雷射焊系統的自動焊接裝置的製作方法

2023-11-06 13:55:12 1

本發明涉及雷射焊領域，具體而言涉及一種雷射焊系統的自動焊接裝置。

背景技術：

雷射焊接是雷射材料加工技術應用的重要方面之一。20世紀70年代主要用於焊接薄壁材料和低速焊接，焊接過程屬熱傳導型，即雷射輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導向內部擴散，通過控制雷射脈衝的寬度、能量、峰值功率和重複頻率等參數，使工件熔化，形成特定的熔池。

雷射焊發出的雷射束強度高，局部溫度高，一旦發生事故，造成的損傷很嚴重，另外，涉及到焊接工序的焊件較重，人工對位拼接耗時久，產能低下。

技術實現要素：

本發明目的在於提供一種雷射焊系統的自動焊接裝置，該自動焊接裝置能夠實現焊接過程的自動化，焊件在對中臺上完成預對位後移送至工作檯，在工作檯上完成對位拼接，控制裝置將對位好的焊件固定在工作檯上後啟動雷射頭，雷射頭被設置為沿雷射頭行走軸移動，在移動過程中根據程序設定發出雷射束，完成焊接。

該自動焊接裝置除了能夠實現焊接過程的自動化提高產能之外，還可以降低事故發生率，保證人員和設備的安全。

本發明的上述目的通過獨立權利要求的技術特徵實現，從屬權利要求以另選或有利的方式發展獨立權利要求的技術特徵。

為達成上述目的，本發明提出一種雷射焊系統的自動焊接裝置，該自動焊接裝置用於將第一焊件和第二焊件焊接在一起，所述自動焊接裝置包括用於預定位第一焊件的第一對中臺、用於預定位第二焊件的第二對中臺、用於將第一焊件和第二焊件對位拼接在一起並實施焊接的工作檯、用於將第一焊件從第一對中臺移至工作檯的第一精定位抓手、用於將第二焊件從第二對中臺移至工作檯的第二精定位抓手、用於發出焊接光束的雷射頭，以及用於輔助第一精定位抓手、第二精定位抓手和雷射頭移動的鋼構和用於控制第一精定位抓手、第二精定位抓手和雷射頭移動的控制裝置；

所述鋼構包括：

第一雷射頭行走軸支撐架，其包括垂直設置在地面上的第一立柱、第二立柱，以及架設連接在第一立柱頂端與第二立柱頂端的第一橫梁，其中，第一立柱與第二立柱之間存在間隙，且第一立柱與第二立柱在豎直方向上的高度相同，第一橫梁與地面平行；

第二雷射頭行走軸支撐架，其包括垂直設置在地面上的第三立柱、第四立柱，以及架設連接在第三立柱頂端與第四立柱頂端的第二橫梁，其中，第三立柱與第四立柱之間存在間隙，且第三立柱、第四立柱在豎直方向上的高度相同，第二橫梁與地面平行，第二橫梁與第一橫梁相互平行且離地高度相同；

雷射頭行走軸，其一端垂直地安裝在所述第一橫梁上，另一端垂直地安裝在所述第二橫梁上，該雷射頭行走軸與地面平行；

第一抓手行走軸立柱，其垂直地固定在地面上，位於雷射頭行走軸臨近第一立柱的一側；

第二抓手行走軸立柱，其垂直地固定在地面上，位於雷射頭行走軸臨近第二立柱的一側；

第一抓手行走軸，其平行於地面，一端垂直地固定在所述第一抓手行走軸立柱上，另一端垂直地固定在所述雷射頭行走軸上；

第二抓手行走軸，其平行於地面，一端垂直地固定在所述第二抓手軸立柱上，另一端垂直地固定在所述雷射頭行走軸上；

所述雷射頭安裝在所述雷射頭行走軸上，被設置為沿雷射頭行走軸移動；

所述工作檯位於所述雷射頭行走軸正下方；

所述第一對中臺位於所述工作檯臨近所述第一抓手行走軸立柱的一側，與所述工作檯相鄰放置；

所述第二對中臺位於所述工作檯臨近所述第二抓手行走軸立柱的一側，與所述工作檯相鄰放置；

所述第一精定位抓手可移動地設置在所述第一抓手行走軸上；

所述第二精定位抓手可移動地設置在所述第二抓手行走軸上；

所述控制裝置與所述第一精定位抓手連接，被設置為響應於工作檯上焊件焊接完成，第一精定位抓手將第一焊件從所述第一對中臺移送至所述工作檯；

所述控制裝置與所述第二精定位抓手連接，被設置為響應於工作檯焊件完成，第二精定位抓手將第二焊件從所述第二對中臺移送至所述工作檯；

所述控制裝置還與所述雷射頭連接，被設置為響應於第一焊件與第二焊件在工作檯上完成對位，雷射頭沿雷射頭行走軸移動且在移動過程中完成對焊件的焊接。

進一步的實施例中，所述第一抓手行走軸的上表面設置有第一齒條；

所述第一精定位抓手包括：

第一支撐平臺，其包括與地面平行的第一連接板以及垂直地設置在第一連接板一端的第二連接板；

第一精定位抓手本體，其安裝在第二連接板上；

第一齒輪，其固定設置在所述第一連接板上，且與所述第一齒條嚙合；

第一電機，其固定設置在所述第一連接板上並與所述第一齒輪連接，該第一電機被設置成根據控制裝置的控制信號而運行以驅動第一齒輪轉動，使得第一齒輪攜帶第一支撐平臺沿第一齒條移動。

進一步的實施例中，所述第一精定位抓手本體包括：

第一懸臂，其安裝在所述第二連接板上，與地面垂直；

第一抓手，其固定在所述第一懸臂底端，包括第一抓手框架、第一吸盤組以及第一氣缸；

所述第一抓手框架與地面平行，固定連接在所述第一懸臂底端；

所述第一吸盤組，包括K個吸盤、K個支氣管以及第一總氣管，其中，該K個吸盤吸附面朝下，分布設置在所述第一抓手框架底端，每個吸盤後端對應連接設置有一個支氣管，該K個支氣管匯總連接到所述第一總氣管上；

所述第一氣缸，與所述第一總氣管連接，與所述控制裝置連接，被設置為用於調整所述K個吸盤的吸附狀態；

K為正整數。

進一步的實施例中，所述第二雷射行走軸的上表面設置有第二齒條；

所述第二精定位抓手包括：

第二支撐平臺，其包括與地面平行的第三連接板以及垂直地設置在第三連接板一端的第四連接板；

第二精定位抓手本體，其安裝在第四連接板上；

第二齒輪，其固定設置在所述第三連接板上，且與所述第二齒條嚙合；

第二電機，其固定設置在所述第三連接板上並與所述第二齒輪連接，該第二電機被設置成根據控制裝置的控制信號而運行以驅動第二齒輪轉動，使得第二齒輪攜帶第二支撐平臺沿第二齒條移動。

進一步的實施例中，所述第二精定位抓手本體包括：

第二懸臂，其安裝在所述第四連接板上，與地面垂直；

第二抓手，其固定在所述第二懸臂底端，包括第二抓手框架、第二吸盤組、第二氣缸；

所述第二抓手框架與地面平行，固定連接在所述第二懸臂底端；

所述第二吸盤組，包括L個吸盤、L個支氣管以及第二總氣管，其中，該L個吸盤吸附面朝下，分布設置在所述第二抓手框架底端，每個吸盤後端對應連接設置有一個支氣管，該L個支氣管匯總連接到所述第二總氣管上；

所述第二氣缸，與所述第二總氣管連接，與所述控制裝置連接，被設置為用於調整所述L個吸盤的吸附狀態；

L為正整數；

所述第二精定位抓手本體上還設置有固定壓塊，該固定壓塊包括：

第三氣缸，其固定安裝在第二抓手框架上；

固定壓塊框架，其安裝在第二抓手框架上，與第三氣缸連接，該固定壓塊框架被設置成在第三氣缸的驅動下沿垂直於地面的方向運動；

L個壓塊，其固定在固定壓塊框架底端，該L個壓塊被設置成當固定壓塊框架降到最低時，其與第二焊件接觸，並施加一個向下的壓力在第二焊件上。

進一步的實施例中，所述L個壓塊與所述第二焊件的接觸面採用彈性材料。

進一步的實施例中，所述雷射頭行走軸上設置有第三齒條；

所述雷射頭包括：

第三支撐平臺，其包括與地面平行的第五連接板以及垂直地設置在第五連接板一端的第六連接板；

保護罩，其安裝在第六連接板上，其朝向地面的一側設置有開孔；

雷射頭本體，其安裝在保護罩內，該雷射頭本體的光束髮射端被設置成位於保護罩開孔的正上方，使發出的雷射束穿過保護罩開孔照射在焊件上；

第三齒輪，其固定設置在所述第五連接板上，且與所述第三齒條嚙合；

第三電機，其固定設置在所述第五連接板上並與所述第三齒輪連接，該第三電機被設置成根據控制裝置的控制信號而運行以驅動第三齒輪轉動，使得第三齒輪攜帶第三支撐平臺沿第三齒條移動；

所述雷射頭本體與所述控制裝置連接，被設置成根據控制裝置的控制信號發射雷射束。

進一步的實施例中，所述第一對中臺與工作檯相鄰的側邊被定義為第一側邊，與第一側邊相對的側邊被定義為第二側邊，與雷射頭起始位置臨近的側邊被定義為第三側邊，與第三側邊相對的側邊被定義為第四側邊；

所述第一對中臺上設置有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽的一端位於第四側邊，另一端位於第一對中臺內，第一凹槽內設置有第一直線型驅動機構；第二凹槽與第一凹槽垂直，第二凹槽的一端位於第二側邊，另一端位於第一對中臺內，第二凹槽內設置有第二直線型驅動機構；

所述第一直線型驅動機構包括第一固定部和第一運動部，第一固定部位於第四側邊外側，第一運動部上固定設置有第一推動板，第一推動板部分地凸出於所述第一對中臺表面，且第一推動板被設置為在第一直線型驅動機構的驅動下沿第一凹槽移動，移動方向與雷射頭的行進方向平行；

所述第二直線型驅動機構包括第二固定部和第二運動部，第二固定部位於第二側邊外側，第二運動部上設置有第二推動板，第二推動板部分地凸出於所述第一對中臺表面，且第二推動板被設置為在第二直線型驅動機構的驅動下沿第二凹槽移動，移動方向與雷射頭的行進方向垂直且與地面平行；

所述第一對中臺在第三側邊處設置有擋板，擋板凸出於第一對中臺上表面；

所述第一對中臺在第一側邊處設置有M個可升降的定位銷，該M個定位銷排列成一條直線，該直線方向與雷射頭的行進方向一致，定位銷的底端固定在同一個連杆上，連杆位於第一對中臺下方；

所述第一對中臺下方還設置有活塞行進方向與地面垂直的第二氣缸，該第二氣缸與所述連杆連接，用於驅動連杆升降，從而使得所述M個定位銷部分地凸出於第一對中臺上表面或者完全降至第一對中臺內；

所述M為正整數，且M大於等於2。

進一步的實施例中，所述工作檯與所述第一對中臺之間設置有第一緩衝臺，所述工作檯與所述第二對中臺之間設置有第二緩衝臺；

所述第一緩衝臺和第二緩衝臺上表面分布設置有若干個具有同樣高度的萬向滾輪；

所述萬向滾輪的頂端與工作檯上表面平齊。

進一步的實施例中，所述工作檯被劃分成第一半區和第二半區，第一半區與第二半區相接觸的端面位於所述雷射頭髮出的光束正下方；

所述第一半區在臨近第二半區的一側設置有N個可升降的定位杆，該N個定位杆排列成一條直線，該直線方向與雷射頭的行進方向一致，定位杆的底端固定在同一個連杆上，連杆位於工作檯下方；

所述工作檯下方還設置有活塞行進方向與地面垂直的第四氣缸，該第四氣缸與所述連杆連接，用於驅動連杆升降，從而使得所述N個定位杆部分地凸出於工作檯上表面或者完全降至工作檯內；

所述N為正整數，且N大於等於2；

所述第一半區和第二半區上各設置有一列電磁鐵，兩列電磁鐵的排列方向均與雷射頭的行進方向一致，且兩列電磁鐵均臨近定位杆；

所述電磁鐵與所述控制裝置連接，被設置成響應於第一焊件與第二焊件在工作檯上完成對位拼接，通電啟動，使第一焊件和第二焊件吸附在工作檯上；

所述電磁鐵還被設置為響應於焊接完成，斷電關閉，消除施加在第一焊件和第二焊件上的吸附力。

進一步的實施例中，所述第一齒條上設置有第一傳感器、第二傳感器，其中第一傳感器相比第二傳感器距離所述第一對中臺更近；

所述第一精定位抓手由第一對中臺上方水平移動至工作檯上方時，第一精定位抓手沿第一齒條的行進路徑被劃分成第一正常傳送區、第一減速區、第一終點區，其中，第一傳感器遠離第二傳感器的一側被設定為第一正常傳送區，第一傳感器與第二傳感器之間的區域被設定為第一減速區，第二傳感器遠離第一傳感器的一側被設定為第一終點區；

所述第一終點區位於所述第一半區臨近第二半區一側的正上方；

所述控制裝置被設置為通過調整所述第一電機的轉速來調整第一齒輪的移速，從而調整第一精定位抓手的移速；

所述第一傳感器位於所述第一減速區臨近第一正常傳送區的一端，與所述控制裝置連接，控制裝置響應於所述第一傳感器探測到所述第一精定位抓手已到達第一減速區，降低所述第一電機的轉速，從而降低第一精定位抓手的移動速度；

所述第二傳感器位於所述第一減速區臨近第一終點區的一端，與所述控制裝置連接，控制裝置響應於第二傳感器探測到所述第一精定位抓手準備進入第一終點區，3s後停止第一電機；

所述第一傳感器、第二傳感器為位置傳感器、紅外傳感器中的任意一種。

進一步的實施例中，所述第二齒條上設置有第三傳感器、第四傳感器，其中第三傳感器相比第四傳感器距離所述第二對中臺更近；

所述第二精定位抓手由第二對中臺上方水平移動至工作檯上方時，第二精定位抓手沿第二齒條的行進路徑被劃分成第二正常傳送區、第二減速區、第二終點區，其中，第三傳感器遠離第四傳感器的一側被設定為第二正常傳送區，第三傳感器與第四傳感器之間的區域被設定為第二減速區，第四傳感器遠離第三傳感器的一側被設定為第二終點區；

所述第二終點區位於所述第二半區臨近第一半區的正上方；

所述控制裝置被設置為通過調整所述第二電機的轉速來調整第二齒輪的移速，從而調整第二精定位抓手的移速；

所述第三傳感器位於所述第二減速區臨近第二正常傳送區的一端，與所述控制裝置連接，控制裝置響應於所述第三傳感器探測到所述第二精定位抓手已到達第二減速區，降低所述第二電機的轉速，從而降低第二精定位抓手的移動速度；

所述第四傳感器位於所述第二減速區臨近第二終點區的一端，與所述控制裝置連接，控制裝置響應於第四傳感器探測到所述第二精定位抓手準備進入第二終點區，3s後停止第二電機，同時驅動所述第三氣缸降下固定壓塊；

所述第三傳感器、第四傳感器為位置傳感器、紅外傳感器中的任意一種。

由以上本發明的技術方案，與現有相比，其顯著的有益效果在於：

1、實現雷射焊系統的自動焊接，提高產能。

2、降低事故發生率，保證人員和設備安全。

應當理解，前述構思以及在下面更加詳細地描述的額外構思的所有組合只要在這樣的構思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的發明主題的一部分。另外，所要求保護的主題的所有組合都被視為本公開的發明主題的一部分。

結合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本發明教導的前述和其他方面、實施例和特徵。本發明的其他附加方面例如示例性實施方式的特徵和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據本發明教導的具體實施方式的實踐中得知。

附圖說明

附圖不意在按比例繪製。在附圖中，在各個圖中示出的每個相同或近似相同的組成部分可以用相同的標號表示。為了清晰起見，在每個圖中，並非每個組成部分均被標記。現在，將通過例子並參考附圖來描述本發明的各個方面的實施例，其中：

圖1是本發明的自動焊接裝置的結構示意圖。

圖2是本發明的鋼構結構示意圖以及到位停止傳感器結構示意圖。

圖3是本發明的對中臺結構示意圖以及緩衝臺結構示意圖。

圖4是本發明的工作檯結構示意圖。

圖5是本發明的工作檯下氣缸位置結構示意圖。

圖6是本發明的第一精定位抓手的結構示意圖。

圖7是本發明的第二精定位抓手的結構示意圖。

圖8是本發明的雷射頭安裝方式示意圖。

具體實施方式

為了更了解本發明的技術內容，特舉具體實施例並配合所附圖式說明如下。

在本公開中參照附圖來描述本發明的各方面，附圖中示出了許多說明的實施例。本公開的實施例不必定意在包括本發明的所有方面。應當理解，上面介紹的多種構思和實施例，以及下面更加詳細地描述的那些構思和實施方式可以以很多方式中任意一種來實施，這是因為本發明所公開的構思和實施例並不限於任何實施方式。另外，本發明公開的一些方面可以單獨使用，或者與本發明公開的其他方面的任何適當組合來使用。

結合圖1，本發明提供一種雷射焊系統的自動焊接裝置，該自動焊接裝置能夠實現焊接過程的自動化，焊件在各自的對中臺上完成預對位後移送至工作檯，在工作檯上完成對位拼接，控制裝置將對位好的焊件固定在工作檯上後啟動雷射頭，雷射頭被設置為沿雷射頭行走軸移動，在移動過程中根據程序設定發出雷射束，完成焊接。

該自動焊接裝置的工作方法，簡述如下：

第一焊件在第一對中臺上完成預對位，第二焊件在第二對中臺上完成預對位；

工作檯上定位銷升起；

第二精定位抓手移至第二焊件上方，抓取第二焊件，第一精定位抓手移至第一焊件上方，抓取第一焊件；

攜帶第二焊件的第二精定位抓手沿第二抓手行走軸平移至工作檯正上方，第二焊件緊貼定位銷後，固定壓塊降下，在第二焊件上施加壓力，使第二焊件固定在工作檯上；

攜帶第一焊件的第一精定位抓手沿第一抓手行走軸平移至工作檯正上方，使第一焊件緊貼第二焊件；

工作檯上的電磁鐵通電啟動，輔助第一焊件、第二焊件固定在工作檯上；

雷射頭沿雷射頭行走軸移動，且根據設定程序發射雷射束進行焊接。

下面從結構上簡單描述該發明，結合圖1、圖2，首先在地面上設置鋼構，鋼構具有一條雷射頭行走軸和分布於雷射頭行走軸兩側的第一抓手行走軸、第二抓手行走軸，其中，雷射頭行走軸、第一抓手行走軸、第二抓手行走軸均與地面平行，第一抓手行走軸、第二抓手行走軸位於同一條直線上且均與雷射頭行走軸垂直。

雷射頭安裝在雷射頭行走軸上，被設置成沿雷射頭行走軸移動，雷射頭被設置成由控制裝置控制發出雷射，因此它的行進路徑就是焊縫的形成路徑。

第一精定位抓手安裝在第一抓手行走軸上，被設置成沿第一抓手行走軸移動；第二精定位抓手安裝在第二抓手行走軸上，被設置成沿第二抓手行走軸移動。

工作檯固定在雷射頭行走軸正下方，以雷射頭行走路徑為軸，分為第一半區和第二半區。工作檯臨近第一抓手行走軸的一側放置有第一對中臺，工作檯臨近第二抓手行走軸的一側放置有第二對中臺，第一焊件以自動上件裝置或者人工的方式從上件料箱移送至第一對中臺，同樣，第二焊件以自動上件裝置或者人工的方式從上件料箱移送至第二對中臺。焊接前，第一焊件和第二焊件先在各自所在的對中臺上完成預對位，保證兩個焊接的端面互相平行，且位於同一側的端面頂點的連線與雷射頭行進路徑垂直。

結合圖3，預對位的方式如下：

我們在每個對中臺上設置了兩個互相垂直的凹槽，凹槽內埋設有行進方向均與地面平行的直線型驅動機構，例如氣缸、直線電機，其中一個直線型驅動機構運動部的行進方向和雷射頭的行進方向一致，另一個直線型驅動機構運動部的行進方向與雷射頭的行進方向垂直，兩個直線型驅動機構的固定部均位於對中臺側邊，不影響焊件放置，兩個直線型驅動機構的運動部上各自固定一個推動板，推動板的初始位置均位於對中臺側邊，與推動板相對應的另外兩個側邊設置有擋板或者定位銷。推動板在各自直線型驅動機構的作用下移動，使被放置在對中臺上的焊件也隨之移動，直至焊件與兩個擋板或者定位銷完全貼緊，焊件完成預定位。為了保證預對位效果，第一對中臺、第二對中臺不與工作檯接觸或者平行的兩條側邊被設置成平齊。

焊件完全預對位之後，下一步是將焊件移送至工作檯上進行焊接前的對位拼接。由於工作檯面積較小，為了不影響整個焊接過程的自動化流程，我們在對中臺和工作檯之間各加了一個緩衝臺，如此，焊接的焊件，焊接端部分位於工作檯上，其餘部分位於緩衝臺上，此時，對中臺空出，下一個焊接的焊件移送至對中臺預對位，準備下一輪生產。

焊件由對中臺移送至工作檯是由精定位抓手完成，如前所述，第一精定位抓手被設置成沿第一抓手行走軸移動，第二精定位抓手被設置成沿第二抓手行走軸移動，第一抓手行走軸、第二抓手行走軸垂直地設置在雷射頭行走軸兩側，且第一抓手行走軸與第二抓手行走軸位於同一條直線上，該直線與雷射頭行走軸垂直交叉。由於第一焊件、第二焊件已經分別在第一對中臺、第二對中臺上完成了預定位，接下來只需要通過兩個精定位抓手將兩個焊件分別平移至工作檯上，讓設計焊接在一起的兩個端面正好拼接在雷射頭行進路徑正下方，使雷射頭髮出的雷射束照射在端面上，完成焊接。

以下先介紹工作檯和兩個精定位抓手的結構：

結合圖4、圖5，如前所述，工作檯分為兩個半區，假定左側的為第一半區，右側為第二半區，在第一半區臨近第二半區的側邊設置一排可升降的定位杆，該定位杆排列成一條直線，該直線方向與雷射頭的行進方向一直，定位杆的底端固定在同一個連杆上，連杆隱藏在工作檯下方，連杆上還連接設置有一氣缸，連杆被設置成在該氣缸的驅動下升降，使固定在連杆上的定位杆部分地凸出於工作檯上表面或者完全降至工作檯內。

為了完全固定放置在工作檯上的焊件，我們還在工作檯上設置有兩列電磁鐵，電磁鐵的排列方向均勻雷射頭的行進方向一致，這兩列電磁鐵分別位於前述定位銷的兩側，臨近定位銷，焊件對位拼接完成前，電磁鐵不工作，焊件對位拼接完成後，電磁鐵通電啟動，產生吸力，使焊件緊緊吸附在工作檯上。

結合圖6，第一精定位抓手的底端安裝有若干吸盤，通過氣缸調整吸盤的吸附狀態以抓取或者鬆開第一焊件。另外，第一精定位抓手被設置為沿第一抓手行走軸移動，其固定安裝在一支撐平臺上，支撐平臺上固定安裝有第一齒輪和第一電機，而在第一抓手行走軸上設置有第一齒條，我們將第一齒輪嚙合在第一齒條上，以這種方式使第一精定位抓手安裝在第一齒條上。第一電機根據控制裝置而運行以驅動第一齒輪轉動時，由於第一齒條是固定不動的，因此第一齒輪攜帶第一精定位抓手沿第一齒條移動。

第二精定位抓手的結構以及移動方式類似於第一精定位抓手，但第二精定位抓手上還多設置了一個可升降的固定壓塊，該固定壓塊同樣通過氣缸驅動的方式實現升降，用來施加一個壓力在第二焊件上，使第二焊件固定在工作檯上，可以承受一定的側向推力不發生位移。

應當理解，固定壓塊除了可以用升降的方式來實現施加力或者撤銷力之外，還可以通過翻轉的方式實現同樣的目的。

以下簡要說明兩個焊件在工作檯上對位拼接的過程：

將工作檯上的定位杆升起至部分地凸出工作檯上表面；

第二精定位抓手移至第二對中臺上方，抓取第二焊件；

攜帶第二焊件的第二精定位抓手平移至工作檯上方，使第二焊件將要焊接的端面與定位杆貼緊；

第二精定位抓手上的固定壓塊降下，施加一個壓力在第二焊件上，使第二焊件固定在工作檯上；

工作檯上的定位杆降下至工作檯內；

第一精定位抓手移至第一對中臺上方，抓取第一焊件；

攜帶第一焊件的第一精定位抓手平移至工作檯上方，使第一焊件將要焊接的端面與固定在工作檯上的第二焊件貼緊；

電磁鐵通電啟動，將第一焊件、第二焊件吸附在工作檯上，準備焊接。

通過以上過程，首先以升起的定位銷作為基準，使第二焊件移至設定位置，通過設置在第二精定位抓手上的固定壓塊將第二焊件固定在設定位置，再以第二焊件為基準，將第一焊件移至設定位置，完成對位拼接，第一焊件、第二焊件需要焊接的端面固定在雷射頭行進路徑上。

應當理解，工作檯、緩衝臺、對中臺的高度應當相同，為了便於焊件移動，我們通常在對中臺、緩衝臺上分布設置若干萬向滾輪，萬向滾輪的作用除了承載焊件的重量之外，更重要的是協助焊件移動，萬向滾輪的頂點高度應當一致，且和工作檯上表面平齊。考慮到臺面對焊件的劃傷影響，我們還可以在對中臺、緩衝臺上鋪設毛氈。

關於雷射頭和兩個精定位抓手的到位停止，我們通過三組到位停止傳感器實現，每組到位停止傳感器包括兩個傳感器，分布在移動路徑上，其中被探測物，即雷射頭、第一精定位抓手和第二精定位抓手，在移動路徑上遇到的第一個傳感器用來告知控制裝置發出降速指令，在移動路徑上遇到的第二個傳感器用來告知控制裝置發出停止指令，為了防止誤操作，還可以設置第三個傳感器，放置在第一個傳感器之前，將控制裝置設置為只有被探測物同時被第一個傳感器和第三個傳感器探測到，控制裝置發出降速指令。該到位停止傳感器組涉及的傳感器可以使用位置傳感器或者紅外傳感器中的任意一種。

為了使第二焊件緊貼定位杆，我們可以在第二精定位抓手被其對應的第二個傳感器探測到之後，再向前移動若干秒，確保第二焊件已經緊貼在定位杆上。同樣的，為了使第一焊件緊貼第二焊件，我們同樣在第一精定位抓手被其對應的第二個傳感器探測到之後，再向前移動若干秒，確保第一焊件緊貼在第二焊件上。這個時間可以根據實際需要設定。

雷射頭的移動以及雷射束的發射則完全根據控制裝置的控制信號來實現，考慮到焊縫的質量，雷射頭行走軸被設置成和工作檯平行，使雷射頭與焊件的距離始終保持一致。實際應用中，調整焊接性能的方式有三種：

第一種，雷射頭型號，即使用不同雷射能量或者光束大小的雷射頭；

第二種，雷射頭與工作檯的距離，可以採用螺栓穿過腰型孔的方式將雷射頭固定在設定位置，以此來微調雷射頭的位置；

第三種，雷射頭的行進速度，直接通過控制裝置調整。

下面結合附圖所示並根據本發明的目的，示例性地描述前述自動上件裝置的實現。

該自動焊接裝置包括用於預定位第一焊件的第一對中臺5、用於預定位第二焊件的第二對中臺6、用於將第一焊件和第二焊件對位拼接在一起並實施焊接的工作檯4、用於將第一焊件從第一對中臺5移至工作檯4的第一精定位抓手2、用於將第二焊件從第二對中臺6移至工作檯4的第二精定位抓手3、用於發出焊接光束的雷射頭10，以及用於輔助第一精定位抓手2、第二精定位抓手3和雷射頭10移動的鋼構1和用於控制第一精定位抓手2、第二精定位抓手3和雷射頭10移動的控制裝置9。

結合圖2，鋼構1包括第一雷射頭行走軸支撐架、第二雷射頭行走軸支撐架、雷射頭行走軸、第一抓手行走軸立柱、第二抓手行走軸立柱、第一抓手行走軸以及第二抓手行走軸，其中：

第一雷射頭行走軸支撐架，其包括垂直設置在地面上的第一立柱101a、第二立柱101b，以及架設連接在第一立柱101a頂端與第二立柱101b頂端的第一橫梁101c，其中，第一立柱101a與第二立柱101b之間存在間隙，且第一立柱101a與第二立柱101b在豎直方向上的高度相同，第一橫梁101c與地面平行。

第二雷射頭行走軸支撐架，其包括垂直設置在地面上的第三立柱102a、第四立柱102b，以及架設連接在第三立柱102a頂端與第四立柱102b頂端的第二橫梁102c，其中，第三立柱102a與第四立柱102b之間存在間隙，且第三立柱102a、第四立柱102b在豎直方向上的高度相同，第二橫梁102c與地面平行，第二橫梁102c與第一橫梁101c相互平行且離地高度相同。

雷射頭行走軸103，其一端垂直地安裝在第一橫梁101c上，另一端垂直地安裝在第二橫梁102c上，該雷射頭行走軸103與地面平行。

第一抓手行走軸立柱104，其垂直地固定在地面上，位於雷射頭行走軸103臨近第一立柱101a的一側。

第二抓手行走軸立柱105，其垂直地固定在地面上，位於雷射頭行走軸103臨近第二立柱101b的一側。

第一抓手行走軸106，其平行於地面，一端垂直地固定在第一抓手行走軸立柱104上，另一端垂直地固定在雷射頭行走軸103上。

第二抓手行走軸107，其平行於地面，一端垂直地固定在第二抓手軸立柱105上，另一端垂直地固定在雷射頭行走軸103上。

結合圖1，雷射頭10安裝在雷射頭行走軸103上，被設置為沿雷射頭行走軸103移動。

工作檯4位於雷射頭行走軸103正下方。

第一對中臺5位於工作檯4臨近第一抓手行走軸立柱104的一側，與工作檯4相鄰放置。

第二對中臺6位於工作檯4臨近第二抓手行走軸立柱105的一側，與工作檯4相鄰放置.

第一精定位抓手2可移動地設置在第一抓手行走軸106上。

第二精定位抓手3可移動地設置在第二抓手行走軸107上。

控制裝置9與第一精定位抓手2連接，被設置為響應於工作檯4上焊件焊接完成，第一精定位抓手2將第一焊件從第一對中臺5移送至工作檯4。

控制裝置9與第二精定位抓手3連接，被設置為響應於工作檯4焊件完成，第二精定位抓手3將第二焊件從第二對中臺5移送至工作檯4。

控制裝置9還與雷射頭10連接，被設置為響應於第一焊件與第二焊件在工作檯4上完成對位，雷射頭10沿雷射頭行走軸103移動且在移動過程中完成對焊件的焊接。

結合圖2，第一抓手行走軸103的上表面設置有第一齒條103a。

結合圖6，第一精定位抓手2包括第一支撐平臺201、第一精定位抓手本體、第一齒輪以及第一電機203，其中：

第一支撐平臺201，其包括與地面平行的第一連接板以及垂直地設置在第一連接板一端的第二連接板。

第一精定位抓手本體，其安裝在第二連接板上。

第一齒輪，其固定設置在所述第一連接板上，且與所述第一齒條嚙合。

第一電機203，其固定設置在第一連接板上並與第一齒輪連接，該第一電機203被設置成根據控制裝置的控制信號而運行以驅動第一齒輪轉動，使得第一齒輪攜帶第一支撐平臺201沿第一齒條移動，從而實現第一精定位抓手3沿第一抓手行走軸106的平移。

前述第一精定位抓手本體包括第一懸臂和第一抓手，其中：

第一懸臂202，其安裝在第二連接板上，與地面垂直。

第一抓手，其固定在第一懸臂202底端，包括第一抓手框架206、第一吸盤組204以及第一氣缸205。

第一抓手框架206與地面平行，固定連接在第一懸臂202底端。

第一吸盤組204，包括K個吸盤、K個支氣管以及第一總氣管，其中，該K個吸盤吸附面朝下，分布設置在第一抓手框架底端，每個吸盤後端對應連接設置有一個支氣管，該K個支氣管匯總連接到所述第一總氣管上。

第一氣缸205，與第一總氣管連接，與控制裝置9連接，被設置為用於調整K個吸盤的吸附狀態。

K為正整數。

如此，第一精定位抓手2抓取第一焊件時，第一氣缸205將第一吸盤組204的吸附面接觸第一焊件後調整為負壓，第一焊件在外界大氣壓的壓力下吸附在第一吸盤組204表面，第一焊件跟隨第一精定位抓手2移動。

同樣的，結合圖7，第二雷射行走軸107的上表面設置有第二齒條107a。

第二精定位抓手3包括第二支撐平臺301、第二精定位抓手本體、第二齒輪以及第二電機303，其中：

第二支撐平臺301，其包括與地面平行的第三連接板以及垂直地設置在第三連接板一端的第四連接板。

第二精定位抓手本體，其安裝在第四連接板上。

第二齒輪，其固定設置在第三連接板上，且與第二齒條嚙合。

第二電機303，其固定設置在第三連接板上並與第二齒輪連接，該第二電機303被設置成根據控制裝置9的控制信號而運行以驅動第二齒輪轉動，使得第二齒輪攜帶第二支撐平臺301沿第二齒條107a移動。

第二精定位抓手本體包括第二懸臂和第二抓手，其中：

第二懸臂302，其安裝在第四連接板上，與地面垂直。

第二抓手，其固定在第二懸臂302底端，包括第二抓手框架306、第二吸盤組304、第二氣缸305。

第二抓手框架306與地面平行，固定連接在第二懸臂302底端。

第二吸盤組，包括L個吸盤、L個支氣管以及第二總氣管，其中，該L個吸盤吸附面朝下，分布設置在第二抓手框架306底端，每個吸盤後端對應連接設置有一個支氣管，該L個支氣管匯總連接到第二總氣管上。

第二氣缸305，與第二總氣管連接，與控制裝置9連接，被設置為用於調整L個吸盤的吸附狀態。

L為正整數。

與第一精定位抓手2不同的是，第二精定位抓手3上還設置有固定壓塊，該固定壓塊包括第三氣缸、固定壓塊框架以及L個壓塊，其中：

第三氣缸(未標示)，其固定安裝在第二抓手框架306上。

固定壓塊框架307，其安裝在第二抓手框架306上，與第三氣缸連接，該固定壓塊框架307被設置成在第三氣缸的驅動下沿垂直於地面的方向運動。

L個壓塊308，其固定在固定壓塊框架307底端，該L個壓塊308被設置成當固定壓塊框架307降到最低時，其與第二焊件接觸，並施加一個向下的壓力在第二焊件上。

為了不劃傷第二焊件表面，前述L個壓塊與第二焊件的接觸面具有彈性。

至於雷射頭的行走方式，與第一精定位抓手、第二精定位抓手類似，同樣是通過一組嚙合在一起的齒輪齒條實現，具體結構如下：

雷射頭行走軸103上設置有第三齒條103a。

結合圖8，雷射頭包括第三支撐平臺1001、保護罩1002、雷射頭本體、第三齒輪以及第三電機，其中：

第三支撐平臺1001，其包括與地面平行的第五連接板以及垂直地設置在第五連接板一端的第六連接板。

保護罩1002，其安裝在第六連接板上，其朝向地面的一側設置有開孔。

雷射頭本體，其安裝在保護罩1002內，該雷射頭本體的光束髮射端被設置成位於保護罩開孔的正上方，使發出的雷射束穿過保護罩開孔照射在焊件上。

第三齒輪，其固定設置在第五連接板上，且與第三齒條103a嚙合。

第三電機，其固定設置在第五連接板上並與第三齒輪連接，該第三電機被設置成根據控制裝置9的控制信號而運行以驅動第三齒輪轉動，使得第三齒輪攜帶第三支撐平臺沿第三齒條103a移動。

雷射頭本體與控制裝置9連接，被設置成根據控制裝置9的控制信號發射雷射束。

結合圖1、圖3，第一對中臺5與工作檯4相鄰的側邊被定義為第一側邊，與第一側邊相對的側邊被定義為第二側邊，與雷射頭10起始位置臨近的側邊被定義為第三側邊，與第三側邊相對的側邊被定義為第四側邊。

第一對中臺5上設置有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽的一端位於第四側邊，另一端位於第一對中臺內，第一凹槽內設置有第一直線型驅動機構5d；第二凹槽與第一凹槽垂直，第二凹槽的一端位於第二側邊，另一端位於第一對中臺內，第二凹槽內設置有第二直線型驅動機構5a。

第一直線型驅動機構5d包括第一固定部和第一運動部，第一固定部位於第四側邊外側，第一運動部上固定設置有第一推動板5e，第一推動板5e部分地凸出於第一對中臺5表面，且第一推動板5e被設置為在第一直線型驅動機構5d的驅動下沿第一凹槽移動，移動方向與雷射頭10的行進方向平行。

第二直線型驅動機構5a包括第二固定部和第二運動部，第二固定部位於第二側邊外側，第二運動部上設置有第二推動板5b，第二推動板5b部分地凸出於第一對中臺5表面，且第二推動板5b被設置為在第二直線型驅動機構5a的驅動下沿第二凹槽移動，移動方向與雷射頭10的行進方向垂直且與地面平行。

第一對中臺5在第三側邊處設置有擋板5f，擋板5f凸出於第一對中臺5上表面。

第一對中臺5在第一側邊處設置有M個可升降的定位銷5c，該M個定位銷5c排列成一條直線，該直線方向與雷射頭10的行進方向一致，定位銷5c的底端固定在同一個連杆上，連杆位於第一對中臺5下方。

第一對中臺5下方還設置有活塞行進方向與地面垂直的第二氣缸，該第二氣缸與連杆連接，用於驅動連杆升降，從而使得M個定位銷部分地凸出於第一對中臺5上表面或者完全降至第一對中臺5內。

M為正整數，且M大於等於2。

第二對中臺6上設置有同樣結構的預定位裝置，在此不做贅述。

結合圖1、圖3，考慮到工作檯4面積較小，無法放置下全部的焊件，我們在工作檯4和第一對中臺5之間設置第一緩衝臺7，在工作檯4與第二對中臺6之間設置第二緩衝臺8。

第一緩衝臺7、第二緩衝臺8、第一對中臺5、第二對中臺6上表面均分布設置有若干個具有同樣高度的萬向滾輪11。

萬向滾輪11的頂端與工作檯4上表面平齊。

結合圖4、圖5，工作檯4被劃分成第一半區4a和第二半區4b，第一半區4a與第二半區4b相接觸的端面位於雷射頭10發出的光束正下方。

第一半區4a在臨近第二半區4b的一側設置有N個可升降的定位杆401，該N個定位杆401排列成一條直線，該直線方向與雷射頭10的行進方向一致，定位杆401的底端固定在同一個連杆上，連杆位於工作檯4下方。

工作檯4下方還設置有活塞行進方向與地面垂直的第四氣缸402，該第四氣缸402與連杆連接，用於驅動連杆升降，從而使得所述N個定位杆401部分地凸出於工作檯4上表面或者完全降至工作檯4內。

N為正整數，且N大於等於2。

第一半區4a和第二半區4b上各設置有一列電磁鐵403，兩列電磁鐵403的排列方向均與雷射頭10的行進方向一致，且兩列電磁鐵403均臨近定位銷401。

電磁鐵403與控制裝置9連接，被設置成響應於第一焊件與第二焊件在工作檯4上完成對位拼接，通電啟動，使第一焊件和第二焊件吸附在工作檯4上。

電磁鐵403還被設置為響應於焊接完成，斷電關閉，消除施加在第一焊件和第二焊件上的吸附力，不影響完成焊接的焊件離開工作檯，裝入下件料箱。

結合圖2，如前所述，第一精定位抓手2與第二精定位抓手3的到位停止是通過兩組到位停止傳感器實現，具體如下：

對於第一精定位抓手2，我們在第一齒條106a上設置有第一傳感器801、第二傳感器802，其中第一傳感器801相比第二傳感器802距離第一對中臺5更近。

第一精定位抓手2由第一對中臺5上方水平移動至工作檯4上方時，第一精定位抓手2沿第一齒條106a的行進路徑被劃分成第一正常傳送區、第一減速區、第一終點區，其中，第一傳感器801遠離第二傳感器802的一側被設定為第一正常傳送區，第一傳感器801與第二傳感器802之間的區域被設定為第一減速區，第二傳感器802遠離第一傳感器801的一側被設定為第一終點區。

第一終點區位於第一半區4a臨近第二半區4b一側的正上方。

控制裝置9被設置為通過調整第一電機203的轉速來調整第一齒輪的移速，從而調整第一精定位抓手2的移速。

第一傳感器801位於第一減速區臨近第一正常傳送區的一端，與控制裝置9連接，控制裝置9響應於第一傳感器801探測到第一精定位抓手2已到達第一減速區，降低第一電機203的轉速，從而降低第一精定位抓手2的移動速度。

第二傳感器802位於第一減速區臨近第一終點區的一端，與控制裝置9連接，控制裝置9響應於第二傳感器802探測到第一精定位抓手2準備進入第一終點區，3s後停止第一電機203。

第一傳感器801、第二傳感器802為位置傳感器、紅外傳感器中的任意一種。

對於第二精定位抓手3，我們在第二齒條107a上設置有第三傳感器803、第四傳感器804，其中第三傳感器803相比第四傳感器804距離第二對中臺6更近。

第二精定位抓手3由第二對中臺6上方水平移動至工作檯4上方時，第二精定位抓手3沿第二齒條107a的行進路徑被劃分成第二正常傳送區、第二減速區、第二終點區，其中，第三傳感器803遠離第四傳感器804的一側被設定為第二正常傳送區，第三傳感器803與第四傳感器804之間的區域被設定為第二減速區，第四傳感器804遠離第三傳感器803的一側被設定為第二終點區。

第二終點區位於第二半區4b臨近第一半區4a的正上方。

控制裝置9被設置為通過調整第二電機303的轉速來調整第二齒輪的移速，從而調整第二精定位抓手3的移速。

第三傳感器803位於第二減速區臨近第二正常傳送區的一端，與控制裝置9連接，控制裝置9響應於第三傳感器803探測到第二精定位抓手3已到達第二減速區，降低第二電機303的轉速，從而降低第二精定位抓手3的移動速度。

第四傳感器804位於第二減速區臨近第二終點區的一端，與控制裝置9連接，控制裝置9響應於第四傳感器804探測到第二精定位抓手3準備進入第二終點區，3s後停止第二電機303，同時驅動第三氣缸305降下固定壓塊框架307，使壓塊308在第二焊件上表面施加一個向下的壓力，將第二焊件固定在工作檯4上。

第三傳感器803、第四傳感器804為位置傳感器、紅外傳感器中的任意一種。

從而，本發明實現了焊接過程的自動化，焊件在對中臺上完成預對位後移送至工作檯，在工作檯上完成對位拼接，控制裝置將對位好的焊件固定在工作檯上後啟動雷射頭，雷射頭被設置為沿雷射頭行走軸移動，在移動過程中根據程序設定發出雷射束，完成焊接。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護範圍當視權利要求書所界定者為準。