一种不规则工件在普通激光焊接设备焊接的方法
【专利摘要】本发明涉及激光焊接技术，尤其是针对不规则工件在普通激光焊接设备上焊接的方法，包括以下步骤：步骤1：将磁性支架（2）固定在激光焊接设备工作台（1）上；步骤2：将工件装夹在磁性支架（2）的装夹头（213）上；步骤3：粗调工件位置：调整磁性支架（2）上的万向节杆（21），使工件待焊接处处于激光焊接设备的激光发射头下方；步骤4：精调工件位置：调节激光焊接设备工作台（1）在X轴、Y轴、Z轴的位置，使激光束（3）焦点对准工件需要焊接的位置；步骤5：开始激光焊接。本方法不仅解决了不规则工件在普通激光焊机上无法焊接的问题，而且为企业省下购置高端激光焊设备的费用。
【专利说明】一种不规则工件在普通激光焊接设备焊接的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光焊接技术，尤其是针对不规则工件在普通激光焊接设备上焊接的方法。
【背景技术】
[0002]普通激光焊接设备在进行工件定位及焊接时主要依靠其工作台在X\Y\Z\A四轴向或X\Y\Z\A\B五轴向的调整控制来实现，上述所谓四轴或五轴中的X轴向、Y轴向、Z轴向即为空间直角坐标系的X、Y、Z三个坐标方向，而A向即为以Z轴为轴心的360°旋转方向，常见机构如三爪卡盘；B向则是以X轴或Y轴为轴心的旋转方向，且旋转角度一般不超过90°，常见机构如调整三爪卡盘的弹簧机构或激光焊接设备的发射头等。
[0003]此类普通激光焊接设备的缺点是其受装夹方式及方位调控能力的限制只能加工一些规则的柱状工件，如圆柱体等，而对于结构不规则的工件或存在焊接干涉区域的结构而言，则无能为力。
[0004]如用带机械臂的焊接设备也可以加工形状不规则的工件，但是此类设备价格高昂，是普通激光焊接设备的数倍。
【发明内容】
[0005]针对现有的普通激光焊接设备既无法对复杂不规则的工件装夹，而且调控方位的能力也相当局限，本发明的目的在于解决不规则工件在普通激光焊设备上的装夹及其在任何一个方位的调控，实现激光焊接。
[0006]本发明采取的技术方案的:
[0007]—种不规则工件在普通激光焊接设备焊接的方法，包括以下步骤:
[0008]步骤1:将磁性支架(2)固定在激光焊接设备工作台(I)上；
[0009]步骤2:将工件装夹在磁性支架(2)的装夹头(213)上；
[0010]步骤3:粗调工件位置:调整磁性支架(2)上的万向节杆(21)，使工件待焊接处处于激光焊接设备的激光发射头下方；
[0011]步骤4:精调工件位置:调节激光焊接设备工作台(I)在X轴、Y轴、Z轴的位置，使激光束(3)焦点对准工件需要焊接的位置；
[0012]步骤5:开始激光焊接。
[0013]上述磁性支架(2)包括基座(20)和万向节杆(21)两部分，而万向节杆(21)又由两节杠杆(211、212)和一节装夹头(213)构成，万向节杆(21)通过关节球与基座(20)相连，其下杠杆(211)可以在基座(20)面上实现180°的球面运动；上杠杆(212)与下杠杆(211)通过弹性锁紧螺栓相连，可以围绕其与下杠杆(211)的连接点实现360°的平面旋转；装夹头(213)通过关节球与上杠杆(212)相连，可以围绕其与上杠杆(212)的连接点实现90 °的球面运动。
[0014]本发明的有益效果:[0015]在普通激光焊接设备的工作台上安置一台磁性支架，磁性支架夹持工件，通过调整磁性支架的万向节杆并结合工作台在X、Y、Z三个轴向的微调，达到一个万向调节的功能，实现对不规则工件的激光焊接。
[0016]本发明已在传感器零部件的激光焊接得到运用，有很好的实际效果。本方法不仅解决了不规则工件在普通激光焊机上无法焊接的问题，而且为企业省下购置高端激光焊设备的费用，因为要对复杂不规则工件进行激光焊接一般需要带机械手的激光焊接设备才能实现，一台带机械手的激光焊接设备的价格往往是普通焊接设备的数倍，而一台磁性支架只需数十元人民币即可，两者可谓相去甚远。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为磁性支架在激光焊接设备上的安装示意图，1:激光焊接设备工作台，2:磁性支架，20:基座，21:万向节杆，211:下杠杆，212:上杠杆，213:装夹头，3激光束。
【具体实施方式】
[0018]下面结合说明书附图和实施例对本发明创造进一步说明。
[0019]图1为磁性支架(2)在激光焊接设备工作台(I)上的安装示意，磁性支架(2)的基座(20)是一个利用磁性原理工作的机构，通过基座(20)上的开关旋钮产生磁力吸附固定在激光焊接设备的工作台(I)上。
[0020]当基座(20)固定后，基座(20)、下杠杆(211)、上杠杆(212)和装夹头(213)的连接形式从机械原理上来讲就是一个开式运动链，在这个运动链上共有三个运动副，分别为下杠杆(211)与基座(20 )连接的球面副，上杠杆(212 )与下杠杆(211)连接的转动副，以及装夹头(213)与上杠杆(212)连接的球面副，整个磁性支架(2)就是一个空间三连杆机构。
[0021]机构末端的装夹头(213)用于夹持工件，工件夹持后，就利用这个空间三连杆机构进行调整，如下杠杆(211)与基座(20 )是球面副连接方式，S卩整个万向节杆(21)可以围绕连接点进行球面运动，最大运动半径就是下杠杆(211)、上杠杆(212)和装夹头(213)长度之和；而上杠杆(212)与下杠杆(211)是转动副连接方式，即上杠杆(212)可以围绕它和下杠杆(211)的连接点进行平面的转动，最大运动半径就是上杠杆(212 )和装夹头(213 )长度之和；此外，装夹头(213)与上杠杆(212)也是球面副连接方式，其运动半径就是其自身的长度。调整采用的是手动方式，通过上述三种运动副的组合运用，将工件需要焊接的位置粗调至激光发射头的正下方，并确保激光束(3)的光路不受任何阻碍。
[0022]由于磁性支架(2 )是完全手工调整的，调整的精度比较低，不能将工件需焊接的位置直接置于激光束的焦点处，所以在完成粗调之后，开始进行精调，精调步骤是借助激光焊接设备自身的功能来完成的，因为激光焊接设备自身的控制系统可以控制工作台(I)在X轴向、Y轴向及Z轴向进行移动，通过对工作台(I)在三个轴向的微调，实现对工件需焊接位置的对焦。
[0023]接下来就是工件的激光焊接，工件焊接结束后，通过拨回基座(20)上的旋钮开关，基座(20)磁力消失，磁性支架(2)即可以从激光焊接设备的工作台(I)上取下，整个操作过程方便灵活。
【权利要求】
1.一种不规则工件在普通激光焊接设备焊接的方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤1:将磁性支架(2)固定在激光焊接设备工作台(I)上； 步骤2:将工件装夹在磁性支架(2)的装夹头(213)上； 步骤3:粗调工件位置:调整磁性支架(2)上的万向节杆(21)，使工件待焊接处处于激光焊接设备的激光发射头下方； 步骤4:精调工件位置:调节激光焊接设备工作台(I)在X轴、Y轴、Z轴的位置，使激光束(3)焦点对准工件需要焊接的位置； 步骤5:开始激光焊接； 上述磁性支架(2)包括基座(20)和万向节杆(21)两部分，而万向节杆(21)又由两节杠杆(211、212)和一节装夹头(213)构成，万向节杆(21)通过关节球与基座(20)相连，其下杠杆(211)可以在基座(20)面上实现180°的球面运动；上杠杆(212)与下杠杆(211)通过弹性锁紧螺栓相连，可以围绕其与下杠杆(211)的连接点实现360°的平面旋转；装夹头(213)通过关节球与上杠杆(212 )相连，可以围绕其与上杠杆(212 )的连接点实现90 °的球面运动。
2.一种磁性支架(2)，其特征在于包括基座(20)和万向节杆(21)两部分，而万向节杆(21)又由两节杠杆(211、212 )和一节装夹头(213 )构成，万向节杆(21)通过关节球与基座(20)相连，其下杠杆(211)可以在基座(20)面上实现180°的球面运动；上杠杆(212)与下杠杆(211)通过弹性锁紧螺栓相连，可以围绕其与下杠杆(211)的连接点实现360°的平面旋转；装夹头(213)通过关节球与上杠杆(212)相连，可以围绕其与上杠杆(212)的连接点实现90°的球面运动。
【文档编号】B23K26/21GK103737175SQ201310626310
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】张一强, 张玉莲 申请人:苏州长风航空电子有限公司