CN218426345U - 一种旋转焊接治具及激光焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种旋转焊接治具及激光焊接设备，旋转焊接治具包括旋转机构、工装底座、治具机构和夹持机构，旋转机构用于驱动治具机构相对工装底座旋转，治具机构包括相连的治具底板、加强筋和旋转导轨，旋转导轨与工装底座上的若干万向球配合，激光焊接设备包括激光焊接机台、焊接机构和旋转焊接治具，焊接机构位于治具机构上方移动；通过可以任意位置调节的夹持机构装夹焊接件，通用性强，利用率高，可以满足对于平整度要求高的焊接件加工；通过旋转焊接治具旋转待焊工件与可以沿XYZ轴方向移动的焊接机构配合联动，可以焊接超出激光一定行程范围的工件，一次装夹即可满足完成整条焊缝，操作方便，利于提高焊接效率和质量。

Description

一种旋转焊接治具及激光焊接设备

技术领域

本实用新型属于激光焊接技术领域，具体涉及一种旋转焊接治具及激光焊接设备。

背景技术

焊接治具是将焊接准确定位、便于焊接装配或焊接操作以保证焊接精度的辅助装备，现有技术中的焊接治具及激光焊接设备存在以下缺陷：(1)焊接治具以焊接槽固定焊接件，只能满足小件且以固定形状的零件，不可实现零件的通用性焊接；治具没有夹持功能，无法满足精密的激光焊接工艺要求；(2)焊接治具的底板变形量不可控，不能满足对于平整度要求高的焊接件加工；(3)治具支撑强度不高，质量较大的焊接件装备在治具上后治具转动不灵活；(4)焊接治具与激光焊接机台未实现联动，对于超出激光出射头行程范围的焊接件不可实现激光焊接，难以满足焊接需求。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一，本实用新型提供一种旋转焊接治具及激光焊接设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种旋转焊接治具，包括旋转机构、工装底座、治具机构和夹持机构，所述旋转机构用于驱动治具机构相对工装底座旋转，所述工装底座上设有支撑治具机构且绕治具机构旋转中心间隔布置的若干万向球，所述治具机构包括相连的治具底板、加强筋和旋转导轨，所述旋转导轨与若干万向球配合，所述夹持机构设置在治具底板顶部。

上述旋转焊接治具，进一步地，所述旋转机构包括带刹伺服电机、联轴器、旋转轴和轴承，所述带刹伺服电机设置在工装底座底部，带刹伺服电机的输出轴穿过工装底座并通过联轴器连接旋转轴一端，所述旋转轴另一端连接治具底板，所述轴承设置在旋转轴与治具底板之间，通过带刹伺服电机的输出轴、在联轴器连接下带动旋转轴旋转，驱动治具机构相对工装底座旋转或停止。

上述旋转焊接治具，进一步地，所述加强筋包括交叉连接在治具底板底部的若干个，用于提高治具底板的强度和抗变形性，以满足对于平整度要求高的焊接件加工。

进一步地，所述旋转导轨呈环形且与加强筋呈一体式结构，所述加强筋凸出于旋转导轨边缘，用于保证旋转导轨的强度，通过旋转导轨与若干万向球的球心滚动配合提高对治具底板的旋转支撑强度，保证转动灵活性，所述旋转导轨与治具底板之间设有薄垫片，可以通过调整薄垫片的数量和位置微调治具底板的水平度。

上述旋转焊接治具，进一步地，所述夹持机构包括若干种快速夹钳，可以根据待焊接件的外形尺寸和焊接要求设置快速夹钳的尺寸、种类与数量。

进一步地，所述治具垫板上设有若干连接快速夹钳的安装孔组，若干安装孔组绕治具底板的旋转中心间隔设置，通过快速夹钳与对应安装孔组的拆装、任意调节快速夹钳的安装位置和数量，以满足不同焊接件的加工。

一种激光焊接设备，包括激光焊接机台、焊接机构和如上任意一项所述的旋转焊接治具，所述工装底座连接在激光焊接机台上，所述焊接机构位于治具机构上方移动，使待焊件通过夹持机构装备在治具机构上，旋转机构驱动治具机构相对工装底座旋转时，改变焊接位置，配合移动的焊接机构满足大范围焊接。

上述激光焊接设备，进一步地，所述激光焊接机台上设有连接焊接机构的XYZ轴移动模组，用于驱动焊接机构的移动。

进一步地，所述XYZ轴移动模组包括X轴移动模组、支撑导向模组、Y轴移动模组和Z轴移动模组，所述X轴移动模组两端分别沿支撑导向模组和Y轴移动模组移动，所述支撑导向模组与Y轴移动模组平行设置于旋转焊接治具两侧，所述Z轴移动模组沿X轴移动模组移动，所述焊接机构沿Z轴移动模组移动，实现焊接机构在X、Y、Z方向上的组合移动，并方便旋转焊接治具上的焊接件上下料。

上述激光焊接设备，进一步地，包括用于控制旋转机构和焊接机构的PLC控制器，通过PLC控制器实现旋转机构与焊接机构联动的自动化控制。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)旋转焊接治具通过可以任意位置调节的夹持机构装夹焊接件，解决了现有焊接治具采用焊接槽固定焊接件、只能满足小件和固定形状零件的焊接问题，可以满足不同尺寸的产品需求，通用性强，利用率高，并可以避免焊接件移动，满足精密的激光焊接工艺要求。

(2)通过加强筋提高提高治具底板的强度和抗变形性，通过调整薄垫片微调治具底板的水平度，确保焊接基准面始终处于水平状态，可以满足对于平整度要求高的焊接件加工。

(3)通过弧形导轨与若干万向球配合提高对治具底板的旋转支撑强度，解决了质量较大的焊接件装备在治具上后治具转动不灵活的问题。

(4)激光焊接设备通过旋转焊接治具旋转待焊工件，与可以沿XYZ轴方向移动的焊接机构配合联动，超出焊接激光一定行程范围的工件，也能完成焊接，同时对于大型待焊件，一次装夹即可满足完成整条焊缝，操作方便，利于提高焊接效率和质量。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施例1的俯视爆炸图；

图2是本实用新型实施例1的仰视爆炸图；

图3是图2的A部分结构放大图；

图4是本实用新型实施例1的主视结构图；

图5是图4的BB方向剖视图；

图6是本实用新型实施例2的立体图；

图7是本实用新型实施例2的俯视图；

图8是本实用新型实施例2的主视图。

图中标记：旋转机构1，带刹伺服电机101，联轴器102，旋转轴103，轴承104，C形卡簧105；工装底座2；治具机构3，治具底板301，安装孔组3011，加强筋302，旋转导轨303，薄垫片304，连接孔3021；夹持机构4，第一垂直式快速夹钳401，第二垂直式快速夹钳402；万向球5，第一焊接件6，第二焊接件7，焊接机构8，X轴移动模组901，支撑导向模组902，Y轴移动模组903，Z轴移动模组904，PLC控制器10，激光焊接机台11。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

如图1-5所示，为本实用新型所述一种旋转焊接治具的一种较佳实施方式，所述旋转焊接治具包括旋转机构1、工装底座2、治具机构3和夹持机构4，所述旋转机构1用于驱动治具机构3相对工装底座2旋转，所述工装底座2上设有支撑治具机构3且绕治具机构3旋转中心间隔布置的若干钢制万向球5，所述治具机构3包括相连的治具底板301、加强筋302和旋转导轨303，所述旋转导轨303与若干万向球5配合，所述夹持机构4设置在治具底板301顶部。

上述旋转焊接治具，进一步地，所述旋转机构1包括带刹伺服电机101、联轴器102、旋转轴103和轴承104，所述带刹伺服电机101设置在工装底座2底部，带刹伺服电机101通过其刹车片对电机主轴抱死可以实现对治具机构3的快速制动，并防止焊接过程中治具机构3移动影响焊接精度，带刹伺服电机101的输出轴穿过工装底座2并通过联轴器102连接旋转轴103一端，所述旋转轴103另一端连接治具底板301，所述轴承104设置在旋转轴103与治具底板301之间，通过带刹伺服电机101的输出轴、在联轴器102连接下带动旋转轴103旋转，驱动治具机构3相对工装底座2旋转或停止。

进一步地，所述旋转轴103端部凸出于治具底板301的中心孔，旋转轴103外部通过环形卡槽卡接有与治具底板301顶部限位的C形卡簧105，安装时旋转轴103一端连接联轴器102，旋转轴103另一端与轴承104配合并穿过治具底板301，旋转轴103与连轴器和治具底板301的连接可以采用键槽配合或过盈配合，以C形卡簧105卡接旋转轴103后通过C形卡簧105与治具底板301限位、防止旋转轴103上下窜动。

上述旋转焊接治具，进一步地，所述加强筋302包括交叉连接在治具底板301底部的若干个，用于提高治具底板301的强度和抗变形性，以满足对于平整度要求高的焊接件加工。

进一步地，所述旋转导轨303呈环形且与加强筋302呈一体式结构，所述加强筋302凸出于旋转导轨303边缘，用于保证旋转导轨303的强度，通过旋转导轨303与若干万向球5的球心滚动配合提高对治具底板301的旋转支撑强度，保证转动灵活性。

进一步地，所述加强筋302上设有若干连接治具底板301的连接孔3021，连接时旋转导轨303与治具底板301之间设有薄垫片304，可以通过调整薄垫片304的数量和位置微调治具底板301的水平度。

上述旋转焊接治具，进一步地，所述夹持机构4包括若干种快速夹钳，可以根据待焊接件的外形尺寸和焊接要求设置快速夹钳的尺寸、种类与数量。

进一步地，若干种快速夹钳包括交替设置的第一垂直式快速夹钳401和第二垂直式快速夹钳402，所述第一垂直式快速夹钳401的压把长度大于第二垂直式快速夹钳402的压把长度，保证稳定装夹。

进一步地，所述治具垫板上设有若干连接快速夹钳的安装孔组3011，若干安装孔组3011绕治具底板301的旋转中心间隔设置，通过快速夹钳与对应安装孔组3011的拆装、任意调节快速夹钳的安装位置和数量，以满足不同焊接件的加工。

上述旋转焊接治具的工作原理为：

打开若干快速夹钳，将制氢极板呈圆形的第一焊接件6和呈环形的第二焊接件7叠放在治具底板301上，通过闭合若干快速夹钳将第一焊接件6和第二焊接件7快速装夹在治具底板301上，由旋转机构1驱动治具机构3相对工装底座2旋转或停止，治具机构3在旋转导轨303和绕治具机构3旋转中心的若干万向球5配合下稳定转动、支撑，可以改变焊接位置。

上述旋转焊接治具通过可以任意位置调节的夹持机构4安装焊接件，可以满足不同尺寸的产品需求，通用性强，利用率高，解决了现有焊接治具采用焊接槽固定焊接件、只能满足小件和固定形状零件的焊接问题，可以避免焊接件移动，满足精密的激光焊接工艺要求；通过加强筋302提高提高治具底板301的强度和抗变形性，通过调整薄垫片304微调治具底板301的水平度，确保焊接基准面始终处于水平状态，可以满足对于平整度要求高的焊接件加工；通过弧形导轨与若干万向球5配合提高对治具底板301的旋转支撑强度，解决了质量较大的焊接件装备在治具上后治具转动不灵活的问题，适合焊接应用。

实施例2：

如图6-8所示，为本实用新型所述一种激光焊接设备的一种较佳实施方式，所述激光焊接设备包括激光焊接机台11、焊接机构8和如实施例1所述的旋转焊接治具，所述工装底座2连接在激光焊接机台11上，所述焊接机构8位于治具机构3上方移动。

上述激光焊接设备，进一步地，所述激光焊接机台11上设有连接焊接机构8的XYZ轴移动模组，用于驱动焊接机构8的移动。

进一步地，所述XYZ轴移动模组包括X轴移动模组901、支撑导向模组902、Y轴移动模组903和Z轴移动模组904，所述X轴移动模组901两端分别沿支撑导向模组902和Y轴移动模组903移动，所述支撑导向模组902与Y轴移动模组903平行设置于旋转焊接治具两侧，所述Z轴移动模组904沿X轴移动模组901移动，所述焊接机构8沿Z轴移动模组904移动，实现焊接机构8在X、Y、Z方向上的组合移动，并方便旋转焊接治具上的焊接件上下料。

进一步地，所述支撑导向模组902包括配合的滑块和滑轨，滑块与X轴移动模组901相连，用于通过滑块和滑轨的滑动配合保证X轴移动模组901移动的平稳性，并通过滑轨与Y轴移动模组903的平行设置给焊接件上下料预留空间。

上述激光焊接设备，进一步地，包括用于控制旋转机构1和焊接机构8的PLC控制器10，通过PLC控制器10电连接带刹伺服电机101、XYZ轴移动模组和焊接机构8，实现旋转机构1与焊接机构8联动的自动化控制。

上述激光焊接设备的工作原理为：将制氢极板呈圆形的第一焊接件6和呈环形的第二焊接件7通过夹持机构4装夹在治具机构3上，由PLC控制器10控制焊接机构8随XYZ轴移动模组移动至适当位置，由PLC控制器10控制旋转机构1驱动治具机构3相对工装底座2旋转或停止，改变焊接位置，配合焊接机构8实现第一焊接件6和第二焊接件7的焊接连接。

上述激光焊接设备通过旋转焊接治具旋转待焊工件，与可以沿XYZ轴方向移动的焊接机构8配合，通过旋转机构1与焊接机构8联动的自动化控制，提高了激光焊接设备的能力，超出焊接激光一定行程范围的工件，也能完成焊接，同时对于大型待焊件，一次装夹即可满足完成整条焊缝，方便焊接人员的操作，也提高了焊接效率和质量，从而满足焊接需求。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋转焊接治具，其特征在于，包括旋转机构(1)、工装底座(2)、治具机构(3)和夹持机构(4)，所述旋转机构(1)用于驱动治具机构(3)相对工装底座(2)旋转，所述工装底座(2)上设有支撑治具机构(3)且绕治具机构(3)旋转中心间隔布置的若干万向球(5)，所述治具机构(3)包括相连的治具底板(301)、加强筋(302)和旋转导轨(303)，所述旋转导轨(303)与若干万向球(5)配合，所述夹持机构(4)设置在治具底板(301)顶部。

2.根据权利要求1所述的一种旋转焊接治具，其特征在于，所述旋转机构(1)包括带刹伺服电机(101)、联轴器(102)、旋转轴(103)和轴承(104)，所述带刹伺服电机(101)设置在工装底座(2)底部，带刹伺服电机(101)的输出轴穿过工装底座(2)并通过联轴器(102)连接旋转轴(103)一端，所述旋转轴(103)另一端连接治具底板(301)，所述轴承(104)设置在旋转轴(103)与治具底板(301)之间。

3.根据权利要求1所述的一种旋转焊接治具，其特征在于，所述加强筋(302)包括交叉连接在治具底板(301)底部的若干个。

4.根据权利要求3所述的一种旋转焊接治具，其特征在于，所述旋转导轨(303)呈环形且与加强筋(302)呈一体式结构，所述加强筋(302)凸出于旋转导轨(303)边缘，所述旋转导轨(303)与治具底板(301)之间设有薄垫片(304)。

5.根据权利要求1所述的一种旋转焊接治具，其特征在于，所述夹持机构(4)包括若干种快速夹钳。

6.根据权利要求5所述的一种旋转焊接治具，其特征在于，所述治具垫板上设有若干连接快速夹钳的安装孔组(3011)，若干安装孔组(3011)绕治具底板(301)的旋转中心间隔设置。

7.一种激光焊接设备，其特征在于，包括激光焊接机台(11)、焊接机构(8)和如权利要求1～6任意一项所述的旋转焊接治具，所述工装底座(2)连接在激光焊接机台(11)上，所述焊接机构(8)位于治具机构(3)上方移动。

8.根据权利要求7所述的一种激光焊接设备，其特征在于，所述激光焊接机台(11)上设有连接焊接机构(8)的XYZ轴移动模组。

9.根据权利要求8所述的一种激光焊接设备，其特征在于，所述XYZ轴移动模组包括X轴移动模组(901)、支撑导向模组(902)、Y轴移动模组(903)和Z轴移动模组(904)，所述X轴移动模组(901)两端分别沿支撑导向模组(902)和Y轴移动模组(903)移动，所述支撑导向模组(902)与Y轴移动模组(903)平行设置于旋转焊接治具两侧，所述Z轴移动模组(904)沿X轴移动模组(901)移动，所述焊接机构(8)沿Z轴移动模组(904)移动。

10.根据权利要求8所述的一种激光焊接设备，其特征在于，包括用于控制旋转机构(1)和焊接机构(8)的PLC控制器(10)。

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