激光焊系统的自动焊接装置的制作方法

文档序号:11119048阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种激光焊系统的自动焊接装置,该自动焊接装置用于将第一焊件和第二焊件焊接在一起,其特征在于,所述自动焊接装置包括用于预定位第一焊件的第一对中台、用于预定位第二焊件的第二对中台、用于将第一焊件和第二焊件对位拼接在一起并实施焊接的工作台、用于将第一焊件从第一对中台移至工作台的第一精定位抓手、用于将第二焊件从第二对中台移至工作台的第二精定位抓手、用于发出焊接光束的激光头,以及用于辅助第一精定位抓手、第二精定位抓手和激光头移动的钢构和用于控制第一精定位抓手、第二精定位抓手和激光头移动的控制装置;

所述钢构包括:

第一激光头行走轴支撑架,其包括垂直设置在地面上的第一立柱、第二立柱,以及架设连接在第一立柱顶端与第二立柱顶端的第一横梁,其中,第一立柱与第二立柱之间存在间隙,且第一立柱与第二立柱在竖直方向上的高度相同,第一横梁与地面平行;

第二激光头行走轴支撑架,其包括垂直设置在地面上的第三立柱、第四立柱,以及架设连接在第三立柱顶端与第四立柱顶端的第二横梁,其中,第三立柱与第四立柱之间存在间隙,且第三立柱、第四立柱在竖直方向上的高度相同,第二横梁与地面平行,第二横梁与第一横梁相互平行且离地高度相同;

激光头行走轴,其一端垂直地安装在所述第一横梁上,另一端垂直地安装在所述第二横梁上,该激光头行走轴与地面平行;

第一抓手行走轴立柱,其垂直地固定在地面上,位于激光头行走轴临近第一立柱的一侧;

第二抓手行走轴立柱,其垂直地固定在地面上,位于激光头行走轴临近第二立柱的一侧;

第一抓手行走轴,其平行于地面,一端垂直地固定在所述第一抓手行走轴立柱上,另一端垂直地固定在所述激光头行走轴上;

第二抓手行走轴,其平行于地面,一端垂直地固定在所述第二抓手轴立柱上,另一端垂直地固定在所述激光头行走轴上;

所述激光头安装在所述激光头行走轴上,被设置为沿激光头行走轴移动;

所述工作台位于所述激光头行走轴正下方;

所述第一对中台位于所述工作台临近所述第一抓手行走轴立柱的一侧,与所述工作台相邻放置;

所述第二对中台位于所述工作台临近所述第二抓手行走轴立柱的一侧,与所述工作台相邻放置;

所述第一精定位抓手可移动地设置在所述第一抓手行走轴上;

所述第二精定位抓手可移动地设置在所述第二抓手行走轴上;

所述控制装置与所述第一精定位抓手连接,被设置为响应于工作台上焊件焊接完成,第一精定位抓手将第一焊件从所述第一对中台移送至所述工作台;

所述控制装置与所述第二精定位抓手连接,被设置为响应于工作台焊件完成,第二精定位抓手将第二焊件从所述第二对中台移送至所述工作台;

所述控制装置还与所述激光头连接,被设置为响应于第一焊件与第二焊件在工作台上完成对位,激光头沿激光头行走轴移动且在移动过程中完成对焊件的焊接。

2.根据权利要求1所述的激光焊系统的自动焊接装置,其特征在于,所述第一抓手行走轴的上表面设置有第一齿条;

所述第一精定位抓手包括:

第一支撑平台,其包括与地面平行的第一连接板以及垂直地设置在第一连接板一端的第二连接板;

第一精定位抓手本体,其安装在第二连接板上;

第一齿轮,其固定设置在所述第一连接板上,且与所述第一齿条啮合;

第一电机,其固定设置在所述第一连接板上并与所述第一齿轮连接,该第一电机被设置成根据控制装置的控制信号而运行以驱动第一齿轮转动,使得第一齿轮携带第一支撑平台沿第一齿条移动。

3.根据权利要求2所述的激光焊系统的自动焊接装置,其特征在于,所述第一精定位抓手本体包括:

第一悬臂,其安装在所述第二连接板上,与地面垂直;

第一抓手,其固定在所述第一悬臂底端,包括第一抓手框架、第一吸盘组以及第一气缸;

所述第一抓手框架与地面平行,固定连接在所述第一悬臂底端;

所述第一吸盘组,包括K个吸盘、K个支气管以及第一总气管,其中,该K个吸盘吸附面朝下,分布设置在所述第一抓手框架底端,每个吸盘后端对应连接设置有一个支气管,该K个支气管汇总连接到所述第一总气管上;

所述第一气缸,与所述第一总气管连接,与所述控制装置连接,被设置为用于调整所述K个吸盘的吸附状态;

K为正整数。

4.根据权利要求1所述的激光焊系统的自动焊接装置,其特征在于,所述第二激光行走轴的上表面设置有第二齿条;

所述第二精定位抓手包括:

第二支撑平台,其包括与地面平行的第三连接板以及垂直地设置在第三连接板一端的第四连接板;

第二精定位抓手本体,其安装在第四连接板上;

第二齿轮,其固定设置在所述第三连接板上,且与所述第二齿条啮合;

第二电机,其固定设置在所述第三连接板上并与所述第二齿轮连接,该第二电机被设置成根据控制装置的控制信号而运行以驱动第二齿轮转动,使得第二齿轮携带第二支撑平台沿第二齿条移动。

5.根据权利要求4所述的激光焊系统的自动焊接装置,其特征在于,所述第二精定位抓手本体包括:

第二悬臂,其安装在所述第四连接板上,与地面垂直;

第二抓手,其固定在所述第二悬臂底端,包括第二抓手框架、第二吸盘组、第二气缸;

所述第二抓手框架与地面平行,固定连接在所述第二悬臂底端;

所述第二吸盘组,包括L个吸盘、L个支气管以及第二总气管,其中,该L个吸盘吸附面朝下,分布设置在所述第二抓手框架底端,每个吸盘后端对应连接设置有一个支气管,该L个支气管汇总连接到所述第二总气管上;

所述第二气缸,与所述第二总气管连接,与所述控制装置连接,被设置为用于调整所述L个吸盘的吸附状态;

L为正整数;

所述第二精定位抓手本体上还设置有固定压块,该固定压块包括:

第三气缸,其固定安装在第二抓手框架上;

固定压块框架,其安装在第二抓手框架上,与第三气缸连接,该固定压块框架被设置成在第三气缸的驱动下沿垂直于地面的方向运动;

L个压块,其固定在固定压块框架底端,该L个压块被设置成当固定压块框架降到最低时,其与第二焊件接触,并施加一个向下的压力在第二焊件上。

6.根据权利要求5所述的激光焊系统的自动焊接装置,其特征在于,所述L个压块与所述第二焊件的接触面采用弹性材料。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的激光焊系统的自动焊接装置,其特征在于,所述激光头行走轴上设置有第三齿条;

所述激光头包括:

第三支撑平台,其包括与地面平行的第五连接板以及垂直地设置在第五连接板一端的第六连接板;

保护罩,其安装在第六连接板上,其朝向地面的一侧设置有开孔;

激光头本体,其安装在保护罩内,该激光头本体的光束发射端被设置成位于保护罩开孔的正上方,使发出的激光束穿过保护罩开孔照射在焊件上;

第三齿轮,其固定设置在所述第五连接板上,且与所述第三齿条啮合;

第三电机,其固定设置在所述第五连接板上并与所述第三齿轮连接,该第三电机被设置成根据控制装置的控制信号而运行以驱动第三齿轮转动,使得第三齿轮携带第三支撑平台沿第三齿条移动;

所述激光头本体与所述控制装置连接,被设置成根据控制装置的控制信号发射激光束。

8.根据权利要求1所述的激光焊系统的自动焊接装置,其特征在于,所述第一对中台与工作台相邻的侧边被定义为第一侧边,与第一侧边相对的侧边被定义为第二侧边,与激光头起始位置临近的侧边被定义为第三侧边,与第三侧边相对的侧边被定义为第四侧边;

所述第一对中台上设置有第一凹槽和第二凹槽,第一凹槽的一端位于第四侧边,另一端位于第一对中台内,第一凹槽内设置有第一直线型驱动机构;第二凹槽与第一凹槽垂直,第二凹槽的一端位于第二侧边,另一端位于第一对中台内,第二凹槽内设置有第二直线型驱动机构;

所述第一直线型驱动机构包括第一固定部和第一运动部,第一固定部位于第四侧边外侧,第一运动部上固定设置有第一推动板,第一推动板部分地凸出于所述第一对中台表面,且第一推动板被设置为在第一直线型驱动机构的驱动下沿第一凹槽移动,移动方向与激光头的行进方向平行;

所述第二直线型驱动机构包括第二固定部和第二运动部,第二固定部位于第二侧边外侧,第二运动部上设置有第二推动板,第二推动板部分地凸出于所述第一对中台表面,且第二推动板被设置为在第二直线型驱动机构的驱动下沿第二凹槽移动,移动方向与激光头的行进方向垂直且与地面平行;

所述第一对中台在第三侧边处设置有挡板,挡板凸出于第一对中台上表面;

所述第一对中台在第一侧边处设置有M个可升降的定位销,该M个定位销排列成一条直线,该直线方向与激光头的行进方向一致,定位销的底端固定在同一个连杆上,连杆位于第一对中台下方;

所述第一对中台下方还设置有活塞行进方向与地面垂直的第二气缸,该第二气缸与所述连杆连接,用于驱动连杆升降,从而使得所述M个定位销部分地凸出于第一对中台上表面或者完全降至第一对中台内;

所述M为正整数,且M大于等于2。

9.根据权利要求1所述的激光焊系统的自动焊接装置,其特征在于,所述工作台与所述第一对中台之间设置有第一缓冲台,所述工作台与所述第二对中台之间设置有第二缓冲台;

所述第一缓冲台和第二缓冲台上表面分布设置有若干个具有同样高度的万向滚轮;

所述万向滚轮的顶端与工作台上表面平齐。

10.根据权利要求1所述的激光焊系统的自动焊接装置,其特征在于,所述工作台被划分成第一半区和第二半区,第一半区与第二半区相接触的端面位于所述激光头发出的光束正下方;

所述第一半区在临近第二半区的一侧设置有N个可升降的定位杆,该N个定位杆排列成一条直线,该直线方向与激光头的行进方向一致,定位杆的底端固定在同一个连杆上,连杆位于工作台下方;

所述工作台下方还设置有活塞行进方向与地面垂直的第四气缸,该第四气缸与所述连杆连接,用于驱动连杆升降,从而使得所述N个定位杆部分地凸出于工作台上表面或者完全降至工作台内;

所述N为正整数,且N大于等于2;

所述第一半区和第二半区上各设置有一列电磁铁,两列电磁铁的排列方向均与激光头的行进方向一致,且两列电磁铁均临近定位杆;

所述电磁铁与所述控制装置连接,被设置成响应于第一焊件与第二焊件在工作台上完成对位拼接,通电启动,使第一焊件和第二焊件吸附在工作台上;

所述电磁铁还被设置为响应于焊接完成,断电关闭,消除施加在第一焊件和第二焊件上的吸附力。

11.根据权利要求2所述的激光焊系统的自动焊接装置,其特征在于,所述第一齿条上设置有第一传感器、第二传感器,其中第一传感器相比第二传感器距离所述第一对中台更近;

所述第一精定位抓手由第一对中台上方水平移动至工作台上方时,第一精定位抓手沿第一齿条的行进路径被划分成第一正常传送区、第一减速区、第一终点区,其中,第一传感器远离第二传感器的一侧被设定为第一正常传送区,第一传感器与第二传感器之间的区域被设定为第一减速区,第二传感器远离第一传感器的一侧被设定为第一终点区;

所述第一终点区位于所述第一半区临近第二半区一侧的正上方;

所述控制装置被设置为通过调整所述第一电机的转速来调整第一齿轮的移速,从而调整第一精定位抓手的移速;

所述第一传感器位于所述第一减速区临近第一正常传送区的一端,与所述控制装置连接,控制装置响应于所述第一传感器探测到所述第一精定位抓手已到达第一减速区,降低所述第一电机的转速,从而降低第一精定位抓手的移动速度;

所述第二传感器位于所述第一减速区临近第一终点区的一端,与所述控制装置连接,控制装置响应于第二传感器探测到所述第一精定位抓手准备进入第一终点区,3s后停止第一电机;

所述第一传感器、第二传感器为位置传感器、红外传感器中的任意一种。

12.根据权利要求4所述的激光焊系统的自动焊接装置,其特征在于,所述第二齿条上设置有第三传感器、第四传感器,其中第三传感器相比第四传感器距离所述第二对中台更近;

所述第二精定位抓手由第二对中台上方水平移动至工作台上方时,第二精定位抓手沿第二齿条的行进路径被划分成第二正常传送区、第二减速区、第二终点区,其中,第三传感器远离第四传感器的一侧被设定为第二正常传送区,第三传感器与第四传感器之间的区域被设定为第二减速区,第四传感器远离第三传感器的一侧被设定为第二终点区;

所述第二终点区位于所述第二半区临近第一半区的正上方;

所述控制装置被设置为通过调整所述第二电机的转速来调整第二齿轮的移速,从而调整第二精定位抓手的移速;

所述第三传感器位于所述第二减速区临近第二正常传送区的一端,与所述控制装置连接,控制装置响应于所述第三传感器探测到所述第二精定位抓手已到达第二减速区,降低所述第二电机的转速,从而降低第二精定位抓手的移动速度;

所述第四传感器位于所述第二减速区临近第二终点区的一端,与所述控制装置连接,控制装置响应于第四传感器探测到所述第二精定位抓手准备进入第二终点区,3s后停止第二电机,同时驱动所述第三气缸降下固定压块;

所述第三传感器、第四传感器为位置传感器、红外传感器中的任意一种。

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