一种激光焊接系统及其焊接方法与流程

1.本发明涉及激光焊接技术领域，更具体地，涉及一种激光焊接系统及其焊接方法。


背景技术：

2.现有的汽车悬架系统上一般安装有减震器，减震器能够减缓车架与车身之间的振动，进而提高汽车行驶的平顺性和舒适性。而减震器工作的好坏，将直接影响汽车行驶的平稳性和其它机件的寿命，因此减震器的加工将变得至关重要。
3.激光焊接在汽车制造领域的应用越来越广，但是对于减震器方面，激光焊接设备较为欠缺，一般还是以传统的人工焊接为主，而人工焊接的速度较慢，生产效率低，且焊缝不易控制，焊接热变形大，导致焊接缺陷不受控；再有，人工焊接的工况条件差，对人体伤害极大。
4.公开号为cn208680820u的中国专利文献，公开了一种适用于扭力梁两序焊接大反转总成设备，包括：自动大翻转架、自动焊接机器手、第一序焊接模块、第二序焊接模块，自动焊接机器人，自动大翻转架包括：翻转变位机、翻转圆盘轴、旋转轴心板、位面变位机，所述翻转变位机左右各1个镜像立直设置在地面或工作平台上，翻转变位机的顶部超内侧在自身的位置调节槽中齿轴接设置出来的翻转圆盘轴，左侧的翻转变位机与右侧翻转变位机之间通过翻转圆盘轴悬置架设连接旋转轴心板。
5.但上述方案不适用于对汽车减震器的吊环焊接工作。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种激光焊接系统及其焊接方法，能够对多种规格的汽车减震器进行激光焊接，焊接质量、焊接效率均能够得到提高，且焊接热变形小，焊缝质量可控，能够节约人工成本。
7.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
8.提供一种激光焊接系统，包括控制装置和与所述控制装置通信连接的变位装置、六轴激光焊接装置；所述变位装置包括翻转架装置和设于所述翻转架装置上的第一转动机构、第二转动机构，所述第一转动机构包括第一转动对接端、第二转动对接端，所述第二转动机构包括第三转动对接端、第四转动对接端，所述第一转动对接端、第三转动对接端均设有可调夹持机构，所述第二转动对接端、第四转动对接端均设有夹持抵靠机构；所述翻转架装置、第一转动机构、第二转动机构、可调夹持机构、夹持抵靠机构均与控制装置通信连接。
9.优选地，所述可调夹持机构包括滑动组件、中心架组件、卡盘，所述第一转动对接端、第三转动对接端均连接有所述滑动组件，所述卡盘与滑动组件的滑动端连接，所述中心架组件与滑动组件的固定端连接、且所述中心架组件位于远离所述第一转动对接端、第三转动对接端的位置。
10.优选地，所述夹持抵靠机构包括夹爪组件、压紧件，所述第二转动对接端、第四转动对接端均连接有所述压紧组件，所述夹爪组件与压紧组件连接，且所述压紧组件与控制
装置通信连接。
11.优选地，所述第一转动对接端包括第一驱动盘和与所述第一驱动盘连接的第一驱动组件，所述第二转动对接端包括第一随动盘；所述第一驱动盘、第一随动盘分别与所述翻转架装置两端的内侧转动连接，所述第一驱动组件与控制装置通信连接；所述滑动组件与第一驱动盘连接，所述压紧件与第一随动盘连接。
12.优选地，所述翻转架装置包括主体架和分别与所述主体架的两端转动连接的随动机构、翻转机构，所述翻转机构与控制装置通信连接。
13.优选地，所述主体架上还设有用于遮挡所述六轴激光焊接装置发出的辐射的遮挡结构。
14.第一转动机构与第二转动机构处的
15.优选地，所述主体架包括第一支撑杆、第二支撑杆，所述第一支撑杆与第二支撑杆之间通过连接杆连接；所述遮挡结构为遮挡板，所述遮挡板连接于所述连接杆上；所述翻转机构、随动机构分别与所述第一支撑杆、第二支撑杆的外侧连接；所述第一转动对接端、第三转动对接端均与第一支撑杆的内侧连接，所述第二转动对接端、第四转动对接端均与第二支撑杆的内侧连接。
16.优选地，所述六轴激光焊接装置包括六轴机器人、控制柜、激光头、激光器，所述激光头与六轴机器人连接，所述六轴机器人通过控制柜与控制装置通信连接，所述激光头通过激光器与控制装置通信连接；所述六轴机器人靠近所述变位装置设置。
17.优选地，所述激光焊接系统还包括防护罩，所述变位装置、六轴激光焊接装置、控制装置均位于所述防护罩内；所述防护罩内设有若干拍摄组件，所述防护罩外侧设有若干警示组件，所述防护罩的侧壁还设有观察窗、操作屏，所述拍摄组件、警示组件、操作屏均与控制装置通信连接。
18.本发明还提供一种激光焊接系统的焊接方法，所述可调夹持机构包括可调夹持端和设置于所述可调夹持端上的支承端，所述焊接方法包括如下步骤：
19.s1.将若干减震器放置于所述第一转动机构、第二转动机构处具有空余的支承端上，并将若干吊环也分别放置于所述第一转动机构、第二转动机构处具有空余的夹持抵靠机构上、并将所述吊环夹紧；
20.s2.调整所述可调夹持端的位置，使所述减震器被夹紧；通过所述位置调节端调整所述夹持端的位置，使所述吊环压紧于所述减震器的端部位置；
21.s3.所述控制装置控制所述六轴激光焊接装置运动至待焊接位置处，并控制所述六轴激光焊接装置进行激光焊接；与此同时，所述控制装置控制当前靠近所述六轴激光焊接装置的第一转动机构或第二转动机构进行转动，使所述减震器、吊环同时发生转动，实现圆周焊接；
22.s4.当前转动机构上的减震器与吊环完成焊接后，所述控制装置控制所述翻转架装置进行翻转，使另外的转动机构转动至所述六轴激光焊接装置的可焊接范围内；
23.s5.所述控制装置控制所述六轴激光焊接装置进行激光焊接，同时控制当前靠近所述六轴激光焊接装置的转动机构进行转动实现圆周焊接；与此同时，对当前位于远离所述六轴激光焊接装置的转动机构处、并完成焊接的减震器进行下料；
24.s6.若已完成所有减震器的焊接工作，则结束，否则返回步骤s1。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.本发明为一种激光焊接系统及其焊接方法，可调夹持机构用于夹持多种规格的减震器，夹持抵靠机构用于夹持吊环并将吊环抵靠于减震器端部，第一转动机构以及第二转动机构能够实现对减震器与吊环之间的圆周焊接，且第一、第二转动机构的设置使得翻转架装置上具有至少两个工位，能够提高工作效率，且翻转架装置能够用于对第一转动机构、第二转动机构位置的翻转，便于六轴激光焊接装置进行焊接。
附图说明
27.图1为本发明一种激光焊接系统实施例1的结构示意图；
28.图2为本发明一种激光焊接系统实施例2的结构示意图；
29.图3为图2中i部分的放大示意图；
30.图4为图2中j部分的放大示意图；
31.图5为本发明一种激光焊接系统实施例3的结构示意图；
32.图6为图5中k部分的放大示意图；
33.图7为本发明一种激光焊接系统实施例4的结构示意图；
34.图8为图7中l部分的放大示意图；
35.图9为本发明一种激光焊接系统的俯视图；
36.图10为本发明一种激光焊接系统实施例5的结构示意图；
37.图11为本发明一种激光焊接系统实施例5另一视角的结构示意图；
38.图12为本发明一种激光焊接系统的焊接方法的流程图。
39.图示标记说明如下：
40.1-翻转架装置，11-主体架，111-第一支撑杆，112-第二支撑杆，113-连接杆，12-随动机构，121-第二安装台，122-第二轴承座，13-翻转机构，131-第一安装台，132-第三驱动组件，133-第一轴承座，2-第一转动机构，21-第一驱动盘，22-第一驱动组件，23-第一随动盘，3-第二转动机构，31-第二驱动盘，32-第二驱动组件，33-第二随动盘，4-可调夹持机构，41-滑动组件，411-导轨，412-滑块，413-锁止结构，414-基板，415-第一连接座，42-中心架组件，421-扇形架，422-插接件，423-第二连接座，43-卡盘，5-夹持抵靠机构，51-夹爪组件，511-第一夹爪，512-第二夹爪，52-压紧组件，521-摆臂气缸，522-连接块，6-六轴激光焊接装置，61-六轴机器人，62-控制柜，63-激光头，64-激光器，7-遮挡结构，8-底座，9-防护罩，91-拍摄组件，92-警示组件，93-观察窗，94-操作屏，95-卷帘门，10-减震器，101-吊环。
具体实施方式
41.下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
42.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的
装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
43.实施例1
44.如图1至图11所示为本发明一种激光焊接系统的第一实施例，包括控制装置和与所述控制装置通信连接的变位装置、六轴激光焊接装置6；变位装置包括翻转架装置1和设于翻转架装置1上的第一转动机构2、第二转动机构3，第一转动机构2包括第一转动对接端、第二转动对接端，第二转动机构3包括第三转动对接端、第四转动对接端，第一转动对接端、第三转动对接端均设有可调夹持机构4，第二转动对接端、第四转动对接端均设有夹持抵靠机构5；翻转架装置1、第一转动机构2、第二转动机构3、可调夹持机构4、夹持抵靠机构5均与控制装置通信连接。
45.可调夹持机构4用于夹持多种规格的减震器10，夹持抵靠机构5用于夹持吊环101并将吊环101抵靠于减震器10端部，第一转动机构2以及第二转动机构3能够实现对减震器10与吊环101之间的圆周焊接，且第一转动机构2、第二转动机构3的设置使得翻转架装置1上具有至少两个工位，能够提高工作效率，且翻转架装置1能够用于对第一转动机构2、第二转动机构位置3的翻转，便于六轴激光焊接装置6进行焊接。本实施例中控制装置为plc控制器。
46.另外，翻转架装置1包括主体架11和分别与主体架11的两端转动连接的随动机构12、翻转机构13，翻转机构13与plc控制器电连接，如图9所示。
47.如图1至图3、以及图5所示，第一转动对接端包括第一驱动盘21和与第一驱动盘21连接的第一驱动组件22，第二转动对接端包括第一随动盘23；第一驱动盘21、第一随动盘23分别与主体架11两端的内侧转动连接，第一驱动组件22固定于主体架11的外侧、且与plc控制器电连接。本实施例中第一驱动组件22为电机。
48.如图2和图7所示，第三转动对接端的构成与第一转动对接端类似，第四转动对接端的构成与第二转动对接端类似；第三转动对接端包括第二驱动盘31和与第二驱动盘31连接的第二驱动组件32，第四转动对接端包括第二随动盘33，第二驱动盘31、第二随动盘33分别与主体架11两端的内侧转动连接，第二驱动组件32固定于主体架11的外侧、且与plc控制器电连接。本实施例中第二驱动组件32为电机。
49.如图2至图6所示，可调夹持机构4包括滑动组件41、中心架组件42、卡盘43，第一驱动盘21、第二驱动盘31上均连接有滑动组件41，卡盘43与滑动组件41的滑动端连接，中心架组件42与滑动组件41的固定端连接、且中心架组件42位于远离第一驱动盘21、第二驱动盘31的位置。
50.如图2至图6所示，夹持抵靠机构5包括夹爪组件51、压紧组件52，第一随动盘23、第二随动盘33上均连接有压紧组件52，夹爪组件51与压紧组件52连接，且压紧组件52与plc控制器电连接。
51.具体地，滑动组件41包括基板414、导轨411、滑块412，导轨411沿基板414延伸方向的侧部装设，滑块412与导轨411滑动连接；第一驱动盘21、第二驱动盘31均与基板414的其中一端连接，中心架组件42连接于基板414的另外一端处；卡盘43位于基板414的正上方、且与滑块412通过第一连接座415连接。本实施例中滑动组件41还包括锁止结构413，基板414
上排列设有多个通孔或盲孔，第一连接座415设有通孔；如图2、图3、图7以及图8所示，锁止结构413为插销，通过将插销依次插入第一连接座415处的通孔、基板414上的通孔或盲孔，实现滑块412与导轨411之间的位置锁止，进而使得可调夹持机构4能够适应于多种长度规格的减震器10。
52.如图4至图6所示，中心架组件42包括扇形架421、插接件422、第二连接座423，扇形架421位于基板414的正上方，且与基板414通过第二连接座423连接；插接件422可活动地插接于扇形架421上，通过调节插接件422实现对减震器10的夹紧。本实施例中扇形架421呈半圆状，插接件422为螺栓，减震器10放置于扇形架421内侧，通过螺栓从扇形架421外侧插入内侧、并与减震器10接触，实现对减震器10的支承以及夹紧。
53.如图5和图6所示，压紧组件52包括摆臂气缸521、连接块522，第一随动盘23、第二随动盘33上通过连接块522与摆臂气缸521的缸座连接；夹爪组件51包括第一夹爪511、第二夹爪512，第一夹爪511与摆臂气缸521的摆臂连接，第二夹爪512与连接块522连接，且第二夹爪512位于第一夹爪511的下方；还有，摆臂气缸521与plc控制器电连接。使用时，通过摆臂气缸521的摆动使第一夹爪511与第二夹爪512实现对吊环101的夹紧。
54.实施例2
55.本实施例与实施例1类似，所不同之处在于，本实施例中主体架11上还设有用于遮挡六轴激光焊接装置6发出的辐射的遮挡结构7。如图1和图2所示，遮挡结构7为遮挡板，遮挡板与主体架11连接。
56.实施例3
57.如图3和图9所示，本实施例与实施例1或2类似，所不同之处在于，本实施例中主体架11包括第一支撑杆111、第二支撑杆112，第一支撑杆111与第二支撑杆112相互平行，且第一支撑杆111与第二支撑杆112之间通过连接杆113连接；遮挡板沿连接杆113的延伸方向连接于连接杆113的上表面或下表面、亦或是连接于连接杆113的上表面以及下表面；翻转机构13、随动机构12分别与第一支撑杆111、第二支撑杆112的外侧连接；第一驱动盘21、第二驱动盘31均与第一支撑杆111的内侧连接，第一随动盘23、第二随动盘33均与第二支撑杆112的内侧连接。需要说明的是，第一支撑杆111、第二支撑杆112的外侧指的是远离连接杆113的一侧，第一支撑杆111、第二支撑杆112的内侧指的是靠近连接杆113的一侧。
58.如图1、图2、图5以及图9所示，翻转机构13包括第一安装台131、第三驱动组件132、第一轴承座133，第三驱动组件132的固定端安装于第一安装台131上，第三驱动组件132的驱动端通过第一轴承座133与第一支撑杆111的外侧连接；本实施例中第三驱动组件132与plc控制器电连接，第三驱动组件132为电机。随动机构12包括第二安装台121、第二轴承座122，第二轴承座122安装于第二安装台121上，且第二轴承座122与第二支撑杆112的外侧连接。
59.实施例4
60.如图4和图9所示，本实施例与实施例1至3任一实施例类似，所不同之处在于，本实施例中六轴激光焊接装置6包括六轴机器人61、控制柜62、激光头63、激光器64，激光头63与六轴机器人61连接，六轴机器人61通过控制柜62与plc控制器电连接，激光头63通过激光器64与plc控制器电连接；通过控制柜62对六轴机器人61的移动进行控制，通过激光器64对激光头63发射的激光进行控制，而plc控制器则能够对六轴机器人61、激光头63进行协调控
制。如图9所示，六轴机器人61靠近变位装置设置，具体地，六轴机器人61靠近主体架11设置；控制柜62、激光器64均靠近六轴机器人61设置。
61.实施例5
62.如图9和图11所示，本实施例与实施例1至4任一实施例类似，所不同之处在于，本实施例中激光焊接系统还包括防护罩9，变位装置、六轴激光焊接装置6、plc控制器均位于防护罩9内；防护罩9内设有若干拍摄组件91，防护罩9外侧设有若干警示组件92，防护罩9的外侧壁还设有观察窗93、操作屏94，拍摄组件91、警示组件92、操作屏94均与plc控制器电连接。防护罩9上还设有卷帘门95，卷帘门可以为手动式的、还可以为电动式。
63.本实施例中拍摄组件91为摄像头，摄像头安装于防护罩9内顶面的四个角部的位置，用于拍摄焊接过程，便于工作人员进行监控，如图11所示；警示组件92为警示灯，警示灯安装于防护罩9外侧顶部，当焊接系统发生异常时警示灯亮起，用于提示工作人员；操作屏94的设置能够便于工作人员通过操作屏94对变位装置、六轴激光焊接装置6进行操作。
64.如图1至图10所示，焊接系统还包括底座8，防护罩9、变位装置、六轴激光焊接装置6均安装于底座8上。具体地，第一安装台131、第二安装台121均安装于底座8上，六轴机器人61、控制柜62、激光器64也安装于底座8上。
65.实施例6
66.如图12所示为本发明一种激光焊接系统的焊接方法的实施例，可调夹持机构4包括可调夹持端和设置于可调夹持端上的支承端，夹持抵靠机构5包括第一夹持端和与第一夹持端连接的第二夹持端，焊接方法包括如下步骤：
67.s1.将若干减震器10放置于第一转动机构2、第二转动机构3处具有空余的支承端上，并将若干吊环101也分别放置于所述第一转动机构2、第二转动机构3处具有空余的夹持抵靠机构5上、并通过第一、第二夹持端将吊环101夹紧。
68.具体地，可调夹持机构4的可调夹持端包括滑动组件41和卡盘43，可调夹持机构4的支承端包括中心架组件42；第一夹持端包括第一夹爪511、摆臂气缸521，第二夹持端包括第二夹爪512、连接块522；在具有空余的卡盘43、中心架组件42处放置减震器10，在具有空余的第一夹爪511、第二夹爪512处放置吊环101，并通过plc控制器控制摆臂气缸521令第一夹爪511将吊环101夹紧。
69.s2.在步骤s1之后，调整可调夹持端的位置，使减震器10被夹紧；通过位置调节端调整夹持端的位置，使吊环101压紧于减震器10的端部位置。
70.具体地，步骤s2包括如下步骤：
71.s21.使用卡盘43将减震器10的一端夹紧，然后推动滑块412，使减震器10的另一端架设于中心架组件42上；
72.s22.继续推动滑块412，直至吊环101与减震器10端部紧密相抵，然后将插销依次插入第一连接座415处的通孔、以及基板414上相应位置的通孔或盲孔，使滑块412相对于导轨411锁止；
73.s23.将扇形架421上的插接件422拧紧，将减震器10进一步固定。
74.s3.在步骤s2之后，控制装置控制六轴激光焊接装置6运动至待焊接位置处，即吊环101与减震器10相抵接的位置，并控制六轴激光焊接装置6进行激光焊接；与此同时，控制装置控制当前靠近六轴激光焊接装置6的第一转动机构2或第二转动机构3进行转动，使减
震器10、吊环101同时发生转动，实现圆周焊接。
75.具体地，plc控制器通过控制柜62控制六轴机器人61移动，使激光头63靠近吊环101与减震器10相抵接的位置，并通过激光器64控制激光头63出射激光；plc控制器同时控制当前靠近六轴激光焊接装置6的第一驱动组件22或第二驱动组件32启动，第一驱动盘21或第二驱动盘31带动可调夹持机构4转动；而由于减震器10与吊环101相抵，因此能够带动吊环101、夹持抵靠机构5一同跟随转动，相应地能够带动第一随动盘23或第二随动盘33也跟随转动，实现圆周焊接。
76.s4.当前转动机构上的减震器10与吊环101的焊接工作后，控制装置控制翻转架装置1进行翻转，使另外的转动机构转动至六轴激光焊接装置6的可焊接范围内，即激光头63能够实现焊接的范围。
77.s5.控制装置控制六轴激光焊接装置6进行激光焊接，同时控制当前靠近六轴激光焊接装置6的转动机构进行转动实现圆周焊接；与此同时，对当前位于远离六轴激光焊接装置6的转动机构处、并完成焊接的具有吊环101的减震器10进行下料。
78.s6.若已完成所有减震器10的焊接工作，则结束，否则返回步骤s1。
79.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。