CN203125131U - 不等厚薄板激光拼焊设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光拼焊设备，具体地说是提供了一种不等厚薄板激光拼焊设备。包括下料升降机构、起保护遮光系统、光头系统、铣头系统、电气自动控制系统、板料夹送小车、主传动系统、上料上定位机构及上料下定位机构，其中上料上定位机构和上料下定位机构分别上下设置，上料下定位机构的两侧均设有在导轨上可滑动的板料夹送小车，板料夹送小车与主传动系统连接；所述铣头系统、光头系统、保护遮光系统及下料升降机构依次设置于上料下定位机构的一端；带焊接的板材通过上料下定位机构和上料上定位机构进行精定位，通过板料夹送小车进行夹紧和焊接进给。本实用新型满足不等厚薄板在激光焊接时的自身工艺特点。

Description

不等厚薄板激光拼焊设备

技术领域

本实用新型涉及一种激光拼焊设备，具体地说是提供了一种不等厚薄板激光拼焊设备。

背景技术

激光拼焊是采用激光能源，将若干不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材、不锈钢材、铝合金材等进行自动拼合和焊接而形成一块整体板材、型材、夹芯板等，以满足零部件对材料性能的不同要求，用最轻的重量、最优结构和最佳性能实现装备轻量化。在欧美等发达国家，激光拼焊不仅在交通运输装备制造业中被使用，还在建筑业、桥梁、家电板材焊接生产、轧钢线钢板焊接(连续轧制中的钢板连接)等领域中被大量使用。

激光拼焊板已广泛应用于汽车制造业，采用激光拼焊板工艺不仅能够降低整车的制造成本、物流成本、整车重量、装配公差、油耗和废品率，而且可以减少外围加强件数量，简化装配步骤，同时使车辆的碰撞能力、冲压成型率和抗腐能力提高。此外，由于避免使用密封胶，也使其更具有环保性。

现有激光拼焊设备大多占地面积较大，使用成本较高，防护性能较低，质量控制能力不足。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供了一种不等厚薄板激光拼焊设备。该设备满足不等厚薄板在激光焊接时的自身工艺特点。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种不等厚薄板激光拼焊设备，包括下料升降机构、起保护遮光系统、光头系统、铣头系统以及电气自动控制系统，还包括板料夹送小车、主传动系统、上料上定位机构及上料下定位机构，其中上料上定位机构和上料下定位机构分别上下设置，所述上料下定位机构的两侧均设有导轨，所述各导轨上均设有板料夹送小车，所述板料夹送小车与主传动系统连接、并通过主传动系统的驱动在导轨上滑动；所述铣头系统、光头系统、保护遮光系统及下料升降机构依次设置于上料下定位机构的一端；带焊接的板材通过上料下定位机构和上料上定位机构进行精定位，通过板料夹送小车进行夹紧和焊接进给，所述板料夹送小车带动板料前行依次通过铣头系统和光头系统进行倒角和焊接工序，最后由下料升降机构下料。

所述上料上定位机构包括上定位机构框架、上定位机构驱动气缸、上定位导向块、上定位位置传感器及上定位直线导轨滑块，其中上定位机构框架通过上定位直线导轨滑块滑动连接于上横梁上，所述上定位机构框架与下定位机构相对应的一侧沿长度方向设有多个所述上定位导向块，各上定位导向块的两侧均设有所述上定位位置传感器，所述上定位机构框架与上定位机构驱动气缸的输出端连接。

所述上定位导向块设置于上定位机构框架上沿长度方向开设的T型槽内，上定位导向块上开设有便于薄平板上料的导向斜面。

所述上料下定位机构包括下定位框架、下定位驱动气缸、下定位Y轴定位块、下定位X轴定位块、下定位Y轴感应开关、下定位X轴触点开关及下定位导向机构，其中下定位框架上与上定位机构相对应的一侧设有多个交替布置的下定位Y轴定位块和下定位X轴定位块，与各下定位Y轴定位块和下定位X轴定位块相对应分别设有下定位Y轴感应开关和下定位X轴触点开关，所述下定位框架通过下定位导向机构设置于下横梁上，下定位框架通过下定位导向机构与设置于下横梁下方的下定位驱动气缸的输出端连接。

所述各下定位Y轴定位块和下定位X轴定位块设置于下定位框架上沿长度方向开设的T型槽内。所述下定位驱动气缸的两侧均设有下定位侧挡气缸，所述下定位侧挡气缸使下定位驱动气缸停留在中间设定位置。

所述板料夹送小车设置于下定位机构两侧平行设置的滑轨上，小车装置包括小车液压压脚和小车电磁吸盘，其中小车电磁吸盘水平设置于小车车体上，所述小车液压压脚设置于小车电磁吸盘的上方、并与小车电磁吸盘相对应。

所述主传动系统包括电机、减速机、第一主动带轮、第一皮带、第一从动带轮、传动轴、左第二主动带轮、右第二主动带轮、机体框架、第二皮带、驱动同步带挂件及第二从动轮，其中电机和减速机安装在机体框架上，所述电机的输出端与减速机连接，所述减速机的输出端与第一主动带轮连接，所述第一主动带轮通过第一皮带与设置于传动轴上的第一从动带轮传动连接，所述传动轴的两端转动安装在机体框架上，传动轴的两端穿出机体框架两侧分别设有左第二主动带轮和右第二主动带轮，所述左第二主动带轮和右第二主动带轮分别通过第二皮带与第二从动轮传动连接，所述机体框架两侧的第二皮带上均设有驱动同步带挂件，各驱动同步带挂件分别与夹板装置连接，所述夹板装置随同第二皮带运动。

所述机体框架上端左、右两侧沿第二皮带的传动方向均设有上导向滑轨，机体框架的下部左右两侧沿第二皮带的传动方向均设有侧导向滑轨，所述板料夹送小车通过上导向滑块和侧导向滑块分别与上导向滑轨和侧导向滑轨滑动连接、并通过上导向滑块和侧导向滑块的导向作直线运动。

所述电机通过电机固定板安装在机体框架上，所述机体框架上设有电机安装调整装置，通过电机安装调整装置调整电机固定板的位置，从而调整第一皮带的张紧度。

本实用新型的优点与积极效果为：

1.本实用新型是一种加工拼焊板材的专用设备，对于大量定尺寸的矩形板材拼焊具有巨大优势。本实用新型的程序化、自动化、尤其像汽车厂、钢铁厂这样拼焊板材需求量非常的大的工厂更为适用。

2.本实用新型可以减少操作设备的劳动力人数，据调查传统设备每班配备四个工人，使用本实用新型后劳动力可以降为两人。并且由于操作人数的减少可以降低人为对产品质量产生的不利因素。

3.本实用新型劳动力的减少，可以节省生产成本，由于本实用新型是半自动设备，操作人数虽然减少，但是设备产量反而增加，起到减员增效的目的。同时劳动力的强度也大大降低。

4.本实用新型劳动力的减少，减少了操作者与设备接触次数，本实用新型设有安全防护装置，这些都能降低安全隐患，对保护操作者起到作用。

5.工厂自动化是将来的大趋势，本实用新型就是工厂自动化其中一个组成部分，本实用新型的出现对实现工厂自动化起到推动作用。

6.本实用新型电机驱动同步带转动，带动左右两个板料夹板小车运动，完成板料铣倒角及焊接的全部动作。同步带运行稳定，安装易于调整。导轨滑块起到直线导向左右，保证夹板小车的运行精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中上料上、下定位机构的整体结构示意图；

图3为本实用新型中上料上、下定位机构的等轴侧视图；

图4为本实用新型中上料下定位机构的等轴测视图；

图5为本实用新型中板料夹送小车的结构示意图；

图6为本实用新型主传动系统的结构示意图；

图7为图6的左视图。

其中：1为板料夹送小车，115为小车液压压脚，116为小车电磁吸盘，2为下料升降机构，3为气保护烟遮光系统，4为光头系统，5为铣头系统，6为主传动系统，601为电机，602为减速机，603为第一主动带轮，604为第一皮带，605为第一从动带轮，606为传动轴，607为上导向滑块，608为左第二主动带轮，609为右第二主动带轮，610为侧导向滑块，611为机体框架，612为第二皮带，613为驱动同步带挂件，614为皮带防护罩，615为第二从动轮，616为电机固定板，617为电机安装调整装置，7为上料上定位机构，701为上横梁，702为上定位机构框架，703为上定位机构驱动气缸，704为上定位导向块，705为上定位位置传感器，706为上定位直线滑块，8为上料下定位机构，807为下定位框架，808为下定位驱动气缸，809为下定位侧挡气缸，810为下定位Y轴定位块，811为下定位X轴定位块，812为下定位Y轴感应开关，813为下定位X轴触点开关，814为下定位导向机构，9为主体外罩，10为主架体，13为滑块，14为感应开关。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

如图1所示，本实用新型包括下料升降机构2、起保护遮光系统3、光头系统4、铣头系统5、电气自动控制系统、板料夹送小车1、主传动系统6、上料上定位机构7及上料下定位机构8，其中上料上定位机构7和上料下定位机构8分别上下设置，上料下定位机构8的两侧均设有导轨，各导轨上均设有板料夹送小车1，板料夹送小车1与主传动系统6连接、并通过主传动系统6的驱动在导轨上滑动。铣头系统5、光头系统4、保护遮光系统3及下料升降机构2依次设置于上料下定位机构8的一端，带焊接的板材通过人工推入上料下定位机构8上进行定位、并上升，通过板料夹送小车1进行夹紧，再通过上料上定位机构7下降进行精定位夹紧后，上料下定位机构8下降，板料夹送小车1带动板料前行依次通过铣头系统5和光头系统4进行倒角和焊接工序，最后由下料升降机构2下料。

如图2、图3所示，上料上定位机构7包括上定位机构框架702、上定位机构驱动气缸703、上定位导向块704、上定位位置传感器705及上定位直线导轨滑块706，其中上定位机构框架702通过上定位直线导轨滑块706滑动连接于上横梁701上，上定位机构框架702与下定位机构相对应的一侧沿长度方向设有多个上定位导向块704，各上定位导向块704的两侧均设有上定位位置传感器705，上定位机构框架702与上定位机构驱动气缸703的输出端连接。上定位导向块704设置于上定位机构框架702上沿长度方向开设的T型槽内，上定位导向块704上开设有便于薄平板上料的导向斜面。

如图4所示，上料下定位机构8包括下定位框架807、下定位驱动气缸808、下定位Y轴定位块810、下定位X轴定位块811、下定位Y轴感应开关812、下定位X轴触点开关813及下定位导向机构814，其中下定位框架807上与上定位机构相对应的一侧设有多个交替布置的下定位Y轴定位块810和下定位X轴定位块811，与各下定位Y轴定位块810和下定位X轴定位块811相对应分别设有下定位Y轴感应开关812和下定位X轴触点开关813，下定位框架807通过下定位导向机构814设置于下横梁上，下定位框架807通过下定位导向机构814与设置于下横梁下方的下定位驱动气缸808的输出端连接。各下定位Y轴定位块810和下定位X轴定位块811设置于下定位框架807上沿长度方向开设的T型槽内。下定位驱动气缸808的两侧均设有下定位侧挡气缸809，下定位侧挡气缸809使下定位驱动气缸808停留在中间设定位置。

如图5所示，板料夹送小车1是设备的主体运动部件，板料夹送小车1设置于上料下定位机构8两侧平行设置的滑轨上，板料夹送小车1包括小车上横梁、滑块装配体、水冷系统、小车下横梁、小车液压压脚115及小车电磁吸盘116，其中小车电磁吸盘116水平设置于小车车体上的小车下横梁上，小车液压压脚115设置于小车电磁吸盘116上方的小车上横梁上、并与小车电磁吸盘116相对应。板料夹送小车1用于运送板料完成焊接的全过程。

主传动系统6包括电机601、减速机602、第一主动带轮603、第一皮带604、第一从动带轮605、传动轴606、左第二主动带轮808、右第二主动带轮609、机体框架611、第二皮带612、驱动同步带挂件613及第二从动轮615，其中电机601和减速机602安装在机体框架611上，电机601的输出端与减速机602连接，减速机602的输出端与第一主动带轮603连接，第一主动带轮603通过第一皮带604与设置于传动轴606上的第一从动带轮605传动连接，传动轴606的两端转动安装在机体框架611上，传动轴606的两端穿出机体框架611两侧分别设有左第二主动带轮808和右第二主动带轮609，左第二主动带轮808和右第二主动带轮609分别通过第二皮带612与第二从动轮615传动连接，机体框架611两侧的第二皮带612上均设有驱动同步带挂件613，各驱动同步带挂件613分别与板料夹送小车1连接，板料夹送小车1随同第二皮带612作直线运动。

机体框架611上端左、右两侧沿第二皮带612的传动方向均设有上导向滑轨，机体框架611的下部左右两侧沿第二皮带612的传动方向均设有侧导向滑轨，板料夹送小车1通过上导向滑块607和侧导向滑块610分别与上导向滑轨和侧导向滑轨滑动连接、并通过上导向滑块607和侧导向滑块610的导向作直线运动。电机601通过电机固定板616安装在机体框架611上，机体框架611上设有电机安装调整装置617，通过电机安装调整装置617调整电机固定板616的位置，从而调整第一皮带604的张紧度。

下料升降机构2由气缸驱动铝型材结构框架将焊接好的板材顶起，人工手动取料，导向部分由导向轴及导套安装座组成保证运动的直线度。下料升降机构2由毛刷下料工位、气缸自动顶升机构、导轴导套、升降定位装置等部分组成。光头系统4由主体框架及激光加工头组成，是焊接的核心部分。铣头系统5用于对板料进行铣倒角工作，保证焊接质量及可靠性。下料升降机构2、光头系统4及铣头系统5均为现有技术。

本发明的工作过程是：

人工上料装置由人工配合上料上定位机构7及上料下定位机构8完成上料操作。首先，上料下定位机构8在顶起气缸17的带动下升起，到达指定位置后，该指定位置与小车电磁吸盘116在一个水平面上，下定位侧挡气缸809伸出为上料下定位机构8下降至中间位置做准备。手动将板料放置在料台上并推入直到与下定位Y轴定位块810、下定位X轴定位块811的定位面接触后，感应开关14发出信号，板料夹送小车1上的小车电磁吸盘116上电，吸紧工件，小车液压压脚115落下压紧工件，压紧后，小车电磁吸盘116退磁。上料上定位机构7落下压紧板料端部。重复上述步骤，另一侧板料上料压紧。当两侧板料都被小车液压压脚115压紧后，上料上定位机构7及上料下定位机构8退回原位。主传动系统6的电机601驱动同步带运动，带动板料夹送小车1直线运动，通过铣头系统4先铣去一个倒角，再由光头系统5完成激光焊接，当板料夹送小车1带动薄板完成焊接后，小车液压压脚115松脱。下料升降系统2的气缸动作，把薄板顶起。人工手动下料。

本实用新型上料上定位机构7及上料下定位机构8同时作用组成激光拼焊线的核心定位机构。对左右两块人工上料的板材进行X、Y轴两个方向的定位；由气缸驱动铝型材框架结构上下运动，同时上定位机构由导轨滑块辅助导向，下定位机构由导向轴及轴承座辅助导向，保证板料定位精度。主架体整体采用各组焊件螺栓连接形式，各组焊件经过多次时效处理，焊接变形小，稳定性强。

Claims (10)

1.一种不等厚薄板激光拼焊设备，包括下料升降机构(2)、起保护遮光系统(3)、光头系统(4)、铣头系统(5)以及电气自动控制系统，其特征在于：还包括板料夹送小车(1)、主传动系统(6)、上料上定位机构(7)及上料下定位机构(8)，其中上料上定位机构(7)和上料下定位机构(8)分别上下设置，所述上料下定位机构(8)的两侧均设有导轨，所述各导轨上均设有板料夹送小车(1)，所述板料夹送小车(1)与主传动系统(6)连接、并通过主传动系统(6)的驱动在导轨上滑动；所述铣头系统(5)、光头系统(4)、保护遮光系统(3)及下料升降机构(2)依次设置于上料下定位机构(8)的一端；带焊接的板材通过上料下定位机构(8)和上料上定位机构(7)进行精定位，通过板料夹送小车(1)进行夹紧和焊接进给，所述板料夹送小车(1)带动板料前行依次通过铣头系统(5)和光头系统(4)进行倒角和焊接工序，最后由下料升降机构(2)下料。

2.按权利要求1所述的不等厚薄板激光拼焊设备，其特征在于：所述上料上定位机构(7)包括上定位机构框架(702)、上定位机构驱动气缸(703)、上定位导向块(704)、上定位位置传感器(705)及上定位直线导轨滑块(706)，其中上定位机构框架(702)通过上定位直线导轨滑块(706)滑动连接于上横梁(701)上，所述上定位机构框架(702)与下定位机构相对应的一侧沿长度方向设有多个所述上定位导向块(704)，各上定位导向块(704)的两侧均设有所述上定位位置传感器(705)，所述上定位机构框架(702)与上定位机构驱动气缸(703)的输出端连接。

3.按权利要求2所述的不等厚薄板激光拼焊设备，其特征在于：所述上定位导向块(704)设置于上定位机构框架(702)上沿长度方向开设的T型槽内，上定位导向块(704)上开设有便于薄平板上料的导向斜面。

4.按权利要求1所述的不等厚薄板激光拼焊设备，其特征在于：所述上料下定位机构(8)包括下定位框架(807)、下定位驱动气缸(808)、下定位Y轴定位块(810)、下定位X轴定位块(811)、下定位Y轴感应开关(812)、下定位X轴触点开关(813)及下定位导向机构(814)，其中下定位框架(807)上与上定位机构相对应的一侧设有多个交替布置的下定位Y轴定位块(810)和下定位X轴定位块(811)，与各下定位Y轴定位块(810)和下定位X轴定位块(811)相对应分别设有下定位Y轴感应开关(812)和下定位X轴触点开关(813)，所述下定位框架(807)通过下定位导向机构(814)设置于下横梁上，下定位框架(807)通过下定位导向机构(814)与设置于下横梁下方的下定位驱动气缸(808)的输出端连接。

5.按权利要求4所述的不等厚薄板激光拼焊设备，其特征在于：所述各下定位Y轴定位块(810)和下定位X轴定位块(811)设置于下定位框架(807)上沿长度方向开设的T型槽内。

6.按权利要求4所述的不等厚薄板激光拼焊设备，其特征在于：所述下定位驱动气缸(808)的两侧均设有下定位侧挡气缸(809)，所述下定位侧挡气缸(809)使下定位驱动气缸(808)停留在中间设定位置。

7.按权利要求1所述的不等厚薄板激光拼焊设备，其特征在于：所述板料夹送小车(1)设置于下定位机构两侧平行设置的滑轨上，小车装置包括小车液压压脚(115)和小车电磁吸盘(116)，其中小车电磁吸盘(116)水平设置于小车车体上，所述小车液压压脚(115)设置于小车电磁吸盘(116)的上方、并与小车电磁吸盘(116)相对应。

8.按权利要求1所述的不等厚薄板激光拼焊设备，其特征在于：所述主传动系统(6)包括电机(601)、减速机(602)、第一主动带轮(603)、第一皮带(604)、第一从动带轮(605)、传动轴(606)、左第二主动带轮(808)、右第二主动带轮(609)、机体框架(611)、第二皮带(612)、驱动同步带挂件(613)及第二从动轮(615)，其中电机(601)和减速机(602)安装在机体框架(611)上，所述电机(601)的输出端与减速机(602)连接，所述减速机(602)的输出端与第一主动带轮(603)连接，所述第一主动带轮(603)通过第一皮带(604)与设置于传动轴(606)上的第一从动带轮(605)传动连接，所述传动轴(606)的两端转动安装在机体框架(611)上，传动轴(606)的两端穿出机体框架(611)两侧分别设有左第二主动带轮(808)和右第二主动带轮(609)，所述左第二主动带轮(808)和右第二主动带轮(609)分别通过第二皮带(612)与第二从动轮(615)传动连接，所述机体框架(611)两侧的第二皮带(612)上均设有驱动同步带挂件(613)，各驱动同步带挂件(613)分别与夹板装置连接，所述夹板装置随同第二皮带(612)运动。

9.按权利要求8所述的不等厚薄板激光拼焊设备，其特征在于：所述机体框架(611)上端左、右两侧沿第二皮带(612)的传动方向均设有上导向滑轨，机体框架(611)的下部左右两侧沿第二皮带(612)的传动方向均设有侧导向滑轨，所述板料夹送小车(1)通过上导向滑块(607)和侧导向滑块(610)分别与上导向滑轨和侧导向滑轨滑动连接、并通过上导向滑块(607)和侧导向滑块(610)的导向作直线运动。

10.按权利要求9所述的不等厚薄板激光拼焊设备，其特征在于：所述电机(601)通过电机固定板(616)安装在机体框架(611)上，所述机体框架(611)上设有电机安装调整装置(617)，通过电机安装调整装置(617)调整电机固定板(616)的位置，从而调整第一皮带(604)的张紧度。

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