缸8带动升起，人工将长圆杆工件12放入第一焊接工装Ⅵ的长圆杆孔内，第一夹板气缸5、第二夹板气缸9分别带动第一夹板2、第二夹板3向定板14方向移动，将长圆杆工件压紧；
第一焊接工装Ⅵ的翻转气缸1带动第一焊接工装Ⅵ旋转180°，至图3状态，在定板14和第一夹板2之间放置端盖工件11，在定板14和第二夹板3之间放置端盖工件10，分别将端盖工件放入第一焊接工装Ⅵ的端盖卡槽内；
第一无杆气缸18带动第一焊接工装Ⅵ从上料位移至焊接位，X轴模组Ⅱ、Y轴模组Ⅲ、Z轴模组Ⅳ带动激光焊接装置Ⅴ移动至第一焊接工装Ⅵ进行焊接；
焊接完成后第一焊接工装Ⅵ从焊接位返回到上料位，将焊接好的工件取下，并重新添加新工件。
第一焊接工装Ⅵ、第二焊接工装Ⅶ交替运行，第一焊接工装Ⅵ在焊接位进行焊接时，第二焊接工装Ⅶ处于上料位由人工上料工件，而后在第一焊接工装Ⅵ返回上料位时，第二焊接工装Ⅶ移动至焊接位进行焊接。
第二焊接工装Ⅶ的运行过程与第一焊接工装Ⅵ的运行过程相同。
由于两焊接工装定板14和第一夹板2、第二夹板3之间的长圆杆孔、端盖卡槽尺寸不同，因此可在同一焊接工装放入不同尺寸的长圆杆和端盖工件，同时焊接两种规格的工件，解决焊接规格单一的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种长圆杆与端盖组合激光焊接设备，其特征是，包括两邻接设置的第一焊接工装和第二焊接工装，所述第一焊接工装和第二焊接工装均包括翻转气缸，翻转气缸与定板连接并带动其在竖直平面内翻转，所述定板一侧设置第一夹板，定板另一侧设置第二夹板，第一夹板和第二夹板均可朝向或背离定板移动。
2.如权利要求1所述的长圆杆与端盖组合激光焊接设备，其特征是，所述定板一端和第一夹板、第二夹板之间设置长圆杆孔，定板另一端和第一夹板、第二夹板之间设置端盖卡槽。
3.如权利要求2所述的长圆杆与端盖组合激光焊接设备，其特征是，所述定板与第一夹板之间的长圆杆孔、定板与第二夹板之间的长圆杆孔尺寸不同。
4.如权利要求2所述的长圆杆与端盖组合激光焊接设备，其特征是，所述定板与第一夹板之间的端盖卡槽、定板与第二夹板之间的端盖卡槽尺寸不同。
5.如权利要求2所述的长圆杆与端盖组合激光焊接设备，其特征是，所述定板、第一夹板、第二夹板两端的长圆杆孔和端盖卡槽相连通。
6.如权利要求1所述的长圆杆与端盖组合激光焊接设备，其特征是，所述定板下方设置限位顶板，限位顶板与顶板气缸连接，限位顶板水平设置，顶板气缸可带动限位顶板上下往复移动。
7.如权利要求1所述的长圆杆与端盖组合激光焊接设备，其特征是，所述第一焊接工装与第一无杆气缸连接，第一无杆气缸水平固定设置，第一无杆气缸与第一焊接工装相垂直设置，第一无杆气缸可带动第一焊接工装在上料位和焊接位之间往复移动。
8.如权利要求1所述的长圆杆与端盖组合激光焊接设备，其特征是，所述第二焊接工装与第二无杆气缸连接，第二无杆气缸水平固定设置，第二无杆气缸与第二焊接工装相垂直设置，第二无杆气缸可带动第二焊接工装在上料位和焊接位之间往复移动。
9.如权利要求1所述的长圆杆与端盖组合激光焊接设备，其特征是，所述第一焊接工装和第二焊接工装交替运行，第一焊接工装处于焊接位或上料位时，第二焊接工装处于上料位或焊接位。
10.如权利要求1所述的长圆杆与端盖组合激光焊接设备，其特征是，所述第一焊接工装和第二焊接工装上方设置激光焊接装置，激光焊接装置与Z轴模组连接，Z轴模组与X轴模组连接，X轴模组与Y轴模组连接；所述X轴模组、Y轴模组、Z轴模组、激光焊接装置、第一焊接工装和第二焊接工装均与电控操作台连接。
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- 2023-11-29 CN CN202311621382.5A patent/CN117620426A/zh active Pending
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