CN2744457Y - 多工位精密激光焊接机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多工位精密激光焊接机，包含有、激光器的控制装置、转盘、焊接卡具、步进电动机、分割器、高度自动检测装置和自动卸料装置，在转盘上可以安装多个焊接卡具，从而可以提高工效，步进电动机带动工件旋转，分割器在步进电动机驱动下带动转盘，保证了转盘做精确的间歇转动，激光的控制装置控制激光器输出的两路激光对工件进行同时焊接。由于零件的各种几何精度、表面质量都比用冷镦成型的加工要高，后期用激光进行焊接成型，而激光在焊接的过程中，热影响区很小，并且还会让焊接区的金相组织产生良好的金相状态，从而保证有极高的焊接强度。经过力学检测，焊接后的抗拉强度为1500N，能更好的保证了工件在工作时的可靠性。

Description

多工位精密激光焊接机

                      技术领域

本实用新型涉及激光焊接领域，特别涉及一种多工位精密激光焊接机。

                      背景技术

图1是一种运用于汽车刹车系统的油路阀芯部件，由于本零件关系汽车的安全问题，是一个关键部件，而且是一种易损易耗零件，为了保证汽车的安全运行，需要定期的检查和更换，从而保证汽车用户和行人的安全。原来针对该零件的加工方法一般都是采用整体冷镦成型的，由于工艺的问题，致使其加工出来的零件存在着严重的质量问题：

一、冷镦成型的尺寸精度完全不能保证工作需要，如：该零件的总长度为33.6±0.3mm，这种精度的误差，对于冷镦成型来说，是很难做到的，这是由于冷镦成型要受到冷镦冲压模具、材料热膨胀系数、材料的金属取向等因数的影响，从而导致零件最后成型后存在着尺寸的个体差异太大，互换性太差。这种冷镦成型的加工方法远不如切削加工的精度高。

二、冷镦成型的形位公差也满足不了工作要求，根据该零件的工作情况，要求：图1中的件1、件2要保持严格的同轴，其同轴度为φ0.2mm，件3是一个垫圈样的法兰圈，其平面与件1要保持严格的垂直，其垂直度为0.5mm。超出这些参数将会导致工作中出现泄露现象，这样严重影响汽车的行车安全。

由于冷镦成型的工艺性，很难保证加工出来的零件能达到上述参数。

                          发明内容

本实用新型克服上述现有技术存在的问题，提供一种多工位精密激光焊接机，通过该多工位精密激光焊接机，将精加工出来的件1、件2、件3用激光组焊成型，这样刹车系统的油路阀芯部件能够满足设备零件特殊要求，并能达到上述所说的参数，保证了汽车的安全可靠性。

本实用新型的技术方案为：一种多工位精密激光焊接机，包含有激光器4、激光器的控制装置9、转盘6、焊接卡具5、步进电动机7、分割器8、高度自动检测装置和自动卸料装置，高度自动检测装置安装在装料工位或焊接工位之前，自动卸料装置安装在焊接工位之后，激光器的控制装置9与激光器4相连，并控制激光器4输出的两路激光，至少四个工位的焊接卡具5安装在转盘6上的，转盘6由分割器8和步进电动机驱动，放入焊接卡具的工件由步进电动机7驱动。

所述的焊接卡具5由支撑座5-1、拉手5-2、滚动轴承5-3、压紧工件的弹簧5-4、卡工件的轴5-5、工件靠块5-6、下支撑套5-7、底座法兰5-8、从动磁性半联轴器5-9、永磁铁5-10及主动磁性半联轴器5-11所组成。支撑座5-1、底座法兰5-8分别固定在转盘6上，工件靠块5-6固定在支撑座5-1上，下支撑套5-7固定在从动磁性半联轴器5-9上，并通过轴承可以在底座法兰5-8内转动，永磁铁(5-10)分别固定在从动磁性半联轴器5-9和主动磁性半联轴器5-11上，拉手5-2、滚动轴承5-3、压紧工件的弹簧5-4、卡工件的轴5-5依次固定在支撑座5-1上。

所述的自动卸料装置是由气缸5-14、顶端带斜边的顶杆5-13所组成，气缸5-14、顶端带斜边的顶杆5-13安装在转盘6的卸料工位下面的焊接机机架上。

本实用新型的优点：由于用激光焊接的零件在焊接之前是都用精加工的工艺做出来的，各种几何精度、表面质量都远比用冷镦成型的加工要高，而后期用激光进行焊接成型，由于激光在焊接的过程中，热影响区很小，并且还会让焊接区的金相组织产生良好的金相状态，从而保证有极高的焊接强度，经过力学检测，焊接后的抗拉强度为：1500N，能更好的保证了工件在工作时的可靠性。

                           附图说明

图1是一种运用于汽车内的刹车系统的油路阀芯部件图。

图2是本实用新型的主视图。

图3是本实用新型的俯视图。

图4是本实用新型的左视图。

图5是激光焊接的示意图。

图6是工件装卡状态和检测工位的视图。

图7是工件焊接完成之后的卸料装置图。

图中4为激光器，5为工件的焊接卡具，6为安放焊接卡具的转盘，7为带动工件旋转的步进电动机，8为驱动转盘的分割器，9为激光的控制系统，10为激光器的冷却机，11为焊接工位，12为卸料工位，13、14为空工位，15为装料工位，16为高度检测工位。

                       具体实施方式

结合附图对本实用新型作进一步的描述。本实用新型的工位为6个，所以焊接卡具也为6个。参看图2、图3、图4、图5：

一种多工位精密激光焊接机，包含有激光器4、激光器的控制装置9、转盘6、焊接卡具5、步进电动机7、分割器8、高度自动检测装置和自动卸料装置，高度自动检测装置为安装在高度检测工位处的卡具拉手左右两侧的一对光电检测装置，自动卸料装置安装在卸料工位，激光器的控制装置9与激光器4相连，并控制激光器4输出的两路激光，6个工位的6个焊接卡具5安装在转盘6上的，转盘6由分割器8和步进电动机驱动，放入焊接卡具的工件由步进电动机7驱动。激光器冷却机10为激光器4的冷却用。

为了保证零件在经过激光焊接之后，能保证达到相应的尺寸精度和形位公差的要求，特设置了相关的专业焊接卡具，见图6：

所述的焊接卡具5由支撑座5-1、拉手5-2、滚动轴承5-3、压紧工件的弹簧5-4、卡工件的轴5-5、工件靠块5-6、下支撑套5-7、底座法兰5-8、从动磁性半联轴器5-9、永磁铁5-10及主动磁性半联轴器5-11所组成，支撑座5-1、底座法兰5-8分别固定在转盘6上，工件靠块5-6固定在支撑座5-1上，下支撑套5-7固定在从动磁性半联轴器5-9上，并通过轴承可以在底座法兰5-8内转动，永磁铁5-10分别固定在从动磁性半联轴器5-9和主动磁性半联轴器5-11上，拉手5-2、滚动轴承5-3、压紧工件的弹簧5-4、卡工件的轴5-5依次固定在支撑座5-1上。

安装工件时，用手提起拉手5-2，依次放入工件的件3、件2、件1，安放件1时，将件1靠紧5-6，放下拉手5-2，此时在弹簧5-4的作用下，三个工件将被压紧在下支撑套5-7上。

磁性联轴器的主动端和从动端没有任何的机械连接，运行中完全用永磁铁的磁性将主动端的转动传递到从动端，让工件进行环行焊接。

为什么要用磁性联轴器？因为本机构中带动工件转动的驱动只用一个，而多工位的卡具5(见图5)却有多个，原理是：当转盘6将某个卡具转至焊接工位处的时候，卡具下面的从动磁性半联轴器立即就会与下面的主动磁性半联轴器形成磁性连接，焊接完毕，当转盘将焊接好的工件转出来时，又能方便的将磁性联轴器移出，从而脱离连接。

焊接完之后，转盘将会将焊好的卡具转至卸料工位，见图7：

图7实际上是将两个工位合画在一张图纸上的：上部分是高度检测工位(见图3中的16)，上部的5-12是装料工位的工件高度检测装置，它是一个光电检测装置。下部分是卸料工位(见图3中的12)，自动卸料装置是由气缸5-14、顶端带斜边的顶杆5-13所组成，气缸5-14、顶端带斜边的顶杆5-13安装在卸料工位的焊接机机架上，5-15是装焊接好成品的料斗。卸料工位的工作原理(参看图7)：在控制系统的驱动下，由下面的气缸5-14将顶端带斜边的顶杆5-13顶上，向上顶出焊接好的工件，由于顶杆的上端是斜的，将迫使焊接好的工件向料斗5-15的方向推去，同时，由于上部弹簧(见图6中的5-4)向下的作用，共同将卸下的工件推向料斗5-15，此时，完成卸料工作。

高度检测工位的工作原理(参看图7)：上部的光电检测装置5-12是安装在装料工位(见图3中的件16)的机构，它主要是检测工件的总高度(参看图7)，其工作原理是，上部的5-12实际上是安装在拉手左右两侧的一对光电检测装置，通过检测拉手的实际高度来测定工件的总高度，当检测到不符合规定的高度的工件时，激光控制装置将对这个不符合要求的工件做出不焊接的处理，即：当这个装上有不合格工件的工位转至焊接工位(图3中的11)上的时候，系统将发出不焊接的处理程序，转盘不会将这个装上有不合格工件的工位停在焊接工位处，而是直接转2个工位，让下一个工位转到焊接工位处进行焊接下一个合格的工件，装上有不合格工件的工位转至卸料工位(图3中的12)时，卸料机构将启动将不合格工件也顶卸出来，仍然是原始的三个独立零件(见图1中的件1、件2、件3)。

本实用新型主要解决了如下关键问题：

一、由于将图1的零件分解为三个独立的零件，前期是用精加工做出来的，这个远比冷镦成型的加工精度要高。单个零件都能满足工件在工作上的要求。比如总长度尺寸33.6±0.3mm。球体的球面度，粗糙度等。

二、用激光将三个独立的零件焊接成型，是由于激光焊接的热影响区比较小，不会导致焊接后的变形，从而保证了零件的相对形位公差，如：件1、件2同轴度在φ0.2mm之内、件3与件1的垂直度在0.5mm之内。

三、由于整个零件是由精加工做出来的，各种几何精度、表面质量都远比用冷镦成型的加工要高，而后期用激光进行焊接成型，由于激光在焊接的过程中，还会让焊接区的金相组织产生良好的金相状态，从而保证有极高的焊接强度，经过力学检测，焊接后的抗拉强度为：1500N，而工件的原始要求件3与件2的抗拉强度为50N，件2与件1的抗拉强度为300N。这样，用激光焊接后的强度达到了1500N后，能更好的保证了工件在工作时的可靠性。

Claims (3)

1、一种多工位精密激光焊接机，包含有激光器(4)、激光器的控制装置(9)、转盘(6)、焊接卡具(5)、步进电动机(7)、分割器(8)、高度自动检测装置和自动卸料装置，高度自动检测装置安装在装料工位或焊接工位之前，自动卸料装置安装在焊接工位之后，其特征在于：激光器的控制装置(9)与激光器(4)相连，并控制激光器(4)输出的两路激光，至少四个工位的焊接卡具(5)安装在转盘(6)上的，转盘(6)由分割器(8)和步进电动机驱动，放入焊接卡具的工件由步进电动机(7)驱动。

2、根据权利要求1所述的激光焊接机，其特征在于：所述的焊接卡具(5)由支撑座(5-1)、拉手(5-2)、滚动轴承(5-3)、压紧工件的弹簧(5-4)、卡工件的轴(5-5)、工件靠块(5-6)、下支撑套(5-7)、底座法兰(5-8)、从动磁性半联轴器(5-9)、永磁铁(5-10)及主动磁性半联轴器(5-11)所组成，支撑座(5-1)、底座法兰(5-8)分别固定在转盘(6)上，工件靠块(5-6)固定在支撑座(5-1)上，下支撑套(5-7)固定在从动磁性半联轴器(5-9)上，并通过轴承可以在底座法兰(5-8)内转动，永磁铁(5-10)分别固定在从动磁性半联轴器(5-9)和主动磁性半联轴器(5-11)上，拉手(5-2)、滚动轴承(5-3)、压紧工件的弹簧(5-4)、卡工件的轴(5-5)依次固定在支撑座(5-1)上。

3、根据权利要求1所述的激光焊接机，其特征在于：所述的自动卸料装置是由气缸(5-14)、顶端带斜边的顶杆(5-13)所组成，气缸(5-14)、顶端带斜边的顶杆(5-13)安装在卸料工位的焊接机支架上。

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