專利名稱：薄壁圓管縱縫激光焊接定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄壁圓管縱縫激光焊接定位裝置，該焊接定位裝置為數(shù)控激光焊
接機(jī)的配套裝置，屬于工模夾具技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
激光焊接是激光加工材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一，由于其具有焊縫窄、穿 透深、焊縫兩邊平行、熱影響區(qū)小、焊接變形小燈優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、航空航天、汽 車工業(yè)、粉末冶金、生物醫(yī)學(xué)微電子行業(yè)等領(lǐng)域。激光焊接的原理是將高強(qiáng)度的激光束輻射 至金屬表面，通過激光與金屬的相互作用，金屬吸收激光轉(zhuǎn)化為熱能使金屬熔化后冷卻結(jié) 晶形成焊接。 激光焊接機(jī)通常由五部分組成，即激光發(fā)生器、控制系統(tǒng)、光路系統(tǒng)、激光焊接機(jī) 機(jī)械結(jié)構(gòu)本體和輔助系統(tǒng)等。其中，輔助系統(tǒng)主要指工件運(yùn)送及定位裝置，是激光焊接機(jī)不 可或缺的重要組成部分，其設(shè)計(jì)和制造的好壞對(duì)保證獲得良好的加工質(zhì)量有非常重要的關(guān) 系。特別是焊接過程中，對(duì)于焊接拼縫的要求很高，必須在0.05mm以內(nèi)，同時(shí)，由于激光焊 接的特性，不能采用任何的跟蹤定位裝置，需要一次拼接定位穩(wěn)定。 現(xiàn)有的薄壁圓管縱縫焊接定位裝置在定位精度上和可靠度上不能滿足激光焊接 的工藝要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種穩(wěn)定可靠，拼縫效果好的薄壁圓管縱縫激光焊接定位裝 置，保證其在拼接定位后，達(dá)到拼縫誤差在0. 05mm以內(nèi)，定位可靠，滿足激光焊接縱縫的要 求。 本發(fā)明采用的技術(shù)方案本發(fā)明的薄壁圓管的縱縫激光焊接定位裝置包括成型薄 板的支撐芯軸總成、軸向定位機(jī)構(gòu)、對(duì)縫定位機(jī)構(gòu)、壓緊拼縫機(jī)構(gòu)，壓緊拼縫機(jī)構(gòu)包括位于 支撐芯軸下方的下托板及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和位于支撐芯軸左、右兩側(cè)的左、右卡爪及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
所述的對(duì)縫定位機(jī)構(gòu)包括在支撐芯軸上的軸向?qū)p槽。 所述的薄壁圓管的縱縫激光焊接定位裝置，其下托板的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)油缸、 下托板滑座、驅(qū)動(dòng)油缸、位于驅(qū)動(dòng)油缸前后的豎直導(dǎo)軌，驅(qū)動(dòng)油缸的輸出端連接在下托板滑 座的下橫梁的下部，下托板滑座的前后有滑座導(dǎo)向套與兩個(gè)豎直導(dǎo)軌匹配起導(dǎo)向作用；下 托板安裝在下托板滑座的上橫梁上。 所述的薄壁圓管的縱縫激光焊接定位裝置，其左卡爪的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括通過絲杠支 座水平安裝在機(jī)架左側(cè)上的絲杠，絲杠上有絲杠滑塊，左卡爪底座固定在絲杠滑塊上，多個(gè) 左卡爪通過各自的左卡爪支座連接在左卡爪底座上；右卡爪的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括通過油缸支座 水平安裝在機(jī)架右側(cè)上的拼縫油缸，夾緊支座固定在拼縫油缸的輸出端，夾緊支座上安裝 右卡爪底座，多個(gè)右卡爪通過各自的右卡爪支座固定在右卡爪底座上。 下托板的橫截面為凹形，凹形的兩側(cè)與水平成40。 50°角和其互補(bǔ)角，凹形的
3底部有一小凸臺(tái)；下托板有多個(gè)，沿支撐芯軸的軸向間隔排列在下托板滑座的上橫梁上。
所述的軸向定位機(jī)構(gòu)包括在支撐芯軸一端的定位塊和另一端的擋塊，擋塊安裝在 定位滑座上，定位座固定在機(jī)架上，定位滑座連接螺桿，螺桿與定位座的內(nèi)螺紋匹配。
所述的薄壁圓管的縱縫激光焊接定位裝置，其右卡爪(4)與卡爪支座(4d)鉸接， (4i)是鉸接軸；右卡爪(4)的尾部通過銷軸(4g)與支桿(4c)鉸接，支桿(4c)為可調(diào)節(jié)支 桿；左卡爪(3)的安裝結(jié)構(gòu)與右卡爪(4)相同。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn) 該薄壁圓管縱縫焊接定位裝置可以滿足激光焊接時(shí)對(duì)拼縫的高要求，拼縫誤差在 0. 05mm以內(nèi)；整個(gè)裝置的定位精度高，焊接時(shí)無需進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤；定位穩(wěn)定可靠，卡爪夾緊 采用液壓完成。采用該定位裝置可滿足激光焊接的要求，實(shí)現(xiàn)薄壁圓管縱縫的全自動(dòng)化激 光焊接，改變了傳統(tǒng)氬弧焊接薄壁圓管縱縫的加工方式。 本薄壁圓管縱縫焊接定位裝置拼縫效果好，優(yōu)質(zhì)、高效、焊接質(zhì)量高、低成本、定位 可靠、結(jié)構(gòu)合理，能有效地對(duì)薄壁圓管的縱縫進(jìn)行拼接定位，進(jìn)行激光焊接。


圖1是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A-A剖視圖。
圖3是圖2中卡爪局部放大圖。
圖4是圖2中下托板局部放大圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu) 如圖1、圖2 :本發(fā)明提供的薄壁圓管的縱縫激光焊接定位裝置包括成型薄板的支 撐芯軸總成、軸向定位機(jī)構(gòu)、對(duì)縫定位機(jī)構(gòu)、壓緊拼縫機(jī)構(gòu)。 壓緊拼縫機(jī)構(gòu)包括位于支撐芯軸1下方的下托板2及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和位于支撐芯軸 左、右兩側(cè)的左、右卡爪及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 下托板2的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)油缸2a、下托板滑座2b、前后豎直導(dǎo)軌2c ;驅(qū)動(dòng)油 缸2a的輸出端連接在下托板滑座2b的下橫梁2bl的下部，下托板滑座2b的前后有滑座導(dǎo) 向套2b2與豎直導(dǎo)軌2c匹配起導(dǎo)向作用；下托板2安裝在下托板滑座2b的上橫梁2b3上。 2al是驅(qū)動(dòng)油缸2a的安裝支架。 左卡爪3的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括通過絲杠支座3a水平安裝在機(jī)架9左側(cè)上的絲杠3b，絲 杠3b上有絲杠滑塊3c，左卡爪底座3e固定在絲杠滑塊3c上，多個(gè)左卡爪3通過各自的左 卡爪支座3d連接在左卡爪底座3e上；右卡爪4的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括通過油缸支座4a水平安裝 在機(jī)架右側(cè)上的拼縫油缸4b，夾緊支座4c固定在拼縫油缸4b的輸出端，夾緊支座4c上安 裝右卡爪底座4e，多個(gè)右卡爪4通過各自的右卡爪支座4d固定在右卡爪底座4e上。在支 撐芯軸1上的軸向?qū)p槽la。 10是激光焊接機(jī)。 軸向定位機(jī)構(gòu)包括在支撐芯軸一端的定位塊5和另一端的擋塊6，擋塊6安裝在定 位滑座6a上，定位座6b固定在機(jī)架上，定位滑座6a連接螺桿6c，螺桿6c與定位座6b的內(nèi) 螺紋匹配。
如圖3 :左卡爪3和右卡爪4結(jié)構(gòu)相同，對(duì)稱安裝。圖3是以右卡爪為例說明左卡 爪3和右卡爪4的結(jié)構(gòu)， 右卡爪4的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括通過油缸支座4a水平安裝在機(jī)架9右側(cè)上的拼縫油缸 4b，夾緊支座4c固定在拼縫油缸4b的輸出端，夾緊支座4c上安裝右卡爪底座4e，多個(gè)右卡 爪4通過各自的右卡爪支座4d固定在右卡爪底座4e上。右卡爪4與卡爪支座4d鉸接，4i 是鉸接軸。 為滿足不同零件的要求，保證卡爪和管件的貼合緊密。右卡爪4的尾部通過銷軸 4g與支桿4c鉸接，支桿4c為可調(diào)節(jié)支桿。通過調(diào)節(jié)支桿4c的長(zhǎng)度，卡爪前端和芯軸的間 隙可調(diào)，滿足不同零件的要求。 定位卡爪根據(jù)焊接工件的長(zhǎng)度確定整體數(shù)量，分別由左卡爪1 4個(gè)，及右卡爪
1 7構(gòu)成?？ㄗΦ男螤詈捅”趫A管外形相似，保證夾緊時(shí)受力均勻。 如圖4 :下托板2橫截面為凹形，凹形的兩側(cè)2. 2與水平的夾角Q = 30° 50°
及其互補(bǔ)角，凹形的底部有一小凸臺(tái)2. 1 ;下托板2有多個(gè)，沿支撐芯軸1的軸向間隔排列
在下托板滑座2b的上橫梁2b3上。 對(duì)縫定位機(jī)構(gòu)是在支撐芯軸上的軸向?qū)p槽。
工作過程 1.定位焊接所用的薄板剪切滾圓成型后，薄壁圓管8裝在支撐芯軸1上，薄壁圓 管的一端通過定位塊5進(jìn)行定位，并通過支撐芯軸1上的定位槽la對(duì)該薄壁圓管的左側(cè)焊 縫進(jìn)行調(diào)整，先保證單邊焊縫定位后，通過旋轉(zhuǎn)絲杠3b，使左卡爪逐步定位夾緊，保證板材 單邊焊接位置和定位槽的一致性。然后旋轉(zhuǎn)螺桿6c將擋塊6壓緊薄壁圓管的另一端，保證 定位的準(zhǔn)確。端面定位支座采用楔形塊可進(jìn)行調(diào)整。 2、壓緊拼縫啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)油缸2a，下托板2上行，由下托板2托緊整個(gè)薄壁圓管8 ;然 后，啟動(dòng)拼縫油缸4b，將薄壁圓管8右側(cè)邊壓緊，與薄壁圓管8的左側(cè)邊拼攏，并將板材固 定，保證整體的夾持，將整個(gè)工件夾緊保證焊接。
權(quán)利要求
一種薄壁圓管縱縫激光焊接定位裝置，包括成型薄板的支撐芯軸總成、軸向定位機(jī)構(gòu)、對(duì)縫定位機(jī)構(gòu)、壓緊拼縫機(jī)構(gòu)，其特征在于壓緊拼縫機(jī)構(gòu)包括位于支撐芯軸(1)下方的下托板(2)及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和位于支撐芯軸左、右兩側(cè)的左、右卡爪及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁圓管縱縫激光焊接定位裝置，其特征在于對(duì)縫定位機(jī) 構(gòu)包括在支撐芯軸(1)上的軸向?qū)p槽(la)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄壁圓管縱縫激光焊接定位裝置，其特征在于下托板 (2)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)油缸(2a)、下托板滑座(2b)、驅(qū)動(dòng)油缸(2a)、位于驅(qū)動(dòng)油缸前后的 豎直導(dǎo)軌(2c)，驅(qū)動(dòng)油缸(2a)的輸出端連接在下托板滑座(2b)的下橫梁(2bl)的下部，下 托板滑座(2b)的前后有滑座導(dǎo)向套(2b2)與兩個(gè)豎直導(dǎo)軌(2c)匹配起導(dǎo)向作用；下托板(2) 安裝在下托板滑座(2b)的上橫梁(2b3)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄壁圓管縱縫激光焊接定位裝置，其特征在于左卡爪(3) 的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括通過絲杠支座(3a)水平安裝在機(jī)架(9)左側(cè)上的絲杠(3b)，絲杠(3b) 上有絲杠滑塊(3c)，左卡爪底座(3e)固定在絲杠滑塊(3c)上，多個(gè)左卡爪(3)通過各自 的左卡爪支座(3d)連接在左卡爪底座(3e)上；右卡爪(4)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括通過油缸支座 (4a)水平安裝在機(jī)架右側(cè)上的拼縫油缸(4b)，夾緊支座(4c)固定在拼縫油缸(4b)的輸出 端，夾緊支座(4c)上安裝右卡爪底座(4e)，多個(gè)右卡爪(4)通過各自的右卡爪支座(4d)固 定在右卡爪底座(4e)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄壁圓管縱縫激光焊接定位裝置，其特征在于下托板 (2)橫截面為凹形，凹形的兩側(cè)與水平成40。 50°角和其互補(bǔ)角，凹形的底部有一小凸 臺(tái)；下托板(2)有多個(gè)，沿支撐芯軸(1)的軸向間隔排列在下托板滑座(2b)的上橫梁(2b3) 上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄壁圓管縱縫激光焊接定位裝置，其特征在于軸向定 位機(jī)構(gòu)包括在支撐芯軸一端的定位塊(5)和另一端的擋塊(6)，擋塊(6)安裝在定位滑座 (6a)上，定位座(6b)固定在機(jī)架上，定位滑座(6a)連接螺桿(6c)，螺桿(6c)與定位座(6b) 的內(nèi)螺紋匹配。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄壁圓管縱縫激光焊接定位裝置，其特征在于右卡爪(4) 與卡爪支座(4d)鉸接，(4i)是鉸接軸；右卡爪(4)的尾部通過銷軸(4g)與支桿(4c)鉸接， 支桿(4c)為可調(diào)節(jié)支桿；左卡爪(3)的安裝結(jié)構(gòu)與右卡爪(4)相同。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄壁圓管縱縫激光焊接定位裝置，包括成型薄板的支撐芯軸總成、軸向定位機(jī)構(gòu)、對(duì)縫定位機(jī)構(gòu)、壓緊拼縫機(jī)構(gòu)，壓緊拼縫機(jī)構(gòu)包括位于支撐芯軸下方的下托板及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和位于支撐芯軸左、右兩側(cè)的左、右卡爪及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。對(duì)縫定位機(jī)構(gòu)包括在支撐芯軸上的軸向?qū)p槽。所述的軸向定位機(jī)構(gòu)包括在支撐芯軸一端的定位塊和另一端的擋塊，擋塊由螺桿帶動(dòng)。其下托板的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)油缸、下托板滑座、驅(qū)動(dòng)油缸、位于驅(qū)動(dòng)油缸前后的豎直導(dǎo)軌，驅(qū)動(dòng)油缸的輸出端連接在下托板滑座的下橫梁的下部，下托板滑座的前后有滑座導(dǎo)向套與兩個(gè)豎直導(dǎo)軌匹配起導(dǎo)向作用；下托板安裝在下托板滑座的上橫梁上。左卡爪采用絲杠驅(qū)動(dòng)。右卡爪采用拼縫油缸驅(qū)動(dòng)。
文檔編號(hào)B23K37/053GK101758352SQ20091027279
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者葉松平, 熊衍軍, 董結(jié) 申請(qǐng)人:武漢法利普納澤切割系統(tǒng)有限公司