一种汽车转向器的激光焊接设备及焊接方法与流程

本发明涉及汽车焊接技术领域，特别是一种汽车转向器的激光焊接设备及焊接方法。

背景技术

激光焊接属非接触式焊接，作业过程不需加压，能在室温或特殊条件下(如封闭的空间)进行焊接，焊接设备装置简单，不产生x射线。激光焊接具有高精度、加工灵活性高、热影响区小、变形小、自动化集成度高等优点、已在越来越多的领域替代传统的手工氩弧焊或者传统的铆接工艺。

而现有的转向器(包括端板和管柱)焊接大多采用传统的传统焊接机进行焊接，这样对操作工人的技术要求极高，需要丰富的操作经验，人工成本很高，而且生产效率比较低，不适合批量生产。因此，有必要利用激光焊接的上述特性，使用高能量密度的激光光束将端板与转向圆管实现无缝连接。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种汽车转向器的激光焊接设备及焊接方法，旨在解决传统转向器焊接设备对操作工人的技术要求极高，需要丰富的操作经验，人工成本很高，加工效率低的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种汽车转向器的激光焊接设备，所述转向器包括端板和管柱，所述激光焊接设备包括双工位工作台、激光焊接头以及机械手，所述双工位工作台包括两组平行设置的送料机构，每组送料机构均包括移动机构和用于定位转向器并带动转向器转动的回转定位机构，所述回转定位机构安装在移动机构上，所述移动机构驱动回转定位机构移动；所述激光焊接头安装在机械手上，所述机械手驱动激光焊接头往返于两个回转定位机构之间。

进一步地，所述回转定位机构包括底座、用于安装端板的自转机构、用于定位管柱的夹持机构以及用于压紧端板和管柱的压紧机构，所述底座安装在所述移动机构上，所述自转机构、夹持机构、压紧机构均安装在底座上。

进一步地，所述自转机构包括第一动力部和用于安装端板的转台，所述第一动力部安装在所述底座上，所述转台与第一动力部传动连接，可驱动转台自转。

进一步地，所述转台上设有带螺孔的定位柱，通过螺钉拧入螺孔将所述端板固定在定位柱上。

进一步地，所述激光焊接设备还包括对焊接区域进行抽风除尘的抽风机构，所述抽风除尘机构安装在双工位工作台上，所述第一动力部为伺服电机。

进一步地，所述压紧机构包括支柱、第二动力部、重力块以及用于压紧管柱的压盘，所述支柱安装在底座上，所述第二动力部安装在支柱上，所述压盘平行设置在所述转台的上方，并转动的安装在重力块上，所述重力块与第二动力部传动连接，所述第二动力部可驱动重力块上下移动。

进一步地，所述夹持机构包括左夹块和右夹块以及第三动力部，所述左夹块一端固定在所述底座上，其另一端开设有与管柱配合的第一弧形槽；所述第三动力部安装在所述底座上，所述右夹块的一端与第三动力部传动连接，其另一端开设有与管柱配合的第二弧形槽；所述第三动力部可驱动右夹块相对于左夹块移动，使管柱夹紧在第一弧形槽与第二弧形槽之间。

进一步地，所述夹持机构还包括微调组件，所述微调组件包括固定架、第一限位块、第二限位块以及调节块，所述固定架安装在底座上，所述第一限位块、第二限位块相对设置在固定架上，所述调节块滑动的安装在固定架上，并位于第一限位块和第二限位块之间，所述左夹块安装在调节块上。

进一步地，所述调节块上开设有条形孔，并通过螺栓穿过条形孔安装在固定架上。

本发明还提供一种汽车转向器的焊接方法，包括以下步骤：

将转向器放置在双工位工作台的两个回转定位机构上，回转定位机构将转向器定位；

两个送料机构交替的驱动两个回转定位机构移动，使两个回转定位机构上的转向器交替的进入到焊接工位；

机械手驱动激光焊接头往返于两个回转定位机构之间，对两个回转定位机构上的转向器进行交替焊接，同时对应的回转定位机构带动其上的转向器回转，配合激光焊接头对转向器进行焊接。

相对于现有技术，本发明提供的一种汽车转向器的激光焊接设备及焊接方法，采用激光焊接代替传统的人工焊接，焊接速度快、操作简单，同时采用双工位工作台交替操作，大大提高转向器焊接的加工效率。另外，将转向器定位在回转定位机构上，实现对转向器的精确定位，大大的提高了转向器的合格率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的激光焊接设备的立体示意图；

图2是图1中送料机构的结构示意图；

图3是图2中a部局部放大示意图；

图4是图2中微调组件的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

如图1所示，本发明提供一种汽车转向器的激光焊接设备，转向器10包括端板11和管柱12，激光焊接设备包括双工位工作台100、激光焊接头200以及机械手300。双工位工作台100包括两组平行设置的送料机构110，每组送料机构110均包括移动机构120以及用于定位转向器10并带动转向器10转动的回转定位机构130，回转定位机构130安装在移动机构120上。移动机构120驱动回转定位机构130移动，激光焊接头200安装在机械手300上，机械手300驱动激光焊接头200往返于两个回转定位机构130之间。采用激光焊接代替传统的人工焊接，焊接速度快、操作简单，同时采用双工位工作台100交替操作，大大提高转向器10焊接的加工效率。另外，将转向器10定位在回转定位机构130上，实现对转向器10的精确定位，大大的提高了转向器10的合格率。

在本实施例中，机械手300可以自转，也可以通过多个活动关节驱动激光焊接头200移动。移动机构120包括滑轨、滑块以及电机丝杆，滑块滑动的安装在滑轨上，电机通过丝杆带动滑块沿滑轨移动，回转定位机构130安装在滑块上。

如图2和3所示，回转定位机构130包括底座140、用于安装端板11的自转机构150、用于定位管柱12的夹持机构160以及用于压紧端板11和管柱12的压紧机构170。底座140安装在移动机构120上，自转机构150、夹持机构160、压紧机构170均安装在底座140上。加工时，先将端板11固定在自转机构150上，然后再通过夹持机构160将管住12定位在端板11上，最后通过压紧机构170压紧管柱12，使管柱12与端板11紧密配合，便于激光焊接。

在本实施例中，自转机构150包括第一动力部151和用于安装端板11的转台152。第一动力部151安装在底座140上，转台152与第一动力部151传动连接，可驱动转台152自转。具体地，转台152上设有带螺孔的定位柱153，通过螺钉拧入螺孔将端板11固定在定位柱153上。这样端板12就能稳定的随转台152转动，配合激光焊接头200的焊接。其中，第一动力部151为伺服电机。

进一步地，激光焊接设备还包括对焊接区域进行抽风除尘的抽风机构，抽风除尘机构安装在双工位工作台100上，并位于焊接区域的正上方，能及时带走焊接时产生的大量烟尘以保证焊接质量，极大的提高了焊缝的均匀程度。

进一步地，压紧机构170包括支柱171、第二动力部172、重力块173以及用于压紧管柱12的压盘174。支柱171安装在底座140上，第二动力部172安装在支柱171上，压盘174平行设置在转台152的上方，并转动的安装在重力块173上，重力块173与第二动力部172传动连接，第二动力部172可驱动重力块173上下移动，进而带动压盘174上下移动。当第二动力部172驱动压盘164下移压紧管柱12时，转台152带动端板11转动，端板11带动管柱12转动，管柱12带动压盘174同步转动，配合激光焊接头200进行焊接。其中，重力块173的重量较大，有助于压盘174压紧管柱12，第二动力部172为气缸。

进一步地，夹持机构160包括左夹块161和右夹块162以及第三动力部163。左夹块161一端固定在底座140上，其另一端开设有与管柱12配合的第一弧形槽。第三动力部163安装在底座140上，右夹块162的一端与第三动力部163传动连接，其另一端开设有与管柱12配合的第二弧形槽。第三动力部163可驱动右夹块相对于左夹块移动，使管柱12夹紧在第一弧形槽与第二弧形槽之间。其中，第一弧形槽与第二弧形槽均为圆弧形或v型，以适应管柱12的夹紧。第三动力部163为气缸。

如图4所示，夹持机构160还包括微调组件，微调组件包括固定架164、第一限位块165、第二限位块166以及调节块167。固定架164安装在底座140上，第一限位块165、第二限位块166相对设置在固定架164上，调节块167滑动的安装在固定架164上，并位于第一限位块165和第二限位块166之间，左夹块161安装在调节块167上。当左夹块161和右夹块162未对准时，可通过滑动调节块167进行微调，来实现对准。在本实施例中，调节块167上开设有条形孔168，并通过螺栓穿过条形孔168安装在固定架164上。由于螺栓可以在条形孔168内移动一定距离，因此调节块167可以左右移动一定距离实现微调。

本发明还提供一种汽车转向器的焊接方法，包括以下步骤：将转向器10放置在双工位工作台100的两个回转定位机构130上，回转定位机构130将转向器10定位；两个送料机构110交替的驱动两个回转定位机构130移动，使两个回转定位机构130上的转向器10交替的进入到焊接工位；机械手300驱动激光焊接头200往返于两个回转定位机构130之间，对两个回转定位机构130上的转向器10进行交替焊接，同时对应的回转定位机构130带动其上的转向器10回转，配合激光焊接头200对转向器10进行焊接，采用激光焊接代替传统的人工焊接，焊接速度快、操作简单，同时采用双工位工作台100交替操作，大大提高转向器10焊接的加工效率。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。