一种薄壁零件激光焊接装置及焊接方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种薄壁零件激光焊接装置及焊接方法，焊接装置包括底板、定龙门运动机构、工件旋转机构、外圈压紧机构、内圈压紧机构及光学部件、底板提供安装基础，定龙门运动结构、工件旋转机构和压紧机构协调配合作用保证零件的焊缝可以暴露在激光聚焦点的位置，光学部件实现激光出光的功能和从测量工作位置到规划工作路径等功能，光学部件的焊接头同轴影像用于跟踪焊接过程中焊缝的路径运动情况以及监视工件焊接情况，视觉定位识别和辅助光源提供定位功能，保证零件焊接位置与设定位置一致，该焊接装置采用压紧机构对零件内外局部压紧，利于图像技术进行轨迹规划和图像示教，可以直观编程，简化了操作者编程，定位稳定，焊接效率高质量好。效率高质量好。效率高质量好。

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁零件激光焊接装置及焊接方法


[0001]本专利技术涉及焊接
，尤其是一种薄壁零件激光焊接装置及焊接方法。

技术介绍

[0002]目前的焊接工艺采用工装装夹的形式进行焊接，通过工装定位夹紧待焊接件，消除零件尺寸变形的影响，再用三爪卡盘夹紧工装进行旋转圆弧焊接。工装夹紧方式存在人工频繁拆卸和装配工装，焊接操作依赖于人工的操作经验和对焊接工艺的理解。这种工艺不便于量化和监测，同时生产效率低，难以扩大产能提升效率。此外，薄壁零件之间可能间隙较大的情况，焊接效果不佳，可能产生焊接缺陷，需要进行补焊工序。

技术实现思路

[0003]针对上述技术问题，本专利技术提出了一种薄壁零件激光焊接装置及焊接方法，该焊接装置采用压紧机构对零件内外局部压紧，保证焊缝均匀，焊接质量佳，利于图像技术进行轨迹规划和图像示教，可以直观编程，简化了操作者编程，定位稳定，焊接效率高质量好。
[0004]一种薄壁零件激光焊接装置，包括底板、定龙门运动机构、工件旋转机构、外圈压紧机构、内圈压紧机构及光学部件；
[0005]所述定龙门运动机构包括定龙门架、X轴运动模块、Y轴运动模块及Z轴运动模块，所述定龙门架固定在底板上，所述X轴运动模块安装在定龙门架上，所述Y轴运动模块安装在底板上，所述Z轴运动模块安装在X轴运动模块上，所述Z轴运动模块上安装有旋转头，用于驱动光学部件旋转；
[0006]所述工件旋转机构安装在Y轴运动模块上，包括电机、减速机、旋转盘底座、旋转盘、三爪卡盘及气动旋转转接头，所述旋转盘底座通过电机和减速机配合驱动，旋转盘设于旋转盘底座上，所述三爪卡盘设置在旋转盘上，通过与减速机输出轴连接的气动旋转转接头进行驱动；
[0007]所述外圈压紧机构采用旋转压紧气缸，均匀设置在旋转盘上并位于三爪卡盘的外圈；
[0008]所述内圈压紧机构包括型材支架、旋转气缸、旋转臂、压紧气缸、活顶尖及活顶尖微调装置，所述型材支架固定在底板上，所述旋转气缸安装在型材支架的端部用于驱动旋转臂转动，所述压紧气缸固定在旋转臂端部，所述活顶尖安装在活顶尖微调装置上，通过压紧气缸调节，所述活顶尖设于三爪卡盘的上方；
[0009]所述光学部件包括激光焊接头、测距传感器、视觉定位相机及焊接头同轴影像，所述测距传感器、视觉定位相机及焊接头同轴影像通过支架安装于激光焊接头的周围。
[0010]作为上述技术方案的优选，所述X轴运动模块、Y轴运动模块及Z轴运动模块均包括电机、丝杆、导轨、及滑块，所述电机驱动丝杆旋转，所述滑块与丝杆螺纹连接，通过电机驱动丝杆旋转的同时沿着导轨滑动。
[0011]作为上述技术方案的优选，所述导轨上安装有光电开关，光电开关的安装位置用
于预设滑块的零点位置并进行初始定位。
[0012]作为上述技术方案的优选，所述光学部件还包括辅助光源，所述辅助光源用于提高视觉定位相机的成像效果。
[0013]一种采用上述任意一项定位工装的的薄壁零件激光焊接方法，步骤一：安装薄壁零件，将薄壁零件安装于工件旋转机构上，通过三爪卡盘进行初始定位；
[0014]步骤二，装夹薄壁零件，根据薄壁零件的具体构造选择外圈压紧机构、内圈压紧机构两种压紧机构中的任意一种或者同时选择两种压紧机构对薄壁零件进行装夹压紧；
[0015]步骤三，规划焊接路径，如果焊接路径是圆形或圆弧形，直接通过工件旋转机构旋转即可实现焊接路径，如果焊接路径是特殊轨迹路线，通过视觉定位相机和辅助光源配合进行路径识别和规划；
[0016]步骤四，焊接，定龙门运动机构驱动激光焊接头沿着步骤三中的焊接路径完成薄壁零件的焊接。
[0017]本专利技术的有益效果在于：
[0018]通过内圈压紧机构和外圈压紧机构分别对零件内、外圈进行气动压紧；可以更为方便地达到工件压紧的目的，通过气压调节还可以一定程度上保证压紧的力，对焊缝质量是具有一定的保证和可复制性，利于图像技术进行轨迹规划和图像示教，可以直观编程，简化了操作者编程，定位稳定，焊接效率高质量好。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的结构示意图。
[0020]图2为工件旋转机构和外圈压紧机构的结构示意图。
[0021]图3为内圈压紧机构的结构示意图。
[0022]图4为光学部件的结构示意图。
[0023]图5为激光焊接流程图。
[0024]附图标记如下：1
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底板、2
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定龙门运动机构、201
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定龙门架、202
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X轴运动模块、203
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Y轴运动模块、204
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Z轴运动模块、3
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工件旋转机构、301
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电机、302
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减速机、303
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旋转盘底座、304
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旋转盘、305
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三爪卡盘、306
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气动旋转转接头、4
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外圈压紧机构、5
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内圈压紧机构、501
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型材支架、502
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旋转气缸、503
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旋转臂、504
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压紧气缸、505
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活顶尖、506
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活顶尖微调装置、6
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光学部件、601
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激光焊接头、602
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测距传感器、603
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视觉定位相机、604
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焊接头同轴影像、605
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辅助光源、7
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旋转头。
具体实施方式
[0025]下面结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]如图1至图4所示的一种薄壁零件激光焊接装置，包括底板1、定龙门运动机构2、工件旋转机构3、外圈压紧机构4、内圈压紧机构5及光学部件6；
[0027]所述定龙门运动机构2包括定龙门架201、X轴运动模块202、Y轴运动模块203及Z轴运动模块204，所述定龙门架201固定在底板1上，所述X轴运动模块202安装在定龙门架201
上，所述Y轴运动模块202安装在底板1上，所述Z轴运动模块204安装在X轴运动模块202上，所述Z轴运动模块204上安装有旋转头7，用于驱动光学部件6旋转；
[0028]所述工件旋转机构3安装在Y轴运动模块203上，包括电机301、减速机302、旋转盘底座303、旋转盘304、三爪卡盘305及气动旋转转接头306，所述旋转盘底座303通过电机301和减速机302配合驱动，旋转盘304设于旋转盘底座303上，所述三爪卡盘305设置在旋转盘304上，通过与减速机302输出轴连接的气动旋转转接头306进行驱动；
[0029]所述外圈压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄壁零件激光焊接装置，其特征在于：包括底板、定龙门运动机构、工件旋转机构、外圈压紧机构、内圈压紧机构及光学部件；所述定龙门运动机构包括定龙门架、X轴运动模块、Y轴运动模块及Z轴运动模块，所述定龙门架固定在底板上，所述X轴运动模块安装在定龙门架上，所述Y轴运动模块安装在底板上，所述Z轴运动模块安装在X轴运动模块上，所述Z轴运动模块上安装有旋转头，用于驱动光学部件旋转；所述工件旋转机构安装在Y轴运动模块上，包括电机、减速机、旋转盘底座、旋转盘、三爪卡盘及气动旋转转接头，所述旋转盘底座通过电机和减速机配合驱动，旋转盘设于旋转盘底座上，所述三爪卡盘设置在旋转盘上，通过与减速机输出轴连接的气动旋转转接头进行驱动；所述外圈压紧机构采用旋转压紧气缸，均匀设置在旋转盘上并位于三爪卡盘的外圈；所述内圈压紧机构包括型材支架、旋转气缸、旋转臂、压紧气缸、活顶尖及活顶尖微调装置，所述型材支架固定在底板上，所述旋转气缸安装在型材支架的端部用于驱动旋转臂转动，所述压紧气缸固定在旋转臂端部，所述活顶尖安装在活顶尖微调装置上，通过压紧气缸调节，所述活顶尖设于三爪卡盘的上方；所述光学部件包括激光焊接头、测距传感器、视觉定位相机及焊接头同轴影像，所述测距传感器、视觉定位相机及焊接头同轴影像通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：周鹏，张庸，陈子恒，陈红元，李晓东，李陈宾，胡晓勇，
申请(专利权)人：北京星航机电装备有限公司，
类型：发明
国别省市：