一种植芯激光焊接装置的制作方法

本发明涉及焊接技术领域，特别是一种植芯激光焊接装置。

背景技术：

我厂所设计的芯板包括第一面板、第二面板和设于第一面板、第二面板之间的若干个芯管，芯管与两个面板之间通过钎焊连接。所制作出的芯板可用于建筑结构、车辆、船舶、飞机、航天设备、集装箱、桥梁、道路、隧道、轨基、家具、涵管、真空管或箱包等各个领域。所谓的植芯就是将多个芯管固定于其中一块面板上。

在芯板的面板与芯管进行钎焊连接时，主要存在以下问题：（1）如果芯管在面板上不固定一下，而是直接将钎料铺在芯管上，置于钎焊炉里面钎焊，会产生芯管歪倒的现象；（2）如果将钎料套设于芯管上，且通过钎料整排芯管连成一体，或者通过金属丝将所有芯管连成一体等，如果将上面板压在芯管上，由于面板面积较大，如采用12m长的面板，在压放的过程中会带有气流，不仅容易将钎料吹歪，还容易使整个芯管产生位移，从而影响钎焊质量。

因此，如何设计一种自动化程度高的设备，使得钎料和芯管都不会受到气流影响产生移位或晃动是本发明亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种自动化程度高，工作效率高，结构简单的植芯激光焊接装置。

本发明的技术方案是：一种植芯激光焊接装置，包括机架、焊接机构、抓手机构和带动抓手机构运动的传动机构；所述焊接机构和传动机构均与机架连接；所述焊接机构包括直线滑台和用于将芯管焊接于面板上的焊接机头，直线滑台带动焊接机头运动；焊接机头的下方设有用于放置面板的平台；所述抓手机构包括用于夹持芯管的夹持部。

上述方案具有以下优点：通过设置焊接机构、抓手机构和传动机构，能够将芯管夹持住并置于面板上，然后通过焊接将芯管固定于面板上，芯管与面板之间至少焊一个点，只要使芯管不会在面板上产生移动即可，自动化程度高，从而防止面板与芯管在钎焊炉内进行钎焊时或者在输送过程中产生移位现象。

进一步，所述夹持部包括多个用于抓取芯管的毛刷体，毛刷体包括毛刷柄和环绕设在毛刷柄周围的刷毛，刷毛插入芯管后能够将芯管抓起，且芯管不会掉落；或者所述夹持部为机械臂或夹具结构。

本发明设计了一种毛刷体来抓取芯管，不仅结构简单，成本低廉，抓取方便且牢固，而且可同时设置多个毛刷体来同时抓取多个芯管，如芯管在面板上是一排排的设置，通过毛刷体可同时抓取一排芯管置于面板上进行焊接，且毛刷体的体积较小，不仅提高了工作效率，还不会占用太多空间，大大简化设备，降低成本。

可以理解的是，本发明的夹持部也可以是其它结构，如机械臂等，本发明不对此进行具体限定，但采用毛刷体确实比其他结构简单、成本低。

进一步，相邻毛刷体之间间隔布置，与各芯管在面板的排布间距相同。这样，使得毛刷

体同时抓取多个芯管后直接置于面板上，而不用调整各芯管的间距，省时省力。

进一步，所述毛刷柄上连接有压板座，所述压板座上设有用于限位芯管的限位部。限位

部可防止毛刷柄无限制的进入芯管。

进一步，所述毛刷柄的上部从压板座延伸出，连接安装座，安装座通过连接件连接传动机构；压板座与安装座之间设有弹簧。弹簧用于调节芯管，如果毛刷体抓取芯管置于面板上后，有的芯管可能会出现倾斜的现象，需要将芯管调正，在调节过程中通过弹簧可起到缓冲作用，不会损坏芯管。

进一步，所述焊接机头有两个，两个焊接机头之间用于放置待焊接的芯管。设置两个焊接机头可以对芯管的端部两侧同时焊接，更加牢固。

进一步，所述传动机构为xyz轴、xy轴或yz轴传动。

进一步，所述芯管的两端设有钎料，所述焊接机头将带钎料的芯管焊接于面板上。先将带钎料的芯管固定于面板上，再通过钎焊炉进行钎焊，使得芯管通过钎料与面板紧固连接，增加整体强度。

进一步，所述传动机构上还连接有用于将芯管导正的芯管导正机构。

进一步，所述芯管导正机构包括气缸，气缸连接第一轴体，第一轴体上设有多个调节板，调节板与第一轴体转动连接，每个调节板的下端均与夹紧板转动连接，每个夹紧板还与第二轴体转动连接，且夹紧板的下端固定连接定位板，定位板有两个，包括前定位板和后定位板；一部分连接成一体的调节板和夹紧板与另一部分连接成一体的调节板和夹紧板互为镜像结构；一部分夹紧板的下端连接前定位板，另一部分夹紧板的下端连接后定位板。

本发明的有益效果：

（1）通过自主研发的全新焊接设备，使得芯管自动焊接于面板上，从而防止芯管在钎焊过程、输送过程或铺设上面板的过程中因气流而产生移位等，进而提高钎焊质量；且无需人工焊接，大大提高工作效率，降低人力成本；

（2）采用毛刷体抓取芯管，结构简单，成本低廉，操作方便、牢固，且不占用太多空间；

（3）通过设置芯管导正机构，能够保证焊接机头一次性焊接成功，如一次性连续扫焊后，不合格率大大降低。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2为是本发明实施例1毛刷体的结构示意图；

图3是本发明实施例1芯管导正机构的结构示意图；

图4是图3所示实施例1的侧视图；

图5是本发明实施例1芯管的结构示意图。

附图标识说明：1.机架；2.激光焊接机构；3.抓手机构；4.平台；5.芯管；6.芯管导正机构；

21.直线滑台；22.激光焊机头；31.毛刷体；61.气缸；62.第一轴体；63.调节板；64.夹紧板；65.第二轴体；66.前定位板；67.后定位板；51.翻边；52.钎料；

311.毛刷柄；312.刷毛；313.压板座；314.安装座；315.弹簧；

3131．底部；3132．第一凸部；3133．第二凸部。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示：一种植芯激光焊接装置，包括机架1、激光焊接机构2和抓手机构3。其中，激光焊接机构2包括直线滑台21以及两个激光焊机头22，直线滑台通过支撑架以及一些固定件连接于机架上，直线滑台21与激光焊机头22连接，能够同时带动两个激光焊机头作直线运动。激光焊机头的下方设有用于放置面板的平台4。抓手机构3包括多个用于抓取芯管的毛刷体31，相邻毛刷体之间间隔布置，与各芯管5在面板的排布间距相同，所述毛刷体的上部通过安装座连接传动机构，传动机构用于带动毛刷体移动。传动机构可以是xyz轴、xy轴或yz轴传动，从而带动毛刷体前后、左右和/或上下移动，从而抓取芯管，将芯管置于面板的特定位置，以便于激光焊机头对芯管进行焊接，使芯管的下端固定于面板上。本实施例中，传动机构优选为yz轴传动，传动机构的动力来源可以是电机或气缸，传动机构的具体结构已是现有技术，此处不再赘述。

如图2所示：本实施例中，毛刷体31包括毛刷柄311和环绕设在毛刷柄311周围的刷毛312，其中，刷毛与毛刷柄之间的夹角为45°~90°，优选为70°，该角度能使得刷毛312插入芯管5后能够将芯管5抓起，且芯管5不会掉落。毛刷柄311上连接有压板座313，压板座313固定于毛刷柄311上，且毛刷柄311的上部从压板座313延伸出，经安装座314及其他支架连接传动机构，安装座314与压板座313之间设有弹簧315，可用于调节芯管5，如果毛刷体抓取芯管置于面板上后，有的芯管可能会出现倾斜的现象，需要将芯管调正，在调节过程中通过弹簧可起到缓冲作用，不会损坏芯管。

压板座313包括底部3131、沿底部向下延伸出的第一凸部3132以及沿底部向上延伸出的第二凸部3133。底部41用于限位芯管，第一凸部的外径与芯管的内径相适配，使得芯管的内径插入第一凸部的外径后就能够被底部限位，防止毛刷柄1无限制的伸入芯管内，且伸入的深度无法确定，通过底部限位，就可以确定毛刷柄进入芯管内的深度。第二凸部3133用于连接弹簧315。

本实施例采用毛刷体抓取芯管，相比于其它夹持设备或机械手而言，结构简单，成本低廉，且可设置至少一排毛刷体抓取多个芯管，进行同时焊接，大大提高工作效率。

本实施例中，当毛刷体抓取芯管置于面板上后，考虑到可能会出现芯管放置倾斜、不正的情况，如果此时直接焊接，会容易产生漏焊、虚焊等，还要再挑出不合格品重新焊接，大大降低工作效率。因此，本实施例还设计了芯管导正机构6。

如图3和图4所示：芯管导正机构6包括气缸61，气缸61连接第一轴体62，第一轴体62上设有多个调节板63，调节板63与第一轴体62转动连接，每个调节板63的下端均与夹紧板64转动连接，形成s型，每个夹紧板64还与第二轴体65转动连接，且夹紧板64的下端固定连接定位板，定位板有两个，包括前定位板66和后定位板67。其中，一部分调节板与另一部分调节板为镜像结构，一部分夹紧板与另一部分夹紧板为镜像结构，一部分调节板与一部分夹紧板转动连接后形成s型，一部分夹紧板的下端连接前定位板，另一部分夹紧板的下端连接后定位板，芯管设于前定位板和后定位板之间。

芯管导正机构的工作原理为：通过气缸拉动第一轴体，第一轴体带动调节板和夹紧板围着第二轴体运动，例如气缸拉动第一轴体向上运动时，夹紧板带动前定位板和后定位板将芯管夹住，实现导正芯管的作用，即可进行激光焊；当气缸拉动第一轴体向下运动时，夹紧板带动前定位板和后定位板将芯管松开，完成焊接。

如图5所示：本实施例中，芯管5的两端设有翻边51，或者芯管的下端设有翻边，从而增大芯管与面板的接触面，将芯管的翻边与面板焊接，进而提高焊接强度。芯管5的两端还设有钎料52，钎料套设于芯管内并固定于芯管的翻边上。

本实施例的工作原理为：将带钎料的芯管套入抓手机构的一排毛刷体内，且通过压板座的底部限位；启动传动机构，传动机构带动抓手机构运动，抓手机构的刷毛能够保证芯管3在移动过程中不会掉落；抓手机构带动一排芯管移动至面板的特定位置，并通过芯管导正机构夹住每个芯管进行导正，或者芯管导正机构在传动机构动作前将芯管导正；芯板固定好后，直线滑台带动前后两侧的激光焊机头做直线运动，前侧的激光焊机头对每个芯管的下端前侧进行连续激光扫描焊接，同时，后侧的激光焊机头对每个芯管的下端后侧进行连续激光扫描焊接，使得芯管的下端固定于面板上。

实施例2

与实施例1的区别在于，本实施例不设置芯管导正机构，若发现芯管倾斜，可人工导正即可。

实施例3

与实施例1的区别在于，本申请只设置一个激光焊机头，只对芯管的前侧焊接，或者只对芯管的后侧焊接，只要将芯管固定于面板上，不会产生位移即可。

实施例4

与实施例1的区别在于，本实施例的抓取机构包括机械臂和控制机械臂运动的执行机构，机械臂可抓取芯管至面板的特定位置，执行机构可带动多个机械臂同时运动，机械臂上设有夹持部。机械臂夹持零件的结构已是现有技术，此处不再具体赘述。但是采用机械臂相对于实施例1中的毛刷体而言，大大提高成本。

实施例5

与实施例1的区别在于，本实施例的抓取机构包括夹具和控制夹具动作的执行机构，夹具包括前夹具和后夹具，通过控制二者的打开和夹紧，实现芯管的夹持。前夹具和后夹具上设有多个用于容纳芯管的凹槽，可放置多个芯管。

可以说，抓取机构的结构千变万化，只要能将芯管抓取置于芯板上辅助激光焊机头焊接即可。但上述这些结构相比毛刷体而言，都较为复杂，大大提高成本。

实施例6

与实施例1的区别在于，激光焊机头由点焊机代替，直线滑台可带动点焊机每到一个芯管的位置处，就停顿一次，点焊一下，可不作连续扫描焊接。

以上所述的具体实施案例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施案例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。