CN206952461U - 一种应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具，包括：变位机，用于实现工件变位以方便焊接；旋转压紧机构，用于对工件的压紧定位；X轴夹紧机构，用于实现对工件在X方向上的夹紧定位；Y轴夹紧机构，用于实现对工件在Y方向上的夹紧定位；接管夹具机构，用于实现对工件接管的压紧；推拉机构和底部压紧机构，用于实现对工件底部的压紧；定位底板，用于实现对工件底部定位。该变位夹具，能够改变板式换热器的加工工序，使接管焊接工序后置，使每次钎焊炉内工件增加，提高了焊接效率；同时接管焊接由人工变为自动激光焊，节省了成本的同时，提高了焊接效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及板式换热器加工技术领域，尤其是涉及一种应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具。
背景技术
旧的板式换热器焊接方法：接管与端板人工点焊，然后将点固好的端板与接管及其它板片一起放入钎焊炉钎焊。旧的焊接方式需人工点焊接管与端板，同时钎焊炉内同一批次加工的工件数量也有限，导致焊接效率不高。
中国专利文献(公告日：2016年8月17日，公告号：CN104551404B)公开了一种板式换热器焊接设备以及焊接方法，包括有第一夹具定位装置、第二夹具定位装置、六轴机器人、焊接机以及总控制柜；通过利用第一夹具定位装置对两背向叠合的散热板片进行夹紧定位，并配合利用六轴机器人和焊接机产生的激光穿过让位孔射向散热板片的通孔周缘，使得两散热板片的通孔周缘密封焊接在一起，利用第二夹具定位装置将对多个叠合在一起的板片单元进行压紧定位，配合焊接机和六轴机器人产生的激光对准相邻两板片单元的边缘进行焊接；采用激光焊接可以有效减少散热板片的变形量，降低损伤度，焊接精度更高，提高产品的焊接质量，保证产品的热传导效率不受焊接的影响，从而提升产品的使用性能，并且焊接效率也得到了提高。
上述方案虽然提供了一种板式换热器焊接设备以及焊接方法，但是该设备和方法在操作过程中仍然存在操作复杂，定位效果差等问题。
实用新型内容
本实用新型是为了解决现有技术中板式换热器焊接操作复杂，焊接质量差，定位不理想，焊接效率低等问题，而提供一种能够实现全自动焊接，定位好，能够提高焊接效率和焊接质量的应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具。
本实用新型实现其技术目的所采用的技术方案是：一种应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具，包括：
变位机，用于实现工件变位以方便焊接；
旋转压紧机构，用于对工件的压紧定位；
X轴夹紧机构，用于实现对工件在X方向上的夹紧定位；
Y轴夹紧机构，用于实现对工件在Y方向上的夹紧定位；
接管夹具机构，用于实现对工件接管的压紧；
推拉机构和底部压紧机构，用于实现对工件底部的压紧；
定位底板，用于实现对工件底部定位。
该应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具，通过设计一全新的夹具，解决了旧式的焊接工序为端板与接管先点焊，后将其与其它板片一起进钎焊炉钎焊，存在钎焊炉内同一批次加工的工件数量有限，导致焊接效率不高的问题；该变位夹具，可以通过新式的焊接工序进行焊接，可以先将端板与其它板片进钎焊炉钎焊，再将半成品与接管进行自动激光焊。改变工序后，接管焊接工序后置使每次钎焊炉内工件增加，提高了焊接效率；同时接管焊接由人工变为自动激光焊，节省了人力成本的同时，提高了焊接效率。而且该应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具，能够满足不同规格尺寸的工件焊接需要，自动化操作，高效，定位夹紧可靠。
作为优选，所述的变位机为回转式结构，包括有变位机驱动机构和变位机转动台。变位机是为了实现工件的翻转，以实现自动夹紧定位，自动焊接的需要。
作为优选，所述的旋转压紧机构对称设置在变位机上，所述的旋转压紧机构包括气缸安装板、旋转夹紧气缸、压紧块连接臂、刻度杆、压紧块安装板和浮动压紧块。旋转压紧机构中气缸前端的压紧块连接臂、压紧块安装板等均采用铝制件，以减轻气缸前端组件的总体重量；刻度杆上标有刻度，更换不同产品时可根据刻度值快速调整机构；前端采用浮动压紧块，使浮动压紧块有一定的浮动量，能够更好的压紧工件。
作为优选，所述的气缸安装板固定在变位机上，所述的旋转夹紧气缸垂直设置在气缸安装板上，所述的压紧块连接臂的一端与旋转夹紧气缸的上端连接并通过旋转夹紧气缸带动实现旋转和升降；所述的浮动压紧块通过压紧块安装板和刻度杆设置在压紧块连接臂的另一端；所述的刻度杆通过一组薄螺母垂直设置在压紧块连接臂上。
作为优选，所述的浮动压紧块沿压紧块安装板的两端对称设置两组，每组浮动压紧块分别包括压紧块本体和压紧球头，所述的压紧球头活动设置在压紧块本体内部，所述的压紧球头通过一球头螺钉与压紧块安装板浮动连接。
作为优选，所述的X轴夹紧机构包括X轴气爪安装板、X轴平行气爪、X轴夹爪和定位螺钉；所述的X轴平行气爪垂直设置在气爪安装板上，所述的X轴夹爪垂直设置在X轴平行气爪上，所述的定位螺钉通过一支架设置在X轴夹爪的一侧。X轴夹紧机构的上述结构，平行气爪能够实现高重复定位精度，高防护等级，缩回夹紧工件，确保工件于Y轴方向的位置。
作为优选，所述的Y轴夹紧机构包括Y轴气爪安装板、Y轴平行气爪、Y轴夹爪和单向节流阀，所述的Y轴平行气爪垂直设置在Y轴气爪安装板上，所述的单向节流阀设置在Y轴平行气爪上，所述的Y轴夹爪设置在Y轴平行气爪的两端。Y轴夹紧机构的上述结构，平行气爪能够实现高重复定位精度，高防护等级，缩回夹紧工件，确保工件于X方向的位置。
作为优选，所述的接管夹具机构包括接管夹具本体、端盖、碟簧和导向块；所述的导向块和碟簧设置接管夹具本体内部并通过端盖压接，所述的接管夹具本体内部设置有与导向块连通的接管安装孔。接管夹具机构的上述结构，采用了碟簧来提供使工件接管压紧在工件底板上的压紧力，大大节省了夹具的空间，同时可以制作不同规格的接管夹具来适应客户的不同产品，客户更换产品时只需变更接管夹具即可实现夹具的快换。
作为优选，所述的推拉机构和底部压紧机构通过两个气缸实现两轴方向的运动，所述的推拉机构包括设置在安装底板上的紧凑型气缸、导向轴和直线轴承，所述的底部压紧机构包括带导向紧凑型气缸、调整垫片、气缸连接板和单向节流阀，所述的调整垫片设置在带导向紧凑型气缸和气缸连接板之间用于调节工件接管在定位底板上的位置。推拉机构及底部压紧机构的上述结构，通过两个气缸来实现两轴方向的运动，工件接管点焊在工件底板上之后，底部压紧机构缩回，推拉机构伸出，来让出激光走小圆的空间，气缸连接板与带导向气缸之间有调整垫片，通过安装不同尺寸的调整垫片来调节接管在底板上的位置，保证工件符合客户的尺寸要求。
本实用新型的有益效果是：该应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具，能够改变板式换热器的加工工序，使接管焊接工序后置，使每次钎焊炉内工件增加，提高了焊接效率；同时接管焊接由人工变为自动激光焊，节省了人力成本的同时，提高了焊接效率。而且该应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具，能够满足不同规格尺寸的工件焊接需要，自动化操作，高效，定位夹紧可靠。
附图说明
图1是本实用新型应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具的一种结构示意图；
图2是本实用新型中旋转压紧机构压紧的一种结构示意图；
图3是本实用新型应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具翻转180度后的一种结构示意图；
图4是本实用新型夹紧后点焊位置结构示意图；
图5是图4中E-E剖视图；
图6是本实用新型激光焊走小圈的一种结构示意图；
图7是本实用新型中X轴夹紧机构的一种结构示意图；
图8是本实用新型中Y轴夹紧机构的一种结构示意图；
图9是本实用新型中接管夹具机构的一种结构示意图；
图10是本实用新型中接管夹具机构的一种剖视图；
图11是本实用新型中推拉机构和底部压紧机构的一种结构示意图；
图12是图11的俯视图；
图13是本实用新型中旋转压紧机构的一种结构示意图；
图14是图13中旋转压紧机构的一种主视图；
图15是图14中D-D剖视图；
图中：1、变位机，2、旋转压紧机构，3、X轴夹紧机构，4、Y轴夹紧机构，5、接管夹具机构，6、推拉机构，7、底部压紧机构，8、定位底板，9、变位机驱动机构，10、变位机转动台，11、气缸安装板，12、旋转夹紧气缸，13、压紧块连接臂，14、刻度杆，15、压紧块安装板，16、浮动压紧块，17、薄螺母，18、压紧块本体，19、压紧球头，20、球头螺钉，21、X轴气爪安装板，22、X轴平行气爪，23、X轴夹爪，24、定位螺钉，25、支架，26、Y轴气爪安装板，27、Y轴平行气爪，28、Y轴夹爪，29、单向节流阀，30、接管夹具本体，31、端盖，32、碟簧，33、导向块，34、接管安装孔，35、安装底板，36、紧凑型气缸，37、导向轴，38、直线轴承，39、带导向紧凑型气缸，40、调整垫片，41、气缸连接板，42、单向节流阀，43、工件接管，44、工件底板。
具体实施方式
下在通过具体实施例并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。
实施例1：
在图1、图2、图3所示的实施例中，一种应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具，包括：
变位机1，用于实现工件变位以方便焊接；
旋转压紧机构2，用于对工件的压紧定位；
X轴夹紧机构3，用于实现对工件在X方向上的夹紧定位；
Y轴夹紧机构4，用于实现对工件在Y方向上的夹紧定位；
接管夹具机构5，用于实现对工件接管的压紧；
推拉机构6和底部压紧机构7，用于实现对工件底部的压紧；
定位底板8，用于实现对工件底部定位。
变位机1为回转式结构，包括有变位机驱动机构9和变位机转动台10。
旋转压紧机构2对称设置在变位机1上，旋转压紧机构2包括气缸安装板11、旋转夹紧气缸12、压紧块连接臂13、刻度杆14、压紧块安装板15和浮动压紧块16(见图13)。
气缸安装板11固定在变位机1上，旋转夹紧气缸12垂直设置在气缸安装板11上，压紧块连接臂12的一端与旋转夹紧气缸12的上端连接并通过旋转夹紧气缸12带动实现旋转和升降；浮动压紧块16通过压紧块安装板15和刻度杆14设置在压紧块连接臂12的另一端；刻度杆14通过一组薄螺母17垂直设置在压紧块连接臂13上(见图14)。
浮动压紧块16沿压紧块安装板14的两端对称设置两组，每组浮动压紧块16分别包括压紧块本体18和压紧球头19，压紧球头19活动设置在压紧块本体18内部，压紧球头19通过一球头螺钉20与压紧块安装板15浮动连接(见图15)。
X轴夹紧机构3包括X轴气爪安装板21、X轴平行气爪22、X轴夹爪23和定位螺钉24(见图7)；X轴平行气爪22垂直设置在气爪安装板21上，X轴夹爪23垂直设置在X轴平行气爪22上，定位螺钉24通过一支架25设置在X轴夹爪23的一侧。
Y轴夹紧机构4包括Y轴气爪安装板26、Y轴平行气爪27、Y轴夹爪28和单向节流阀29(见图8)，Y轴平行气爪27垂直设置在Y轴气爪安装板26上，单向节流阀29设置在Y轴平行气爪27上，Y轴夹爪28设置在Y轴平行气爪27的两端。
接管夹具机构5包括接管夹具本体30、端盖31、碟簧32和导向块33(见图9)；导向块33和碟簧32设置接管夹具本体30内部并通过端盖31压接，接管夹具本体30内部设置有与导向块33连通的接管安装孔34(见图8)。
推拉机构6和底部压紧机构7通过两个气缸实现两轴方向的运动，推拉机构6包括设置在安装底板35上的紧凑型气缸36、导向轴37和直线轴承38(见图11)，底部压紧机构7包括带导向紧凑型气缸39、调整垫片40、气缸连接板41和单向节流阀42(见图12)，调整垫片40设置在带导向紧凑型气缸39和气缸连接板41之间用于调节工件接管在定位底板8上的位置。
一种通过应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具进行夹紧的方法，包括以下步骤：
步骤1：使旋转压紧机构2、X轴夹紧机构3、Y轴夹紧机构4和底部压紧机构7处于伸出状态，推拉机构6处于缩回状态，将工件接管43放置于底部压紧机构7的专用接管夹具机构5内，再将工件底板44放置于定位底板8上；
步骤2：工件放置到位后，底部压紧机构7缩回，X轴夹紧机构3、Y轴夹紧机构4缩回夹紧工件，旋转压紧机构2缩回后底部压紧机构7再次伸出将工件接管43压紧在工件底板44上；
步骤3：变位机1翻转180°，然后机器人控制激光器在工件接管43上激光点焊两处位置(见图4、图5)；
步骤4：点焊完毕后，底部压紧机构7缩回，推拉机构6伸出，机器人控制激光器走小圆(见图6)，将工件接管43焊在工件底板44上，然后变位机1旋转180°回到原位，完成板式换热器的焊接。
该新式应用于全自动激光焊接板式换热器变位夹具的设计，使得板式换热器的端板及板片可以先在钎焊炉内钎焊，由于接管焊接工序推后，换热器半成品高度降低，使同一炉内的工件数量增加，提高了钎焊工序的效率；钎焊完毕的换热器半成品与工件接管的焊接，则采用全自动激光焊，由专用的机器人激光焊接站完成这道工序。改变工序后，接管焊接工序后置使每次钎焊炉内工件增加，提高了焊接效率；同时接管焊接由人工变为自动激光焊，节省了人力成本的同时，提高了焊接效率。有效改变了旧式的焊接工序为端板与接管先点焊，后将其与其它板片一起进钎焊炉钎焊，存在钎焊炉内同一批次加工的工件数量有限，导致焊接效率不高的问题。
该应用于全自动激光焊接板式换热器变位夹具，采用Y轴夹紧机构和X轴夹紧机构，可以保证高重复定位精度，高防护等级定位，确保工件在Y轴方向的位置和X方向的位置的精确定位。接管夹具机构，采用了碟簧来提供使工件接管压紧在工件底板上的压紧力，大大节省了夹具的空间，同时制作了不同规格的接管夹具来适应客户的不同产品，客户更换产品时只需变更接管夹具即可实现夹具的快换。推拉机构及底部压紧机构，通过两个气缸来实现两轴方向的运动，工件接管点焊在工件底板上之后，底部压紧机构缩回，推拉机构伸出，来让出激光走小圆的空间，气缸连接板与带导向气缸之间有调整垫片，通过安装不同尺寸的调整垫片来调节接管在底板上的位置，保证工件符合客户的尺寸要求。旋转压紧机构，气缸前端的压紧块连接臂、压紧块安装板等均为铝制件，减轻气缸前端组件的总体重量；刻度杆上标有刻度，更换不同产品时可根据刻度值快速调整机构；前端采用压紧球头设计，使压紧块有一定的浮动量，更好的压紧工件。
Claims (9)
1.一种应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具，其特征在于包括：变位机，用于实现工件变位以方便焊接；
旋转压紧机构，用于对工件的压紧定位；
X轴夹紧机构，用于实现对工件在X方向上的夹紧定位；
Y轴夹紧机构，用于实现对工件在Y方向上的夹紧定位；
接管夹具机构，用于实现对工件接管的压紧；
推拉机构和底部压紧机构，用于实现对工件底部的压紧；
定位底板，用于实现对工件底部定位。
2.根据权利要求1所述的一种应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具，其特征在于：所述的变位机为回转式结构，包括有变位机驱动机构和变位机转动台。
3.根据权利要求1所述的一种应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具，其特征在于：所述的旋转压紧机构对称设置在变位机上，所述的旋转压紧机构包括气缸安装板、旋转夹紧气缸、压紧块连接臂、刻度杆、压紧块安装板和浮动压紧块。
4.根据权利要求3所述的一种应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具，其特征在于：所述的气缸安装板固定在变位机上，所述的旋转夹紧气缸垂直设置在气缸安装板上，所述的压紧块连接臂的一端与旋转夹紧气缸的上端连接并通过旋转夹紧气缸带动实现旋转和升降；所述的浮动压紧块通过压紧块安装板和刻度杆设置在压紧块连接臂的另一端；所述的刻度杆通过一组薄螺母垂直设置在压紧块连接臂上。
5.根据权利要求3所述的一种应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具，其特征在于：所述的浮动压紧块沿压紧块安装板的两端对称设置两组，每组浮动压紧块分别包括压紧块本体和压紧球头，所述的压紧球头活动设置在压紧块本体内部，所述的压紧球头通过一球头螺钉与压紧块安装板浮动连接。
6.根据权利要求1所述的一种应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具，其特征在于：所述的X轴夹紧机构包括X轴气爪安装板、X轴平行气爪、X轴夹爪和定位螺钉；所述的X轴平行气爪垂直设置在气爪安装板上，所述的X轴夹爪垂直设置在X轴平行气爪上，所述的定位螺钉通过一支架设置在X轴夹爪的一侧。
7.根据权利要求1所述的一种应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具，其特征在于：所述的Y轴夹紧机构包括Y轴气爪安装板、Y轴平行气爪、Y轴夹爪和单向节流阀，所述的Y轴平行气爪垂直设置在Y轴气爪安装板上，所述的单向节流阀设置在Y轴平行气爪上，所述的Y轴夹爪设置在Y轴平行气爪的两端。
8.根据权利要求1所述的一种应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具，其特征在于：所述的接管夹具机构包括接管夹具本体、端盖、碟簧和导向块；所述的导向块和碟簧设置接管夹具本体内部并通过端盖压接，所述的接管夹具本体内部设置有与导向块连通的接管安装孔。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的一种应用于全自动激光焊接的板式换热器变位夹具，其特征在于：推拉机构和底部压紧机构通过两个气缸实现两轴方向的运动，所述的推拉机构包括设置在安装底板上的紧凑型气缸、导向轴和直线轴承，所述的底部压紧机构包括带导向紧凑型气缸、调整垫片、气缸连接板和单向节流阀，所述的调整垫片设置在带导向紧凑型气缸和气缸连接板之间用于调节工件接管在定位底板上的位置。
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