一种柔性压紧装置及激光焊接设备的制作方法

1.本发明涉及激光焊接领域，具体为一种柔性压紧装置及激光焊接设备。


背景技术：

2.在激光焊接领域中，通常需要采用压紧装置对工件焊点附近区域进行压紧，促使工件间贴合无间隙/微小间隙，以满足激光焊接质量要求。
3.当前普遍采用的压紧装置多为气缸驱动的旋转压臂或平移的平动压臂，通过压臂带动压块运动，以压紧焊点附近指定位置，且在进行压力调整时，只能通过压块的调整垫片厚薄调节或者气缸输出动力大小调节来实现，由此可见，上述压紧装置结构复杂、尺寸大、重量重、柔性差，设备负载容易超载，其对焊点附近的压力调节过程繁琐。
4.尤其是在焊点数量较多，如几十至几百个时，若采用上述现有的压紧装置，则导致设备设计、使用成本大幅增加，且复杂的结构会严重挤占了激光焊接头、扫描检测装置等其他部件的作业空间，导致调试困难。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种柔性压紧装置及激光焊接设备，其可根据工件类型、尺寸选择不同数量的压紧单元安装到对应的安装孔上，以对工件的不同区域进行压紧，同时，压紧单元对工件施加的压力可进行柔性调节，以适应的不同焊接工艺需求。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.提供了一种柔性压紧装置，其包括：
8.安装基座，其开设有若干个开孔；
9.以及压紧单元，其部分在穿过所述开孔后，对工件施加压力，以压紧所述工件。
10.优选的，所述压紧单元可分离的安装在开孔处。
11.优选的，所述压紧单元包括：
12.壳体；
13.调压块，其与所述壳体连接，且所述调压块、壳体可在轴向上发生相对移动；
14.压杆，其具有第一端部以及第二端部，且外周面上形成有位于所述壳体内部的第一台阶部，所述压杆的第一端部位于壳体外部，用于与工件接触；
15.以及弹性件，其套设在所述压杆的外周面上，且一端与调压块的封闭端的内壁面抵持，另一端与压杆的第一台阶部抵持。
16.优选的，所述壳体的外周面设有外螺纹，所述调压块内壁面设有内螺纹，二者可进行螺纹连接。
17.优选的，所述调压块、壳体在轴向上滑动配合。
18.优选的，所述压杆的第二端部伸入所述壳体，且位于所述壳体内，或，第二端部伸入所述壳体，且从壳体内伸出。
19.优选的，所述压杆的第一端部上、与工件接触的部位的形状与工件的表面匹配，或，所述压杆的第一端部包括：端部杆体，以及连接所述端部杆体、且与所述工件接触的的仿形块，且所述仿形块与工件接触的部位的形状与工件的表面匹配。
20.优选的，所述柔性压紧装置还包括：
21.锁紧件，其用于在所述压紧单元的壳体穿过所述开孔后，对所述壳体进行锁紧。
22.优选的，所述锁紧件包括：设置于所述安装孔内壁面的内螺纹、设置于所述壳体外周面的外螺纹，使得所述壳体、开孔通过螺纹进行连接。
23.优选的，所述锁紧件还包括：锁紧单元，其用于锁紧所述壳体。
24.优选的，所述锁紧单元包括卡接组件、扣接组件、螺纹连接组件中的一种或几种。
25.优选的，所述锁紧单元内壁面设有内螺纹，其通过内螺纹与所述壳体的外螺纹进行螺纹连接。
26.优选的，所述调压块的封闭端上开设有通孔，所述压杆的第二端部伸入所述通孔，且位于所述通孔内，或，所述压杆的第二端部穿过所述通孔，并延伸至调压块外部。
27.优选的，所述壳体的内壁面形成有第二台阶部。
28.优选的，所述柔性压紧装置还包括：轴向限位件，其用于限定所述压杆的第二端部的位置。
29.优选的，所述轴向限位件包括：
30.挡圈，其位于所述调压块上方；
31.以及压杆紧固件，其一端穿过所述挡圈的轴向开孔，且与所述压杆的第二端部连接。
32.还提供一种激光焊接设备，其特征在于，包括：激光焊接头、上述柔性压紧装置以及支架；所述支架用于承载工件。
33.与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
34.本发明中的柔性压紧装置整体重量轻、空间占用小，可根据工件类型、尺寸选择不同数量的压紧单元安装到对应的安装孔上，以对工件的不同区域进行压紧，同时，压紧单元对工件施加的压力可进行柔性调节，以适应的不同焊接工艺需求。
附图说明
35.图1为本发明中柔性压紧装置的整体结构图；
36.图2为本发明中压紧单元的整体结构图；
37.图3为图1中a处的结构图；
38.图4为本发明中压紧单元的剖视图；
39.图5为本发明中压紧单元进行压力调节时的状态示意图；
40.图6为本发明中有两组锁紧螺母的压紧单元的剖视图；
41.图7为本发明中有轴向限位件的剖视图；
42.图8为本发明中激光焊接设备的整体结构图。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.实施例1：
45.如图1-3所示，本实施例提供了一种柔性压紧装置，其包括：
46.安装基座100，其开设有若干个开孔101(本实施例中，所述开孔101的数量为100-200个)；所述安装基座100可与不同类型的工件，或不同尺寸的同类工件进行匹配；且所述开孔101均靠近工件p的焊点设置；
47.以及压紧单元200，其部分在穿过所述开孔101后，对工件p施加可调节的压力，以压紧所述工件p；本实施例中，所述工件p包括汽车车身地板；
48.本实施例中，所述压紧单元200也有若干个，且一个开孔101处对应设置一个压紧单元200，例如，本实施例中，所述压紧单元200通过螺栓、卡扣等可拆卸的连接部件可分离的安装在开孔101处，只要能保证压紧单元200的部分可以穿过所述开孔101即可。
49.由此，本实施例中，可根据焊接工艺的要求、焊点数量等因素，选择对应数量的压紧单元200安装到对应的开孔101处，实现对工件p特定区域(如焊点处的指定压紧点)的压紧固定，以兼容适应不同工件、不同尺寸同类工件的焊接工艺需求，且压紧单元200可按照标准件要求进行生产，便于对损坏的压紧单元200进行随时更换，同时，压紧单元200可在与所述开孔101分离后进行回收，然后再与重新设计的安装基座100匹配使用，以实现柔性化生产。
50.进一步的，如图2,4所示，至少一个压紧单元200包括：
51.壳体201，其整体为横截面为规则几何图形的柱状结构，且内部中空，本实施例中，所述壳体201直径为15-35mm(优选为25mm)，其横截面可以为圆形、正n边形、矩形、椭圆形等轴对称图形或中心对称图形；同时，一个开孔101供一个壳体201穿过，且所述壳体201可与开孔101分离；
52.调压块204，其整体为筒状结构，且具有开口端2043和封闭端2041，所述封闭端2041上开设有通孔2042，所述调压块204通过开口端2043与所述壳体201连接，所述调压块204、壳体201可在轴向y上发生相对移动；具体的，本实施例中，所述壳体201的外周面设有外螺纹，所述调压块204内壁面(尤其是开口端2043的内壁面)设有内螺纹，二者可进行螺纹连接，且通过旋动调压块204使得调压块204在轴向y上移动，需要说明的是，上述相对移动还可以采用轴向设置的滑槽、滑轨等直线滑动组件实现，使得所述调压块204、壳体201在轴向上滑动配合；
53.压杆203，其具有第一端部2032以及第二端部2033，且压杆203的外周面上形成有位于所述壳体201内部的第一台阶部2031，同时，所述压杆203与所述壳体201间隙配合，且所述压杆203的第一端部2032位于壳体201外部，第二端部2033沿轴向y伸入所述壳体201，且位于所述壳体201内，或，第二端部2033沿轴向y伸入所述壳体201，且从壳体201内伸出；
54.以及弹性件202，其套设在所述压杆203的外周面上，且一端与调压块204的封闭端2041的内壁面抵持，另一端与压杆203的第一台阶部2031抵持；优选的，本实施例中的弹性件202包括弹簧；
55.所述壳体201、弹性件202、压杆203、调压块204同轴设置。
56.使用时，先将安装基座100通过机械臂等设备移动至工件p的上方，然后如图5中的(a)部分所示，可根据需要压紧的区域(一般是工件的焊点附近)选择对应的开孔101进行使用，再将壳体201穿过安装基座100上的开孔101，使得二者同轴设置，如图5中的(b)部分所示，再通过旋动(如顺时针转动)或推动等方式驱动所述调压块204沿虚线箭头所示方向朝向工件p运动，直至所述压杆203伸出壳体201的的第一端部2032与工件p接触(优选为垂直接触)，此时继续驱动所述调压块204朝向工件p运动，则弹性件202被压缩，由此对所述压杆203的第一台阶部2031施加压力，并传递至工件p，从而实现对工件工件p的压紧。
57.进一步的，如需要增加压力，则继续驱动所述调压块204朝向工件p运动，使得弹性件202继续被压缩，以对所述压杆203的第一台阶部2031产生更大的作用力，以增大对工件p的压力，反之，通过反方向旋动(如逆时针转动)或拉动等方式驱动所述调压块204沿点画线方向远离工件p运动，则弹性件202伸长，对所述压杆203的第一台阶部2031的作用力较小，进一步减小对工件p的压力，以实现对工件p压力的柔性调节。
58.需要说明的是，若通过推动/拉动的方式驱动所述调压块204，则所述调压块204达到预定位点后，通过相应的限位装置，如卡块等进行位置固定，以防止其位置发生变化。
59.由此，上述压紧单元200具有结构精简、重量轻巧、空间占用小、调试方便等优点，同时可实现对工件p压力的柔性调节，以适应的不同焊接工艺需求，因此可极大降低成本、提高经济效益。
60.实施例2：
61.本实施例与实施例1的不同之处仅在于，所述压杆203的第一端部2032上、与工件p接触的部位的形状与工件的表面匹配。
62.或，如图4所示，所述压杆203的第一端部2032包括：端部杆体20321，以及连接所述端部杆体20321、且与所述工件p接触的的仿形块20322，且所述仿形块20322与工件p接触的部位的形状与工件的表面匹配，以实现更好的压紧效果。
63.实施例3：
64.本实施例与实施例1或2的不同之处仅在于，所述柔性压紧装置还包括：
65.锁紧件，其用于在所述压紧单元200的壳体201穿过所述开孔101后，对所述压紧单元200的壳体201进行锁紧，以实现对壳体201的位置固定。
66.具体的，如图4,6所示，所述锁紧件包括：
67.设置于所述开孔101内壁面的内螺纹、设置于所述壳体201外周面的外螺纹以及锁紧单元205；
68.由此，所述壳体201、开孔101可通过螺纹进行连接，使得所述壳体201被锁紧；和/或，所述壳体201穿过开孔101后，所述锁紧单元205对壳体201进行锁紧，其中，所述锁紧单元205包括卡接组件(如卡簧、卡扣等)、扣接组件、螺纹连接组件等中的一种或几种。
69.例如，为进一步保证紧固效果，所述壳体201、开孔101螺纹连接后，所述锁紧单元205进一步锁紧壳体201，以对其位置进行更进一步的加固，或者，所述壳体201仅在穿过开孔101后，所述锁紧单元205即可对壳体201进行锁紧，无需配合所述壳体201、开孔101的螺纹结构使用。
70.优选的，本实施例中的锁紧单元205内壁面设有内螺纹，锁紧单元205通过其内螺纹与所述壳体201的外螺纹进行螺纹连接，以防止壳体201松动。优选的，本实施例中的锁紧
单元205有两个，且分别位于所述安装基座100的上方和下方，由此可通过两个锁紧单元205对壳体201进行进一步的加紧固定。
71.实施例4：
72.本实施例与实施例1-3任一项的不同之处仅在于，如图4所示，所述压杆203的第二端部2033伸入所述通孔2042，且位于所述通孔2042内，或，所述压杆203的第二端部2033穿过所述通孔2042，并延伸至调压块204外部。
73.进一步的，所述压杆203的第二端部2033与所述通孔2042间隙配合，且不发生周向转动，由此即可通过通孔2042对所述压杆203进行径向限位，防止其偏移。
74.实施例5：
75.本实施例与实施例1-4任一项的不同之处仅在于，如图4所示，所述壳体201的内壁面形成有第二台阶部2011，如图5所示，当所述调压块204朝向工件p运动时，其带动弹性件202同步移动，以通过弹性件202推动压杆203朝向工件p运动，当所述压杆203运动至第一台阶部2031与第二台阶部2011平齐时，所述弹性件202同时与第二台阶部2011抵持，此时弹性件202无法继续对压杆203施加推力，压杆203停止运动。
76.由此即可通过第二台阶部2011调节压杆203的行程，避免弹性件202被过度压缩而对压杆203产生过大的压力，进一步实现对工件p压力的柔性调节。
77.实施例6：
78.本实施例与实施例1-5任一项的不同之处仅在于，如图4,7所示，所述柔性压紧装置还包括：
79.轴向限位件206，其用于限定所述压杆203的第二端部2033的位置。
80.具体的，所述轴向限位件206包括：
81.挡圈2061，其位于所述调压块204上方，且在所述调压块204的封闭端2041上的正投影覆盖所述全部/部分通孔2042；
82.以及压杆紧固件2062(包括螺栓或其他轴类、杆类部件)，其一端穿过所述挡圈2061的轴向开孔20611，且与所述压杆203的第二端部2033连接，另一端位于所述挡圈2061外部，且在所述挡圈2061上的正投影覆盖所述全部/部分轴向开孔20611；
83.由此，可通过挡圈2061、压杆紧固件2062对所述压杆203的进行位置限制，使得压杆203始终保持在轴向y上进行运动，以免发生偏移，进一步对工件p均匀施加压力，避免工件p发生变形。
84.实施例7：
85.本实施例提供了一种激光焊接设备(优选为一种激光飞行焊设备)，如图8所示，其包括：激光焊接头、实施例1-6任一项的所述的柔性压紧装置以及支架300；
86.其中，所述支架300用于承载工件p，所述柔性压紧装置可在机械臂等设备的作用下移动至所述工件p的上方，以对所述工件p进行压紧，同时，安装基座100上的开孔101均设置在工件p的焊点附近。
87.由此，上述激光焊设备中，仅在焊点附近需要设置柔性压紧装置，因此可空留出大量空间供激光焊接头进行调试和加工，有利于提高调试效果和提升焊接质量。同时，即使布置数量上百的压紧单元200，柔性压紧装置单套设备重量不超过400kg，因此机器人搬运/吊装负载安全达标，无需采购额外大负载机器人或设备，有利于大幅节省成本。
88.综上所述，本技术中的柔性压紧装置整体重量轻、空间占用小，可根据工件类型、尺寸选择不同数量的压紧单元安装到对应的安装孔上，以对工件的不同区域进行压紧，同时，压紧单元对工件施加的压力可进行柔性调节，以适应的不同焊接工艺需求，因此可极大降低成本、提高经济效益。
89.需要说明的是，上述实施例1至7中的技术特征可进行任意组合，且组合而成的技术方案均属于本技术的保护范围。且在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
90.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种柔性压紧装置，其特征在于，包括：安装基座，其开设有若干个开孔；以及压紧单元，其部分在穿过所述开孔后，对工件施加压力，以压紧所述工件。2.如权利要求1所述的柔性压紧装置，其特征在于，所述压紧单元可分离的安装在开孔处。3.如权利要求1所述的柔性压紧装置，其特征在于，所述压紧单元包括：壳体；调压块，其与所述壳体连接，且所述调压块、壳体可在轴向上发生相对移动；压杆，其具有第一端部以及第二端部，且外周面上形成有位于所述壳体内部的第一台阶部，所述压杆的第一端部位于壳体外部，用于与工件接触；以及弹性件，其套设在所述压杆的外周面上，且一端与调压块的封闭端的内壁面抵持，另一端与压杆的第一台阶部抵持。4.如权利要求3所述的柔性压紧装置，其特征在于，所述壳体的外周面设有外螺纹，所述调压块内壁面设有内螺纹，二者可进行螺纹连接。5.如权利要求3所述的柔性压紧装置，其特征在于，所述调压块、壳体在轴向上滑动配合。6.如权利要求3所述的柔性压紧装置，其特征在于，所述压杆的第二端部伸入所述壳体，且位于所述壳体内，或，第二端部伸入所述壳体，且从壳体内伸出。7.如权利要求2所述的柔性压紧装置，其特征在于，所述压杆的第一端部上、与工件接触的部位的形状与工件的表面匹配，或，所述压杆的第一端部包括：端部杆体，以及连接所述端部杆体、且与所述工件接触的的仿形块，且所述仿形块与工件接触的部位的形状与工件的表面匹配。8.如权利要求1所述的柔性压紧装置，其特征在于，所述柔性压紧装置还包括：锁紧件，其用于在所述压紧单元的壳体穿过所述开孔后，对所述壳体进行锁紧。9.如权利要求8所述的柔性压紧装置，其特征在于，所述锁紧件包括：设置于所述安装孔内壁面的内螺纹、设置于所述壳体外周面的外螺纹，使得所述壳体、开孔通过螺纹进行连接。10.如权利要求8所述的柔性压紧装置，其特征在于，所述锁紧件还包括：锁紧单元，其用于锁紧所述壳体。11.如权利要求10所述的柔性压紧装置，其特征在于，所述锁紧单元包括卡接组件、扣接组件、螺纹连接组件中的一种或几种。12.如权利要求9所述的柔性压紧装置，其特征在于，所述锁紧单元内壁面设有内螺纹，其通过内螺纹与所述壳体的外螺纹进行螺纹连接。13.如权利要求1所述的柔性压紧装置，其特征在于，所述调压块的封闭端上开设有通孔，所述压杆的第二端部伸入所述通孔，且位于所述通孔内，或，所述压杆的第二端部穿过所述通孔，并延伸至调压块外部。14.如权利要求1所述的柔性压紧装置，其特征在于，所述壳体的内壁面形成有第二台阶部。15.如权利要求3所述的柔性压紧装置，其特征在于，所述柔性压紧装置还包括：轴向限
位件，其用于限定所述压杆的第二端部的位置。16.如权利要求15所述的柔性压紧装置，其特征在于，所述轴向限位件包括：挡圈，其位于所述调压块上方；以及压杆紧固件，其一端穿过所述挡圈的轴向开孔，且与所述压杆的第二端部连接。17.一种激光焊接设备，其特征在于，包括：激光焊接头、权利要求1-16任一项所述柔性压紧装置以及支架；所述支架用于承载工件。

技术总结
本发明公开了一种柔性压紧装置及激光焊接设备，其包括：安装基座，其开设有若干个安装孔；以及压紧单元，其穿过所述安装孔设置，且可与所述安装孔分离，用于对工件施加可调节的压力，以压紧所述工件。本申请可根据工件类型、尺寸选择不同数量的压紧单元安装到对应的安装孔上，以对工件的不同区域进行压紧，同时，压紧单元对工件施加的压力可进行柔性调节，以适应的不同焊接工艺需求。的不同焊接工艺需求。的不同焊接工艺需求。


技术研发人员：简东 程明 蒋选峰 汪勇军 唐峰 柳敏 金子博 吴苶
受保护的技术使用者：华工法利莱切焊系统工程有限公司
技术研发日：2023.08.18
技术公布日：2023/10/15