一種雙面塑料激光焊接機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及塑料焊接領域,特別涉及一種三維曲面塑料風葉的雙面塑料激光焊接機。
【背景技術】
[0002]本產(chǎn)品用于一種三維曲面塑料風葉的雙面焊接,該塑料風葉的結(jié)構(gòu)由葉體、7個葉片和導風圈組成,該產(chǎn)品的焊接要求為雙面同時焊接,保證焊接完成后,單個葉片的強度大于600N,軸向跳動和徑向跳刀在0.2mm以內(nèi)。
[0003]傳統(tǒng)的塑料風葉采用超聲波焊接,超聲波作用于熱塑性塑料時,產(chǎn)生超過10000HZ的高頻振動,高頻振動通過上層焊件把超聲能量傳送到搭接面,即焊接區(qū)域。搭接面處的聲阻較大,振動能量通過摩擦方式轉(zhuǎn)換成熱能,導致兩個塑料的接觸面迅速熔化,熔化的塑料在焊接頭給予的壓緊力作用下融合成型,形成焊縫。但是超聲波焊接存在焊接強度低、噪聲大、焊接應力及難以實現(xiàn)三維曲面焊接等固有缺點。
[0004]對于所述三維曲面塑料風葉需要雙面焊接,采用超聲波只能兩個面分開焊接,這種方式不但降低了焊接效率,而且也難以保證風葉的軸向跳刀和徑向跳刀,對操作員工的技術能力要求非常嚴格。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了解決上述技術問題,本發(fā)明采用高端激光焊接技術,實現(xiàn)雙面同時焊接,提高生產(chǎn)效率、提供焊接質(zhì)量,降低工人勞動強度,提供一種雙面塑料激光焊接機。
[0006]本發(fā)明的完整技術方案是,一種雙面塑料激光焊接機,包括機架面板,所述機架面板上安裝了左右兩個三軸機械手支架、送料軸組件;所述左右兩個三軸機械手支架上分別安裝了一個三軸聯(lián)動的機械手,所述每個三軸機械手上安裝了一個焊接激光光路系統(tǒng)和焊接頭;所述送料軸組件包括軸承座、軸承、絲桿、送料電機、導軌罩等;送料軸組件上安裝標準工作臺,所述標準工作臺上安裝產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、產(chǎn)品及產(chǎn)品夾具;所述產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)支撐座、旋轉(zhuǎn)電機、減速器、齒輪及同步帶;所述產(chǎn)品夾具包括垂直式快速夾鉗和產(chǎn)品安裝箱,所述工件為塑料風葉,其結(jié)構(gòu)由葉體、7個葉片和導風圈組成。
[0007]所述左右兩個三軸機械手采用相互獨立的控制方式,每個三軸機械手都包括三個伺服電機,功率分別為1500W、200W、100W,控制系統(tǒng)通過G代碼編程或者示教的方式,同時控制兩個三軸機械手,實現(xiàn)三維運動插補。
[0008]所述焊接頭隨著三軸機械手,在系統(tǒng)的控制下,實現(xiàn)三維聯(lián)動曲線焊接。本雙面塑料激光焊接機采用兩個相互獨立的激光器,每個激光器的功率、開關、發(fā)光模式均有控制系統(tǒng)獨立控制。采取這種控制方式大大提高塑料焊接機的制造柔性,不受產(chǎn)品的三維形狀所限制。
[0009]所述送料軸組件的主要功能是將工件從上料位送到焊接位置,從而使得上料位和焊接位分離,提高雙面塑料激光焊接機的可靠性和安全性。
[0010]所訴產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)機構(gòu),其主要功能是為了實現(xiàn)操作工人的水平上料,送到焊接位時進行雙面同時垂直焊接,焊接完成之后,再旋轉(zhuǎn)成水平位置,工人手動下料,提高雙面塑料激光焊接機的可操作性。
[0011]所述產(chǎn)品夾具設計方案,采用垂直式快速夾鉗和產(chǎn)品安裝箱組合形式。垂直式快速夾鉗位可調(diào)的雙點夾鉗,由于風葉的導流圈為曲面,采用多點夾鉗能夠有效保證每個風葉都能夠夾緊,并且夾緊力可以手動調(diào)節(jié);產(chǎn)品安裝箱的目的是為了保證風葉的徑向跳動和軸向跳動。
[0012]由此可見,本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比有如下效果。
[0013]1.在功能上實現(xiàn)雙面同時焊接,能夠有效地滿足該工件的焊接質(zhì)量,保證徑向跳動和軸向跳動,并且能夠提高超過100%的焊接速度。
[0014]2.在制造柔性方面,本產(chǎn)品幾乎不受產(chǎn)品三維形狀的限制,均可進行焊接。
[0015]3.在操作性方面,本產(chǎn)品只需要工人手動上下料,對于員工幾乎無其他方面的要求,大大降低了工人的勞動強度和必備的操作技能。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為三軸機械手的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖3為產(chǎn)品及產(chǎn)品夾具結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖4為產(chǎn)品裝配體結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖中:機架面板I,三軸機械手支架(左)2,三軸機械手(左)3,送料軸組件4,三軸機械手(右)5,三軸機械手支架(右)6,旋轉(zhuǎn)電機7,產(chǎn)品安裝箱8,垂直式快速夾鉗9,旋轉(zhuǎn)支承架10,標準工作臺11,X軸12,XY軸連接件13,Y軸14,Z軸15,輔助支承軸16,產(chǎn)品安裝箱上蓋17,垂直式快速夾鉗雙夾點18,塑料風葉19,旋轉(zhuǎn)軸20,葉體21,葉片22,導風圈23ο
[0021]
【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合附圖以及具體實施例來詳細說明本發(fā)明,在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明,但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0023]本發(fā)明提供一種雙面塑料激光焊接機,包括機架面板I,所述機架面板上安裝了左右兩個三軸機械手支架2和6、送料軸組件4 ;所述左右兩個三軸機械手支架2和6上分別安裝了一個三軸聯(lián)動的機械手3和5,所述每個三軸機械手上安裝了一個焊接激光光路系統(tǒng)和焊接頭;所述送料軸組件4包括軸承座、軸承、絲桿、送料電機、導軌罩等;送料軸組件上安裝標準工作臺11,所述標準工作臺11上安裝產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、產(chǎn)品18及產(chǎn)品夾具;所述產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)支撐座10、旋轉(zhuǎn)電機7、減速器、齒輪及同步帶;所述產(chǎn)品夾具包括垂直式快速夾鉗9和產(chǎn)品安裝箱8,所述工件為塑料風19葉,其結(jié)構(gòu)由葉體21、7個葉片22和導風圈23組成。
[0024]本裝置的工作過程:三維曲面塑料風葉的半自動雙面激光焊接,工人對工件進行裝夾、上料、下料,裝夾只要是將葉體21、7個葉片22和導風圈23組合成一個風葉,其它工藝過程均由控制器(Gather Win)全程控制。
[0025]首先,雙面塑料激光焊接機接通電源,加載塑料風葉的焊接程序,焊接程序中包括:焊接的三維曲線G代碼、焊接速度、焊接功率、激光器的開關和激光器的發(fā)光模式,這些工藝參數(shù)均通過大量的試驗總結(jié)出來的最優(yōu)參數(shù);送料軸組件4將標準工作臺11、工件安裝箱8和垂直式快速夾鉗9送到上料位;旋轉(zhuǎn)電機7將工件安裝箱8和垂直式快速夾鉗9選裝到水平位置,工人將工件19上料到工件安裝箱8,并將垂直式快速夾鉗9夾緊工件19,使得葉體21,葉片22,導風圈23能夠緊密的貼合在一起;旋轉(zhuǎn)電機7將已經(jīng)裝夾完成的工件19及夾具旋轉(zhuǎn)至垂直位置;送料組件4將標準工作臺11和工件19運送到焊接位置;左右兩個三軸機械手3和5根據(jù)程序中的G代碼,帶動激光頭行走工件19所需要的三維曲線,對塑料風葉兩面進行同時焊接;激光焊接過程中,程序設定最佳工藝參數(shù),包括焊接速度、焊接功率、發(fā)光模式;每個三軸機械手均由X軸12,XY軸連接件13,Y軸14,Z軸15,輔助支承軸16組成,三個軸的電機功率分別為1500W、200W、100W,所有電機均為Ethernet總線通訊的伺服電機,確保機器運動和焊接的高精度和實時性,同時也解決控制系統(tǒng)中通訊的難題;焊接完成之后,送料組件4將標準工作臺11和工件19運送到上料位;旋轉(zhuǎn)電機7將已經(jīng)焊接完成的工件19及夾具旋轉(zhuǎn)至水平位置,等待下料;工人對塑料風葉進行下料。
[0026]本雙面塑料激光焊接機,具有良好的柔性,良好的柔性主要體現(xiàn)在幾乎不受產(chǎn)品三維尺寸、工件材料的限制,通過可編程G代碼,即可完成不同三維尺寸的工件,通過設置不同的焊接功率、焊接速度和發(fā)光模式,可以焊接不同的工件材料。
[0027]由上可見,本雙面塑料焊接機引進高端的激光透射焊接技術,并采用兩個三軸機械手和兩個焊接頭,對組合式三維曲面的塑料風葉進行兩面同時焊接,具有高精度、高效率、高穩(wěn)定性、良好的柔性和可操作性,全程由控制系統(tǒng)控制,大大降低了工人的勞動強度和必備的技術要求,同時焊接強度和工件的跳動也得以有效地保障。
[0028]以上對本發(fā)明實施例所提供的技術方案進行了詳細介紹,本文中應用了具體個例對本發(fā)明實施例的原理以及實施方式進行了闡述,以上實施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實施例的原理;同時,對于本領域的一般技術人員,依據(jù)本發(fā)明實施例,在【具體實施方式】以及應用范圍上均會有改變之處,綜上所述,本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
【主權項】
1.一種雙面塑料激光焊接機,其特征在于,包括機架面板,所述機架面板上安裝了左右兩個三軸機械手支架、送料軸組件;所述左右兩個三軸機械手支架上分別安裝了一個三軸聯(lián)動的機械手,所述每個三軸機械手上安裝了一個焊接激光光路系統(tǒng)和焊接頭;所述送料軸組件包括軸承座、軸承、絲桿、送料電機、導軌罩等;送料軸組件上安裝標準工作臺,所述標準工作臺上安裝產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、產(chǎn)品及產(chǎn)品夾具;所述產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)支撐座、旋轉(zhuǎn)電機、減速器、齒輪及同步帶;所述產(chǎn)品夾具包括垂直式快速夾鉗和產(chǎn)品安裝箱,所述工件為塑料風葉。2.根據(jù)權利要求書I所述雙面激光塑料焊接機,其特征在于:所述的左右兩個三軸機械手采用相互獨立的控制方式,通過G代碼編程或者示教的方式,實現(xiàn)運動插補。3.根據(jù)權利要求書I所述雙面激光塑料焊接機,其特征在于:所述的焊接頭隨著三軸機械手,三軸機械手與控制系統(tǒng)連接,在系統(tǒng)的控制下,實現(xiàn)三維聯(lián)動曲線焊接。
【專利摘要】一種雙面塑料激光焊接機。本焊接機包括機架面板,機架面板上安裝了左右兩個三軸機械手支架、送料軸組件;左右兩個三軸機械手支架上分別安裝了一個三軸聯(lián)動的機械手,每個三軸機械手上安裝了一個焊接激光光路系統(tǒng)和焊接頭,焊接頭隨著三軸機械手,在系統(tǒng)的控制下,實現(xiàn)三維聯(lián)動運動焊接;送料軸組件包括軸承座、軸承、絲桿及送料電機、導軌罩等,送料軸組件的功能是將工件從上料位送到焊接位置;送料軸組件上安裝標準工作臺,標準工作臺上安裝產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、產(chǎn)品及產(chǎn)品夾具;產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)機構(gòu)主要功能是為了水平上料、垂直焊接。本發(fā)明(專利)旨在提高生產(chǎn)效率、降低工人勞動強度和提高產(chǎn)品焊接質(zhì)量。
【IPC分類】B29C65/78, B29C65/16
【公開號】CN105172129
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】陳志 , 王春明, 黃禹, 謝擁軍, 張強, 張冬冬, 唐舵
【申請人】廣東順德華焯機械科技有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月16日