专利名称：薄壁圆管纵缝激光焊接定位装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种薄壁圆管纵缝激光焊接定位装置，该焊接定位装置为数控激光焊
接机的配套装置，属于工模夹具技术领域。
背景技术：
激光焊接是激光加工材料加工技术应用的重要方面之一，由于其具有焊缝窄、穿 透深、焊缝两边平行、热影响区小、焊接变形小灯优点，广泛应用于机械制造、航空航天、汽 车工业、粉末冶金、生物医学微电子行业等领域。激光焊接的原理是将高强度的激光束辐射 至金属表面，通过激光与金属的相互作用，金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结 晶形成焊接。 激光焊接机通常由五部分组成，即激光发生器、控制系统、光路系统、激光焊接机 机械结构本体和辅助系统等。其中，辅助系统主要指工件运送及定位装置，是激光焊接机不 可或缺的重要组成部分，其设计和制造的好坏对保证获得良好的加工质量有非常重要的关 系。特别是焊接过程中，对于焊接拼缝的要求很高，必须在0.05mm以内，同时，由于激光焊 接的特性，不能采用任何的跟踪定位装置，需要一次拼接定位稳定。 现有的薄壁圆管纵缝焊接定位装置在定位精度上和可靠度上不能满足激光焊接 的工艺要求。
发明内容
本发明的目的是设计一种稳定可靠，拼缝效果好的薄壁圆管纵缝激光焊接定位装 置，保证其在拼接定位后，达到拼缝误差在0. 05mm以内，定位可靠，满足激光焊接纵缝的要 求。 本发明采用的技术方案本发明的薄壁圆管的纵缝激光焊接定位装置包括成型薄 板的支撑芯轴总成、轴向定位机构、对缝定位机构、压紧拼缝机构，压紧拼缝机构包括位于 支撑芯轴下方的下托板及驱动机构和位于支撑芯轴左、右两侧的左、右卡爪及驱动机构。
所述的对缝定位机构包括在支撑芯轴上的轴向对缝槽。 所述的薄壁圆管的纵缝激光焊接定位装置，其下托板的驱动机构包括驱动油缸、 下托板滑座、驱动油缸、位于驱动油缸前后的竖直导轨，驱动油缸的输出端连接在下托板滑 座的下横梁的下部，下托板滑座的前后有滑座导向套与两个竖直导轨匹配起导向作用；下 托板安装在下托板滑座的上横梁上。 所述的薄壁圆管的纵缝激光焊接定位装置，其左卡爪的驱动机构包括通过丝杠支 座水平安装在机架左侧上的丝杠，丝杠上有丝杠滑块，左卡爪底座固定在丝杠滑块上，多个 左卡爪通过各自的左卡爪支座连接在左卡爪底座上；右卡爪的驱动机构包括通过油缸支座 水平安装在机架右侧上的拼缝油缸，夹紧支座固定在拼缝油缸的输出端，夹紧支座上安装 右卡爪底座，多个右卡爪通过各自的右卡爪支座固定在右卡爪底座上。 下托板的横截面为凹形，凹形的两侧与水平成40。 50°角和其互补角，凹形的
3底部有一小凸台；下托板有多个，沿支撑芯轴的轴向间隔排列在下托板滑座的上横梁上。
所述的轴向定位机构包括在支撑芯轴一端的定位块和另一端的挡块，挡块安装在 定位滑座上，定位座固定在机架上，定位滑座连接螺杆，螺杆与定位座的内螺纹匹配。
所述的薄壁圆管的纵缝激光焊接定位装置，其右卡爪(4)与卡爪支座(4d)铰接， (4i)是铰接轴；右卡爪(4)的尾部通过销轴(4g)与支杆(4c)铰接，支杆(4c)为可调节支 杆；左卡爪(3)的安装结构与右卡爪(4)相同。
本发明的优点 该薄壁圆管纵缝焊接定位装置可以满足激光焊接时对拼缝的高要求，拼缝误差在 0. 05mm以内；整个装置的定位精度高，焊接时无需进行实时跟踪；定位稳定可靠，卡爪夹紧 采用液压完成。采用该定位装置可满足激光焊接的要求，实现薄壁圆管纵缝的全自动化激 光焊接，改变了传统氩弧焊接薄壁圆管纵缝的加工方式。 本薄壁圆管纵缝焊接定位装置拼缝效果好，优质、高效、焊接质量高、低成本、定位 可靠、结构合理，能有效地对薄壁圆管的纵缝进行拼接定位，进行激光焊接。
图1是本发明的主视结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图2中卡爪局部放大图。
图4是图2中下托板局部放大图。
具体实施例方式下面结合附图进一步说明本发明的具体结构 如图1、图2 :本发明提供的薄壁圆管的纵缝激光焊接定位装置包括成型薄板的支 撑芯轴总成、轴向定位机构、对缝定位机构、压紧拼缝机构。 压紧拼缝机构包括位于支撑芯轴1下方的下托板2及驱动机构和位于支撑芯轴 左、右两侧的左、右卡爪及驱动机构。 下托板2的驱动机构包括驱动油缸2a、下托板滑座2b、前后竖直导轨2c ;驱动油 缸2a的输出端连接在下托板滑座2b的下横梁2bl的下部，下托板滑座2b的前后有滑座导 向套2b2与竖直导轨2c匹配起导向作用；下托板2安装在下托板滑座2b的上横梁2b3上。 2al是驱动油缸2a的安装支架。 左卡爪3的驱动机构包括通过丝杠支座3a水平安装在机架9左侧上的丝杠3b，丝 杠3b上有丝杠滑块3c，左卡爪底座3e固定在丝杠滑块3c上，多个左卡爪3通过各自的左 卡爪支座3d连接在左卡爪底座3e上；右卡爪4的驱动机构包括通过油缸支座4a水平安装 在机架右侧上的拼缝油缸4b，夹紧支座4c固定在拼缝油缸4b的输出端，夹紧支座4c上安 装右卡爪底座4e，多个右卡爪4通过各自的右卡爪支座4d固定在右卡爪底座4e上。在支 撑芯轴1上的轴向对缝槽la。 10是激光焊接机。 轴向定位机构包括在支撑芯轴一端的定位块5和另一端的挡块6，挡块6安装在定 位滑座6a上，定位座6b固定在机架上，定位滑座6a连接螺杆6c，螺杆6c与定位座6b的内 螺纹匹配。
如图3 :左卡爪3和右卡爪4结构相同，对称安装。图3是以右卡爪为例说明左卡 爪3和右卡爪4的结构， 右卡爪4的驱动机构包括通过油缸支座4a水平安装在机架9右侧上的拼缝油缸 4b，夹紧支座4c固定在拼缝油缸4b的输出端，夹紧支座4c上安装右卡爪底座4e，多个右卡 爪4通过各自的右卡爪支座4d固定在右卡爪底座4e上。右卡爪4与卡爪支座4d铰接，4i 是铰接轴。 为满足不同零件的要求，保证卡爪和管件的贴合紧密。右卡爪4的尾部通过销轴 4g与支杆4c铰接，支杆4c为可调节支杆。通过调节支杆4c的长度，卡爪前端和芯轴的间 隙可调，满足不同零件的要求。 定位卡爪根据焊接工件的长度确定整体数量，分别由左卡爪1 4个，及右卡爪
1 7构成。卡爪的形状和薄壁圆管外形相似，保证夹紧时受力均匀。 如图4 :下托板2横截面为凹形，凹形的两侧2. 2与水平的夹角Q = 30° 50°
及其互补角，凹形的底部有一小凸台2. 1 ;下托板2有多个，沿支撑芯轴1的轴向间隔排列
在下托板滑座2b的上横梁2b3上。 对缝定位机构是在支撑芯轴上的轴向对缝槽。
工作过程 1.定位焊接所用的薄板剪切滚圆成型后，薄壁圆管8装在支撑芯轴1上，薄壁圆 管的一端通过定位块5进行定位，并通过支撑芯轴1上的定位槽la对该薄壁圆管的左侧焊 缝进行调整，先保证单边焊缝定位后，通过旋转丝杠3b，使左卡爪逐步定位夹紧，保证板材 单边焊接位置和定位槽的一致性。然后旋转螺杆6c将挡块6压紧薄壁圆管的另一端，保证 定位的准确。端面定位支座采用楔形块可进行调整。 2、压紧拼缝启动驱动油缸2a，下托板2上行，由下托板2托紧整个薄壁圆管8 ;然 后，启动拼缝油缸4b，将薄壁圆管8右侧边压紧，与薄壁圆管8的左侧边拼拢，并将板材固 定，保证整体的夹持，将整个工件夹紧保证焊接。
权利要求
一种薄壁圆管纵缝激光焊接定位装置，包括成型薄板的支撑芯轴总成、轴向定位机构、对缝定位机构、压紧拼缝机构，其特征在于压紧拼缝机构包括位于支撑芯轴(1)下方的下托板(2)及驱动机构和位于支撑芯轴左、右两侧的左、右卡爪及驱动机构。
2. 根据权利要求1所述的薄壁圆管纵缝激光焊接定位装置，其特征在于对缝定位机 构包括在支撑芯轴(1)上的轴向对缝槽(la)。
3. 根据权利要求1或2所述的薄壁圆管纵缝激光焊接定位装置，其特征在于下托板 (2)的驱动机构包括驱动油缸(2a)、下托板滑座(2b)、驱动油缸(2a)、位于驱动油缸前后的 竖直导轨(2c)，驱动油缸(2a)的输出端连接在下托板滑座(2b)的下横梁(2bl)的下部，下 托板滑座(2b)的前后有滑座导向套(2b2)与两个竖直导轨(2c)匹配起导向作用；下托板(2) 安装在下托板滑座(2b)的上横梁(2b3)上。
4. 根据权利要求1或2所述的薄壁圆管纵缝激光焊接定位装置，其特征在于左卡爪(3) 的驱动机构包括通过丝杠支座(3a)水平安装在机架(9)左侧上的丝杠(3b)，丝杠(3b) 上有丝杠滑块(3c)，左卡爪底座(3e)固定在丝杠滑块(3c)上，多个左卡爪(3)通过各自 的左卡爪支座(3d)连接在左卡爪底座(3e)上；右卡爪(4)的驱动机构包括通过油缸支座 (4a)水平安装在机架右侧上的拼缝油缸(4b)，夹紧支座(4c)固定在拼缝油缸(4b)的输出 端，夹紧支座(4c)上安装右卡爪底座(4e)，多个右卡爪(4)通过各自的右卡爪支座(4d)固 定在右卡爪底座(4e)上。
5. 根据权利要求1或2所述的薄壁圆管纵缝激光焊接定位装置，其特征在于下托板 (2)横截面为凹形，凹形的两侧与水平成40。 50°角和其互补角，凹形的底部有一小凸 台；下托板(2)有多个，沿支撑芯轴(1)的轴向间隔排列在下托板滑座(2b)的上横梁(2b3) 上。
6. 根据权利要求1或2所述的薄壁圆管纵缝激光焊接定位装置，其特征在于轴向定 位机构包括在支撑芯轴一端的定位块(5)和另一端的挡块(6)，挡块(6)安装在定位滑座 (6a)上，定位座(6b)固定在机架上，定位滑座(6a)连接螺杆(6c)，螺杆(6c)与定位座(6b) 的内螺纹匹配。
7. 根据权利要求4所述的薄壁圆管纵缝激光焊接定位装置，其特征在于右卡爪(4) 与卡爪支座(4d)铰接，(4i)是铰接轴；右卡爪(4)的尾部通过销轴(4g)与支杆(4c)铰接， 支杆(4c)为可调节支杆；左卡爪(3)的安装结构与右卡爪(4)相同。
全文摘要
本发明提供一种薄壁圆管纵缝激光焊接定位装置，包括成型薄板的支撑芯轴总成、轴向定位机构、对缝定位机构、压紧拼缝机构，压紧拼缝机构包括位于支撑芯轴下方的下托板及驱动机构和位于支撑芯轴左、右两侧的左、右卡爪及驱动机构。对缝定位机构包括在支撑芯轴上的轴向对缝槽。所述的轴向定位机构包括在支撑芯轴一端的定位块和另一端的挡块，挡块由螺杆带动。其下托板的驱动机构包括驱动油缸、下托板滑座、驱动油缸、位于驱动油缸前后的竖直导轨，驱动油缸的输出端连接在下托板滑座的下横梁的下部，下托板滑座的前后有滑座导向套与两个竖直导轨匹配起导向作用；下托板安装在下托板滑座的上横梁上。左卡爪采用丝杠驱动。右卡爪采用拼缝油缸驱动。
文档编号B23K37/053GK101758352SQ20091027279
公开日2010年6月30日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者叶松平, 熊衍军, 董结 申请人:武汉法利普纳泽切割系统有限公司