CN205888360U - 焊接系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的焊接系统包括工作台、焊接部、激光光源、图像系统、送料机构和夹具；焊接部固定与工作台上，激光光源产生激光并传输至焊接部；图像系统安装于焊接部上；夹具连接与送料机构上，送料机构安装于工作台上。焊接系统还包括：氮气系统，氮气系统包括氮气出口，氮气出口朝向焊接部的工作区；运输系统，运输系统包括进料装置、运输轨和出料装置；运输轨位于进料装置和出料装置下方，且运输轨跨越进料装置与出料装置，焊接系统自动化运输且形成无氧环境，少氧化渣生成，达到免清洁的效果同时延长设备使用寿命。

Description

焊接系统

技术领域

本实用新型涉及激光焊接领域，尤其涉及一种免清洗自动化激光焊接系统。

背景技术

现有的焊接系统包括工作台、激光光源、光纤、送丝机构、图像跟踪系统、轨迹运行机构以及夹持电路板的工装模具；激光光源产生激光并通过光纤传输；轨迹运行机构调节焊接工作台上的水平工作台的位置，水平工作台固定在送丝机构上，送丝机构固定在工作台上；旋转气缸固定在水平工作台上，工装模具安装在旋转气缸上并随着气缸旋转；图像跟踪系统和送丝机构均固定在焊接工作台上的垂直工作台上，垂直工作台固定在Z 轴丝杠上，Z 轴丝杠固定在焊接工作台上。

现有的焊接系统存在的问题是，焊接系统仍需人手送料以及人手堆叠，且普通激光焊接产生氧化渣量大，难以清洁。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种免清洗自动化激光焊接系统。

本实用新型提供的焊接系统包括工作台、焊接部、激光光源、图像系统、送料机构和夹具；焊接部固定与工作台上，激光光源产生激光并传输至焊接部；图像系统安装于焊接部上；夹具连接与送料机构上，送料机构安装于工作台上。焊接系统还包括：氮气系统，氮气系统包括氮气出口，氮气出口朝向焊接部的工作区；运输系统，运输系统包括进料装置、运输轨和出料装置；运输轨位于进料装置和出料装置下方，且运输轨跨越进料装置与出料装置。

由上述方案可见，运输系统设置有进料装置和出料装置，运输轨连通进料装置与出料装置，工件在进料装置上通过运输轨运输，夹具将工件从运输轨上取出，加工好的工件运送回运输轨，最后运输轨将加工完毕的工件运送至出料装置，焊接系统自动化程度有效提高；在焊接系统的工作台处设置有氮气系统，氮气系统产生无氧环境，大大减少氧化渣生成，达到免清洁的效果同时延长设备使用寿命。

进一步的效果是，进料装置还包括第一竖直气缸，第一竖直气缸垂直设置于进料装置下方。

由上可见，当运输轨上已经存在有工件的时候，第一竖直气缸将进料装置内工件往上放顶起，使工件于运输轨脱离接触，防止运输轨运输出错。

进一步的方案是，进料装置一侧设置有第一竖直支撑和第一水平气缸，第一水平气缸的活塞杆末端抵接于第一竖直支撑，第一竖直支撑的顶面可选择地移动至进料装置的进料区内。

由上可见，当第一竖直气缸将待加工的工件竖直向上推送到第一竖直支撑顶面的高度后，第一竖直支撑的顶面移动至进料区内，工件则抵接于第一竖直支撑的顶面上，形成支撑，减少第一竖直气缸的工作时长，延长使用寿命。

进一步的方案是，出料装置还包括第二竖直气缸，第二竖直气缸竖直设置于出料装置下方。

由上可见，运输轨上每有工件完成加工的时候，第二竖直气缸将出料装置内工件往上放顶起，使该工件不产生对下一件工件的运输阻挡。

进一步的方案是，出料装置一侧设置有第二竖直支撑和第二水平气缸，第二水平气缸的活塞杆末端抵接于第二竖直支撑，第二竖直支撑的顶面可选择地移动至出料装置的出料区内。

由上可见，当第二竖直气缸将已加工的工件竖直向上推送到第二竖直支撑顶面的高度后，第二竖直支撑的顶面移动至出料区内，工件则抵接于第二竖直支撑的顶面上，形成支撑，减少第二竖直气缸的工作时长，延长使用寿命。

进一步的方案是，焊接部还包括抽风系统，抽风系统的抽风口面对工作区。

由上可见，抽风系统可对焊接工作区产生的微量氧化渣和废气进行及时去除，进一步优化免清理效果。

进一步的方案是，焊接系统还包括冷水箱，冷水箱与激光光源邻接。

由上可见，激光光源工作时发出高热量，设置冷水箱在其一侧可让激光光源及时、有效降温。

进一步的方案是，送料机构包括X轴固定部、X轴滑动部、Y轴固定部、Y轴滑动部和Z轴滑动部，夹具转动连接于Z轴滑动部上，Z轴滑动部滑动连接于Y轴滑动部上，Y轴滑动部与Y轴固定部滑动连接；Y轴固定部与X轴滑动部固定连接，X轴滑动部与X轴固定部滑动连接，X轴固定部固定于工作台上。

进一步的方案是，夹具包括夹具主体，夹具主体设置多个销孔；夹具主体上安装有夹具气缸，且夹具气缸的活塞杆末端连接有配合销，配合销可通过销孔穿出所述夹具主体外侧；配合销的最大截面积处可收入至所述销孔的外端面以内。

由上可见，在工件上设置配合孔，夹具的多个配合销插进配合孔内并与配合孔过盈配合则实现夹紧；当需要松开夹紧时，只需将夹具气缸回收到收缩状态，配合销回收到夹具主体内，实现松脱，配合方式简单有效，降低生产投入。

进一步的方案是，配合销包括两个或以上的配合脚，两个配合脚之间沿配合销的长度方向形成间隙。

由上可见，两个配合脚之间有间隙，当配合销插入工件的配合孔时，弹性形变下配合脚往间隙方向变形，配合销与配合孔之间得以过盈配合的同时不对工件造成永久伤害。

附图说明

图1为本实用新型焊接系统实施例的结构图。

图2为本实用新型焊接系统实施例中隐藏部分组件的结构图。

图3为本实用新型焊接系统实施例另一视角的结构图。

图4为本实用新型焊接系统实施例中运输系统的结构图。

图5为本实用新型焊接系统实施例中运输系统另一视角的结构图。

图6为本实用新型焊接系统实施例中夹具的结构图。

图7为本实用新型焊接系统实施例中夹具另一视角的结构图。

图8为图7中A处的放大图。

图9为本实用新型焊接系统实施例中料盘的结构图。

图10为本实用新型焊接系统实施例中夹具和料盘的结构图。

图11为图10中B处的放大图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，图1为焊接系统的结构图。本实施例的焊接系统包括有工作台1、激光光源7和水箱8，工作台1为主要工作区域，焊接部以及其他重要组件位于工作台1上，激光光源7通过光纤（图中未示出）与焊接部连接，水箱8与激光光源7邻接以供激光光源7散热。

参见图2，图2为焊接系统隐藏激光光源和水箱的结构图。在工作台1上，设置有三个主要模块：运输系统3、送料机构5以及焊接部2。运输系统3指的是将工件从进料装置运送至中转区，和将加工好的工件从中转区运送至出料装置的工作模块；送料机构5是指具有三轴自由度的机器人且送料机构5在三轴机器人末端安装有夹具4，送料机构5将中转区中的工件运送至加工区进行加工，并将加工区加工好的工件运送至中转区；焊接部2除了必要的激光发射装置外，还安装有用于获取图像信号的图像系统23以及用于及时清洁的抽风系统24等。

结合图3，焊接部2上安装有氮气系统22，氮气系统22的氮气出口面对焊接部2下方的工作区21，同时，图像系统24的摄像头朝向工作区21，抽风系统24的抽风口241面对工作区21。

工作台1上固定安装有X轴固定部51，X轴固定部51为一滑轨，在X轴固定部51上滑动连接有X轴滑动部52，X轴滑动部52与X轴固定部51之间可实现X轴向上的直线滑动；X轴滑动部52上固定连接有Y轴固定部53，Y轴固定部53为沿Y轴长度方向布置的一滑轨，Y轴固定部53上滑动连接有Y轴滑动部54，Y轴滑动部54与Y轴固定部53之前可实现Y轴方向上的直线滑动；Y轴滑动部54上滑动连接有Z轴滑动部55，Z轴滑动部55可在Y轴滑动部上沿Z轴方向进行滑动，构成具有三自由的送料机器人；夹具4转动连接于Z轴滑动部55上，夹具4夹持工件运输到工作区21时，夹具5翻转180度，工件朝上面对焊接部2的激光发射装置，处于待加工状态。

参见图2、图4和图5，图4和图5为运输系统3不同视角的结构图。运输系统3包括进料装置31、运输轨32和出料装置33，运输轨32跨越进料装置31和出料装置33，运输轨32上滑动连接有一移动块321，移动块321可将进料装置31中的料盘6运送至运输轨32中部，夹具4从运输轨32中部的料盘6将工件取出，或夹具4将已加工的工件放置到料盘6中，再由料盘6将工件运送到出料装置33。

进料装置31是由四角设置的第一挡块313围成的一个用于堆叠料盘6的区域，进料装置31两侧均设置有第一竖直支撑314和第一水平气缸316，第一固定块311固定在进料装置31一侧，第一竖直支撑314铰接于第一固定块311上，第一水平气缸316固定连接与第一固定块311下部，且第一水平气缸316的活塞杆末端抵接在第一竖直支撑314的下部，因此第一水平气缸316的运动可实现第一竖直支撑314的摆动，第一竖直支撑314的摆动可使其顶面315移动于进料装置31的进料区317内或进料区317区域之外。当两侧的顶面315位于进料区317内，料盘6可支撑于顶面315上。其中，进料区317即其内轮廓与料盘6外周边相配合的用于存放堆叠待运送料盘6的空间区域，当顶面315位于进料区317内，在高度方向上，顶面315的投影与料盘6即有重叠面积。

在进料装置31的正下方设置有第一竖直气缸312，第一竖直气缸312可将其上方的暂时不需要运送的料盘6往上运送，当第一竖直气缸312将料盘运送至顶面315以上后，第一水平气缸316推动第一竖直支撑314，顶面315移动至进料装置31内，暂不用的料盘6被支撑于顶面315上，防止料盘6误运送。

同样地，出料装置33是由四角设置的第二挡块333围成的一个用于堆叠料盘6的区域，出料装置33两侧均设置有第二竖直支撑334和第二水平气缸336，第二固定块331固定在出料装置33一侧，第二竖直支撑334铰接于第二固定块331上，第二水平气缸336固定连接与第二固定块331下部，且第二水平气缸336的活塞杆末端抵接在第二竖直支撑334的下部，因此第二水平气缸336的运动可实现第二竖直支撑334的摆动，第二竖直支撑334的摆动可使其顶面335移动于出料装置33区域内或出料装置33的区域之外。当两侧的顶面335位于出料装置33区域内，料盘6可支撑于顶面335上；出料装置33下方还设置有第二竖直气缸332可对其上方的料盘6进行托举。

当有一个放置有已加工工件的料盘6经运输轨32上的移动块321运输到出料装置33时，第二竖直气缸332将料盘6托举而起，继而启动第二水平气缸336，顶面335移动至出料装置33的出料区337中，顶面335对料盘6进行支撑，防止该料盘6对下一个料盘6进入出料装置33造成阻挡，且料盘6堆叠自动化程度有效提高。其中，出料区337即其内轮廓与料盘6外周边相配合的用于存放堆叠存放有已加工工件的料盘6的空间区域；当顶面315位于出料区337内，在高度方向上，顶面315的投影与料盘6即有重叠面积。

参见图6、图7和图8，图6和图7为夹具4不同角度的结构图，图8为图7中B处的放大图。夹具4包括夹具主体41，夹具主体41转动连接到Z轴滑动部55（同2示）上的驱动装置输出端；夹具主体41下部设置有多个销孔44；夹具主体41两侧以及中部均安装有一个夹具气缸42，多个夹具气缸42的活塞杆末端共同连接于一个连接块421，连接块421为长形件，连接块421上固定连接有整排布置的多个配合销43，配合销43的末端可穿过销孔44外伸到夹具主体421以外。

配合销43由四个配合脚431组成，相邻的两个配合脚431之间存在间隙432，间隙432沿配合销43的长度方向延伸形成。

结合图9、图10和图11，图9为料盘6的结构图，图10为夹具4和料盘6的结构图，图11为图10中B处的放大图。料盘6上夹具4设置有矩形阵列布置的多个工件槽61，每一个工件槽61容纳一个工件；工件7上设置有配合孔71，夹具4对工件7的夹持主要依靠夹具4上的配合销43伸进工件7的配合孔71中，配合销43与配合孔71形成过盈配合，因此夹具4可对工件7进行夹持、取出以及移动。

配合销43伸进工件7时，配合脚431发生弹性形变，配合脚431往间隙432处内弯形变，保证配合销43与工件7配合，同时避免对工件7进行硬性伤害。

当需要对夹持状态的工件7进行卸装的时候，由于所有配合销43均穿过夹具主体41上的销孔44后外伸到夹具主体41外部，配合销43的外伸部分与工件7配合，且配合销43均与夹具气缸42的活塞杆末端连接，当夹具气缸42收缩时，夹具气缸42的活塞杆带动配合销43的外伸部往夹具主体41方向内收。此时，夹具主体41位于销孔44外侧端的外端面45对工件7进行限位，当配合销43的最大截面积处，即配合销43与工件7的配合处内伸到外端面45以内时，工件7脱离配合销43的夹持。本实用新型实施例的新型夹具4对工件7定位准确、夹持方便且保护工件7，提高焊接系统的性能。

本实用新型的焊接系统中的运输系统3实现自动化运输以及自动化堆叠，系统自动化程度有效提升；加入氮气系统22对工作区21制造无氧空间，大大减少氧化渣的产生，达到免清洁的效果同时延长设备使用寿命。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.焊接系统，包括：

工作台、焊接部、激光光源、图像系统、送料机构和夹具；

所述焊接部固定与工作台上，所述激光光源产生激光并传输至所述焊接部；所述图像系统安装于所述焊接部上；所述夹具连接与所述送料机构上，所述送料机构安装于工作台上；

其特征在于：

所述焊接系统还包括：

氮气系统，所述氮气系统包括氮气出口，所述氮气出口朝向所述焊接部的工作区；

运输系统，所述运输系统包括进料装置、运输轨和出料装置；

所述运输轨位于所述进料装置和所述出料装置下方，且所述运输轨跨越所述进料装置与所述出料装置。

2.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于：

所述进料装置还包括第一竖直气缸，所述第一竖直气缸垂直设置于所述进料装置下方，所述第一竖直气缸可抵接于料盘底部。

3.根据权利要求2所述的焊接系统，其特征在于：

所述进料装置一侧设置有第一竖直支撑和第一水平气缸，所述第一水平气缸的活塞杆末端抵接于所述第一竖直支撑，所述第一竖直支撑的顶面可选择地移动至所述进料装置的进料区内。

4.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于：

所述出料装置还包括第二竖直气缸，所述第二竖直气缸竖直设置于所述出料装置下方；所述第二竖直气缸可抵接于料盘底部。

5.根据权利要求2所述的焊接系统，其特征在于：

所述出料装置一侧设置有第二竖直支撑和第二水平气缸，所述第二水平气缸的活塞杆末端抵接于所述第二竖直支撑，所述第二竖直支撑的顶面可选择地移动至所述出料装置的出料区内。

6.根据权利要求1至5任一项所述的焊接系统，其特征在于：

所述焊接部还包括抽风系统，所述抽风系统的抽风口面对所述工作区。

7.根据权利要求1至5任一项所述的焊接系统，其特征在于：

所述焊接系统还包括冷水箱，所述冷水箱与所述激光光源邻接。

8.根据权利要求1至5任一项所述的焊接系统，其特征在于：

所述送料机构包括X轴固定部、X轴滑动部、Y轴固定部、Y轴滑动部和Z轴滑动部，所述夹具转动连接于所述Z轴滑动部上，所述Z轴滑动部滑动连接于所述Y轴滑动部上，所述Y轴滑动部与所述Y轴固定部滑动连接；所述Y轴固定部与所述X轴滑动部固定连接，所述X轴滑动部与所述X轴固定部滑动连接，所述X轴固定部固定于所述工作台上。

9.根据权利要求1至5任一项所述的焊接系统，其特征在于：

所述夹具包括夹具主体，所述夹具主体设置多个销孔；

所述夹具主体上安装有夹具气缸，且所述夹具气缸的活塞杆末端连接有配合销，所述配合销可通过所述销孔穿出所述夹具主体外侧，所述配合销的最大截面积处可收入至所述销孔的外端面以内。

10.根据权利要求9所述的焊接系统，其特征在于：

所述配合销包括两个或以上的配合脚，两个所述配合脚之间沿所述配合销的长度方向形成间隙。