一种手持工装一体激光焊接的多自由度机械结构的制作方法

本实用新型涉及一种机械结构，具体是一种手持工装一体激光焊接的多自由度机械结构。

背景技术：

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法；激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一；20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池；由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中；中国的激光焊接处于世界先进水平，具备了使用激光成形超过12平方米的复杂钛合金构件的技术和能力，并投入多个国产航空科研项目的原型和产品制造中；2013年10月，中国焊接专家获得了焊接领域最高学术奖--布鲁克奖，中国激光焊接水平得到了世界的肯定。

面对圆形工件的焊接效果较差，人需要去一边手持焊，一边去转动工装轮才可以完成圆形工装的激光焊接；目前市场上只有单个的激光手持焊，都是另外再配一台工装来完成球形工件的焊接；同一台设备的完成的功能有限，不能适用于更多的小微型异形工件加工；因此，针对上述问题提出一种手持工装一体激光焊接的多自由度机械结构。

技术实现要素：

一种手持工装一体激光焊接的多自由度机械结构，包括工装台、水冷机、激光发生器、手持焊接机、安装环、转动平台和高自由度焊接单元；所述工装台内放置有水冷机和激光发生器；所述激光发生器上固接有手持焊接机；所述手持焊接机插接固接在安装环内；所述工装台上表面开槽转动连接有转动平台；

所述高自由度焊接单元包括安装板、第一限定板、螺纹杆、连接块、第一滑轴、第二磁性块、第二滚珠、刚性板、磁性板、第一磁性块、第一滚珠、第二限定板、第二滑轴、第三限定板、第三磁性块和第三滚珠；所述安装环固接在安装板的下表面；所述安装板固接在连接块上；所述连接块上开孔螺纹连接有螺纹杆；所述螺纹杆的上端固接有第一磁性块；所述第一磁性块上开孔滚动摩擦连接有多个第一滚珠；所述第一滚珠与刚性板滚动摩擦连接；所述刚性板固接在磁性板的内侧表面；所述磁性板固接在工装台的上表面；所述螺纹杆的下端固接有第一限定板；所述连接块上开孔滑动连接有多个第一滑轴；所述第一滑轴的一端固接有第二限定板；所述第一滑轴的另一端固接有第二磁性块；所述第二磁性块上开孔滑动连接有多个第二滚珠；所述第二滚珠滚动摩擦连接在刚性板上；所述连接块上开孔滑动连接有多个第二滑轴；所述第二滑轴的一端固接有第三限定板；所述第二滑轴的另一端固接有第三磁性块；所述第三磁性块上开孔滚动摩擦连接有第三滚珠；所述第三滚珠与刚性板滚动摩擦连接。

进一步地，所述刚性板和磁性板为空心正方体的一半形状；所述刚性板和磁性板为两两相固接的三块正方形的板。

进一步地，所述刚性板为导磁的金属板制成。

进一步地，所述磁性板为电磁铁制成。

进一步地，所述工装台的上表面开设有散热孔。

进一步地，所述螺纹杆、第一滑轴和第二滑轴相互垂直。

进一步地，所述第二滚珠、第一滚珠和第三滚珠均为轴承钢制成。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种高焊接精度、高焊接效率、高焊接工件范围和高便利的焊接操作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型一种实施例的外部结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例的前视剖面结构示意图；

图3为本实用新型一种实施例的俯视结构示意图。

图中：1、工装台，2、水冷机，3、激光发生器，4、手持焊接机，5、安装环，6、安装板，7、第一限定板，8、螺纹杆，9、连接块，10、第一滑轴，11、第二磁性块，12、第二滚珠，13、刚性板，14、磁性板，15、第一磁性块，16、第一滚珠，17、转动平台，18、第二限定板，19、第二滑轴，20、第三限定板，21、第三磁性块，22、第三滚珠。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

请参阅图1-3所示，一种手持工装一体激光焊接的多自由度机械结构，包括工装台1、水冷机2、激光发生器3、手持焊接机4、安装环5、转动平台17和高自由度焊接单元；所述工装台1内放置有水冷机2和激光发生器3；所述激光发生器3上固接有手持焊接机4；所述手持焊接机4插接固接在安装环5内；所述工装台1上表面开槽转动连接有转动平台17；

所述高自由度焊接单元包括安装板6、第一限定板7、螺纹杆8、连接块9、第一滑轴10、第二磁性块11、第二滚珠12、刚性板13、磁性板14、第一磁性块15、第一滚珠16、第二限定板18、第二滑轴19、第三限定板20、第三磁性块21和第三滚珠22；所述安装环5固接在安装板6的下表面；所述安装板6固接在连接块9上；所述连接块9上开孔螺纹连接有螺纹杆8；所述螺纹杆8的上端固接有第一磁性块15；所述第一磁性块15上开孔滚动摩擦连接有多个第一滚珠16；所述第一滚珠16与刚性板13滚动摩擦连接；所述刚性板13固接在磁性板14的内侧表面；所述磁性板14固接在工装台1的上表面；所述螺纹杆8的下端固接有第一限定板7；所述连接块9上开孔滑动连接有多个第一滑轴10；所述第一滑轴10的一端固接有第二限定板18；所述第一滑轴10的另一端固接有第二磁性块11；所述第二磁性块11上开孔滑动连接有多个第二滚珠12；所述第二滚珠12滚动摩擦连接在刚性板13上；所述连接块9上开孔滑动连接有多个第二滑轴19；所述第二滑轴19的一端固接有第三限定板20；所述第二滑轴19的另一端固接有第三磁性块21；所述第三磁性块21上开孔滚动摩擦连接有第三滚珠22；所述第三滚珠22与刚性板13滚动摩擦连接。

所述刚性板13和磁性板14为空心正方体的一半形状；所述刚性板13和磁性板14为两两相固接的三块正方形的板；所述刚性板13为导磁的金属板制成；所述磁性板14为电磁铁制成；所述工装台1的上表面开设有散热孔；所述螺纹杆8、第一滑轴10和第二滑轴19相互垂直；所述第二滚珠12、第一滚珠16和第三滚珠22均为轴承钢制成。

本实用新型在使用时，通过在工装台1的内部固接有水冷机2和激光发生器3，激光发生器3上固接有手持焊接机4，工装台1的上表面开孔固接有转动平台17，转动平台17由三爪卡盘的下端固接有伺服电机，三爪卡盘通过轴承转动连接在固定件上，固定件固接在工装台1上，工装台1的上表面开设有多个通孔，通过这样的设计，使得本结构可以实现稳定的夹持焊接工件和圆周转动工件，并可以实现紧凑的安装；通过将手持焊接机4插接在安装环5上，安装环5固接在连接块9的侧面，连接块9螺纹套接在螺纹杆8上，螺纹杆8的下端固接有第一限定板7，螺纹杆8的上端固接有第一磁性块15，第一磁性块15固接在第一滚珠16上，第一滚珠16磁性连接在刚性板13的内侧表面，刚性板13固接在磁性板14的内侧表面，磁性板14固接在工装台1的上表面，磁性板14与第一磁性块15磁性连接，磁性板14为电磁铁类型，通过这样的设计，使得本结构可以实现在竖直方向上进行上下调节高度，从而适应不同高度的零件；通过在连接块9上开孔滑动连接有两个第一滑轴10，第一滑轴10的右侧固接有第二限定板18，第一滑轴10的左端固接在第二磁性块11上，第二磁性块11上滚动摩擦连接有第二滚珠12，第二滚珠12滚动摩擦连接在刚性板13上，连接块9上开孔滑动连接有两个第二滑轴19，两个第二滑轴19与两个第一滑轴10相互垂直，两个第二滑轴19的前端固接有第三限定板20，两个第二滑轴19的后端固接有第三磁性块21，第三磁性块21上滚动摩擦连接有第二滚珠22，第二滚珠22滚动摩擦连接在刚性板13的内侧面上，通过这样的设计，使得本结构可以实现在水平方向和垂直方向的任意移动，从而适应不同的大小高度的焊接件，同时配合转动平台17对各种零件进行加工。

本实用新型的有益之处在于：

1.本实用新型通过安装环、安装板、第一限定板、螺纹杆、连接块、第一滑轴、第一磁性块、第一滚珠、刚性板、磁性板、第一磁性块、第二滚珠、转动平台、第二限定板、第二滑轴、第三限定板、第三磁性块和第二滚珠的结构设计,实现了水平、竖直和垂直方向上调节焊接高度和旋转工件的功能，解决了传统的手动焊接精度低、操作难度高和对于回转体工件焊接效果差的问题，提高了焊接的精度、焊接的效率和焊接工件的范围；

2.本实用新型通过工装台、水冷机、激光发生器、手持焊接机、安装环和转动平台的结构设计,实现了方便使用和方便安装工件的功能，解决了传统的焊接结构安装工件不便的问题，提高了焊接操作的便利性。

由于转动平台17的结构属于现有技术，所以本实用新型文件中未做描述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。