CN213764465U - 一种焊接压力和塌陷位移控制机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焊接压力和塌陷位移控制机构，包括第一底座以及固定在第一底座上的多个支撑柱，多个支撑柱的上端固定有平台板，平台板的中部安装有玻璃板；第一底座与平台板之间还设有承接台，承接台上还固定有至少一个位移传感器，平台板上安装有测头棒；承接台的下方还设有第二底座以及用于驱动第二底座进行上下移动的第一驱动机构，第二底座的上端安装有压力传感器；第一驱动机构驱动第二底座向上移动，第二底座向上移动并带动压力传感器向上运动，压力传感器向上运动并与承接台相抵，进而带动承接台向上运动。该机构通过位移传感器对焊接深度进行监控，同时通过压力传感器进行压力控制，进而可以提高激光焊接的焊接质量。

Description

一种焊接压力和塌陷位移控制机构

技术领域

本实用新型涉及激光焊接技术领域，更具体地说，它涉及一种焊接压力和塌陷位移控制机构。

背景技术

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。在激光焊接中，较低的激光穿透率会产生一系列工艺问题，例如缩痕、烧伤、焊接不良等等，必须对焊接过程中的焊接质量进行控制。另外，在激光焊接的过程中，需要对激光器的位置进行调整，包括在竖直方向和水平方向上的位置，因此，需要设计一种便于调节激光器位置的支撑机构。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型在于提供一种焊接压力和塌陷位移控制机构，该机构通过位移传感器对焊接深度进行监控，同时通过压力传感器进行压力控制，可以提高激光焊接的焊接质量。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种焊接压力和塌陷位移控制机构，包括第一底座以及固定在所述第一底座上的多个支撑柱，所述多个支撑柱的上端固定有平台板，所述平台板的中部开设有通口，所述通口上安装有玻璃板，所述玻璃板的上方设有用于焊接工件的激光器；所述第一底座与所述平台板之间还设有承接台，至少两个所述支撑柱贯穿通过所述承接台，且承接台能够沿所述支撑柱进行上下移动，承接台上还固定有至少一个位移传感器，所述平台板上对应所述位移传感器部位安装有测头棒；

所述承接台的下方还设有第二底座以及用于驱动所述第二底座进行上下移动的第一驱动机构；所述第一驱动机构安装在第一底座上，第二底座的上端安装有压力传感器；所述第一驱动机构驱动第二底座向上移动，第二底座向上移动并带动压力传感器向上运动，压力传感器向上运动并与承接台相抵，进而带动承接台向上运动。

工件放置在承接台上，第一驱动机构驱动第二底座向上移动，第二底座向上移动并带动压力传感器向上运动，压力传感器向上运动并与承接台相抵，进而带动承接台向上运动；承接台向上运动至工件与上方的玻璃板相抵，此时，压力传感器反馈压力数值，同时，位移传感器与上方的测头棒接触并反馈位移数值，当压力数值和位移数值设定在预设范围内，激光器启动并按照设定路径进行焊接。工件包括本体和盖体；工件的焊接，即将盖体焊接在本体上。在焊接的过程中，该工件被夹紧在玻璃板与承接台两者之间，通过压力传感器反馈压力值；若该压力不足，焊接结束后，两个部件(即本体和盖体)的焊接面之间会产生漏缝，即出现漏焊现象；因此，两个部件需要保证一定的压力值。该机构通过位移传感器对焊接深度进行监控，同时通过压力传感器进行压力控制，进而可以提高激光焊接的焊接质量。另外，该机构的结构简单、操作方便，自动化程度高。

作为优选，所述承接台的下端还固定有至少一个第一导向杆，所述第一导向杆贯穿通过所述第二底座。

作为优选，所述第一导向杆上还套设有弹性件，所述弹性件的上端与承接台相抵，所述弹性件的下端与第二底座相抵。

作为优选，所述压力传感器与所述承接台之间存有空隙。

作为优选，所述弹性件为弹簧或者弹性橡胶。

作为优选，所述第一导向杆的下部还固定有夹紧块。

作为优选，所述承接台的下方设有两个所述第一驱动机构，且两个所述第一驱动机构对称设置在所述第一底座的左右两侧。

作为优选，第一驱动机构为气缸、油缸或者电动推杆。

作为优选，所述支撑柱通过直线轴承贯穿通过所述承接台。

作为优选，所述承接台上还安装有调节板，工件放置在所述调节板上。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、该机构通过位移传感器对焊接深度进行监控，同时通过压力传感器进行压力控制，进而可以提高激光焊接的焊接质量；

2、该机构的结构简单、操作方便，自动化程度高。

附图说明

图1为焊接压力和塌陷位移控制机构和激光器位置调节机构相配合的结构示意图；

图2为焊接压力和塌陷位移控制机构的结构示意图；

图3为焊接压力和塌陷位移控制机构的主视图；

图4为焊接压力和塌陷位移控制机构的左视图；

图5为激光器位置调节机构的结构示意图；

图6为激光器位置调节机构的左视图；

图7为激光器位置调节机构的俯视图；

图8为激光器位置调节机构中A处的放大图；

图9为主动锥齿轮轮轴与齿轮箱装配的结构示意图；

图10为横向驱动组件和纵向驱动组件装配的结构示意图；

图11为激光器位置调节机构中隐去齿轮箱的结构示意图；

图12为图11中B处的放大图。

附图标记：1、第一底座；2、支撑柱；3、平台板；4、玻璃板；5、工件； 6、激光器；7、承接台；8、直线轴承；9、位移传感器；10、测头棒；11、第二底座；12、气缸；13、压力传感器；14、第一导向杆；15、弹簧；16、夹紧块；17、调节板；18、支架；19、第三底座；20、横向驱动组件；21、纵板； 22、第一滑块；23、纵向驱动组件；24、第四底座；25、第二滑块；26、第二丝杆；27、第二旋转手柄；28、第一丝杆；29、齿轮箱；30、主动锥齿轮；31、从动锥齿轮；32、主动锥齿轮轴；33、第一旋转手柄；34、锁紧块；35、夹臂； 36、第二导向杆；37、纵梁；38、导槽；39、纵向导轨；40、滑板；42、滑槽； 43、凸条；44、加强板；45、限位片；46、支柱；47、支撑板。

具体实施方式

参照附图对本实用新型做进一步说明。

本实施例公开了一种焊接压力和塌陷位移控制机构，如图1～4所示，包括第一底座1以及固定在第一底座1上的多个支撑柱2，多个支撑柱2的上端固定有平台板3，平台板3的中部开设有通口，通口上安装有玻璃板4，玻璃板4的上方设有用于焊接工件5的激光器6，该控制机构的一侧设置有激光器机架，激光器6安装在该激光器机架上；第一底座1与平台板3之间还设有承接台7，至少两个支撑柱2贯穿通过承接台7，支撑柱2通过直线轴承8贯穿通过承接台7，且承接台7能够沿支撑柱2进行上下移动，承接台7上还固定有至少一个位移传感器9，平台板3上对应位移传感器9部位还安装有与位移传感器9相配合的测头棒10；承接台7的下方还设有第二底座11以及用于驱动第二底座11进行上下移动的第一驱动机构，其中，第一驱动机构为气缸12、油缸或者电动推杆；第一驱动机构安装在第一底座1上，第二底座11的上端安装有压力传感器13；第一驱动机构驱动第二底座11向上移动，第二底座11向上移动并带动压力传感器13向上运动，压力传感器13向上运动并与承接台7相抵，进而带动承接台7向上运动。此外，该机构还包括控制电路(PLC)，该控制电路与位移传感器9、压力传感器13电连接。

工件5放置在该承接台7上，第一驱动机构驱动第二底座11向上移动，第二底座11向上移动并带动压力传感器13向上运动，压力传感器13向上运动并与承接台7相抵，进而带动承接台7向上运动；承接台7向上运动至工件5与上方的玻璃板4相抵，此时，压力传感器13反馈压力数值并将信息传递至控制电路，同时，位移传感器9与上方的测头棒10接触并反馈位移数值并将信息传递至控制电路，当压力数值和位移数值达到预设范围内，激光器6启动并按照设定路径进行焊接。工件5包括本体和盖体；工件5的焊接，即将盖体焊接在本体上。在焊接的过程中，该工件5被夹紧在玻璃板4与承接台7两者之间，通过压力传感器13反馈压力值；若该压力不足，焊接结束后，两个部件(即本体和盖体)的焊接面之间会产生漏缝，即出现漏焊现象；因此，两个部件需要保证一定的压力值。该机构通过位移传感器9对焊接深度进行监控，同时通过压力传感器13进行压力控制，进而可以提高激光焊接的焊接质量。另外，该机构的结构简单、操作方便，自动化程度高。

上述技术方案中，作为优选，承接台7的下端还固定有至少一个第一导向杆14，第一导向杆14贯穿通过第二底座11。如此，第一导向杆14对第二底座 11的运动起到导向的作用，使其运动更加平稳。进一步的，第一导向杆14上还套设有弹性件，弹性件为弹簧15或者弹性橡胶，弹性件的上端与承接台7相抵，弹性件的下端与第二底座11相抵；弹性件可以起到一定的缓冲作用，对压力传感器13具有一定保护作用。同时，压力传感器13与承接台7之间存有空隙。由于弹性件的作用，使得压力传感器13与承接台7之间保持一定的空隙，如此，可以很好的保护压力传感器13，避免其始终处于受力状态，进而可以延长压力传感器13的使用寿命。另外，第一导向杆14的下部还固定有夹紧块16。在焊接结束后，第一驱动机构驱动第二底座11向下运动，第二底座11向下运动至与夹紧块16接触，第二底座11继续向下运动并带动夹紧块16和第一导向杆14 向下运动，第一导向杆14向下运动并带动承接台7向下运动。

进一步的，上述的第一底座1可以为一整块平板结构；或者，第一底座1 包括两个相互分离的平板构成。承接台7的下方设有两个第一驱动机构，两个第一驱动机构对称设置在第一底座1的左右两侧。如此，可以使第二底座11的向上运动更加平稳。对于第一底座1由两个平板构成时，两个第一驱动机构可以分别安装在两个平板上。

另外，承接台7上还安装有调节板17，工件5放置在调节板17上，便于调整工件5的位置。

上述技术方案中，作为一种实施方式，承接台7为方形平板结构，第一底座1上固定有四个支撑柱2，四个支撑柱2均贯穿通过该承接台7；同时，承接台7上设置有三个位移传感器9，且三个位移传感器9分别设置在该承接台7的三个顶角部位。当然，平台板3上对应三个位移传感器9部位分别安装有测头棒。另外，第二底座11亦为平板结构。

为了便于调整激光器的位置，即激光器在竖直方向和水平方向上的位置，进一步的，上述的激光器固定在激光器位置调节机构上，该激光器位置调节机构的结构具体如下：

激光器位置调节机构，如图5～12所示，包括支架18、滑动设置在支架18 上的第三底座19以及用于驱动第三底座19进行横向滑动的横向驱动组件20；第三底座19上固定有纵板21，纵板21上滑动设置有第一滑块22，第三底座19 上还固定有用于驱动第一滑块22在纵板21上进行纵向滑动的纵向驱动组件23；同时，第一滑块22上安装有激光器6；如图6和图7所示，横向驱动组件20包括固定在支架18上的第四底座24、以及滑动设置在第四底座24上的第二滑块 25，且第二滑块25能够在第四底座24上进行水平滑动；第四底座24上还转动设置有第二丝杆26，第二丝杆26贯穿通过第二滑块25，且第二丝杆26与第二滑块25螺纹连接；第二丝杆26的一端固定有第二旋转手柄27，第三底座19固定在第二滑块25上，第二旋转手柄27转动并带动第二滑块25进行水平移动，第二滑块25移动并带动第三底座19进行水平移动；

如图7～9所示，纵向驱动组件23包括转动设置在纵板21上的第一丝杆28，第一丝杆28贯穿通过第一滑块22，且第一丝杆28与第一滑块22螺纹连接；第一丝杆28的一端设有用于驱动第一丝杆28转动的第二驱动机构；第二驱动机构包括固定在第三底座19上齿轮箱29，齿轮箱29内设有相互啮合的主动锥齿轮30和从动锥齿轮31，第一丝杆28穿过齿轮箱29与从动锥齿轮31固定连接，齿轮箱29上还转动设置有主动锥齿轮轴32，主动锥齿轮轴32的一端伸入至齿轮箱29内并与主动锥齿轮30固定连接，主动锥齿轮轴32的另一端伸出至齿轮箱29外并固定有第一旋转手柄33；第一旋转手柄33转动并带动主动锥齿轮轴 32转动，主动锥齿轮轴32转动并带动第一丝杆28转动，第一丝杆28转动并带动第一滑块22在纵板21上进行纵向滑动；如图10和图12所示，齿轮箱29外还固定有用于锁定主动锥齿轮轴32的第一锁紧机构，第一锁紧机构包括固定在齿轮箱29上的锁紧块34，锁紧块34套设在主动锥齿轮轴32上，且主动锥齿轮轴32能够在锁紧块34上进行转动；锁紧块34上延伸有两个夹臂35，两个夹臂 35之间形成供主动锥齿轮轴32穿过的通孔；主动锥齿轮轴32穿过通孔，且两个夹臂35的自由端之间还安装有第一紧固件，转动第一紧固件能够使两个夹臂 35的自由端相互靠近或者远离；转动第一紧固件使两个夹臂35的自由端相互靠近，进而能够锁紧主动锥齿轮轴32并阻碍主动锥齿轮轴32的转动。该机构通过横向驱动组件20可以调整第三底座19在水平方向上的位置，进而可以调整设置在第三底座19上的激光器在水平方向上的位置；同时，该机构通过纵向驱动组件23可以调整第一滑块22在竖直方向上的位置，进而可以调整设置在第一滑块22上的激光器在竖直方向上的位置；因此，该机构可以根据实际需求进行自由的调整激光器在水平和竖直方向的位置，以满足焊接对激光器的位置要求，且操作简单快捷。另外，通过设置在齿轮箱29外的第一锁紧机构锁紧主动锥齿轮轴32并阻碍主动锥齿轮轴32的转动，进而可以对激光器的纵向位置进行定位，如此，使得激光器的定位更加牢固。进一步的，横向驱动组件20还包括固定在第四底座24上的多个第二导向杆36，多个第二导向杆36贯穿通过第二滑块25。如此，可以使第二滑块25的移动更加平稳和顺畅。其中，横向驱动组件20还包括用于锁定第二丝杆26的第二锁紧机构，第二锁紧机构包括螺纹连接在第二滑块25上第二紧固件，转动第二紧固件能够使其靠近或者远离第二导向杆36；转动第二紧固件能够使其靠近第二导向杆36并与第二导向杆36相抵，进而能够锁紧第二滑块25并阻碍第二滑块25进行滑动转动。该机构通过第二锁紧机构可以实现激光器在水平方向上的定位，避免在焊接的过程中发生位移而影响焊接精度。

上述技术方案中，如图10和图11所示，纵板21的相对两侧还分别固定有纵梁37，两个纵梁37之间形成供第一滑块22进行竖直方向滑动的导槽38，第一滑块22嵌入导槽38内。作为优选，纵板21的相对两侧分别固定有纵向导轨39，具体的，该纵向导轨39固定在纵梁37上。激光器与第一滑块22之间固定有滑板40，滑板40的两侧分别开设有与纵向导轨39相配合的凹槽，纵向导轨 39嵌入凹槽内。如此，可以使激光器在竖直方向上的滑动更加顺畅和平稳。进一步的，纵向导轨39上延其长度方向开设有滑槽42，凹槽的内侧壁上对应滑槽 42部位延伸有凸条43，凸条43嵌入滑槽42内。激光器上远离第一滑块22的一端由于受到重力的作用有向下运动的趋势；激光器作用在第一滑块22上，对第一滑块22的受力进行分析，包括竖直方向上的分力和水平方向上的分力，纵向导轨39上的滑槽42与凹槽上的凸条43相配合，可以很好的平衡上述水平方向上的分力，进而可以使激光器在竖直方向上的移动更加平稳。

其中，第三底座19上还设有加强板44，加强板44的一侧与纵板21固定连接，加强板44的底部固定在第三底座19上。同时，第一丝杆28的顶端还固定有限位片45。如此，可以避免第一滑块22向上移动过度而从第一丝杆28上脱离。支架18包括多个支柱46以及固定在多个支柱46上端的支撑板47，第四底座24固定在支撑板47上。第一紧固件和第二紧固件为螺栓或者螺钉。

本实用新型中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本具体实施例中的指定方向仅仅是为了便于表述各部件之间位置关系以及相互配合的关系。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种焊接压力和塌陷位移控制机构，包括第一底座(1)以及固定在所述第一底座(1)上的多个支撑柱(2)，所述多个支撑柱(2)的上端固定有平台板(3)，所述平台板(3)的中部开设有通口，所述通口上安装有玻璃板(4)，所述玻璃板(4)的上方设有用于焊接工件(5)的激光器(6)；所述第一底座(1)与所述平台板(3)之间还设有承接台(7)，至少两个所述支撑柱(2)贯穿通过所述承接台(7)，且承接台(7)能够沿所述支撑柱(2)进行上下移动，承接台(7)上还固定有至少一个位移传感器(9)，所述平台板(3)上对应所述位移传感器(9)部位安装有测头棒(10)；其特征是：

所述承接台(7)的下方还设有第二底座(11)以及用于驱动所述第二底座(11)进行上下移动的第一驱动机构；所述第一驱动机构安装在第一底座(1)上，第二底座(11)的上端安装有压力传感器(13)；所述第一驱动机构驱动第二底座(11)向上移动，第二底座(11)向上移动并带动压力传感器(13)向上运动，压力传感器(13)向上运动并与承接台(7)相抵，进而带动承接台(7)向上运动。

2.根据权利要求1所述的一种焊接压力和塌陷位移控制机构，其特征是：所述承接台(7)的下端还固定有至少一个第一导向杆(14)，所述第一导向杆(14)贯穿通过所述第二底座(11)。

3.根据权利要求2所述的一种焊接压力和塌陷位移控制机构，其特征是：所述第一导向杆(14)上还套设有弹性件，所述弹性件的上端与承接台(7)相抵，所述弹性件的下端与第二底座(11)相抵。

4.根据权利要求3所述的一种焊接压力和塌陷位移控制机构，其特征是：所述压力传感器(13)与所述承接台(7)之间存有空隙。

5.根据权利要求4所述的一种焊接压力和塌陷位移控制机构，其特征是：所述弹性件为弹簧(15)或者弹性橡胶。

6.根据权利要求2所述的一种焊接压力和塌陷位移控制机构，其特征是：所述第一导向杆(14)的下部还固定有夹紧块(16)。

7.根据权利要求1所述的一种焊接压力和塌陷位移控制机构，其特征是：所述承接台(7)的下方设有两个所述第一驱动机构，且两个所述第一驱动机构对称设置在所述第一底座(1)的左右两侧。

8.根据权利要求7所述的一种焊接压力和塌陷位移控制机构，其特征是：第一驱动机构为气缸(12)、油缸或者电动推杆。

9.根据权利要求1所述的一种焊接压力和塌陷位移控制机构，其特征是：所述支撑柱(2)通过直线轴承(8)贯穿通过所述承接台(7)。

10.根据权利要求1所述的一种焊接压力和塌陷位移控制机构，其特征是：所述承接台(7)上还安装有调节板(17)，工件(5)放置在所述调节板(17)上。

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