一种防火门激光焊接工装夹具的制作方法

本发明涉及激光焊接领域，具体涉及一种防火门激光焊接工装夹具。

背景技术

激光焊接工装夹具，是激光焊接领域中用于定位并可靠夹紧加工工件的辅助加工装备，便于装配和批量化焊接生产，保证焊接结构的定位精度和重复定位精度从而实现激光焊接加工。

在焊接生产过程中，焊接所需的工时较少，而约占加工工时的2/3以上的时间是用于备料、装备及其他辅助的工作，加大地影响着焊接的生产速度，因此需要大力推广使用机械化和自动化较高的装配焊接工艺设备。

现有技术中，对于防火门的门框焊接时，需要将防火门框进行定位并夹紧后再进行焊接加工，但是，工装夹具为一种非标装备，每一种规格的防火门均需要配套一焊接工装夹具，不同规格的防火门使用的工装夹具不能互换使用，从而造成了工装夹具的适用性不强，对于工装夹具的利用率较小，增加加工成本并造成资源浪费。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种防火门激光焊接工装夹具，该防火门激光焊接工装夹具具有适用性强的优点。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种防火门激光焊接工装夹具，包括机架，所述机架上设置有用于放置方形的加工工件的工作台，所述工作台上设置有第一基准板以及与第一基准板垂直的第二基准板，所述机架上固定设置有与所述第一基准板平行的第一横梁，所述第一横梁的两端固定设置有一组平行设置的纵向导向梁，所述纵向导向梁与所述第一横梁垂直，所述纵向导向梁上设置有与第一横梁平行的第二横梁以及驱动第二横梁沿纵向导向梁的长度方向移动的第一驱动组件，所述机架上沿第一基准板的长度方向间隔设置若干第一夹紧件，所述机架上沿第二基准板的长度方向间隔设置有若干第二夹紧件，所述第一横梁与第二横梁上均设置有第三夹紧件，所述第三夹紧件可沿所述第一横梁或第二横梁长度方向移动，所述第一横梁与第二横梁上设置有驱动第三夹紧件沿第一横梁或第二横梁的长度方向移动的第二驱动组件，所述第二横梁上间隔设置有若干第四夹紧件。

通过这样设置，使用时，将方形的加工工件放置于工作台上，并使加工工件其中一组相邻的直角边分别与第一基准板、第二基准板贴合，从而进行定位，通过第一夹紧件将加工工件与第一基准板贴合的直角边夹紧固定，通过第二夹紧件将加工工件与第二基准板贴合的直角边夹紧固定，通过第一驱动组件驱动第二横梁沿纵向导向梁移动，通过第二横梁上的第四夹紧件将加工工件与第一基准板平行的直角边夹紧固定，通过第二驱动组件驱动第三夹紧件沿第一横梁或第二横梁移动，通过第一横梁与第二横梁上的第三夹紧件将加工工件与第二基准板平行的直角边夹紧固定，从而对加工工件完成定位夹紧，通过第一驱动组件驱动第二横梁移动、第二驱动组件驱动第三夹紧件移动，从而适应不同尺寸规格的方形加工工件的激光焊接加工。

作为优选，第一驱动组件包括固定设置于所述纵向导向梁的纵向导向齿条、与纵向导向齿条啮合的纵向驱动轮以及纵向驱动轮转动的纵向驱动电机，所述纵向驱动轮转动设置于所述第二横梁上。

通过这样设置，通过纵向驱动电机驱动纵向驱动轮转动，从而纵向驱动轮沿导向齿条移动，从而实现驱动第二横梁沿纵向导向梁移动的目的。

作为优选，所述纵向驱动轮位于所述第二横梁的两端各设置一个，两个所述纵向驱动轮上同轴固定连接有一传动轴，所述传动轴与所述纵向驱动电机的转轴固定连接，所述纵向驱动电机沿所述纵向导向梁的长度方向滑动设置与所述纵向导向梁上。

通过这样设置，传动轴将一纵向驱动电机的动力传递至位于第二横梁的两端的两纵向驱动轮，从而减少电机的使用数量，减轻第二横梁上负载的重量，使得第二横梁移动更加顺畅。

作为优选，所述纵向导向梁上设置有用于收纳电线的纵向拖链，所述纵向拖链随所述第二横梁的移动收卷或铺展于所述纵向导向梁上。

通过这样设置，纵向拖链将第二横梁上的电线进行收纳，减少电线对第二横梁移动的影响。

作为优选，第二驱动组件包括横向导向齿条、与导向齿条啮合的横向驱动轮以及驱动横向驱动轮转动的横向驱动电机，所述横向导向齿条位于所述第一横梁与所述第二横梁上均设置一个，所述第一横梁与所述第二横梁上均设置有横向滑座，所述横向驱动电机与所述第三夹紧件均固定设置于所述横向滑座上。

通过这样设置，通过横向驱动电机驱动横向驱动轮转动，从而横向驱动轮沿横向导向齿条移动，从而实现驱动第三夹紧件在第一横梁或第二横梁上移动的目的，以适应夹紧不同规格的加工工件的目的。

作为优选，所述第三夹紧件为横向夹紧伸缩缸以及横向夹紧块，所述横向夹紧伸缩缸固定设置于所述横向滑座上，所述横向夹紧块固定设置于所述横向夹紧伸缩缸的伸缩端。

通过这样设置，横向夹紧伸缩缸伸长或缩短时，固定于横向夹紧伸缩缸的伸缩端的横向夹紧块对加工工件解除夹紧或夹紧，从而有利于实现自动化。

作为优选，所述第一夹紧件为第一基准边夹紧伸缩缸和第一夹紧块，所述第一夹紧块固定设置于所述第一基准边夹紧伸缩缸的伸缩端，所述第一基准边夹紧伸缩缸设置于一第一固定板上，所述第一固定板的底部固定设置有多个第一滑块，所述机架上固定设置有供第一滑块滑动的第一滑轨，所述第一滑轨与所述第一基准板垂直，所述机架上设置有驱动所述第一固定板沿第一滑轨滑动的第一微调伸缩缸。

通过这样设置，第一基准边夹紧伸缩缸伸长或缩短时，固定于第一基准边夹紧伸缩缸的伸缩端的横第一夹紧块对加工工件解除夹紧或夹紧，从而有利于实现自动化；通过第一微调伸缩缸驱动第一固定板沿第一滑轨滑动，从而适应不同厚度的加工工件的夹紧。

作为优选，所述第一固定板上沿所述第一基准板的长度方向设置有第二滑轨，多个所述第一夹紧件固定设置于一第二固定板上，所述第二固定板的底部设置有沿第二滑轨滑动的第二滑块，所述第一固定板上设置有驱动所述第二固定板沿第二滑轨滑动的第一微调驱动组件。

通过这样设置，第一微调驱动组件驱动第二固定板沿第二滑轨滑动，从而根据加工工件规格的不同，沿第一基准板的长度方向调节第一夹紧件的位置，便于不同规格的加工工件的夹紧。

作为优选，所述第一微调驱动组件包括固定设置于第一微调电机以及第一传动轮组，所述第一传动轮组包括第一主动轮、第一从动轮以及第一传动带，所述第一主动轮固定于所述第一微调电机转轴上，所述第一从动轮转动设置于第一固定板，所述第一传动带绕于第一主动轮与第一从动轮上，所述第一传动带上固定设置有第一连接板，所述第一连接板与第二固定板固定连接。

通过这样设置，通过第一微调电机驱动第一主动轮转动，从而带动第一传动带转动，，进而达到驱动第二固定板移动的目的，方便调节第一夹紧件的位置。

作为优选，所述第一传动带为链条或同步带。

相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：

1、通过第一夹紧件、第二夹紧件、第三夹紧件与第四夹紧件将放置于工作台上的方形加工工件进行定位夹紧固定，通过第一驱动组件驱动第二横梁移动、第二驱动组件驱动第三夹紧件移动，从而适应不同尺寸规格的方形加工工件的激光焊接加工，提高激光焊接工装夹具使用的适用性。

2、通过设置纵向拖链，对电线进行收纳，减少电线对第二横梁移动的影响。

3、通过设置第一微调伸缩缸，驱动第一固定板沿第一滑轨滑动靠近或远离第一基准板，适应不同厚度的加工工件的加工。

4、通过第一微调驱动组件驱动第二固定板沿第二滑轨滑动，从而根据加工工件的规格不同，调节第一夹紧件沿第一基准板的长度方向的分布位置。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1中a部的放大图；

图3是图1中b部的放大图；

图4是图1中c部的放大图；

图5是图1中d部的放大图；

图6是本发明实施例的另一视角的结构示意图；

图7是图6中e部的放大图；

图8是图6中f部的放大图；

图9是图6中g部的放大图；

图10是图6中h部的放大图；

图11是发明实施例的工作状态示意图。

其中，各附图标记所指代的技术特征如下：

1、机架；1001、工作台；2、第一基准板；3、第二基准板；4、第一横梁；5、纵向导向梁；6、第二横梁；7、第一驱动组件；71、纵向导向齿条；72、纵向驱动轮；73、纵向驱动电机；74、传动轴；75、纵向滑座；751、随动板；76、纵向滑轨；8、齿条保护钣金件；9、纵向拖链；10、第一夹紧件；101、第一基准边夹紧伸缩缸；102、第一夹紧块；11、第二夹紧件；111、第二基准边夹紧伸缩缸；112、第二夹紧块；12、第一固定板；121、第一滑块；122、第一滑轨；13、第二固定板；131、第二滑块；132、第二滑轨；14、第一微调伸缩缸；15、第一微调驱动组件；151、第一微调电机；152、第一传动轮组；1521、第一主动轮；1522、第一从动轮；1523、第一传动带；16、第一连接板；17、第三固定板；171、第三滑块；172、第三滑轨；18、第二微调伸缩缸；19、第三夹紧件；191、横向夹紧伸缩缸；192、横向夹紧块；20、第二驱动组件；200、横向导向齿条；201、横向驱动轮；202、横向驱动电机；203、横向滑轨；204、横向滑座；205、支撑板件；21、零位传感器；22、负位传感器；23、正极限位传感器；24、位置感应片；25、第四夹紧件；251、纵向夹紧伸缩缸；252、纵向夹紧块；26、第四固定板；261、第四滑块；262、第四滑轨；27、第二微调驱动组件；271、第二微调电机；272、第二传动轮组；2721、第二主动轮；2722、第二从动轮；2723、第二传动带；28、第二连接板；29、横向拖链；30、激光焊接机器人。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

参考图1，本实施例公开了一种防火门激光焊接工装夹具，包括机架1，机架1上固定设置有用于安装加工工件的工作台1001，工作台1001为方形，本实施例中，工作台1001呈长方形。

参考图1和图2，工作台1001的宽边上固定设置有第一基准板2，工作台1001的长边上固定设置有与第一基准板2垂直的第二基准板3，第一基准板2与第二基准板3相交并固定连接，本实施例中，第一基准板2的长度至少为1200mm，第二基准板3的长度至少为2000mm，以满足500mm*800mm～1200mm*2000mm规格的加工工件的加工要求。

参考图1，机架1上固定设置有第一横梁4，第一横梁4与第一基准板2平行设置，第一横梁4的两端分别固定有一纵向导向梁5，两个纵向导向梁5相互平行设置且与第一横梁4垂直，两个纵向导向梁5上设置有第二横梁6，第二横梁6与第一横梁4平行设置，第二横梁6可沿纵向导向横梁的长度方向移动，纵向导向横梁上设置有驱动第二横梁6移动的第一驱动组件7。

参考图3和图4，本实施例中，第一驱动组件7包括纵向导向齿条71、纵向驱动轮72以及纵向驱动电机73，纵向导向齿条71设置两个并分别固定于两个纵向导向梁5上，纵向导向齿条71沿纵向导向梁5的长度方向设置，纵向驱动轮72位于第二横梁6的两端各设置一个，两个纵向驱动轮72均与第二横梁6转动连接且与纵向导向齿条71啮合，纵向驱动电机73用于驱动纵向驱动轮72转动。

本实施例中，纵向驱动电机73设置一个，纵向驱动电机73滑动设置于纵向导向梁5上，纵向驱动电机73的转轴同轴固定连接有一传动轴74，传动轴74与两个纵向驱动轮72均同轴固定连接，在其他实施例中，每一纵向驱动轮72均可配套一纵向驱动电机73。

参考图3和图4，第二横梁6的两端均固定设置有一纵向滑座75，两纵向导向梁5的顶部均固定设置有纵向滑轨76，纵向滑座75沿纵向滑轨76滑动，纵向驱动电机73固定设置于其中一纵向滑座75上，另一纵向滑座75上固定连接有随动板751，纵向导向梁5的顶部还固定设置有齿条保护钣金件8，齿条保护钣金件8位于纵向导向齿条71的上方。

纵向导向梁5上位于纵向滑轨76的两端固定设置有纵向限位件(图中未示出)，通过纵向限位件限制纵向滑座75与纵向滑轨76脱离。

参考图3，齿条保护钣金件8的顶部设置有纵向拖链9，纵向拖链9的一端与齿条保护钣金件8固定连接，另一端与随动板751固定连接，从而纵向拖链9跟随第二横梁6的移动而收卷或舒展，纵向拖链9用于收纳第二横梁6上的电线，减少电线影响第二横梁6的移动。

参考图1和图2，机架1上沿第一基准板2的长度方向设置有多个第一夹紧件10，沿第二基准板3的长度方向设置有多个第二夹紧件11，本实施例中，第一夹紧件10包括第一基准边夹紧伸缩缸101与第一夹紧块102，第一夹紧块102固定设置于第一基准边夹紧伸缩缸101的伸缩端，第一基准边夹紧伸缩缸101与第一基准板2垂直，第二夹紧件11包括第二基准边夹紧伸缩缸111以及第二夹紧块112，第二夹紧块112固定设置于第二基准边夹紧伸缩缸111的伸缩端，第二基准边夹紧伸缩缸111与第二基准板3垂直，本实施中，第一基准边夹紧伸缩缸101与第二基准边夹紧伸缩缸111均为伸缩气缸。

参考图6和图7，多个第一夹紧件10设置于一第一固定板12上，多个第一夹紧件10中，其中一第一夹紧件10固定设置于第一固定板12上，其余第一夹紧件10固定设置于一第二固定板13上，第一固定板12的底部固定设置有多个第一滑块121，机架1上固定设置有与第一基准板2垂直的第一滑轨122，第一滑块121沿第一滑轨122滑动，机架1上固定设置有多个第一微调伸缩缸14，第一微调伸缩缸14的伸缩端与第一固定板12固定连接，从而第一微调伸缩缸14可驱动第一固定板12沿第一滑轨122滑动，使得第一夹紧件10靠近或远离第一基准板2，本实施例中，第一微调伸缩缸14为伸缩气缸。

参考图7和图8，第二固定板13的底部设置有多个第二滑块131，第一固定板12上固定设置有第二滑轨132，第二滑轨132沿第一固定板12的长度方向设置，多个第二滑块131均沿第二滑轨132滑动，第一固定板12上设置有驱动第二固定板13沿第二滑轨132移动的第一微调驱动组件15，第一微调驱动组件15包括第一微调电机151以及第一传动轮组152，第一微调电机151固定设置于第一固定板12上，第一传动轮组152包括第一主动轮1521、第一从动轮1522以及第一传动带1523，第一主动轮1521同轴固定设置于第一微调电机151上，第一从动轮1522转动设置于第一固定板12，第一传动带1523绕于第一主动轮1521与第一从动轮1522上，第一传动带1523上固定设置有第一连接板16，第一连接板16与第二固定板13固定连接，本实施例中，第一传动带1523为同步带，第一主动轮1521与第一从动轮1522均为同步带轮，在其他实施例中，第一传动带1523还可以为链轮。

通过这样设置，根据加工工件的宽度的不同，第一微调驱动组件15可沿第一基准板2的长度方向对第一夹紧件10进行微调，方便加工。

参考图7，多个第二夹紧件11固定设置于第三固定板17上，第三固定板17的底部设置有多个第三滑块171，机架1上固定设置有与第二基准板3垂直的第三滑轨172，多个第三滑块171沿第三滑轨172滑动，机架1上固定设置有多个与第三滑轨172平行设置的第二微调伸缩缸18，第二微调伸缩缸18的伸缩端与第三固定板17固定连接，从而第二微调伸缩缸18可驱动第三固定板17沿第三滑轨172滑动，以微调第二夹紧件11靠近或远离第二基准板3，适应不同厚度的加工工件的加工，提高对不同厚度的加工工件加工的适用性。

参考图9和图10，第一横梁4与第二横梁6上均设置有第三夹紧件19，第三夹紧件19可独立沿第一横梁4或第二横梁6的长度方向移动，第一横梁4与第二横梁6上均设置有驱动第一横梁4与第二横梁6上的第三夹紧件19移动的第二驱动组件20，第三夹紧件19包括横向夹紧伸缩缸191以及横向夹紧块192，横向夹紧伸缩缸191与第二横梁6平行设置，横向夹紧块192固定于横向夹紧伸缩缸191的伸缩端上，本实施例中，横向夹紧伸缩缸191为伸缩气缸。

第二驱动组件20包括横向导向齿条200、横向驱动轮201以及横向驱动电机202，横向导向齿条200位于第一横梁4与第二横梁6上各设置一个，横向导向齿条200沿第一横梁4或第二横梁6的长度方向设置，第一横梁4与第二横梁6上均设置有与横向导向齿条200平行的横向滑轨203，横向滑轨203上滑动设置有横向滑座204，横向驱动电机202固定设置于横向滑座204上，横向驱动轮201同轴固定于横向驱动电机202的转轴上并与横向导向齿条200啮合。

参考图10，第一横梁4与第二横梁6上位于横向导向齿条200的两端均设置有横向限位件(图中未标注)，本实施例中，横向限位件为固定于第一横梁4与第二横梁6的限位柱，横向导向齿条200两端的横向限位件上固定设置有一支撑板件205，支撑板件205穿过横向滑座204并与横向滑座204滑动连接，从而支撑板件205为横向滑座204提供额外的支撑，使得横向滑座204沿横向滑轨203滑动更加顺畅。

参考图9和图10，第一横梁4与第二横梁6上均设置有传感器组件(图中未标注)，传感器组件包括零位传感器21、负位传感器22以及正极限位传感器23，负位传感器22与正极限位传感器23分别位于零位传感器21的两侧，负位传感器22与零位传感器21相邻设置，横向滑座204上固定设置有位置感应片24，当位置感应片24正对于零位传感器21时，零位传感器21向控制器(图中未示出)传输零位信号，当位置感应片24正对于负位传感器22时，负位传感器22向控制器传输负位报警信号，当位置感应片24正对于正极限位传感器23，正极限位传感器23向控制器传输正极限位报警信号，从而对第三夹紧件19的位置进行监控，有利于安全生产，本实施例中，零位传感器21、负位传感器22以及正极限位传感器23采用霍尔传感器，在其他实施例中，还可以采用接近开关。

参考图10，第二横梁6上设置有多个第四夹紧件25，多个第四夹紧件25沿第二横梁6的长度方向间隔设置，第四夹紧件25包括纵向夹紧伸缩缸251以及纵向夹紧块252，纵向夹紧伸缩缸251与第二横梁6垂直，纵向夹紧块252固定设置于纵向夹紧伸缩缸251的伸缩端，本实施例中，纵向夹紧伸缩缸251为伸缩气缸。

参考图10，多个第四夹紧件25中，其中一第四夹紧件25固定设置于第二横梁6上，其余第四夹紧件25固定设置于一第四固定板26上，第四固定板26上固定设置有多个第四滑块261，第二横梁6上沿其长度方向固定设置有第四滑轨262，多个第四滑块261均沿第四滑轨262滑动，第二横梁6上设置有驱动第四固定板26滑动的第二微调驱动组件27，第二微调驱动组件27与第一微调驱动组件15的结构相同，第二微调驱动组件27包括第二微调电机271以及第二传动轮组272，第二微调电机271固定设置于第二横梁6上，第二传动轮组272包括第二主动轮2721、第二从动轮2722以及第二传动带2723，第二主动轮2721同轴固定设置于第二微调电机271上，第二从动轮2722转动设置于第二横梁6，第二传动带2723绕于第二主动轮2721与第二从动轮2722上，第二传动带2723上固定设置有第二连接板28，第二连接板28与第四固定板26固定连接，本实施例中，第二传动带2723为同步带，第二主动轮2721与第二从动轮2722均为同步带轮，在其他实施例中，第二传动带2723还可以为链轮。

本实施例中，纵向驱动电机73、横向驱动电机202、第一微调电机151以及第二微调电机271均为伺服电机。

参考图10，第一横梁4与第二横梁6上均设置有横向拖链29，横向拖链29的一端与固定于第一横梁4或第二横梁6，另一端与横向滑座204固定连接，从而，横向拖链29可跟随横向滑座204的移动收卷或舒展，横向拖链29用于收纳第一横梁4或第二横梁6上纵向驱动电机73的电线，减少电线对第二横梁6移动的影响。

参考图11，本发明搭配激光焊接机器人30使用。

本发明还适用于除了防火门之外的方形工件的加工。

本发明实施例的使用过程：

使用时，通过横向驱动电机202驱动第三夹紧件19进行复位，将方形的加工工件放置于工作台1001上，并使加工工件的一组相邻的直角边分别与第一基准板2、第二基准板3贴合；

通过纵向驱动电机73驱动第二横梁6沿纵向导向梁5移动，使第四夹紧件25将加工工件与第一基准板2平行的直角边夹紧；

通过第一微调电机151驱动第一横梁4上的第三夹紧件19沿第一横梁4移动、通过第二微调电机271驱动第二横梁6上的第三夹紧件19沿第二横梁6移动，通过第一夹紧件10、第二夹紧件11将加工工件分别与第一基准板2、第二基准板3贴合的直角边夹紧定位，从而使得第一横梁4、第二横梁6上的第三夹紧件19将加工工件与第二基准板3平行的直角边夹紧固定；

接下来，利用焊接机器人进行焊接，焊接完成后，依次解除第一夹紧件10、第二夹紧件11、第三夹紧件19以及第四夹紧件25对加工工件的夹持，从而将焊接完成的加工工件取出。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。