专利名称：由机器人施焊的激光焊接试验台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激光焊接试验台，特别是一种由机器人施焊的激光焊接试验台。用于机械工程领域。
背景技术：
由焊接机器人实施的激光熔焊与激光钎焊的焊接新工艺在汽车制造领域的薄板焊接中已经取得一些成效，但还有许多问题需要通过焊接试验获取工艺参数后进行深入研究。由机器人施焊的激光焊接试验的基本方法是，试验时，为了有效的进行试验和节约试验成本，需要制作数种规格的试验样件。同时，为获取准确的焊接工艺参数，要求焊接工艺装备夹持试验样件后，模拟工件焊缝实际的空间位置并精确定位，然后由机器人施焊。因此，在一种装置上既能夹持多种规格的焊接试验样件又能完成模拟工件焊缝实际的空间位置对焊接试验样件进行各种组合并精确定位，方能满足激光焊接试验的要求。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利号为92105663X，名称为高产激光焊接装置和方法，该专利的特征自述为一种通过在一公共焊缝线上方对准地并沿一纵向轴线相互有效隔开地设置多个激光焊接机来沿着此较长公共焊缝线焊结金属板材的方法。在一较佳实施例中，每个焊接机在一平行于与纵向轴线相垂直的横向轴线的方向上可单独调节，金属板材在上表面上沿公共焊缝线对齐成对头接触关系并夹紧以便焊接。每个激光机沿焊缝线只焊接板材的一部分。而各焊接机与板材间的相对位移大于各焊接机间的有效间距以保证沿公共焊缝线连续焊道。由图可看出，夹持板材是不可调整位置的夹紧块，不能按照工件焊缝的空间位置操作机械装置使试验样件精准的定位，因而不能满足激光试验的精度要求。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的以上问题，提出一种由机器人施焊的激光焊接试验台。使其既能夹持多种规格的焊接试验样件，又能完成模拟工件焊缝实际的空间位置对焊接试验样件进行各种组合并精确定位。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括水平与垂直移动机构、转动机构、转动大板机构、支架。人工操作水平与垂直移动机构可实现夹持、水平进给、垂直进给并自锁定位置功能；人工操作转动机构可实现夹持、转动、分度并定位功能；转动大板机构具有承载转动机构和水平、垂直移动机构同时人工操作可实现转动并定位功能；支架支承转动大板机构并可移动。用联接螺钉将转动机构及水平与垂直移动机构固定在转动大板机构上，转动大板机构与支架连接，支架平稳地放置在地面上。
水平与垂直移动机构包括支板架、第一组夹头、第一试件定位板(根据不同规格的试件可有不同规格的定位板)、水平进给装置、垂直进给装置、第一手动轮、第二手动轮。用螺钉将夹头及试件定位板固定在支板架上，用螺钉将支板架固定在垂直进给装置上，用螺钉将垂直进给装置固定在水平进给装置上，手动轮装在水平进给装置与垂直进给装置上的丝杠轴端，用紧定螺钉固定。用螺钉将水平进给装置固定在转动大板机构上。
水平进给装置由导杆、滑块、基体、板、小铜套与丝杠组(可自锁)构成。板与滑块用螺钉把合，滑块套在导杆上，导杆紧配合插入基体内，丝杠组与板用螺钉把合，两端插入小铜套，小铜套压入基体内。小铜套紧配合压装在基体内，丝杠组两端插入小铜套且与板用螺钉把合。
垂直进给装置结构与水平进给装置结构相同。
转动机构包括转动体、小轴承座、第二组夹头、第二试件定位板、两套小转动轴装配、分度装置、第三手动轮。用螺钉将夹头及试件定位板固定在转动体上，用螺钉将分度装置安装在转动体上，转动体两端同加工的两孔与小轴转动装配止口定位并用法兰连接，小轴转动装配的轴安装在轴承座上，手动轮装在小轴端并用锁紧螺母固定，用螺钉将小轴承座固定在转动大板机构上。
转动大板机构包括大板、悬挂支架、大轴承座、两套大转动轴装配、定位销、大手动轮。用螺钉将悬挂支架固定在大板上，大轴动轴装配与悬挂支架止口定位并用法兰连接，大轴动轴装配安装在大轴承座上，大手动轮装在大轴端并用锁螺母固定，大轴承座直接安装在支架上，定位销插入大轴承座孔内且可插入悬挂支架对应孔内完成定位功能。
支架包括立撑、水平框架、转动轮，各另件均用螺钉连接。
焊接试验时，首先将试验项目所需规格的试验样件放置在转动机构及水平与垂直移动机构上并用定位板定位，然后用夹头把试验样件夹紧，本发明的夹头可以夹紧多种规格的试验样件。接着，按试验项目所要模拟的工件焊缝的空间位置进行各种操作如下第一步，根据分度装置的角度指示把转动机构转到所需角度(包括0度)，用定位螺钉锁紧定位。第二步，操作水平与垂直移动机构，使试验样件搭接或对接到预定位置，丝杠自动锁紧定位。第三步，操作转动大板机构使大板转到所需角度(包括0度)，用定位销锁紧定位。最后操作机器人施焊。
本发明具有实质性特点，可按激光焊接试验要求使用夹头夹紧多种规格的试验样件，同时按试验项目所要模拟的工件焊缝的空间位置对试验样件进行各种组合并精确定位，不仅节约了试验成本，提高了试验效率，更主要的是按照工件焊缝的空间位置操作机械装置使试验样件精准的定位，满足激光试验的精度要求，具有各类焊接系统所不具有的独立的特征。
图1本发明总体结构示意2本发明水平与垂直移动机构结构示意3本发明水平与垂直移动机构结构中的水平进给装置结构示意4本发明转动机构结构示意5本发明转动大板机构结构示意6本发明支架结构示意图具体实施方式
如图1、图2所示，本发明包括水平与垂直移动机构1、转动机构2、转动大板机构3、支架4。用联接螺钉将转动机构2及水平与垂直移动机构1固定在转动大板机构3上，转动大板机构3与支架4连接，支架4平稳地放置在地面上。水平与垂直移动机构1包括第一手动轮5、第一组夹头6、第二手动轮7、第一试件定位板8、支板架9、垂直进给装置10、水平进给装置11，用螺钉将支板架9固定在垂直进给装置上10，用螺钉将垂直进给装置10固定在水平进给装置11上，用螺钉将第一组夹头6及第一试件定位板8固定在支板架9上，将第一手动轮5装在水平进给装置11端部，第二手动轮7装在垂直进给装置10端部。
如图3所示，水平进给装置11包括基体12、小铜套13、丝杠组14(可自锁)、导杆15、板16、滑块17。板16与滑块17用螺钉把合并套在导杆上，导杆15紧配合插入基体12内，小铜套13紧配合压装在基体12内，丝杠组14两端插入小铜套13且与板16用螺钉把合。
垂直进给装置10与水平进给装置11结构相同。
如图4所示，转动机构2包括分度装置18、转动体19、第二试件定位板20、第二组夹头21、小转动轴装配22、第三手动轮23、小轴承座24。用螺钉将第二组夹头21及第二试件定位板20固定在转动体19上，用螺钉将分度装置18安装在转动体19上，转动体19两端同加工的两孔与小转动轴装配20止口定位并用法兰连接，小轴转动装配22与小轴承座24相连接，第三手动轮23装在小轴转动装配轴端。
如图5所示，转动大板机构3包括大板25、大轴承座26、悬挂支架27、大转动轴装配28、大手动轮29，定位销30。用螺钉将悬挂支架27固定在大板25上，大转动轴装配28与悬挂支架27止口定位并用法兰连接，大转动轴装配28安装在大轴承座26上，大手动轮29装在大转动轴装配28端，大轴承座26直接安装在支架4上，定位销30插入大轴承座26孔内且可插入悬挂支架27对应孔内完成定位功能。
如图6所示，支架4包括立撑31、水平框架32、转动轮33，用螺钉将立撑31把合在水平框架32上，用螺钉将转动轮33把合在水平框架32上。
权利要求
1.一种由机器人施焊的激光焊接试验台，包括水平与垂直移动机构(1)、转动机构(2)、转动大板机构(3)、支架(4)，其特征在于，水平与垂直移动机构(1)及转动机构(2)固定在转动大板机构(3)上，转动大板机构(3)与支架(4)连接，支架(4)平稳地放置在地面上，其中，水平与垂直移动机构(1)包括手动轮(5)、夹头(6)、手动轮(7)、试件定位板(8)、支板架(9)、垂直进给装置(10)、水平进给装置(11)，支板架(9)固定在垂直进给装置(10)上，垂直进给装置(10)固定在水平进给装置(11)上，夹头(6)及试件定位板(8)固定在支板架(9)上，手动轮(5)设在水平进给装置(11)端部，手动轮(7)设在垂直进给装置(10)端部。
2.如权利要求1所述的由机器人施焊的激光焊接试验台，其特征是，水平进给装置(11)包括基体(12)、小铜套(13)、丝杠组(14)、导杆(15)、板(16)、滑块(17)，滑块(17)与板(16)把合套在导杆(15)上，导杆(15)紧配合插入基体(12)内，小铜套(13)紧配合压装在基体(12)内，丝杠组(14)两端插入小铜套(13)且与板(16)用螺钉把合。
3.如权利要求1或者2所述的由机器人施焊的激光焊接试验台，其特征是，垂直进给装置(10)与水平进给装置(11)结构相同。
4.如权利要求1所述的由机器人施焊的激光焊接试验台，其特征是，转动机构(2)包括分度装置(18)、转动体(19)、试件定位板(20)、夹头(21)、小转动轴装配(22)、手动轮(23)、小轴承座(24)，夹头(21)及试件定位板(20)固定在转动体(19)上，分度装置(18)设置在转动体(19)上，转动体(19)两端同加工的两孔与小转动轴装配(20)止口定位并用法兰连接，小轴转动装配(22)与小轴承座(24)相连接，手动轮(23)设在小轴转动装配轴端。
5.如权利要求1所述的由机器人施焊的激光焊接试验台，其特征是，转动大板机构(3)包括大板(25)、大轴承座(26)、悬挂支架(27)、大转动轴装配(28)、大手动轮(29)，定位销(30)，悬挂支架(27)固定在大板(25)上，大转动轴装配(28)与悬挂支架(27)止口定位并用法兰连接，大转动轴装配(28)设置在大轴承座(26)上，大手动轮(29)设置在大转动轴装配(28)端，大轴承座(26)直接设置在支架(4)上，定位销(30)插入大轴承座(26)孔内且插入悬挂支架(27)对应孔内完成定位。
6.如权利要求1所述的由机器人施焊的激光焊接试验台，其特征是，支架(4)包括立撑(31)、水平框架(32)、转动轮(33)，立撑(31)把合在水平框架(32)上，转动轮(33)把合在水平框架(32)上。
7.如权利要求1所述的由机器人施焊的激光焊接试验台，其特征是，支架板(9)上表面边与转动体(19)所对应的上表面边在空间位置上始终平行。
全文摘要
一种由机器人施焊的激光焊接试验台，用于机械工程领域。本发明包括水平与垂直移动机构、转动机构、转动大板机构、支架，水平与垂直移动机构及转动机构固定在转动大板机构上，转动大板机构与支架连接，支架平稳地放置在地面上，其中，水平与垂直移动机构包括手动轮、夹头、手动轮、试件定位板、支板架、垂直进给装置、水平进给装置，支板架固定在垂直进给装置上，垂直进给装置固定在水平进给装置上，夹头及试件定位板固定在支板架上，手动轮设在水平进给装置端部，手动轮设在垂直进给装置端部。本发明不仅节约了试验成本，提高了试验效率，更主要的是按照工件焊缝的空间位置操作机械装置使试验样件精准的定位，满足激光试验的精度要求。
文档编号B23K37/04GK1618564SQ20041008929
公开日2005年5月25日 申请日期2004年12月9日 优先权日2004年12月9日
发明者林忠钦, 陈少云, 陈关龙, 赵亦希, 侯西安 申请人:上海交通大学