一种激光焊接装置及其焊接方法与流程

1.本发明涉及激光焊接技术领域，具体为一种激光焊接装置及其焊接方法。


背景技术：

2.激光焊是一种以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。由于激光具有折射、聚焦等光学性质，使得激光焊非常适合于微型零件和可达性很差的部位的焊接。激光焊还有热输入低，焊接变形小，不受电磁场影响等特点。
3.现有激光焊接装置如公告号cn201985705u，名为一种激光焊接装置，包括激光输出头、转盘，还包括至少一个用于固定焊件的压紧部件，所述压紧部件带有一可活动的端部。本实用新型激光焊接装置，通过电机带动转盘转动，改变转盘上压紧部件相对于焊件的位置，使激光输出头可以灵活焊接上述焊件，尤其对于定子硅钢片和定子硅钢片的焊接更加方便。
4.但是，现有的激光焊接装置需人工手动上下料，焊接过程较为繁琐，为此，我们提供一种激光焊接装置及其焊接方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种激光焊接装置及其焊接方法，以解决上述背景技术中提出的现有的激光焊接装置需人工手动上下料，焊接过程较为繁琐的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光焊接装置，包括上料输送机和下料输送机，所述上料输送机上放置有第一焊件和第二焊件，且第一焊件和第二焊件交错设置；还包括：焊接台，其安装在所述上料输送机和下料输送机之间，所述焊接台的内部设置有焊接座，所述焊接座的内部设置有定位槽；支撑台，其安装在所述焊接台的前端，所述支撑台的两端均通过三角加固板与焊接台固定连接，所述焊接台的上端安装有第一液压缸，所述第一液压缸的输出端上安装有l形支座，所述l形支座的后端安装有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的输出端贯穿并延伸至l形支座的外部，且安装有激光焊接头；支撑板，其安装在所述上料输送机和下料输送机一端的两侧，所述支撑板的上端安装有支架，所述支架的一端安装有连接板，所述连接板之间安装有导轨，所述导轨的一端安装有伺服电机，所述导轨上安装有第二滑块，所述第二滑块的下端安装有传动台，所述传动台的下端安装有抓取机构。
7.优选的，所述抓取机构包含有转台、第二液压缸、双向导轨和夹座，所述第二液压缸安装在转台的下端，所述双向导轨安装在第二液压缸的输出端上，所述双向导轨的内部安装有正向丝杆和逆向丝杆，正向丝杆的一端与逆向丝杆固定连接，且正向丝杆与逆向丝杆的连接处安装有轴承片，所述双向导轨的一端安装有传动室，所述传动室的一端安装有
步进电机，所述正向丝杆的一端贯穿并延伸至传动室的内部，且安装有第一伞齿，所述步进电机的输出端安装有第二伞齿，且步进电机的输出端通过第二伞齿与第一伞齿啮合传动连接，所述正向丝杆和逆向丝杆上均安装有第一滑块，所述夹座安装在第一滑块的下端，所述第二液压缸的两侧均设置有伸缩导柱，且伸缩导柱的两端分别与转台和双向导轨连接。
8.优选的，所述夹座的内部设置有v形槽，所述v形槽的外壁上设置有橡胶垫，所述橡胶垫的外壁上设置有防滑纹，且防滑纹与橡胶垫一体成型设置。
9.优选的，所述转台的上端安装有传动轴，所述传动轴的外壁上安装有第三伞齿，所述传动台的前端安装有第一异步电机，所述第一异步电机的输出端贯穿并延伸至传动台的内部，且安装有第四伞齿，所述第一异步电机的输出端通过第四伞齿与第三伞齿啮合传动连接。
10.优选的，所述传动轴的一端与传动台内壁的连接处安装有轴承。
11.优选的，所述传动台两端的上方均安装有导向块，所述导轨两侧的外壁上均设置有导条，所述导向块的内部设置有导槽，且导向块通过导槽与导条滑动连接。
12.优选的，所述焊接台的下端安装有第二异步电机，所述第二异步电机的输出端贯穿并延伸至焊接台的内部，且与焊接座的底端传动连接，所述焊接座的底面与焊接台的连接处安装有轴承盘。
13.优选的，所述焊接座的外壁四周均安装有气缸，且气缸设置有四个，所述气缸的输出端贯穿焊接座并延伸至定位槽的内部，且安装有橡胶头，所述焊接座的内壁设置有海绵垫。
14.优选的，所述上料输送机和下料输送机的两侧均安装有挡板，所述上料输送机和下料输送机两端的下方均安装有支撑脚，两端所述支撑脚之间通过加固杆固定连接。
15.优选的，一种激光焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：步骤一：由上料输送机将需要对焊的第一焊件和第二焊件进行输送，输送时第一焊件和第二焊件交错设置；步骤二：当上料输送机将第一焊件输送至抓取机构下方后，抓取机构上的第二液压缸驱动，下放夹座至第一焊件高度，使第一焊件位于两个夹座之间，完毕后第二液压缸驱动，控制双向导轨内部的正向丝杆和逆向丝杆旋转，使正向丝杆和逆向丝杆上的两组夹座随第一滑块对向运动，利用夹座内的v形槽卡合固定住第一焊件；步骤三：第一焊件被夹座抓取后，第二液压缸复位，同时伺服电机驱动导轨运行，控制抓取机构将第一焊件移动至焊接座上方，完毕后抓取机构下放第一焊件至焊接座内部的定位槽中，同时，位于焊接座外壁四周的四组气缸驱动，控制橡胶头伸出，对第一焊件进行固定；步骤四：第一焊件定位完毕后，抓取机构随导轨复位，同时上料输送机运行一个运动间距，将第二焊件输送至抓取机构下方，由抓取机构抓取第二焊件后，在导轨作用下将第二焊件移动至第一焊件上方，实现第一焊件与第二焊件的定位；步骤五：第一液压缸和液压伸缩杆配合运动，控制激光焊接头移动至第一焊件和第二焊件的接缝处，对接缝进行激光焊接处理，过程中，第一异步电机和第二异步电机同步运行，分别控制抓取机构上的第二焊件和焊接座内的第一焊件旋转，配合激光焊接头实现第一焊件和第二焊件的环焊；
步骤六：焊接完毕后，由抓取机构将第二焊件连同焊接后的第一焊件配合导轨移动至下料输送机上，实现自动化下料，之后重复上述步骤，以完成焊件的连续加工。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过将焊接台设置在上料输送机和下料输送机之间，且配合抓取机构，实现焊接加工，过程中，由上料输送机将需要对焊的第一焊件和第二焊件进行输送，输送时第一焊件和第二焊件交错设置，当上料输送机将第一焊件输送至抓取机构下方后，由抓取机构抓取第一焊件，同时伺服电机驱动导轨运行，控制抓取机构将第一焊件移动至焊接座上方，完毕后抓取机构下放第一焊件至焊接座内部的定位槽中，同时，位于焊接座外壁四周的四组气缸驱动，控制橡胶头伸出，对第一焊件进行固定，第一焊件定位完毕后，抓取机构随导轨复位，同时上料输送机运行一个运动间距，将第二焊件输送至抓取机构下方，由抓取机构抓取第二焊件后，在导轨作用下将第二焊件移动至第一焊件上方，实现第一焊件与第二焊件的定位，第一液压缸和液压伸缩杆配合运动，控制激光焊接头移动至第一焊件和第二焊件的接缝处，对接缝进行激光焊接处理，焊接完毕后，由抓取机构将第二焊件连同焊接后的第一焊件配合导轨移动至下料输送机上，实现自动化下料，之后重复上述步骤，以完成焊件的连续加工,解决了现有的激光焊接装置需人工手动上下料，焊接过程较为繁琐的问题。
17.2、焊接过程中，第一异步电机和第二异步电机同步运行，分别控制抓取机构上的第二焊件和焊接座内的第一焊件旋转，配合激光焊接头实现第一焊件和第二焊件的环焊，焊接效率较高。
附图说明
18.图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明的抓取机构结构示意图；图3为本发明的传动台内部结构示意图；图4为本发明的焊接台内部结构示意图；图5为本发明的双向导轨内部结构示意图；图中：1、上料输送机；2、第一焊件；3、第二焊件；4、下料输送机；5、挡板；6、支撑脚；7、加固杆；8、焊接台；9、焊接座；10、定位槽；11、支撑台；12、三角加固板；13、第一液压缸；14、l形支座；15、液压伸缩杆；16、激光焊接头；17、支撑板；18、支架；19、连接板；20、导轨；21、伺服电机；22、传动台；23、导向块；24、导条；25、导槽；26、抓取机构；261、转台；262、第二液压缸；263、双向导轨；264、伸缩导柱；265、传动室；266、步进电机；267、第一滑块；268、夹座；269、v形槽；270、橡胶垫；271、防滑纹；272、正向丝杆；273、轴承片；274、逆向丝杆；275、第一伞齿；276、第二伞齿；27、第二滑块；28、第一异步电机；29、传动轴；30、轴承；31、第三伞齿；32、第四伞齿；33、气缸；34、橡胶头；35、轴承盘；36、海绵垫；37、第二异步电机。
具体实施方式
19.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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种激光焊接装置，包括上料输送机1和
下料输送机4，上料输送机1上放置有第一焊件2和第二焊件3，且第一焊件2和第二焊件3交错设置；还包括：焊接台8，其安装在上料输送机1和下料输送机4之间，焊接台8的内部设置有焊接座9，焊接座9的内部设置有定位槽10；支撑台11，其安装在焊接台8的前端，支撑台11的两端均通过三角加固板12与焊接台8固定连接，焊接台8的上端安装有第一液压缸13，第一液压缸13的输出端上安装有l形支座14，l形支座14的后端安装有液压伸缩杆15，液压伸缩杆15的输出端贯穿并延伸至l形支座14的外部，且安装有激光焊接头16；支撑板17，其安装在上料输送机1和下料输送机4一端的两侧，支撑板17的上端安装有支架18，支架18的一端安装有连接板19，连接板19之间安装有导轨20，导轨20的一端安装有伺服电机21，导轨20上安装有第二滑块27，第二滑块27的下端安装有传动台22，传动台22的下端安装有抓取机构26。
21.请参阅图2，抓取机构26包含有转台261、第二液压缸262、双向导轨263和夹座268，第二液压缸262安装在转台261的下端，双向导轨263安装在第二液压缸262的输出端上，双向导轨263的内部安装有正向丝杆272和逆向丝杆274，正向丝杆272的一端与逆向丝杆274固定连接，且正向丝杆272与逆向丝杆274的连接处安装有轴承片273，双向导轨263的一端安装有传动室265，传动室265的一端安装有步进电机266，正向丝杆272的一端贯穿并延伸至传动室265的内部，且安装有第一伞齿275，步进电机266的输出端安装有第二伞齿276，且步进电机266的输出端通过第二伞齿276与第一伞齿275啮合传动连接，正向丝杆272和逆向丝杆274上均安装有第一滑块267，夹座268安装在第一滑块267的下端，第二液压缸262的两侧均设置有伸缩导柱264，且伸缩导柱264的两端分别与转台261和双向导轨263连接，步进电机266可驱动正向丝杆272和逆向丝杆274旋转，带动正向丝杆272和逆向丝杆274上的夹座268随第一滑块267运动，实现对焊件的抓取，第二液压缸262可控制抓取高度，第二液压缸262在伸缩时，伸缩导柱264可协同运动，提高伸缩精度。
22.请参阅图2，夹座268的内部设置有v形槽269，v形槽269的外壁上设置有橡胶垫270，橡胶垫270的外壁上设置有防滑纹271，且防滑纹271与橡胶垫270一体成型设置，采用v形槽269机构，针对管件类焊件，具有较强的抓取力，橡胶垫270和表面的防滑纹271，一方面能够避免损伤焊件，另一方面能够增加与焊件表面的摩擦力。
23.请参阅图3，转台261的上端安装有传动轴29，传动轴29的外壁上安装有第三伞齿31，传动台22的前端安装有第一异步电机28，第一异步电机28的输出端贯穿并延伸至传动台22的内部，且安装有第四伞齿32，第一异步电机28的输出端通过第四伞齿32与第三伞齿31啮合传动连接，带动转台261以及抓取机构26旋转。
24.请参阅图3，传动轴29的一端与传动台22内壁的连接处安装有轴承30，轴承30可提高传动轴29的旋转精度。
25.请参阅图1和图2，传动台22两端的上方均安装有导向块23，导轨20两侧的外壁上均设置有导条24，导向块23的内部设置有导槽25，且导向块23通过导槽25与导条24滑动连接，导向块23能够在传动台22随导轨20移动时，起到辅助导向的作用，同时能够提高传动台22承载力。
26.请参阅图1和图4，焊接台8的下端安装有第二异步电机37，第二异步电机37的输出端贯穿并延伸至焊接台8的内部，且与焊接座9的底端传动连接，焊接座9的底面与焊接台8的连接处安装有轴承盘35，轴承盘35能够提高焊接座9随第二异步电机37输出端旋转时的稳定性。
27.请参阅图4，焊接座9的外壁四周均安装有气缸33，且气缸33设置有四个，气缸33的输出端贯穿焊接座9并延伸至定位槽10的内部，且安装有橡胶头34，焊接座9的内壁设置有海绵垫36，海绵垫36能够避免焊件与焊接座9内壁发生磨损。
28.请参阅图1，上料输送机1和下料输送机4的两侧均安装有挡板5，上料输送机1和下料输送机4两端的下方均安装有支撑脚6，两端支撑脚6之间通过加固杆7固定连接，挡板5能够防止焊件输送时发生偏移。
29.请参阅图1-5，一种激光焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：步骤一：由上料输送机1将需要对焊的第一焊件2和第二焊件3进行输送，输送时第一焊件2和第二焊件3交错设置；步骤二：当上料输送机1将第一焊件2输送至抓取机构26下方后，抓取机构26上的第二液压缸262驱动，下放夹座268至第一焊件2高度，使第一焊件2位于两个夹座268之间，完毕后第二液压缸262驱动，控制双向导轨263内部的正向丝杆272和逆向丝杆274旋转，使正向丝杆272和逆向丝杆274上的两组夹座268随第一滑块267对向运动，利用夹座268内的v形槽269卡合固定住第一焊件2；步骤三：第一焊件2被夹座268抓取后，第二液压缸262复位，同时伺服电机21驱动导轨20运行，控制抓取机构26将第一焊件2移动至焊接座9上方，完毕后抓取机构26下放第一焊件2至焊接座9内部的定位槽10中，同时，位于焊接座9外壁四周的四组气缸33驱动，控制橡胶头34伸出，对第一焊件2进行固定；步骤四：第一焊件2定位完毕后，抓取机构26随导轨20复位，同时上料输送机1运行一个运动间距，将第二焊件3输送至抓取机构26下方，由抓取机构26抓取第二焊件3后，在导轨20作用下将第二焊件3移动至第一焊件2上方，实现第一焊件2与第二焊件3的定位；步骤五：第一液压缸13和液压伸缩杆15配合运动，控制激光焊接头16移动至第一焊件2和第二焊件3的接缝处，对接缝进行激光焊接处理，过程中，第一异步电机28和第二异步电机37同步运行，分别控制抓取机构26上的第二焊件3和焊接座9内的第一焊件2旋转，配合激光焊接头16实现第一焊件2和第二焊件3的环焊；步骤六：焊接完毕后，由抓取机构26将第二焊件3连同焊接后的第一焊件2配合导轨20移动至下料输送机4上，实现自动化下料，之后重复上述步骤，以完成焊件的连续加工。
30.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：
1.一种激光焊接装置，包括上料输送机（1）和下料输送机（4），所述上料输送机（1）上放置有第一焊件（2）和第二焊件（3），且第一焊件（2）和第二焊件（3）交错设置；其特征在于：还包括：焊接台（8），其安装在所述上料输送机（1）和下料输送机（4）之间，所述焊接台（8）的内部设置有焊接座（9），所述焊接座（9）的内部设置有定位槽（10）；支撑台（11），其安装在所述焊接台（8）的前端，所述支撑台（11）的两端均通过三角加固板（12）与焊接台（8）固定连接，所述焊接台（8）的上端安装有第一液压缸（13），所述第一液压缸（13）的输出端上安装有l形支座（14），所述l形支座（14）的后端安装有液压伸缩杆（15），所述液压伸缩杆（15）的输出端贯穿并延伸至l形支座（14）的外部，且安装有激光焊接头（16）；支撑板（17），其安装在所述上料输送机（1）和下料输送机（4）一端的两侧，所述支撑板（17）的上端安装有支架（18），所述支架（18）的一端安装有连接板（19），所述连接板（19）之间安装有导轨（20），所述导轨（20）的一端安装有伺服电机（21），所述导轨（20）上安装有第二滑块（27），所述第二滑块（27）的下端安装有传动台（22），所述传动台（22）的下端安装有抓取机构（26）。2.根据权利要求1所述的一种激光焊接装置，其特征在于：所述抓取机构（26）包含有转台（261）、第二液压缸（262）、双向导轨（263）和夹座（268），所述第二液压缸（262）安装在转台（261）的下端，所述双向导轨（263）安装在第二液压缸（262）的输出端上，所述双向导轨（263）的内部安装有正向丝杆（272）和逆向丝杆（274），正向丝杆（272）的一端与逆向丝杆（274）固定连接，且正向丝杆（272）与逆向丝杆（274）的连接处安装有轴承片（273），所述双向导轨（263）的一端安装有传动室（265），所述传动室（265）的一端安装有步进电机（266），所述正向丝杆（272）的一端贯穿并延伸至传动室（265）的内部，且安装有第一伞齿（275），所述步进电机（266）的输出端安装有第二伞齿（276），且步进电机（266）的输出端通过第二伞齿（276）与第一伞齿（275）啮合传动连接，所述正向丝杆（272）和逆向丝杆（274）上均安装有第一滑块（267），所述夹座（268）安装在第一滑块（267）的下端，所述第二液压缸（262）的两侧均设置有伸缩导柱（264），且伸缩导柱（264）的两端分别与转台（261）和双向导轨（263）连接。3.根据权利要求2所述的一种激光焊接装置，其特征在于：所述夹座（268）的内部设置有v形槽（269），所述v形槽（269）的外壁上设置有橡胶垫（270），所述橡胶垫（270）的外壁上设置有防滑纹（271），且防滑纹（271）与橡胶垫（270）一体成型设置。4.根据权利要求3所述的一种激光焊接装置，其特征在于：所述转台（261）的上端安装有传动轴（29），所述传动轴（29）的外壁上安装有第三伞齿（31），所述传动台（22）的前端安装有第一异步电机（28），所述第一异步电机（28）的输出端贯穿并延伸至传动台（22）的内部，且安装有第四伞齿（32），所述第一异步电机（28）的输出端通过第四伞齿（32）与第三伞齿（31）啮合传动连接。5.根据权利要求4所述的一种激光焊接装置，其特征在于：所述传动轴（29）的一端与传动台（22）内壁的连接处安装有轴承（30）。6.根据权利要求5所述的一种激光焊接装置，其特征在于：所述传动台（22）两端的上方均安装有导向块（23），所述导轨（20）两侧的外壁上均设置有导条（24），所述导向块（23）的
内部设置有导槽（25），且导向块（23）通过导槽（25）与导条（24）滑动连接。7.根据权利要求6所述的一种激光焊接装置，其特征在于：所述焊接台（8）的下端安装有第二异步电机（37），所述第二异步电机（37）的输出端贯穿并延伸至焊接台（8）的内部，且与焊接座（9）的底端传动连接，所述焊接座（9）的底面与焊接台（8）的连接处安装有轴承盘（35）。8.根据权利要求7所述的一种激光焊接装置，其特征在于：所述焊接座（9）的外壁四周均安装有气缸（33），且气缸（33）设置有四个，所述气缸（33）的输出端贯穿焊接座（9）并延伸至定位槽（10）的内部，且安装有橡胶头（34），所述焊接座（9）的内壁设置有海绵垫（36）。9.根据权利要求8所述的一种激光焊接装置，其特征在于：所述上料输送机（1）和下料输送机（4）的两侧均安装有挡板（5），所述上料输送机（1）和下料输送机（4）两端的下方均安装有支撑脚（6），两端所述支撑脚（6）之间通过加固杆（7）固定连接。10.一种激光焊接装置的焊接方法，基于权利要求9所述的一种激光焊接装置实现，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：由上料输送机（1）将需要对焊的第一焊件（2）和第二焊件（3）进行输送，输送时第一焊件（2）和第二焊件（3）交错设置；步骤二：当上料输送机（1）将第一焊件（2）输送至抓取机构（26）下方后，抓取机构（26）上的第二液压缸（262）驱动，下放夹座（268）至第一焊件（2）高度，使第一焊件（2）位于两个夹座（268）之间，完毕后第二液压缸（262）驱动，控制双向导轨（263）内部的正向丝杆（272）和逆向丝杆（274）旋转，使正向丝杆（272）和逆向丝杆（274）上的两组夹座（268）随第一滑块（267）对向运动，利用夹座（268）内的v形槽（269）卡合固定住第一焊件（2）；步骤三：第一焊件（2）被夹座（268）抓取后，第二液压缸（262）复位，同时伺服电机（21）驱动导轨（20）运行，控制抓取机构（26）将第一焊件（2）移动至焊接座（9）上方，完毕后抓取机构（26）下放第一焊件（2）至焊接座（9）内部的定位槽（10）中，同时，位于焊接座（9）外壁四周的四组气缸（33）驱动，控制橡胶头（34）伸出，对第一焊件（2）进行固定；步骤四：第一焊件（2）定位完毕后，抓取机构（26）随导轨（20）复位，同时上料输送机（1）运行一个运动间距，将第二焊件（3）输送至抓取机构（26）下方，由抓取机构（26）抓取第二焊件（3）后，在导轨（20）作用下将第二焊件（3）移动至第一焊件（2）上方，实现第一焊件（2）与第二焊件（3）的定位；步骤五：第一液压缸（13）和液压伸缩杆（15）配合运动，控制激光焊接头（16）移动至第一焊件（2）和第二焊件（3）的接缝处，对接缝进行激光焊接处理，过程中，第一异步电机（28）和第二异步电机（37）同步运行，分别控制抓取机构（26）上的第二焊件（3）和焊接座（9）内的第一焊件（2）旋转，配合激光焊接头（16）实现第一焊件（2）和第二焊件（3）的环焊；步骤六：焊接完毕后，由抓取机构（26）将第二焊件（3）连同焊接后的第一焊件（2）配合导轨（20）移动至下料输送机（4）上，实现自动化下料，之后重复上述步骤，以完成焊件的连续加工。

技术总结
本发明公开了一种激光焊接装置及其焊接方法，涉及激光焊接技术领域，为解决现有的激光焊接装置需人工手动上下料，焊接过程较为繁琐的问题。焊接台，其安装在所述上料输送机和下料输送机之间，所述焊接台的内部设置有焊接座，所述焊接座的内部设置有定位槽；支撑台，其安装在所述焊接台的前端，所述支撑台的两端均通过三角加固板与焊接台固定连接，所述焊接台的上端安装有第一液压缸，所述第一液压缸的输出端上安装有L形支座，所述L形支座的后端安装有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的输出端贯穿并延伸至L形支座的外部，且安装有激光焊接头；该装置实现了自动上下料，提高了焊接效率。提高了焊接效率。提高了焊接效率。


技术研发人员：徐雪明 范雪芳 徐庭妤
受保护的技术使用者：苏州诺克汽车工程装备有限公司
技术研发日：2023.07.20
技术公布日：2023/10/19