一种激光焊接系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种激光焊接系统，包括激光装置、工件定位装置、伺服机构，其中，所述激光装置用于对第一工件和第二工件进行焊接；所述工件定位装置包括用于对所述第一工件和第二工件的位置进行粗定位的定位块和用于压紧所述第一工件和第二工件的压紧组件；所述伺服机构用于对所述第一工件和第二工件进行精定位并控制所述激光装置、工件定位装置进行动作。本发明专利技术另一方面还提供一种相应的激光焊接方法。本发明专利技术提供的上述激光焊接系统和方法可显著的提高生产效率，实现全自动化焊接，适用于各种大规模的应用，同时能够确保焊接可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种激光焊接系统及方法，属于机械加工

技术介绍
在现有激光焊接工艺中，待焊接的工件，特别是薄板工件之间的“对缝”存在对不齐、可靠性差、不稳定、效率低等问题，限制了激光焊接方法在薄板焊接中的应用。薄板焊接在实际生产应用中通常会采用氩弧焊、等离子焊工艺，相对于激光焊接工艺，存在热影响区大、焊缝外观差等问题，尤其是在一些有较高外观要求的产品上，存在明显弊端。因此，如何实现快速、可靠的对缝，是薄板激光焊接在实际应用中需突破的一道技术难关。常见的对缝不合格主要包括如图1至图4中所示的上下错边、前后错边、对缝喇叭口、对缝边波浪形变形(存在这种情况的焊接材料应直接剔除)等。如图5中所示，合格的对缝在对缝宽度δ与工件厚度T值之间存在小于1(例如0.1)的比例关系。这个比例非常小，而薄板本身的厚度T通常也仅在0.3至3mm之间，因此，要达到这个比例是非常困难的。对缝不合格，将无法获得可靠的焊接强度，对产品的焊接质量存在严重隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种激光焊接系统及方法，以解决在现有激光焊接工艺中，对待焊接薄板工件进行对缝中存在的上下错边、前后错边、对缝喇叭口等问题，实现快速、可靠对边，提高激光焊接生产效率。本专利技术目的通过以下技术方案实现：本专利技术一方面提供一种激光焊接系统，包括激光装置、工件定位装置、伺服机构，其中，所述激光装置用于对第一工件和第二工件进行焊接；所述工件定位装置包括用于对所述第一工件和第二工件的位置进行粗定位的定位块和用于压紧所述第一工件和第二工件的压紧组件；所述伺服机构用于对所述第一工件和第二工件进行精定位并控制所述激光装置、工件定位装置进行动作。优选地，所述定位块呈楔形结构，用于定位的部分一侧为竖直面，另一侧为斜面。优选地，所述竖直面和所述斜面之间形成45度夹角。优选地，在所述粗定位中，由所述伺服机构首先控制所述第一工件抵近所述定位块，使第一工件的对边端面接触所述竖直面，然后控制所述第二工件抵近所述定位块，使第二工件的对边端面接触所述斜面。优选地，所述压紧组件包括位于所述第一工件上方的第一压块、位于所述第二工件上方的第二压块和位于所述第一工件和第二工件下方的第三压块，其中，所述第一压块和第三压块相配合压紧所述第一工件，所述第二压块和第三压块相配合压紧所述第二工件。优选地，所述伺服机构包括伺服电机、控制器、传感器、驱动装置，其中，所述控制器收到传感器发送的信号后控制所述驱动装置驱动所述第一工件、第二工件、激光装置、第一压块、第二压块和/或定位块进行动作。优选地，在所述第三压块上设置焊接保护气体通道，用于对焊接过程提供保护气体。优选地，所述焊接保护气体通道包括接气口、储气槽、多个出气通口、出气槽，其中，所述多个出气通口以等间距并行排列在所述储气槽和所述出气槽之间，以连通所述储气槽和出气槽。优选地，所述激光焊接系统还包括视觉对缝光学检测装置，所述视觉对缝光学检测装置设置在所述第一工件和第二工件之间形成的对缝上方，用于判断对缝是否合格。优选地，所述激光焊接系统还包括导轨，其用于供所述激光装置和视觉对缝光学检测装置在对缝上方相对于所述对缝进行移动。本专利技术另一方面提供一种激光焊接方法，使用如上所述的任意一种激光焊接系统，包括由伺服机构控制进行如下步骤：步骤1：定位块运行至预定位置；步骤2：第一工件从所述定位块一侧向所述定位块运动，使第一工件的对边端面接触所述定位块上用于定位的部分的一侧表面；压紧组件压紧第一工件；步骤3：第二工件从所述定位块另一侧向所述定位块运动，使第二工件的对边端面接触所述定位块上用于定位的部分的另一侧表面；在第一工件的对边端面和第二工件的对边端面之间形成宽度为T的间隙，完成粗定位；步骤4：移开定位块，使其恢复至初始状态；步骤5：第二工件向第一工件的方向运行T值距离，完成精定位；步骤6：压紧组件压紧第一工件和第二工件；步骤7：启动激光装置对所述第一工件和第二工件进行激光焊接。优选地，当在所述第一工件和第二工件下方设置焊接保护气体通道时，在所述步骤1中，所述定位块运行至所述焊接气体保护通道的中间位置。优选地，当所述定位块上用于定位的部分为由一侧的竖直面和另一侧的斜面形成的楔形结构时，在所述步骤2中，所述第一工件接触所述竖直面，在所述步骤3中，所述第二工件接触所述斜面。优选地，当所述激光焊接系统包括视觉对缝光学检测装置时，在所述步骤6之后，首先由所述视觉对缝光学检测装置检测已压紧的第一工件和第二工件之间的对缝是否合格，如判定合格，进入步骤7；如判定不合格，发出警报，系统停止运行，人工对系统进行维护。本专利技术提供的上述激光焊接系统和方法相对于在工件上增加工艺定位手工对缝的方式，可显著的提高生产效率，实现全自动化焊接，适用于各种大规模的应用，同时能够确保焊接可靠性。附图说明下面根据附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。图1是薄板焊接中出现的上下错边对缝示意图。图2是薄板焊接中出现的前后错边对缝示意图。图3是薄板焊接中出现的喇叭口对缝示意图。图4是薄板焊接中出现的对缝边波浪线变形示意图。图5是薄板焊接对缝合格情况示意图。图6本专利技术实施例提供的激光焊接系统整体示意图。图7是图6中A部分的局部放大示意图。图8是本专利技术实施例中所述的下压块和焊接气体保护通道的立体示意图。图9是本专利技术实施例中所述的下压块和焊接气体保护通道的端面示意图。图10是本专利技术实施例提供的激光焊接方法框图。具体实施方式以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供的激光焊接系统整体上如图6中所示，包括激光装置9、工件定位装置、伺服机构、视觉对缝光学检测装置10、焊接保护气体通道7。激光装置9用于对第一工件1和第二工件2进行焊接。激光装置9可以固定在固定板12上，由伺服电机11驱动沿着导轨13在焊缝上方相对于焊缝平行或垂直移动。激光装置9包括激光头和设置在激光头前方的聚焦透镜。工件定位装置包括压紧组件和定位块6，压紧组件包括第一压块3、第二压块4、第三压块5。其中，如图6中所示，第一压块3位于第一工件1上方；第二压块4位于第二工件2上方；定位块6位于第一工件和第二工件的对缝上方；第三压块5作为下压块，位于第一工件1和第二工件2及对缝的下方。优选地，第一压块3和第二压块4相对的前端呈楔形，即二者前端接近定位块6处均为尖角，以避免在定位过程中与定位块6碰撞。定位块6、第一压块3、第二压块4、第三压块5与伺服机构相配合在激光焊接前对第一工件1和第二工件2的位置进行粗定位和精定位。定位块6能够在粗定位中限定第一工件1和第二工件2的水平位置；第一压块3、第二压块4和第三压块5能够分别限定第一工件1和第二工件2的垂直位置。具体地，使用定位块6对第一工件1和第二工件2的位置进行第一次定位，即进行粗定位；粗定位完成后使用伺服机构控制第二工件2移动确定的距离进行精定位；使用第一压块3和第三压块5配合压紧第一工件1；使用第二压块4和第三压块5配合压紧第二工件2。在优选实施例中，如图7、图8中所示，定位块6整体上呈楔形结构，在定位块6的下端，即定位块6的用于定位的部分一侧为竖直面，另一侧为斜面。在粗定位中，由伺服机构首先控制第一工件1抵近定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光焊接系统，其特征在于，包括激光装置、工件定位装置、伺服机构，其中，所述激光装置用于对第一工件和第二工件进行焊接；所述工件定位装置包括用于对所述第一工件和第二工件的位置进行粗定位的定位块和用于压紧所述第一工件和第二工件的压紧组件；所述伺服机构用于对所述第一工件和第二工件进行精定位并控制所述激光装置、工件定位装置进行动作。

【技术特征摘要】
1.一种激光焊接系统，其特征在于，包括激光装置、工件定位装置、伺服机构，其中，所述激光装置用于对第一工件和第二工件进行焊接；所述工件定位装置包括用于对所述第一工件和第二工件的位置进行粗定位的定位块和用于压紧所述第一工件和第二工件的压紧组件；所述伺服机构用于对所述第一工件和第二工件进行精定位并控制所述激光装置、工件定位装置进行动作。2.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述定位块呈楔形结构，用于定位的部分一侧为竖直面，另一侧为斜面。3.根据权利要求2所述的激光焊接系统，其特征在于，所述竖直面和所述斜面之间形成45度夹角。4.根据权利要求3所述的激光焊接系统，其特征在于，在所述粗定位中，由所述伺服机构首先控制所述第一工件抵近所述定位块，使第一工件的对边端面接触所述竖直面，然后控制所述第二工件抵近所述定位块，使第二工件的对边端面接触所述斜面。5.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述压紧组件包括位于所述第一工件上方的第一压块、位于所述第二工件上方的第二压块和位于所述第一工件和第二工件下方的第三压块，其中，所述第一压块和第三压块相配合压紧所述第一工件，所述第二压块和第三压块相配合压紧所述第二工件。6.根据权利要求5所述的激光焊接系统，其特征在于，所述伺服机构包括伺服电机、控制器、传感器、驱动装置，其中，所述控制器收到传感器发送的信号后控制所述驱动装置驱动所述第一工件、第二工件、激光装置、第一压块、第二压块和/或定位块进行动作。7.根据权利要求5所述的激光焊接系统，其特征在于，在所述第三压块上设置焊接保护气体通道，用于对焊接过程提供保护气体。8.根据权利要求7所述的激光焊接系统，其特征在于，所述焊接保护气体通道包括接气口、储气槽、多个出气通口、出气槽，其中，所述多个出气通口以等间距并行排列在所述储气槽和所述出气槽之间，以连通所述储气槽和出气槽。9.根据权利要求1-8中任一项所述的激...

【专利技术属性】
技术研发人员：范永欣，赵前进，龙江，熊传林，闵生，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44