CN214684749U - 一种异型管成型缝焊接夹具及激光焊接机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及异型管成型缝焊接技术领域，更具体地，涉及一种异型管成型缝焊接夹具及激光焊接机，其中异型管成型缝焊接夹具，包括底座、仿形支撑块、若干个压紧单元，在所述仿形支撑块上设有用于放置及定位异型管的且形状与异型管形状相匹配的凹槽；所述仿形支撑块与所述底座可拆卸连接，所述压紧单元能压紧置于所述凹槽的异型管，且所述压紧单元与所述底座活动连接。本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用仿形支撑块对异型管进行定位并通过仿形支撑块与压紧单元配合实现压紧作用的异型管成型缝焊接夹具，在实现良好的夹紧定位功能的同时可以减小对管件的夹紧力，降低异型管变形的风险。

Description

一种异型管成型缝焊接夹具及激光焊接机

技术领域

本实用新型涉及异型管成型缝焊接技术领域，更具体地，涉及一种异型管成型缝焊接夹具及激光焊接机。

背景技术

异型管成型后，由于成型存在拼接缝，对成型缝需要焊接起来，但是现在大多数的成型缝都是存在三维空间，其缝不规则，较多生产工艺还是采用人工焊接，焊接效率低，对焊缝焊接质量很难控制，生产效率低。因激光焊热变形小，焊接质量可以通过焊接工艺得以控制，所以激光焊接替代人工焊接将是未来发展的趋势。但是现有技术的激光焊接中采用的夹具不太理想，要么是装夹效果不好，无法实现良好的夹紧与定位功能，影响焊接效果；要么是夹紧力过大，容易引起管道变形进而影响管道的功能及焊接效果。

例如中国专利CN106736226B公开了一种用于异型管的焊接夹具，通过多个夹紧装置在不同位置及方向上对异型管进行夹紧固定，虽然夹紧固定的效果好，但由于单个夹紧装置是直接对异型管的两侧进行夹紧固定，在一些管壁较薄的异型管的焊接中，容易因夹紧力过大导致异型管的变形，异型管的变形有如下缺点：一方面变形处的局部截面面积过窄影响管道的使用功能，另一方面变形处会导致焊接缝隙过大而影响焊接质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用仿形支撑块对异型管进行定位并通过仿形支撑块与压紧单元配合实现压紧作用的异型管成型缝焊接夹具，在实现良好的夹紧定位功能的同时可以减小对管件的夹紧力，降低异型管变形的风险。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种异型管成型缝焊接夹具，包括底座、仿形支撑块、若干个压紧单元，在所述仿形支撑块上设有用于放置及定位异型管的且形状与异型管形状相匹配的凹槽；所述仿形支撑块与所述底座可拆卸连接，所述压紧单元能压紧置于所述凹槽的异型管，且所述压紧单元与所述底座活动连接。

本实用新型的底座用于对仿形支撑块、压紧单元提供支撑，并为夹具整体的移动和在焊接机器上进行拆卸更换及带动异型管移动提供便利；仿形支撑块上设有形状与异型管形状相吻合的凹槽，具体的是指凹槽在长度方向的形状与异型管的形状相吻合，实现对异型管良好的支撑与定位作用，主要是从异型管的底部或侧部进行支撑与定位；压紧单元用于从异型管远离仿形支撑块的一端进行压紧，压设于异型管表面实现固定作用；相比于对比文件中的双边进行夹紧的夹紧装置，本实用新型的压紧单元通过与仿形支撑块进行配合，通过单边压紧的方式实现夹紧与固定作用，由于仿形支撑块已对异型管进行定位与支撑，压紧单元仅需从单边稍微施加压力即可实现异型管的固定，故不易造成异型管的变形，同时具有较好的定位与固定作用。仿形支撑块与底座之间可拆卸连接，便于针对不同的异型管更换不同的仿形支撑块，使本实用新型的异型管成型缝焊接夹具具有可实现多种不同的异型管的夹紧功能；压紧单元与底座活动连接，便于实现压紧单元对异型管的压紧与放松，使异型管便于焊接时的固定及焊接前后的拿取。

优选地，所述仿形支撑块包括用于放置及定位第一异型管的第一仿形支撑块、用于放置及定位第二异型管的第二仿形支撑块，在所述第一仿形支撑块上设有形状与所述第一异型管形状相匹配的第一凹槽，在所述第二仿形支撑块上设有形状与所述第二异型管形状相匹配的第二凹槽；所述第一仿形支撑块与所述第二仿形支撑块均与所述底座可拆卸连接。

优选地，还包括螺栓或销轴，所述第一仿形支撑块、所述第二仿形支撑块分别与所述底座通过销轴可拆卸连接或通过螺栓可拆卸连接。

优选地，所述压紧单元包括压设于第一异型管上实现压紧的第一压紧单元、压设于第二异型管上实现压紧的第二压紧单元，所述第一压紧单元与所述第二压紧单元均与所述底座可拆卸连接。

优选地，所述第一压紧单元与所述第二压紧单元均包括可上下移动的夹紧部、连接部、用于驱动所述夹紧部运动的驱动部，所述驱动部一端与所述底座连接，另一端与所述连接部活动连接，所述夹紧部与所述连接部可拆卸连接。

优选地，所述夹紧部为表面设有形状与异型管相匹配的弧形槽的仿形夹紧块。

优选地，还包括用于对第一异型管或第二异型管进行侧面压紧的第三压紧单元，所述第三压紧单元与所述底座可拆卸连接。

本实用新型还提供一种异型管成型缝激光焊接机，包括激光焊接机主体，所述激光焊接机主体包括机器人底座、设有激光焊接头的且用于焊接的机器人、如权上所述的异型管成型缝焊接夹具、用于调整所述异型管成型缝焊接夹具位置的双轴变位机；所述机器人与所述机器人底座活动连接，所述异型管成型缝焊接夹具与所述双轴变位机活动连接。

优选地，所述机器人为可进行位置与方向调整的六轴机器人，所述双轴变位机包括用于使所述异型管成型缝焊接夹具水平旋转的第一旋转轴、用于使所述异型管成型缝焊接夹具竖直旋转的第二旋转轴。

优选地，还包括套设在所述激光焊接机主体外侧的用于防护激光辐射的防护罩，在所述防护罩上活动设有用于操作人员进出及更换焊接工件的防护门，在所述防护门上设有可视的防护玻璃，在所述防护罩上还设有用于操作控制所述激光焊接机主体的控制手柄；所述防护玻璃与所述防护门可拆卸连接，所述控制手柄与所述激光焊接机主体电连接且与所述防护罩活动连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)利用仿形支撑块对异型管进行定位并通过仿形支撑块与压紧单元配合实现压紧作用的异型管成型缝焊接夹具，在实现良好的夹紧定位功能的同时可以减小对管件的夹紧力，降低异型管变形的风险。

(2)六轴机器人可以通过上、下、左、右、前、后六个方位的移动以及上下、左右、前后方向的转动用以调整激光焊接头的位置与方向，双轴变位机的第一旋转轴可带动异型管成型缝焊接夹具进行水平方向的旋转，第二旋转轴可带动异型管成型缝焊接夹具进行竖直方向的旋转，从异型管方面进行位置及角度的移动和调整，激光焊接头与夹具相互配合，选取最佳的方向与角度对准异型管的缝隙进行激光焊接，可以获取最优的焊接效果。

附图说明

图1为本实用新型型一种异型管成型缝焊接夹具实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型型一种异型管成型缝焊接夹具实施例2的结构示意图；

图3为第一仿形支撑块的结构示意图；

图4为第二仿形支撑块的结构示意图；

图5为激光焊接机主体的结构示意图；

图6为一种异型管成型缝激光焊接机的实施例的结构示意图；

图示标记说明如下：

1、底座；2、仿形支撑块；21、第一仿形支撑块；22、第二仿形支撑块；23、凹槽；231、第一凹槽；232、第二凹槽；3、压紧单元；31、第一压紧单元；311、夹紧部；312、连接部；313、驱动部；32、第二压紧单元；33、第三压紧单元；4、销轴；5、异型管成型缝焊接夹具；6、机器人底座；7、机器人；71、激光焊接头；8、双轴变位机；81、第一旋转轴；82、第二旋转轴；91、第一异型管；92、第二异型管；101、激光焊接机主体；102、防护罩；103、防护门；104、防护玻璃；105、控制手柄；

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1

如图1、图3和图4所示为本实用新型一种异型管成型缝焊接夹具的第一实施例，包括底座1、仿形支撑块2、若干个压紧单元3，在仿形支撑块2上设有用于放置及定位异型管的且形状与异型管形状相匹配的凹槽23；仿形支撑块2与底座1可拆卸连接，压紧单元3能压紧置于凹槽23的异型管，且压紧单元3与底座1活动连接。

仿形支撑块2表面的凹槽23形状与异型管的形状相吻合，主要是指凹槽23长度方向的形状与异型管的形状相吻合，具体地，凹槽23可以为弧形凹槽23，凹槽23的横截面的曲率与异型管的横截面的曲率保持一致或稍大于异型管的横截面的曲率，确保异型管放置在仿形支撑块2上时不易晃动，凹槽23的长度方向的走向亦与异型管的长度方向的弯曲程度保持一致，有利于对异型管实现良好的定位。

作为本实用新型的一个实施方式，仿形支撑块2包括用于放置及定位第一异型管91的第一仿形支撑块21、用于放置及定位第二异型管92的第二仿形支撑块22，在第一仿形支撑块21上设有形状与第一异型管91形状相匹配的第一凹槽231，在第二仿形支撑块22上设有形状与第二异型管92形状相匹配的第二凹槽232；第一仿形支撑块21与第二仿形支撑块22均与底座1可拆卸连接。

本实用新型可用于在异型管上进行零部件的焊接，但主要用于两个管材的成型缝的焊接，这两个管材可以是异型管材也可以是普通的直管；第一仿形支撑块21用于放置及定位第一异型管91，第二仿形支撑块22用于放置及定位第二异型管92；具体地，第一仿形支撑块21利用形状与第一异型管91形状相吻合的第一凹槽231放置及定位第一异型管91，第二仿形支撑块22利用形状与第二异型管92形状相吻合的第二凹槽232放置及定位第二异型管92，较普通的支撑块，第一仿形支撑块21与第二仿形支撑块22的对第一异型管91及第二异型管92的定位效果更好，第一异型管91和第二异型管92刚好可以局部内嵌于第一凹槽231和第二凹槽232，在焊接过程中不易移位。可拆卸连接的第一仿形支撑块21和第二仿形支撑块22可以便于进行拆卸和更换，以根据不同的异型管更换更匹配的仿形支撑块2。

作为本实用新型的一个实施方式，还包括螺栓或销轴4，第一仿形支撑块21、第二仿形支撑块22分别与底座1通过销轴4可拆卸连接或通过螺栓可拆卸连接。

螺栓连接或销轴4连接都是常用的可拆卸连接的结构，具体地，可以在底座1和第一仿形支撑块21和第二仿形支撑块22上均设置螺纹孔，通过将螺栓穿入螺纹孔实现第一仿形支撑块21、第二仿形支撑块22与底座1之间的可拆卸连接；也可以在底座1上设置销轴4，在第一仿形支撑块21和第二仿形支撑块22上设置可供销轴4穿过的通孔，利用销轴4实现第一仿形支撑块21、第二仿形支撑块22与底座1的可拆卸连接。为了进一步提升第一仿形支撑块21与第二仿形支撑块22与底座1的连接可靠性，可以在螺栓或销轴4连接的另一端设置螺母或卡圈，以使第一仿形支撑块21与第二仿形支撑块22可以得到更好的固定。

作为本实用新型的一个实施方式，压紧单元3包括压设于第一异型管91上实现压紧的第一压紧单元31、压设于第二异型管92上实现压紧的第二压紧单元32，第一压紧单元31与第二压紧单元32均与底座1可拆卸连接。

第一压紧单元31设置在第一异型管91不与第一仿形支撑块21接触的一端且位于第一仿形支撑块21的相向位置上用于对第一异型管91进行压紧固定，由于第一压紧单元31与第一仿形支撑块21相互配合共同实现第一异型管91的夹紧固定功能，故第一压紧单元31只需要稍微施加力即可使第一异型管91得到良好的固定；同理，第二压紧单元32设置在第二异型管92不与第二仿形支撑块22接触的一端且位于第二仿形支撑块22的相向位置上用于对第二异型管92进行压紧固定。第一压紧单元31、第二压紧单元32均与底座1进行活动连接，便于第一压紧单元31和第二压紧单元32对第一异型管91、第二异型管92的压紧与松开，同时也有利于控制压紧力及第一异型管91和第二异型管92的拿取。

作为本实用新型的一个实施方式，第一压紧单元31与第二压紧单元32均包括可上下移动的夹紧部311、连接部312、用于驱动夹紧部311运动的驱动部313，驱动部313一端与底座1连接，另一端与连接部312活动连接，夹紧部311与连接部312可拆卸连接。

夹紧部311用于对异型管进行夹紧固定，连接部312作为夹紧部311与驱动部313的桥梁，将驱动部313的动作指令传递给夹紧部311，带动夹紧部311进行升降夹紧或松开；驱动部313作为第一压紧单元31和第二压紧单元32的动力装置，可相对于底座1进行升降，进而带动连接部312进行升降，最终实现夹紧部311的夹紧功能；可拆卸连接的夹紧部311与连接部312，可以便于对夹紧部311进行拆卸更换，在对不同的异型管进行焊接时，可以更换不同的夹紧部311，以实现夹紧部311与异型管的更好匹配，进一步提升夹紧固定功能。具体地，驱动部可以为气缸。

作为本实用新型的一个实施方式，夹紧部311为表面设有形状与异型管相匹配的弧形槽的仿形夹紧块。

仿形夹紧块的一端为弧形结构，增大与异型管的接触面积，进一步提升夹紧固定效果。

作为本实用新型的一个实施方式，还包括用于对第一异型管91或第二异型管92进行侧面压紧的第三压紧单元33，第三压紧单元33与底座1可拆卸连接。

第一压紧单元31和第二压紧单元32分别从第一异型管91和第二异型管92的正面对第一异型管91和第二异型管92进行压紧固定，第三压紧单元33从第一异型管91或第二异型管92的侧面对第一异型管91或第二异型管92进行夹紧固定，起辅助夹紧固定的功能，有利于第一异型管91与第二异型管92的定位与夹紧，进一步提升焊接质量，第三压紧单元33的结构组成也可以与第一压紧单元31或第二压紧单元32的结构组成类似；进一步地，还可以包括第四压紧单元，第四压紧单元可与第三压紧单元33相向设置，分别从不同的侧面对异型管进行定位夹紧。

实施例2

如图2所示为本实用新型一种异型管成型缝焊接夹具的第二实施例，本实施例与实施例1类似，所不同之处在于将不同的仿形支撑块2进行组合实现对不同的管件进行焊接。

作为本实用新型的一个实施方式，还包括用于对第三异型管进行定位与支撑的第三仿形支撑块，及与第三仿形支撑块相互配合实现对第三异型管进行压紧的第三夹紧单元。本实用新型不限于实现两根异型管的夹紧，还可以同时实现多根异型管的夹紧固定。

实施例3

如图5至图6所示为本实用新型一种异型管成型缝激光焊接机的实施例，包括激光焊接机主体101，激光焊接机主体101包括机器人底座6、设有激光焊接头71的且用于焊接的机器人7、上述的异型管成型缝焊接夹具5、用于调整异型管成型缝焊接夹具5位置的双轴变位机8；机器人7与机器人底座6活动连接，异型管成型缝焊接夹具5与双轴变位机8活动连接。

激光焊接机主体101作为激光焊接的整体，用于对异型管进行激光焊接；机器人底座6用于对机器人7实现固定与支撑，并可以通过机器人底座6对机器人7的高度或位置进行调整；激光焊接头71作为主要的焊接部件，实现激光焊接；机器人7用于实现激光焊接头71位置的移动，便于调整焊接的位置与角度，满足异型管在三维空间中各种不规则的缝隙的焊接；异型管成型缝焊接夹具5用于对异型管进行定位夹紧固定，便于激光焊接头71进行焊接；双轴变位机8用于调整异型管成型缝焊接夹具5的位置，也是便于从异型管方面进行位置及角度的调整，提升焊接质量，提高焊接可靠性。

作为本实用新型的一个实施方式，机器人7为可以可进行位置与方向调整的六轴机器人，双轴变位机8包括用于使异型管成型缝焊接夹具5水平旋转的第一旋转轴81、用于使异型管成型缝焊接夹具5竖直旋转的第二旋转轴82。

六轴机器人可以通过上、下、左、右、前、后六个方位的移动以及上下、左右、前后的旋转用以调整激光焊接头71的位置，选取最佳的方向与角度对准异型管的缝隙进行激光焊接，可以获取更佳的焊接效果；第一旋转轴81进而第二旋转轴82均是直接作用于异型管成型缝焊接夹具5的底座1，第一旋转轴81可带动异型管成型缝焊接夹具5进行水平方向的旋转，第二旋转轴82可带动异型管成型缝焊接夹具5进行竖直方向的旋转，从异型管方面进行位置及角度的移动和调整，以寻找最佳的焊接角度和方向，获取更优的焊接效果。

作为本实用新型的一个实施方式，还包括套设在激光焊接机主体101外侧的用于防护激光辐射的防护罩102，在防护罩102上活动设有用于操作人员进出及更换焊接工件的防护门103，在防护门103上设有可视的防护玻璃104，在防护罩102上还设有用于操作控制激光焊接机主体101的控制手柄105；防护玻璃104与防护门103可拆卸连接，控制手柄105与激光焊接机主体101电连接且与防护罩102活动连接。

作为本实用新型的一个实施方式，在双轴变位机底部还设有地基板，地基板与双轴变位机可拆卸连接。地基板用于对双轴变位机实现固定与支撑，还可以通过地基板的高度对双轴变位机的高度进行调节。

防护罩102套设在激光焊接机主体101外侧可以从整体上包围激光焊接机主体101，一方面用于防护激光辐射，另一方面可以避免无关人员靠近激光焊接机，降低误操作的风险，提升人身安全性；防护门103与防护罩102活动连接，可以打开或关闭，主要用于操作人员进出及更换焊接工件；防护玻璃104用于方便操作人员从防护罩102外部观察内部的焊接工况，同时有防辐射作用；控制手柄105主要用于操作控制激光焊接机主体101，从防护罩102外部即可实现对机器人7的控制，便于发现问题时或日常工作时启停机器人7。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种异型管成型缝焊接夹具，其特征在于，包括底座(1)、仿形支撑块(2)、若干个压紧单元(3)，在所述仿形支撑块(2)上设有用于放置及定位异型管的且形状与异型管形状相匹配的凹槽(23)；所述仿形支撑块(2)与所述底座(1)可拆卸连接，所述压紧单元(3)能压紧置于所述凹槽(23)的异型管，且所述压紧单元(3)与所述底座(1)活动连接。

2.根据权利要求1所述的异型管成型缝焊接夹具，其特征在于，所述仿形支撑块(2)包括用于放置及定位第一异型管(91)的第一仿形支撑块(21)、用于放置及定位第二异型管(92)的第二仿形支撑块(22)，在所述第一仿形支撑块(21)上设有形状与所述第一异型管(91)形状相匹配的第一凹槽(231)，在所述第二仿形支撑块(22)上设有形状与所述第二异型管(92)形状相匹配的第二凹槽(232)；所述第一仿形支撑块(21)与所述第二仿形支撑块(22)均与所述底座(1)可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的异型管成型缝焊接夹具，其特征在于，还包括螺栓或销轴(4)，所述第一仿形支撑块(21)、所述第二仿形支撑块(22)分别与所述底座(1)通过销轴(4)可拆卸连接或通过螺栓可拆卸连接。

4.根据权利要求2或3所述的异型管成型缝焊接夹具，其特征在于，所述压紧单元(3)包括压设于第一异型管(91)上实现压紧的第一压紧单元(31)、压设于第二异型管(92)上实现压紧的第二压紧单元(32)，所述第一压紧单元(31)与所述第二压紧单元(32)均与所述底座(1)可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的异型管成型缝焊接夹具，其特征在于，所述第一压紧单元(31)与所述第二压紧单元(32)均包括可上下移动的夹紧部(311)、连接部(312)、用于驱动所述夹紧部(311)运动的驱动部(313)，所述驱动部(313)一端与所述底座(1)连接，另一端与所述连接部(312)活动连接，所述夹紧部(311)与所述连接部(312)可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的异型管成型缝焊接夹具，其特征在于，所述夹紧部(311)为表面设有形状与异型管相匹配的弧形槽的仿形夹紧块。

7.根据权利要求4所述的异型管成型缝焊接夹具，其特征在于，还包括用于对第一异型管(91)或第二异型管(92)进行侧面压紧的第三压紧单元(33)，所述第三压紧单元(33)与所述底座(1)可拆卸连接。

8.一种异型管成型缝激光焊接机，其特征在于，包括激光焊接机主体(101)，所述激光焊接机主体(101)包括机器人底座(6)、设有激光焊接头(71)的且用于焊接的机器人(7)、如权利要求1至7任一项所述的异型管成型缝焊接夹具(5)、用于调整所述异型管成型缝焊接夹具(5)位置的双轴变位机(8)；所述机器人(7)与所述机器人底座(6)活动连接，所述异型管成型缝焊接夹具(5)与所述双轴变位机(8)活动连接。

9.根据权利要求8所述的异型管成型缝激光焊接机，其特征在于，所述机器人(7)为可进行位置与方向调整的六轴机器人，所述双轴变位机(8)包括用于使所述异型管成型缝焊接夹具(5)水平旋转的第一旋转轴(81)、用于使所述异型管成型缝焊接夹具(5)竖直旋转的第二旋转轴(82)。

10.根据权利要求9所述的异型管成型缝激光焊接机，其特征在于，还包括套设在所述激光焊接机主体(101)外侧的用于防护激光辐射的防护罩(102)，在所述防护罩(102)上活动设有用于操作人员进出及更换焊接工件的防护门(103)，在所述防护门(103)上设有可视的防护玻璃(104)，在所述防护罩(102)上还设有用于操作控制所述激光焊接机主体(101)的控制手柄(105)；所述防护玻璃(104)与所述防护门(103)可拆卸连接，所述控制手柄(105)与所述激光焊接机主体(101)电连接且与所述防护罩(102)活动连接。

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