多工位精密雷射焊接機的製作方法

2023-05-31 06:13:46 2

專利名稱：多工位精密雷射焊接機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及雷射焊接領域，特別涉及一種多工位精密雷射焊接機。
背景技術：
圖1是一種運用於汽車剎車系統的油路閥芯部件，由於本零件關係汽車的安全問題，是一個關鍵部件，而且是一種易損易耗零件，為了保證汽車的安全運行，需要定期的檢查和更換，從而保證汽車用戶和行人的安全。原來針對該零件的加工方法一般都是採用整體冷鐓成型的，由於工藝的問題，致使其加工出來的零件存在著嚴重的質量問題一、冷鐓成型的尺寸精度完全不能保證工作需要，如該零件的總長度為33.6±0.3mm，這種精度的誤差，對於冷鐓成型來說，是很難做到的，這是由於冷鐓成型要受到冷鐓衝壓模具、材料熱膨脹係數、材料的金屬取向等因數的影響，從而導致零件最後成型後存在著尺寸的個體差異太大，互換性太差。這種冷鐓成型的加工方法遠不如切削加工的精度高。
二、冷鐓成型的形位公差也滿足不了工作要求，根據該零件的工作情況，要求圖1中的件1、件2要保持嚴格的同軸，其同軸度為φ0.2mm，件3是一個墊圈樣的法蘭圈，其平面與件1要保持嚴格的垂直，其垂直度為0.5mm。超出這些參數將會導致工作中出現洩露現象，這樣嚴重影響汽車的行車安全。
由於冷鐓成型的工藝性，很難保證加工出來的零件能達到上述參數。

發明內容
本實用新型克服上述現有技術存在的問題，提供一種多工位精密雷射焊接機，通過該多工位精密雷射焊接機，將精加工出來的件1、件2、件3用雷射組焊成型，這樣剎車系統的油路閥芯部件能夠滿足設備零件特殊要求，並能達到上述所說的參數，保證了汽車的安全可靠性。
本實用新型的技術方案為一種多工位精密雷射焊接機，包含有雷射器4、雷射器的控制裝置9、轉盤6、焊接卡具5、步進電動機7、分割器8、高度自動檢測裝置和自動卸料裝置，高度自動檢測裝置安裝在裝料工位或焊接工位之前，自動卸料裝置安裝在焊接工位之後，雷射器的控制裝置9與雷射器4相連，並控制雷射器4輸出的兩路雷射，至少四個工位的焊接卡具5安裝在轉盤6上的，轉盤6由分割器8和步進電動機驅動，放入焊接卡具的工件由步進電動機7驅動。
所述的焊接卡具5由支撐座5-1、拉手5-2、滾動軸承5-3、壓緊工件的彈簧5-4、卡工件的軸5-5、工件靠塊5-6、下支撐套5-7、底座法蘭5-8、從動磁性半聯軸器5-9、永磁鐵5-10及主動磁性半聯軸器5-11所組成。支撐座5-1、底座法蘭5-8分別固定在轉盤6上，工件靠塊5-6固定在支撐座5-1上，下支撐套5-7固定在從動磁性半聯軸器5-9上，並通過軸承可以在底座法蘭5-8內轉動，永磁鐵(5-10)分別固定在從動磁性半聯軸器5-9和主動磁性半聯軸器5-11上，拉手5-2、滾動軸承5-3、壓緊工件的彈簧5-4、卡工件的軸5-5依次固定在支撐座5-1上。
所述的自動卸料裝置是由氣缸5-14、頂端帶斜邊的頂杆5-13所組成，氣缸5-14、頂端帶斜邊的頂杆5-13安裝在轉盤6的卸料工位下面的焊接機機架上。
本實用新型的優點由於用雷射焊接的零件在焊接之前是都用精加工的工藝做出來的，各種幾何精度、表面質量都遠比用冷鐓成型的加工要高，而後期用雷射進行焊接成型，由於雷射在焊接的過程中，熱影響區很小，並且還會讓焊接區的金相組織產生良好的金相狀態，從而保證有極高的焊接強度，經過力學檢測，焊接後的抗拉強度為1500N，能更好的保證了工件在工作時的可靠性。


圖1是一種運用於汽車內的剎車系統的油路閥芯部件圖。
圖2是本實用新型的主視圖。
圖3是本實用新型的俯視圖。
圖4是本實用新型的左視圖。
圖5是雷射焊接的示意圖。
圖6是工件裝卡狀態和檢測工位的視圖。
圖7是工件焊接完成之後的卸料裝置圖。
圖中4為雷射器，5為工件的焊接卡具，6為安放焊接卡具的轉盤，7為帶動工件旋轉的步進電動機，8為驅動轉盤的分割器，9為雷射的控制系統，10為雷射器的冷卻機，11為焊接工位，12為卸料工位，13、14為空工位，15為裝料工位，16為高度檢測工位。
具體實施方式
結合附圖對本實用新型作進一步的描述。本實用新型的工位為6個，所以焊接卡具也為6個。參看圖2、圖3、圖4、圖5一種多工位精密雷射焊接機，包含有雷射器4、雷射器的控制裝置9、轉盤6、焊接卡具5、步進電動機7、分割器8、高度自動檢測裝置和自動卸料裝置，高度自動檢測裝置為安裝在高度檢測工位處的卡具拉手左右兩側的一對光電檢測裝置，自動卸料裝置安裝在卸料工位，雷射器的控制裝置9與雷射器4相連，並控制雷射器4輸出的兩路雷射，6個工位的6個焊接卡具5安裝在轉盤6上的，轉盤6由分割器8和步進電動機驅動，放入焊接卡具的工件由步進電動機7驅動。雷射器冷卻機10為雷射器4的冷卻用。
為了保證零件在經過雷射焊接之後，能保證達到相應的尺寸精度和形位公差的要求，特設置了相關的專業焊接卡具，見圖6所述的焊接卡具5由支撐座5-1、拉手5-2、滾動軸承5-3、壓緊工件的彈簧5-4、卡工件的軸5-5、工件靠塊5-6、下支撐套5-7、底座法蘭5-8、從動磁性半聯軸器5-9、永磁鐵5-10及主動磁性半聯軸器5-11所組成，支撐座5-1、底座法蘭5-8分別固定在轉盤6上，工件靠塊5-6固定在支撐座5-1上，下支撐套5-7固定在從動磁性半聯軸器5-9上，並通過軸承可以在底座法蘭5-8內轉動，永磁鐵5-10分別固定在從動磁性半聯軸器5-9和主動磁性半聯軸器5-11上，拉手5-2、滾動軸承5-3、壓緊工件的彈簧5-4、卡工件的軸5-5依次固定在支撐座5-1上。
安裝工件時，用手提起拉手5-2，依次放入工件的件3、件2、件1，安放件1時，將件1靠緊5-6，放下拉手5-2，此時在彈簧5-4的作用下，三個工件將被壓緊在下支撐套5-7上。
磁性聯軸器的主動端和從動端沒有任何的機械連接，運行中完全用永磁鐵的磁性將主動端的轉動傳遞到從動端，讓工件進行環行焊接。
為什麼要用磁性聯軸器？因為本機構中帶動工件轉動的驅動只用一個，而多工位的卡具5(見圖5)卻有多個，原理是當轉盤6將某個卡具轉至焊接工位處的時候，卡具下面的從動磁性半聯軸器立即就會與下面的主動磁性半聯軸器形成磁性連接，焊接完畢，當轉盤將焊接好的工件轉出來時，又能方便的將磁性聯軸器移出，從而脫離連接。
焊接完之後，轉盤將會將焊好的卡具轉至卸料工位，見圖7圖7實際上是將兩個工位合畫在一張圖紙上的上部分是高度檢測工位(見圖3中的16)，上部的5-12是裝料工位的工件高度檢測裝置，它是一個光電檢測裝置。下部分是卸料工位(見圖3中的12)，自動卸料裝置是由氣缸5-14、頂端帶斜邊的頂杆5-13所組成，氣缸5-14、頂端帶斜邊的頂杆5-13安裝在卸料工位的焊接機機架上，5-15是裝焊接好成品的料鬥。卸料工位的工作原理(參看圖7)在控制系統的驅動下，由下面的氣缸5-14將頂端帶斜邊的頂杆5-13頂上，向上頂出焊接好的工件，由於頂杆的上端是斜的，將迫使焊接好的工件向料鬥5-15的方向推去，同時，由於上部彈簧(見圖6中的5-4)向下的作用，共同將卸下的工件推向料鬥5-15，此時，完成卸料工作。
高度檢測工位的工作原理(參看圖7)上部的光電檢測裝置5-12是安裝在裝料工位(見圖3中的件16)的機構，它主要是檢測工件的總高度(參看圖7)，其工作原理是，上部的5-12實際上是安裝在拉手左右兩側的一對光電檢測裝置，通過檢測拉手的實際高度來測定工件的總高度，當檢測到不符合規定的高度的工件時，雷射控制裝置將對這個不符合要求的工件做出不焊接的處理，即當這個裝上有不合格工件的工位轉至焊接工位(圖3中的11)上的時候，系統將發出不焊接的處理程序，轉盤不會將這個裝上有不合格工件的工位停在焊接工位處，而是直接轉2個工位，讓下一個工位轉到焊接工位處進行焊接下一個合格的工件，裝上有不合格工件的工位轉至卸料工位(圖3中的12)時，卸料機構將啟動將不合格工件也頂卸出來，仍然是原始的三個獨立零件(見圖1中的件1、件2、件3)。
本實用新型主要解決了如下關鍵問題一、由於將圖1的零件分解為三個獨立的零件，前期是用精加工做出來的，這個遠比冷鐓成型的加工精度要高。單個零件都能滿足工件在工作上的要求。比如總長度尺寸33.6±0.3mm。球體的球面度，粗糙度等。
二、用雷射將三個獨立的零件焊接成型，是由於雷射焊接的熱影響區比較小，不會導致焊接後的變形，從而保證了零件的相對形位公差，如件1、件2同軸度在φ0.2mm之內、件3與件1的垂直度在0.5mm之內。
三、由於整個零件是由精加工做出來的，各種幾何精度、表面質量都遠比用冷鐓成型的加工要高，而後期用雷射進行焊接成型，由於雷射在焊接的過程中，還會讓焊接區的金相組織產生良好的金相狀態，從而保證有極高的焊接強度，經過力學檢測，焊接後的抗拉強度為1500N，而工件的原始要求件3與件2的抗拉強度為50N，件2與件1的抗拉強度為300N。這樣，用雷射焊接後的強度達到了1500N後，能更好的保證了工件在工作時的可靠性。
權利要求1.一種多工位精密雷射焊接機，包含有雷射器(4)、雷射器的控制裝置(9)、轉盤(6)、焊接卡具(5)、步進電動機(7)、分割器(8)、高度自動檢測裝置和自動卸料裝置，高度自動檢測裝置安裝在裝料工位或焊接工位之前，自動卸料裝置安裝在焊接工位之後，其特徵在於雷射器的控制裝置(9)與雷射器(4)相連，並控制雷射器(4)輸出的兩路雷射，至少四個工位的焊接卡具(5)安裝在轉盤(6)上的，轉盤(6)由分割器(8)和步進電動機驅動，放入焊接卡具的工件由步進電動機(7)驅動。
2.根據權利要求1所述的雷射焊接機，其特徵在於所述的焊接卡具(5)由支撐座(5-1)、拉手(5-2)、滾動軸承(5-3)、壓緊工件的彈簧(5-4)、卡工件的軸(5-5)、工件靠塊(5-6)、下支撐套(5-7)、底座法蘭(5-8)、從動磁性半聯軸器(5-9)、永磁鐵(5-10)及主動磁性半聯軸器(5-11)所組成，支撐座(5-1)、底座法蘭(5-8)分別固定在轉盤(6)上，工件靠塊(5-6)固定在支撐座(5-1)上，下支撐套(5-7)固定在從動磁性半聯軸器(5-9)上，並通過軸承可以在底座法蘭(5-8)內轉動，永磁鐵(5-10)分別固定在從動磁性半聯軸器(5-9)和主動磁性半聯軸器(5-11)上，拉手(5-2)、滾動軸承(5-3)、壓緊工件的彈簧(5-4)、卡工件的軸(5-5)依次固定在支撐座(5-1)上。
3.根據權利要求1所述的雷射焊接機，其特徵在於所述的自動卸料裝置是由氣缸(5-14)、頂端帶斜邊的頂杆(5-13)所組成，氣缸(5-14)、頂端帶斜邊的頂杆(5-13)安裝在卸料工位的焊接機支架上。
專利摘要本實用新型涉及一種多工位精密雷射焊接機，包含有、雷射器的控制裝置、轉盤、焊接卡具、步進電動機、分割器、高度自動檢測裝置和自動卸料裝置，在轉盤上可以安裝多個焊接卡具，從而可以提高工效，步進電動機帶動工件旋轉，分割器在步進電動機驅動下帶動轉盤，保證了轉盤做精確的間歇轉動，雷射的控制裝置控制雷射器輸出的兩路雷射對工件進行同時焊接。由於零件的各種幾何精度、表面質量都比用冷鐓成型的加工要高，後期用雷射進行焊接成型，而雷射在焊接的過程中，熱影響區很小，並且還會讓焊接區的金相組織產生良好的金相狀態，從而保證有極高的焊接強度。經過力學檢測，焊接後的抗拉強度為1500N，能更好的保證了工件在工作時的可靠性。
文檔編號B23K26/00GK2744457SQ200420111478
公開日2005年12月7日 申請日期2004年11月19日 優先權日2004年11月19日
發明者汪宏志, 李承周, 遊立德, 楊芬梅 申請人:武漢華工雷射工程有限責任公司