一种激光填丝焊接用的工装设备

技术领域

本发明涉及激光填丝焊接技术领域，尤其涉及一种激光填丝焊接用的工装设备。

背景技术

激光填丝焊接是指在间隙中预先填入特定的焊接材料后，用激光照射熔化或者在激光照射的同时填入焊接材料，从而形成焊接接头的方法。目前，激光填丝焊接已经广泛应用于精密装备制造等尖端高科技工业领域。

激光填丝焊接工艺中，一般会将两块待焊接的工件用夹具工装进行固定，使两个工件之间留有一定宽度的间隙，沿着间隙的延伸轨迹进行激光填丝焊接作业。

然而，在实际工艺过程中，技术人员发现目前的工装普遍存在问题，导致焊接工艺步骤繁琐，操作难度较大，甚至焊接作业难以进行。

其一，现有的工装夹具对于工件的定位及固定不够准确，容易造成工件的相对位置发生错位，导致形成间隙的两条边难以对齐，进而影响焊接的效果；

其二，尽管工艺参数中对于间隙的宽度具有的要求并不高，然而目前操作人员将工件固定在工装夹具上时，通常是人肉眼进行判断，或者用薄铁片夹在两个工件之间，从而使两个工件之间的间隙符合间隙的参数要求，然后取出薄铁片，再进行焊接；这就造成装夹工件时，步骤繁琐，大幅降低焊接作业的效率。

技术人员经过长期研究发现，造成上述若干不良影响的原因归根结底在于，目前的装夹工装在固定及定位工件时，是根据工件的外形进行定位装夹，而非根据工件的间隙位置进行定位。这就造成将工件装夹在工装上时，很容易发生间隙错位的情况；同时，由于工件的间隙位置定位不准，就进一步造成当操作人员小幅度的移动工件来形成间隙时，间隙错位的情况更加严重。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种以间隙作为定位基准的，工件装夹定位准确的激光填丝焊接用的工装设备。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种激光填丝焊接用的工装设备，包括平台及设置在平台上的若干固件单元，相邻的固件单元之间间隔设置，还包括若干限位组件；固件单元远离平台的表面为工作面，各工作面上分别设置等待焊接的工件，相邻的工件至少有一个侧面彼此相邻且形状相互配合，相邻的工件之间间隔设置且在相邻的侧面之间形成间隙；各限位组件均设置在平台上，限位组件具有活动端，活动端能够相对于固件单元移动并抵近工作面，活动端可选择性的移动至间隙位置并与间隙的其中一个侧面相抵持，各工件的侧面抵持若干活动端并通过活动端确定工件在工作面上的位置。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括若干滑动组件，各固件单元与平台表面之间间隔设置，各滑动组件分别连接在各固件单元与平台表面之间，滑动组件驱使固件单元相对于平台沿平行于平台表面的方向移动，使相邻的固件单元彼此远离；各固件单元位于初始位置时，相邻的工件的相邻侧面相抵持；各固件单元移动至终止位置时，相邻的工件的相邻侧面之间形成间隙。

更进一步优选的，各固件单元的移动方向的延长线交叉于同一点。

更进一步优选的，第一个设置在固件单元上的工件的侧面抵持至少三个活动端并确定工件在工作面上的位置；除此之外的工件的侧面抵持活动端或者抵持相邻工件的侧面，或者同时抵持至少一个活动端以及相邻工件的侧面并确定工件在工作面上的位置。

更进一步优选的，还包括两个导轨，两个导轨均设置在固件单元与平台之间且分别位于滑动组件两侧，各导轨靠近固件单元彼此相邻的侧面，导轨延伸方向与固件单元延伸方向相同。

在以上技术方案的基础上，优选的，固件单元内开设有通道，通道一端贯通工作面并与外界环境相连通，通道内设置活动端；限位组件还包括固定部与摆动部，固定部设置在固件单元内，摆动部一端与固定部轴接，摆动部另一端插入通道内并连接活动端，摆动部设置活动端的一端围绕铰接部位转动并带动活动端沿通道延伸方向移动至外界环境，且使活动端位于工作面上并抵近间隙的位置。

在以上技术方案的基础上，优选的，固件单元包括至少两个磁吸件，各磁吸件分别设置在工作面侧边缘且靠近间隙，磁吸件用于磁吸工件并将工件固定在工作面上。

更进一步优选的，磁吸件远离平台的端面与工作面齐平，且相邻的磁吸件之间间隔设置。

更进一步优选的，相邻的磁吸件之间的间隔距离大于间隙的宽度。

本发明的一种激光填丝焊接用的工装设备相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本发明通过使活动端抵持在两个工件形成的间隙的其中一个侧面，从而实现基于对工件的间隙位置进行定位从而将工件固定在固件单元上的目的，有效的避免了工件的间隙位置容易发生错位的问题。

(2)设置固件单元及其上的工件通过滑动组件相对于平台移动，使相邻的工件彼此远离并形成间隙，缩短了将工件装夹在工装设备上的流程步骤，且装夹定位更准确，避免了工件的间隙位置发生错位的风险。

(3)通过磁吸件来将工件固定在工作面上，操作更高效便捷，且无需在工作面上设置较为复杂的机械结构，从而阻碍对工件的焊接作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的工装设备的立体图；

图2为本发明的工装设备的在工作面上设置第一个工件时的立体图；

图3为本发明的工装设备的在工作面上设置若干工件时的立体图；

图4为本发明的工装设备的完成工作状态的立体图；

图5为本发明的工装设备的正视图；

图6为本发明的图5中A处的放大图；

图7为本发明的工装设备的侧视图。

图中：1、平台；2、固件单元；201、工作面；202、间隙；203、通道；21、磁吸件；3、限位组件；31、活动端；32、固定部；33、摆动部；4、滑动组件；5、导轨。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，结合图2、图3、图5及图6，本发明的一种激光填丝焊接用的工装设备，包括平台1及设置在平台1上的若干固件单元2，相邻的固件单元2之间间隔设置，还包括若干限位组件3、滑动组件4及导轨5。

其中，固件单元2远离平台1的表面为工作面201，各工作面201上分别设置等待焊接的工件，相邻的工件至少有一个侧面彼此相邻且形状相互配合，相邻的工件之间间隔设置且在相邻的侧面之间形成间隙202，间隙202是由两个相邻的工件夹成的，因此间隙202是具有两个侧面的，因此当活动端31抵接在间隙202的侧面上时，就能够实现以间隙202为基准定位工件的位置。这里的间隙202在经过填丝焊接后，就变成焊缝。

需要说明的是，固件单元实际上是由一个底座、分别是设置在底座上表面两端的电磁铁以及用于支撑工件的平板组成的，电磁铁用于吸住工件的两端使工件的焊接部位保持固定，而平板位于两个电磁铁之间，起到撑起工件中部使其不下坠的作用。

各限位组件3均设置在平台1上，限位组件3具有活动端31，活动端31能够相对于固件单元2移动并抵近工作面201，活动端31可选择性的移动至间隙202位置并与间隙202的其中一个侧面相抵持，各工件的侧面抵持若干活动端31并通过活动端31确定工件在工作面201上的位置。

需要说明的是，使活动端31选择性的抵接间隙202的侧面可以通过很多方式实现，但由于工作面201上的工件需要进行焊接，因此为了避免阻碍焊接作业，技术人员想到最好使活动端31初始位置时隐藏在工作面201以下，只在需要进行工件定位时，移动至终止位置与工件的侧面抵接。为了实现上述目的，技术人员设计本发明的第二种实施例。

具体来说，固件单元2内开设有通道203，通道203一端贯通工作面201并与外界环境相连通，通道203内设置活动端31；限位组件3还包括固定部32与摆动部33，固定部32设置在固件单元2内，摆动部33一端与固定部32轴接，摆动部33另一端插入通道203内并连接活动端31，摆动部33设置活动端31的一端围绕铰接部位转动并带动活动端31沿通道203延伸方向移动至外界环境，且使活动端31位于工作面201上并抵近间隙202的位置。

采用上述技术方案时，第一个设置在固件单元2上的工件的侧面抵持至少三个活动端31并确定工件在工作面201上的位置，符合通过三点确定一个面的原理；以第一个工件作为基准，只要第一个工件的间隙202定位准确，除此之外的工件的侧面抵持活动端31或者抵持相邻工件的侧面，或者同时抵持至少一个活动端31以及相邻工件的侧面并确定工件在工作面201上的位置，就能够保证所有工件在定位装夹过程中始终保证定位准确。

实际应用中，限位组件3会包括底座、摇臂、转轴、推杆及伸缩缸，底座设置在平台1上，转轴沿平行于工作面201的方向与底座轴接，摇臂一端与转轴外周壁相连接，摇臂另一端则设置活动端31，推杆一端与转轴外周壁相连接，推杆另一端与伸缩缸的输出端铰连接，伸缩缸拉动或推动推杆使转轴带动摇臂摆动，从而使活动端31沿通道203移动。

当工件定位并装夹到工作面201上后，此时相邻的工件之间彼此抵接，为了使相邻的工件之间形成间隙202，需要使固件单元2带着工件移动并相互远离，因此技术人员设计了本发明的第三种实施例。

如图1所示，结合图4和图7，各固件单元2与平台1表面之间间隔设置，各滑动组件4分别连接在各固件单元2与平台1表面之间。

其中，滑动组件4驱使固件单元2相对于平台1沿平行于平台1表面的方向移动，使相邻的固件单元2彼此远离。

采用上述技术方案，各固件单元2位于初始位置时，相邻的工件的相邻侧面相抵持；各固件单元2移动至终止位置时，相邻的工件的相邻侧面之间形成间隙202。

具体来说，通过伸缩缸等机构就能够实现固件单元2的移动；但工艺参数中对间隙202的宽度是由一定的要求的，因此在实际应用时，可以沿固件单元2移动方向的两端分别设置限位件，从而限制固件单元2的移动范围，进而实现对间隙202宽度的调整及控制。

另外，各固件单元2的移动方向的延长线交叉于同一点，从而避免固件单元2移动时导致间隙202的位置发生错位；同时，还需要说明的是，实际上并非所有的固件单元2均需要进行移动，一般会使其中一个固件单元2保持固定，以这个固定不动的固件单元2作为基准，来移动其他的固件单元2，从而也能够避免间隙202发生错位。

作为可选实施例的，两个导轨5均设置在固件单元2与平台1之间且分别位于滑动组件4两侧，各导轨5靠近固件单元2彼此相邻的侧面，导轨5延伸方向与固件单元2延伸方向相同，从而引导固件单元2的移动。

本发明为了将工件固定在工作面201上，技术人员设计了第四种实施例。

其中，固件单元2包括至少两个磁吸件21，各磁吸件21分别设置在工作面201侧边缘且靠近间隙202，磁吸件21用于磁吸工件并将工件固定在工作面201上；当定位好工件后，磁吸件21将工件具有间隙202的两端磁吸固定住即可，，磁吸件21可以采用通电磁铁。优选的，磁吸件21远离平台1的端面与工作面201齐平，且相邻的磁吸件21之间间隔设置，使工作面201始终与工件贴合。

另外，为了不会妨碍焊接作业，相邻的磁吸件21之间的间隔距离大于间隙202的宽度。

工作原理：

在将第一个工件装夹在固件单元2前，首先启动限位组件3，使至少三个活动端31分别移动至固件单元2的两侧，其中固件单元2的这两侧在将工件装夹到固件单元2上后，该两侧分别靠近工件待焊接的间隙202的位置。因此，将工件的侧面抵持在活动端31上，并通过至少三个活动端31对工件进行定位时，实际上活动端31是定位的工件的间隙202的位置，因此无论工件的外形如何改变，活动端31始终依靠定位间隙202的位置来定位工件，有效的避免了工件的间隙202的位置发生错位的风险。

当定位并装夹好了第一个工件后，可以在依次定位与第一个工件相邻的其余工件，由于第一个工件的间隙202的位置已经定位准确了，因此相邻的工件相邻的这一端直接抵接在间隙202的侧面上，而另一端则抵接活动端31，通过活动端31以及前一个工件的间隙202，就可以准确定位下一个工件的位置；同时在工件的定位过程中，各工件始终是以间隙202作为基准的，因此工件的定位十分准确。

将各工件依次定位并装夹至固件单元2上后，此时相邻的工件之间是相互抵接的，抵接部位没有间隙。此时，启动滑动组件4使各固件单元2彼此远离，并带动相邻的工件彼此远离，从而在相邻的工件的相邻侧面形成间隙202。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。