CN205520083U - 一种金属薄片的激光焊接装置 - Google Patents

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石德龙
钟辉贤
何奇泽
罗思辉
蒋东作
高云峰
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Abstract

本实用新型提供一种金属薄片的激光焊接装置,用于将第一金属薄片和第二金属薄片焊接在一起,本金属薄片的激光焊接装置包括:将第一金属薄片和第二金属薄片焊接在一起的激光焊接头、运动平台、位于该运动平台上的焊接夹具工作台。本实用新型通过将激光焊接机与焊接夹具工作台设计为一体装置,通过将人工将两薄片拼凑对称放置一起,采用氩弧激光焊接,自动完成激光对缝焊接;本实用新型人工放置产品后,采用激光焊接自动化完成薄片对焊,焊接效果美观,节省劳动力成本,通过机械化作业完成生产效率,提高薄片焊接的生产效率,提高国内金属薄片行业制造的自动化水平,通过自动化的设备使成品能够保证一致性,控制质量,降低损耗和成本。

Description

一种金属薄片的激光焊接装置
技术领域
[0001]本实用新型属于金属薄片焊接领域,尤其涉及一种金属薄片的激光焊接装置。
背景技术
[0002]随着先进制造业的不断发展,对精密器件加工生产过程中的金属薄片焊接不仅在焊接强度、精度、效率、外观等方面都提出了更高的要求。激光焊接作为一种重要的精细加工手段,具有焊缝窄、热影响区小、焊接精度高,焊缝光滑等优点,已经广泛应用于各类金属薄片的焊接,如微创医用器械部件焊接、传感器微小零部件焊接封装、燃料电池金属隔膜焊接封装、特种传感器部件的精密焊接封装以及FBG光纤光栅应变传感模块焊接封装等等。
[0003]目前常见的激光金属薄片焊接主要采用灯栗浦脉冲激光器作为光源,为了达到一定的焊接深度和强度,需要通过较高的单脉冲能量进行焊接,通过金属材料的熔化、融合形成焊缝。传统脉冲焊接方式一般只适用于金属材料的叠焊,无法满足高质量金属薄片拼焊要求。此外,由于金属薄片一般都在0.3mm以下,其对焊接过程中激光脉冲的能量稳定性要求较高,脉冲能量过大会导致材料飞溅、击穿,而过小则会导致无法焊接深度不够,影响焊接效果。
[0004]因此,有必要设计一种新的一种金属薄片的激光焊接装置。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供一种人工放置产品后,自动化完成薄片对焊,焊接效果美观,节省劳动力成本的金属薄片的激光焊接装置。
[0006]本实用新型提供一种金属薄片的激光焊接装置,用于将第一金属薄片和第二金属薄片焊接在一起,本金属薄片的激光焊接装置包括:将第一金属薄片和第二金属薄片焊接在一起的激光焊接头、运动平台、位于该运动平台上的焊接夹具工作台,所述焊接夹具工作台包括:定位板、固定在该定位板上的固定板、固定在该定位板上端的第一滑轨副、固定在所述定位板的另一侧面的水平气缸、与所述固定板弹性连接的垂直限位板、位于所述垂直限位板上的弹性垫块、放置第一金属薄片的第一支撑板、支撑所述第一支撑板的中间板、放置第二金属薄片的第二支撑板、与第一支撑板相对设置的第一压板、与第二支撑板相对设置的第二压板、与所述第一压板弹性连接的第一连接板、与所述第二压板弹性连接的第二连接板、与所述第一连接板连接的第一压紧气缸和第一滑块、与所述第二连接板连接的第二压紧气缸和第二滑块,其中,所述垂直限位板位于所述第一支撑板和第二支撑板之间,所述中间板固定在所述第一滑轨副上,第一压紧气缸和第二压紧气缸运动带动所述第一滑块和第二滑块均与所述弹性垫块触碰,所述第一金属薄片由所述第一压紧压紧在所述第一支撑板上,所述第二金属薄片由所述第二压板压紧在所述第二支撑板上。
[0007]其中,还包括弹性连接所述垂直限位板和所述固定板的至少一第一弹性组件、弹性连接所述第一压板和所述第一连接板的至少一第二弹性组件、以及弹性连接所述第二压板和所述第二连接板的至少一第三弹性组件。
[0008]其中,所述定位板的上端呈台阶状,定位板的上端设有高平面和和低平面,该高平面和低平面结合呈台阶状;所述定位板具有前表面和与该前表面相对的后表面,其中,所述固定板固定在该定位板的前表面,所述第一滑轨副固定在该定位板的上端的低平面上。
[0009]其中,所述焊接夹具工作台还包括固定在所述中间板上的连接块,所述连接块位于所述定位板的后表面,且所述连接块与所述水平气缸固定连接,且所述第二压紧气缸位于所述中间板上。
[0010]其中,所述第一支撑板包括具有水平支撑面的一第一水平支撑板、支撑该第一水平支撑板的第二水平支撑板、和固定在所述定位板的后表面的第三竖直支撑板,所述第二水平支撑板固定在所述定位板的上端的高平面上,所述第一压紧气缸位于所述第二水平支撑板上。
[0011]其中,所述焊接夹具工作台还包括位于第一支撑板的第二水平支撑板上的第一连接体、以及位于所述中间板上的第二连接体,所述第一连接体的端部位于所述第一连接板的开口内,所述第二连接体的端部位于所述第二连接板的开口内。
[0012]其中,所述焊接夹具工作台还包括固定在所述第一连接体上的第二滑轨副、以及固定在所述第二连接体上的第三滑轨副,所述第二滑轨副与所述第一滑块连接,所述第三滑轨副与所述第二滑块连接。
[0013]其中,所述焊接夹具工作台还包括位于固定在第一支撑板的第二水平支撑板上的第一限位块、以及固定在所述中间板上的第二限位块,所述第一限位块位于第一支撑板的第一水平支撑板的前面,所述第二限位块位于第二支撑板上的前面。
[0014]其中,所述垂直限位板的上端也呈台阶状,垂直限位板的上端设有高平面和低平面,该高平面和低平面结合呈台阶状,所述中间板一部分固定在所述垂直限位板的上端部分低平面上,所述中间板一部分固定在所述第一滑轨副上。
[0015] 其中,所述弹性垫块也位于所述垂直限位板的上端部分低平面上。
[0016]本实用新型通过将激光焊接机与焊接夹具工作台设计为一体装置,通过将人工将两薄片拼凑对称放置一起,采用氩弧激光焊接,采用激光焊接自动完成激光对缝焊接;本实用新型人工放置产品后,自动化完成薄片对焊,焊接效果美观,节省劳动力成本,通过机械化作业完成生产效率,提高薄片焊接的生产效率,提高国内金属薄片行业制造的自动化水平,通过自动化的设备使成品能够保证一致性,控制质量,降低损耗和成本。
附图说明
[0017]图1为本实用新型金属薄片的激光焊接装置的立体结构示意图;
[0018]图2为本实用新型金属薄片的激光焊接装置的另一角度的立体结构示意图;
[0019]图3为图1所示的激光焊接装置的的焊接夹具工作台的立体结构示意图;
[0020]图4为图3所示焊接夹具工作台的另一角度的立体结构示意图;
[0021 ]图5为图3所示焊接夹具工作台的又一角度的立体结构示意图;
[0022]图6为图3所示焊接夹具工作台的又一角度的立体结构示意图;
[0023]图7为图3所示焊接夹具工作台的部分的立体结构示意图;
[0024]图8为图3所示焊接夹具工作台组装金属薄片的立体结构示意图。
具体实施方式
[0025]如图1和图2所示,本实用新型揭示一种金属薄片的激光焊接装置100,用于将第一金属薄片200和第二金属薄片300焊接在一起。本金属薄片的激光焊接装置100包括:一体式机柜10、位于该一体式机柜10上的运动平台20和支撑柱30、位于所述支撑柱30上的焊接机主梁40、位于该焊接机主梁40端部的电动升降体50、位于该电动升降体50端部的激光焊接头60、以及位于所述运动平台20上的焊接夹具工作台70,两金属薄片固定在该焊接夹具工作台70上,激光焊接头60对用于将第一金属薄片200和第二金属薄片300连接处进行激光焊接,制成完整的金属薄片。
[0026]所述一体式机柜10包括第一支撑柜11和与该第一支撑柜11连接的第二支撑柜12,所述第二支撑柜12的高度高于第一支撑柜11,其中,所述运动平台20位于所述第一支撑柜11上,所述支撑柱30位于所述第二支撑柜12上。
[0027]所述第二支撑柜12的一侧面设有控制器121、在该所述第二支撑柜12的表面放置有显示器122,通过控制器121操控传感器的激光焊接装置100,并在显示器122上显示。
[0028]所述运动平台20为二维电动平台,其包括第一导轨21和第二导轨22,所述第二导轨22在第一导轨21上旋转运动,以带动位于该运动平台20上焊接工作台70—起运动,以便调节激光焊接头60与焊接处的焊接位置。
[0029]请参阅图3和图8,所述焊接夹具工作台70包括:底板71、定位板72、固定板73、垂直限位板74、第三滑块84、第一支撑板75、第二支撑板76、第一压板77、第二压板79、第一连接板80、第二连接板81、第一压紧气缸82、第二压紧气缸83、第五支撑板85、连接块86、中间板87、第一连接体88、第二连接体89、第二滑轨副90、第一滑块91、第三滑轨副92、第二滑块93、第二滑块84、第一滑轨副101、第四滑轨副102、弹性垫块94、水平气缸95、第一限位块78、第二限位块99、两第一弹性组件96、两第二弹性组件97和两第三弹性组件98。
[0030]所述底板71固定在运动平台20上;所述定位板72垂直固定在所述底板71上。
[0031]如图3和图7所示,所述定位板72的上端呈台阶状,定位板72的上端设有高平面和和低平面,该高平面和低平面结合呈台阶状;所述定位板72的下端固定在所述地板71上,所述定位板72具有前表面和与该前表面相对的后表面,所述固定板73固定在该定位板72的前表面,所述固定板73与所述底板71平行设置。所述水平气缸95固定在所述定位板72的后表面上,所述水平气缸95与所述连接块86连接。
[0032]如图5所示,第一支撑板75包括具有水平支撑面的一第一水平支撑板751、支撑该第一水平支撑板751的第二水平支撑板752、和固定在所述定位板72上的第三竖直支撑板753,第一支撑板75—体成型,也可以由第一水平支撑板751、支撑该第一水平支撑板751、第二水平支撑板752、和竖直支撑板753组成。第二支撑板76位于所述中间板87上。
[0033]第一支撑板75的第一水平支撑板751和第二支撑板76平行设置,第一支撑板75的第一水平支撑板751和第二支撑板76均设有位于同一平面的上表面,所述第一金属薄片200放置在所述第一支撑板75的第一水平支撑板751上,所述第二金属薄片300放置在所述第二支撑板76上。
[0034]第一支撑板75的第二水平支撑板752固定在所述定位板72的上端的高平面上,所述第一支撑板75的第三竖直支撑板753固定在所述定位板72的后表面,以将第一支撑板75固定所述定位板72上。
[0035]所述第一压板77和第二压板79也平行设置;第一连接板80和第二连接板81也平行设置;第一压板77与第一支撑板75的第一水平支撑板751相对设置,第一压板77用于将位于第一支撑板75的第一水平支撑板751上的第一金属薄片200压紧;第二压板79与第二支撑板76相对设置,第二压板79用于将位于第二支撑板76上的第二金属薄片300压紧。
[0036]所述垂直限位板74位于第一支撑板75的第一水平支撑板751和第二支撑板76之间,所述垂直限位板74由所述两第一弹性组件96弹性连接至所述固定板73,该第一弹性组件96为弹簧,其第一弹性组件96与底板71垂直。
[0037]所述两第二弹性组件97弹性垂直连接所述第一压板77和第一连接板80,所述两第三弹性组件98弹性垂直连接所述第二压板79和第二连接板81,该第二弹性组件97和第三弹性组件99均为弹簧。
[0038] 如图7所示,所述垂直限位板74的上端也呈台阶状,垂直限位板74的上端设有高平面和低平面,该高平面和低平面结合呈台阶状。
[0039]如图7所示,所述第一滑轨副101固定在所述定位板72的上端的低平面上。
[0040]所述中间板87—部分固定在所述垂直限位板74的上端部分低平面上,所述中间板87—部分固定在所述第一滑轨副101上,所述中间板87和所述第一支撑板75的第二水平支撑板752位于同一水平面上。
[0041 ] 所述弹性垫块94位于所述垂直限位板74的上端的低平面上。
[0042]如图4和图5,所述第一压紧气缸82固定在所述第一支撑板75的第二水平支撑板752上,所述第二压紧气缸83固定在所述中间板87上,且所述第一压紧气缸82和所述第二压紧气缸83位于同一水平面上。
[0043]如图8所示,所述第三滑块84垂直固定在所述固定板73上,所述第三滑块84和垂直限位板74之间设置所述第四滑轨副102,通过第三滑块84带动垂直限位板74—起移动。
[0044]所述连接块86固定在所述定位板72的后表面上,该连接块86与所述固定板73分别位于所述定位板72的两侧,且所述连接块86与所述中金板87固定连接。
[0045]如题4和图5,所述连接块86与所述第一支撑板75的第三竖直支撑板753固定连接。
[0046]所述第一连接体88位于第一支撑板75的第二水平支撑板752上,第二连接体89位于所述中间板87上;所述第一连接体88和第二连接体89均设有水平体和与该水平体垂直连接的垂直体;所述第一连接体88的水平体位于所述第一支撑板75的第二水平支撑板752上,第一连接体88的垂直体的端部位于所述第一连接板80的开口内;所述第二连接体89的水平体位于所述中间板87上,第二连接体89的垂直体的端部位于所述第二连接板80的开口内。
[0047]所述第一连接板80与所述第一压紧气缸82连接,所述第一压紧气缸82位于所述第一支撑板75的第二水平支撑板752上;所述第二连接板81与所述第二压紧气缸83连接,所述第二压紧气缸83位于所述中间板87上。
[0048]如图7所示,所述第一滑块91的侧面与所述第二滑轨副90连接,所述第一滑块91的上部固定在所述第一连接板80上;所述第二滑块93的侧面与所述第三滑轨副92连接,所述第二滑块93的上部固定在所述第二连接板81上;所述弹性垫块94位于所述垂直限位板74上,且弹性垫块94位于所述第一滑块91和第二滑块93下面且间隔一定的距离,当移动时,第一滑块91和第二滑块93触碰弹性垫块94,垂直限位板74与弹性垫块94 一起向下移动。
[0049]如图8所示,所述第一限位块78固定在第一支撑板75的第二水平支撑板752上,该第一限位块78位于第一支撑板75的第一水平支撑板751的前面,以防止位于第一支撑板75上的第一金属薄片200往第一滑块91方向移动;所述第二限位块99固定在所述中间板87,该第二限位块99位于第二支撑板76上的前面,以防止位于第二支撑板76上的第二金属薄片300往第二滑块93方向移动。
[0050]如图8所示,所述垂直限位板74位于第一金属薄片200和第二金属薄片300之间。所述第一金属薄片200夹持在第一支撑板75和第一压板77之间,该第一金属薄片200由所述第一限位块78阻止,以防止第一金属薄片200往第一滑块91方向移动;所述第二金属薄片300夹持在第二支撑板76和第二压板79之间,该第二金属薄片300由所述第二限位块99阻止,以防止第二金属薄片300往第二滑块93方向移动。第一金属薄片200的边缘与垂直限位板74接触处为第一焊接直线缝201,第二金属薄片300的边缘与垂直限位板74接触处为第二焊接直线缝301,通过激光焊接头60将第一焊接直线缝201和第二焊接直线缝302焊接为一个整体。
[0051]由于所述第一支撑板75为一整体的板体,其在水平方向上不会产生一定,当所述水平气缸95向压紧气缸82、83方向运动,通过水平气缸95带动所述连接块86—起运动,所述连接块86与所述中间板87连接,一起带动所述中间板87在所述第一滑轨副101上向压紧气缸82、83方向运动,即使得位于所述中间板87上的第二支撑板75带动第二金属薄片300向第一金属薄片200方向靠近,从而第一金属薄片200和第二金属薄片300分别与垂直限位板74两侧贴紧并形成一条待焊接的缝,将第一焊接直线缝201和第二焊接直线缝301焊接为一个整体。
[0052]初始装置,垂直限位板74如图7所示,当第一压紧气缸82带到第一滑块91向下运动,第一滑块91触碰弹性垫块94,垂直限位板74跟随第三滑块84—起向下移动。
[0053]本金属薄片的激光焊接装置100的焊接工作步骤如下:
[0054]第一步:启动本金属薄片的激光焊接装置100。
[0055]第二步:第一金属薄片200和第二金属薄片300按图8所示放置:第一金属薄片200放置在第一支撑板75上,并将第一金属薄片200的相邻两侧边分别与所述垂直限位板74和第一限位块78挨接;第二金属薄片300放置在第二支撑板76上,并将第二金属薄片300的相邻两侧边分别与所述垂直限位板74和第二限位块99挨接。
[0056]第三步:启动激光焊接头60。
[0057] 第四步:第一压紧气缸82和第二压紧气缸83同时向下运动,第一压紧气缸82通过第一连接板80带动第一滑块91向下运动,第一滑块91触碰弹性垫块94,垂直限位板74与弹性垫块94 一起向下移动;第二压紧气缸83通过第二连接板81带动第二滑块93向下运动,第二滑块93与第一滑块91同时触碰弹性垫块94后,垂直限位板74跟随第三滑块84—起向下移动,实现第一压板77和第二压板79、分别将第一金属薄片200和第二金属薄片300压紧。
[0058] 第五步:所述水平气缸95向压紧气缸82、83方向运动,将第一金属薄片200和第二金属薄片300两端贴紧组成一条待焊接的缝,激光焊接头60对第一金属薄片200和第二金属薄片300组成的焊缝进行激光,焊接的同时运动平台20运动,实现焊接直线缝。
[0059]第六步:焊接完成后,气缸复位,取出焊接好的薄片。
[0060]本实用新型通过将激光焊接机与焊接夹具工作台设计为一体装置,通过将人工将两薄片拼凑对称放置一起,采用激光焊接自动完成激光对缝焊接;本实用新型人工放置产品后,自动化完成薄片对焊,焊接效果美观,节省劳动力成本,通过机械化作业完成生产效率,提高薄片焊接的生产效率,提高国内金属薄片行业制造的自动化水平,通过自动化的设备使成品能够保证一致性,控制质量,降低损耗和成本。
[0061]以上详细描述了本实用新型的优选实施方式,但是,本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节,在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换,这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种金属薄片的激光焊接装置,用于将第一金属薄片和第二金属薄片焊接在一起,本金属薄片的激光焊接装置包括:将第一金属薄片和第二金属薄片焊接在一起的激光焊接头、运动平台、位于该运动平台上的焊接夹具工作台,其特征在于:所述焊接夹具工作台包括:定位板、固定在该定位板上的固定板、固定在该定位板上端的第一滑轨副、固定在所述定位板的另一侧面的水平气缸、与所述固定板弹性连接的垂直限位板、位于所述垂直限位板上的弹性垫块、放置第一金属薄片的第一支撑板、支撑所述第一支撑板的中间板、放置第二金属薄片的第二支撑板、与第一支撑板相对设置的第一压板、与第二支撑板相对设置的第二压板、与所述第一压板弹性连接的第一连接板、与所述第二压板弹性连接的第二连接板、与所述第一连接板连接的第一压紧气缸和第一滑块、与所述第二连接板连接的第二压紧气缸和第二滑块,其中,所述垂直限位板位于所述第一支撑板和第二支撑板之间,所述中间板固定在所述第一滑轨副上,第一压紧气缸和第二压紧气缸运动带动所述第一滑块和第二滑块均与所述弹性垫块触碰,所述第一金属薄片由所述第一压紧压紧在所述第一支撑板上,所述第二金属薄片由所述第二压板压紧在所述第二支撑板上。
2.根据权利要求1所述的金属薄片的激光焊接装置,其特征在于:还包括弹性连接所述垂直限位板和所述固定板的至少一第一弹性组件、弹性连接所述第一压板和所述第一连接板的至少一第二弹性组件、以及弹性连接所述第二压板和所述第二连接板的至少一第三弹性组件。
3.根据权利要求1所述的金属薄片的激光焊接装置,其特征在于:所述定位板的上端呈台阶状,定位板的上端设有高平面和和低平面,该高平面和低平面结合呈台阶状;所述定位板具有前表面和与该前表面相对的后表面,其中,所述固定板固定在该定位板的前表面,所述第一滑轨副固定在该定位板的上端的低平面上。
4.根据权利要求3所述的金属薄片的激光焊接装置,其特征在于:所述焊接夹具工作台还包括固定在所述中间板上的连接块,所述连接块位于所述定位板的后表面,且所述连接块与所述水平气缸固定连接,且所述第二压紧气缸位于所述中间板上。
5.根据权利要求3所述的金属薄片的激光焊接装置,其特征在于:所述第一支撑板包括具有水平支撑面的一第一水平支撑板、支撑该第一水平支撑板的第二水平支撑板、和固定在所述定位板的后表面的第三竖直支撑板,所述第二水平支撑板固定在所述定位板的上端的高平面上,所述第一压紧气缸位于所述第二水平支撑板上。
6.根据权利要求5所述的金属薄片的激光焊接装置,其特征在于:所述焊接夹具工作台还包括位于第一支撑板的第二水平支撑板上的第一连接体、以及位于所述中间板上的第二连接体,所述第一连接体的端部位于所述第一连接板的开口内,所述第二连接体的端部位于所述第二连接板的开口内。
7.根据权利要求6所述的金属薄片的激光焊接装置,其特征在于:所述焊接夹具工作台还包括固定在所述第一连接体上的第二滑轨副、以及固定在所述第二连接体上的第三滑轨副,所述第二滑轨副与所述第一滑块连接,所述第三滑轨副与所述第二滑块连接。
8.根据权利要求5所述的金属薄片的激光焊接装置,其特征在于:所述焊接夹具工作台还包括位于固定在第一支撑板的第二水平支撑板上的第一限位块、以及固定在所述中间板上的第二限位块,所述第一限位块位于第一支撑板的第一水平支撑板的前面,所述第二限位块位于第二支撑板上的前面。
9.根据权利要求1所述的金属薄片的激光焊接装置,其特征在于:所述垂直限位板的上端也呈台阶状,垂直限位板的上端设有高平面和低平面,该高平面和低平面结合呈台阶状,所述中间板一部分固定在所述垂直限位板的上端部分低平面上,所述中间板一部分固定在所述第一滑轨副上。
10.根据权利要求9所述的金属薄片的激光焊接装置,其特征在于:所述弹性垫块也位于所述垂直限位板的上端部分低平面上。
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