一种激光束焊接装置

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，尤其是涉及一种激光束焊接装置。

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。物料在焊接过程中往往需要进行夹紧固定以提高焊接的准确性。

现有专利(公告号：CN213003452U)一种激光焊接用夹紧装置，包括箱体，所述箱体底部的四角均固定连接有支撑脚，所述支撑脚的底部固定连接有第一防滑垫，所述箱体顶部的中心处固定连接有放置台，所述放置台顶部的中心处开设有凹槽，所述箱体顶部的两侧均固定连接有侧板。本实用新型通过设置电机、第一螺纹杆、第一螺纹块、活动板、防晃机构、移动板、卡板、夹紧板、固定机构、轴承和第二防滑垫相互配合，达到了对物料夹紧效果好的优点，使物料在进行激光焊接时，能够更好的将物料夹紧，防止物料出现松动滑落，减少了物料的残次品，降低了工厂的生产成本，从而提高了激光焊接用夹紧装置的实用性。

但是，该激光焊接用夹紧装置在使用时未考虑以下问题：

只能针对方形物料进行夹持，且在焊接过程中不能对物料进行自动翻转，降低了焊接效率；在钢结构焊接中，尤其针对于圆形钢管以及方形钢管焊接中，需要焊接装置可以将两根钢管排放在一起，进而将两根钢管的中间焊接缝位置焊接起来，此时就需要焊接装置沿着两根钢管的接缝处进行焊接，上述专利不便在焊接过程中进行角度调节，进而无法较好的完成焊接工作，装置实用性有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光束焊接装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光束焊接装置，包括放置板，所述放置板中心位置开设有圆形结构的通口，所述放置板外表面环形等距设置有四个夹持机构，所述夹持机构包括气缸、转盘、固定轴、一级固定杆、二级固定杆、一级铰接座、铰接轴、连接杆、固定座、杆孔、推杆、二级铰接座、一级支撑杆、夹头、二级支撑杆和传动杆，所述固定轴在靠近放置板外沿位置环形等距固定连接四个，且转盘中心位置均与固定轴转动连接，所述一级固定杆固定连接在转盘下端，且一级固定杆的端部固定连接有一级铰接座，所述二级固定杆固定连接在转盘左侧，且二级固定杆与一级固定杆之间的夹角为120°，并且二级固定杆的端部固定连接有一级铰接座，相邻两个所述转盘之间设置有传动杆，且传动杆的一端与其中一个转盘上的二级固定杆端部的一级铰接座铰接，并且传动杆的另一端与其中另一个转盘上的一级固定杆端部的一级铰接座铰接，所述铰接轴固定连接在转盘外表面的右上方，且连接杆的左端与铰接轴铰接，并且连接杆的右端与二级铰接座铰接，所述二级铰接座固定连接在推杆的左端，且推杆活动插接在固定座内部的杆孔内，所述推杆右端固定连接有一级支撑杆，且一级支撑杆上下两侧均设置有二级支撑杆，所述二级支撑杆分别固定连接在推杆右端的上下两侧，且一级支撑杆和二级支撑杆的端部均固定连接有圆盘形结构的夹头，所述放置板外表面左下方固定连接有三级铰接座，且气缸的尾端与三级铰接座铰接，并且气缸的头部与放置板外表面左侧转盘上的一级固定杆端部的一级铰接座铰接。

优选的，所述放置板下方设置有旋转驱动机构，且旋转驱动机构包括步进电机、齿轮和齿牙，所述步进电机的输出轴固定连接在齿轮后侧面中心位置，所述齿牙均匀固定连接在放置板的环形外表面，且齿牙与齿轮啮合。

优选的，所述放置板的环形外表面外侧设置有固定环，所述固定环的内侧壁前后两侧开设有环形凹槽结构的轨道，且放置板的环形外表面对应开设有两圈轨道，所述放置板与固定环之间的轨道内均设置有滚珠，所述固定环下端外表面固定左右两侧固定连接有支柱，且支柱下端固定连接有底座。

优选的，所述底座的前后侧面中心位置开设有螺孔，且螺孔的左右两侧对称开设有圆孔，所述底座前后两侧设置有距离调节机构，且距离调节机构包括伺服电机、支撑块、丝杆、导向杆和轴承，所述底座下方设置有支撑台，且支撑块分别固定连接在支撑台上端面前后两端，所述丝杆的前端穿过前方底座上的螺孔以及前端支撑块与伺服电机的输出轴固定连接，且丝杆的后端穿过后方底座上的螺孔与后端支撑块前侧面中心位置的轴承后端连接，所述导向杆的前后两端分别穿过底座的圆孔与支撑块固定连接。

优选的，所述支撑台上端面中心位置固定连接有限位块，且限位块的前后两侧开设有供丝杆和导向杆穿过的通孔，所述通孔的左右两端均固定连接有一级弹簧，且一级弹簧分别套设在丝杆和导向杆上。

优选的，所述推杆的右端开设有弹簧槽，且弹簧槽内设置有二级弹簧，所述二级弹簧的左端与弹簧槽的内底固定连接，且二级弹簧的右端与一级支撑杆的左端固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过夹持机构不仅可以对方形结构的物料进行夹持固定，还可以对圆柱形结构的物料进行夹持固定，提高了夹持机构的使用范围，提高了焊接效率；

2.通过旋转驱动机构对放置板进行角度调节，从而将两根钢管矩形旋转，方便对两根钢管的接缝位置进行焊接；

3.通过距离调节机构对两块放置板之间的距离进行调节，从而适应不同长度的钢管同时通过调节夹持机构的收缩程度来匹配不同尺寸的钢管，提高了装置的使用效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的夹持机构立体图；

图2为本发明的整体结构剖面图；

图3为本发明图1中的B-B处剖面图；

图4为本发明图1中的A-A处剖面图；

图5为本发明的夹持机构左视图；

图6为本发明图3中的C处放大图；

图7为本发明图2中的D处放大图。

附图标记说明：

1、固定环；11、轨道；12、滚珠；13、支柱；14、底座；141、圆孔；142、螺孔；2、放置板；21、通口；3、三级铰接座；4、夹持机构；41、气缸；42、转盘；421、固定轴；422、一级固定杆；423、二级固定杆；424、一级铰接座；425、铰接轴；43、连接杆；44、固定座；441、杆孔；45、推杆；451、二级铰接座；452、弹簧槽；453、二级弹簧；46、一级支撑杆；461、夹头；462、二级支撑杆；47、传动杆；5、支撑台；6、距离调节机构；61、伺服电机；62、支撑块；63、丝杆；64、导向杆；65、轴承；7、旋转驱动机构；71、步进电机；72、齿轮；73、齿牙；8、限位块；81、通孔；82、一级弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：

一种激光束焊接装置，包括放置板2，所述放置板2中心位置开设有圆形结构的通口21，所述放置板2外表面环形等距设置有四个夹持机构4，所述夹持机构4包括气缸41、转盘42、固定轴421、一级固定杆422、二级固定杆423、一级铰接座424、铰接轴425、连接杆43、固定座44、杆孔441、推杆45、二级铰接座451、一级支撑杆46、夹头461、二级支撑杆462和传动杆47，所述固定轴421在靠近放置板2外沿位置环形等距固定连接四个，且转盘42中心位置均与固定轴421转动连接，所述一级固定杆422固定连接在转盘42下端，且一级固定杆422的端部固定连接有一级铰接座424，所述二级固定杆423固定连接在转盘42左侧，且二级固定杆423与一级固定杆422之间的夹角为120°，并且二级固定杆423的端部固定连接有一级铰接座424，相邻两个所述转盘42之间设置有传动杆47，且传动杆47的一端与其中一个转盘42上的二级固定杆423端部的一级铰接座424铰接，并且传动杆47的另一端与其中另一个转盘42上的一级固定杆422端部的一级铰接座424铰接，所述铰接轴425固定连接在转盘42外表面的右上方，且连接杆43的左端与铰接轴425铰接，并且连接杆43的右端与二级铰接座451铰接，所述二级铰接座451固定连接在推杆45的左端，且推杆45活动插接在固定座44内部的杆孔441内，所述推杆45右端固定连接有一级支撑杆46，且一级支撑杆46上下两侧均设置有二级支撑杆462，所述二级支撑杆462分别固定连接在推杆45右端的上下两侧，且一级支撑杆46和二级支撑杆462的端部均固定连接有圆盘形结构的夹头461，所述放置板2外表面左下方固定连接有三级铰接座3，且气缸41的尾端与三级铰接座3铰接，并且气缸41的头部与放置板2外表面左侧转盘42上的一级固定杆422端部的一级铰接座424铰接。

工作时，将两个待焊接的钢管分别至于两块放置板2中心位置的通口21内，启动气缸41，气缸41的伸缩杆向上推动放置板2外表面左侧转盘42下方的一级固定杆422，由于气缸41的尾端与三级铰接座3铰接，所以气缸41的伸缩杆在伸出推动一级固定杆422时，能够带动气缸41转动一定的角度，从而能够推起一级固定杆422，由于转盘42与固定轴421转动连接，使得一级固定杆422被气缸41推动时能带动转盘42顺时针转动，从而带动二级固定杆423转动，进而带动传动杆47移动，由于相邻两个转盘42之间设置传动杆47，传动杆47的一端与其中一个转盘42上的二级固定杆423端部的一级铰接座424铰接，传动杆47的另一端与其中另一个转盘42上的一级固定杆422端部的一级铰接座424铰接，从而使得左侧的传动杆47在移动时能够同时带动其它两根传动杆47移动，进而带动四个转盘42同时顺时针转动，连接杆43在转盘42的作用下推动固定座44内部杆孔441内的推杆45，从而带动四个夹头461同时将钢管的四个侧面抵住，进而将钢管加持柱，使得两根钢管的接缝在同一水平面内，从而方便对接缝位置进行激光束焊接，在杆孔441的内侧壁上固定连接一层陶瓷垫环，降低推杆45与杆孔441之间的摩擦损耗，可以根据钢管的尺寸控制气缸41伸缩杆的伸出长度从而调节夹头461的伸出长度，进而匹配不同尺寸的钢管，提高装置的使用范围。

作为本发明的一种实施例，如图2、图3、图4、图5和图7所示，所述放置板2下方设置有旋转驱动机构7，且旋转驱动机构7包括步进电机71、齿轮72和齿牙73，所述步进电机71的输出轴固定连接在齿轮72后侧面中心位置，所述齿牙73均匀固定连接在放置板2的环形外表面，且齿牙73与齿轮72啮合。

工作时，基于上述实施例，需要对钢管进行转动时，启动步进电机71，齿轮72在步进电机71的带动下进行有间歇式的规律性转动，由于齿牙73均匀固定连接在放置板2的环形外表面，且齿牙73与齿轮72啮合，从而带动放置板2进行间歇式的规律性转动，进而带动两根钢管进行间歇式旋转，方便了钢管的角度调节，从而方便激光焊接设备对两根钢管的接缝位置进行旋转焊接。

作为本发明的一种实施例，如图2、图3和图7所示，所述放置板2的环形外表面外侧设置有固定环1，所述固定环1的内侧壁前后两侧开设有环形凹槽结构的轨道11，且放置板2的环形外表面对应开设有两圈轨道11，所述放置板2与固定环1之间的轨道11内均设置有滚珠12，所述固定环1下端外表面固定左右两侧固定连接有支柱13，且支柱13下端固定连接有底座14。

工作时，将放置板2至于固定环1内，通过支柱13对固定环1进行支撑，由于放置板2与固定环1之间的轨道11内均设置有滚珠12，滚珠12能够降低放置板2在转动过程中与固定环1内侧壁之间的摩擦损耗，同时保证放置板2的顺畅转动。

作为本发明的一种实施例，如图2和图5所示，所述底座14的前后侧面中心位置开设有螺孔142，且螺孔142的左右两侧对称开设有圆孔141，所述底座14前后两侧设置有距离调节机构6，且距离调节机构6包括伺服电机61、支撑块62、丝杆63、导向杆64和轴承65，所述底座14下方设置有支撑台5，且支撑块62分别固定连接在支撑台5上端面前后两端，所述丝杆63的前端穿过前方底座14上的螺孔142以及前端支撑块62与伺服电机61的输出轴固定连接，且丝杆63的后端穿过后方底座14上的螺孔142与后端支撑块62前侧面中心位置的轴承65后端连接，所述导向杆64的前后两端分别穿过底座14的圆孔141与支撑块62固定连接。

工作时，根据钢管的长短对两块放置板2之间的距离进行调节，启动伺服电机61带动丝杆63转动，由于丝杆63分别与两块放置板2下方底座14前后侧面中心位置的螺孔142螺纹连接，且底座14前后侧面的左右两侧均滑动套设在导向杆64上，使得丝杆63在转动时能够带动两块底座14相向运动，导向杆64则放置底座14发生晃动，从而带动两块放置板2稳定的相向运动，进而带动两根钢管的接缝对齐，能够对两块放置板2之间的距离进行调节，方便了对不同长度钢管的夹持，提高了焊接效率。

作为本发明的一种实施例，如图2所示，所述支撑台5上端面中心位置固定连接有限位块8，且限位块8的前后两侧开设有供丝杆63和导向杆64穿过的通孔81，所述通孔81的左右两端均固定连接有一级弹簧82，且一级弹簧82分别套设在丝杆63和导向杆64上。

工作时，基于上述实施例，两块底座14在丝杆63的带动下向下运动，当两块底座14靠近限位块8的前后两侧时会分别接触一级弹簧82，在一级弹簧82的作用下对两块底座14进行缓冲，从而避免两块底座14发生碰撞而引起两块放置板2发生碰撞造成损坏。

作为本发明的一种实施例，如图图1、图3和图6所示，所述推杆45的右端开设有弹簧槽452，且弹簧槽452内设置有二级弹簧453，所述二级弹簧453的左端与弹簧槽452的内底固定连接，且二级弹簧453的右端与一级支撑杆46的左端固定连接。

工作时，当对方形钢管进行夹持固定时，将方形钢管的四个拐角分别对应四个一级支撑杆46位置的夹头461，随后启动气缸41带动转盘42转动，从而带动连接杆43推动推杆45，进而带动一级支撑杆46对方形钢管的四个拐角进行夹持，由于一级支撑杆46左端与二级弹簧453固定连接，从而使得一级支撑杆46会被压缩至推杆45右端的弹簧槽452内，且一级支撑杆46与上下两侧二级支撑杆462之间的夹角均为45°，从而使得二级支撑杆462配合一级支撑杆46能够对方形钢管的四个拐角以及四个侧面进行稳定的夹持，进而方便对方形钢管的焊接，此外夹头461的环形外表面固定连接有一层橡胶垫，防止钢管在夹持过程中发生滑动，同时避免夹头461对钢管造成刮伤。

工作原理：将两个待焊接的钢管分别至于两块放置板2中心位置的通口21内，启动气缸41，气缸41的伸缩杆向上推动放置板2外表面左侧转盘42下方的一级固定杆422，由于气缸41的尾端与三级铰接座3铰接，所以气缸41的伸缩杆在伸出推动一级固定杆422时，能够带动气缸41转动一定的角度，从而能够推起一级固定杆422，由于转盘42与固定轴421转动连接，使得一级固定杆422被气缸41推动时能带动转盘42顺时针转动，从而带动二级固定杆423转动，进而带动传动杆47移动，由于相邻两个转盘42之间设置传动杆47，传动杆47的一端与其中一个转盘42上的二级固定杆423端部的一级铰接座424铰接，传动杆47的另一端与其中另一个转盘42上的一级固定杆422端部的一级铰接座424铰接，从而使得左侧的传动杆47在移动时能够同时带动其它两根传动杆47移动，进而带动四个转盘42同时顺时针转动，连接杆43在转盘42的作用下推动固定座44内部杆孔441内的推杆45，从而带动四个夹头461同时将钢管的四个侧面抵住，进而将钢管加持柱，使得两根钢管的接缝在同一水平面内，从而方便对接缝位置进行激光束焊接，在杆孔441的内侧壁上固定连接一层陶瓷垫环，降低推杆45与杆孔441之间的摩擦损耗，可以根据钢管的尺寸控制气缸41伸缩杆的伸出长度从而调节夹头461的伸出长度，进而匹配不同尺寸的钢管，提高装置的使用范围，需要对钢管进行转动时，启动步进电机71，齿轮72在步进电机71的带动下进行有间歇式的规律性转动，由于齿牙73均匀固定连接在放置板2的环形外表面，且齿牙73与齿轮72啮合，从而带动放置板2进行间歇式的规律性转动，进而带动两根钢管进行间歇式旋转，方便了钢管的角度调节，从而方便激光焊接设备对两根钢管的接缝位置进行旋转焊接，将放置板2至于固定环1内，通过支柱13对固定环1进行支撑，由于放置板2与固定环1之间的轨道11内均设置有滚珠12，滚珠12能够降低放置板2在转动过程中与固定环1内侧壁之间的摩擦损耗，同时保证放置板2的顺畅转动，根据钢管的长短对两块放置板2之间的距离进行调节，启动伺服电机61带动丝杆63转动，由于丝杆63分别与两块放置板2下方底座14前后侧面中心位置的螺孔142螺纹连接，且底座14前后侧面的左右两侧均滑动套设在导向杆64上，使得丝杆63在转动时能够带动两块底座14相向运动，导向杆64则放置底座14发生晃动，从而带动两块放置板2稳定的相向运动，进而带动两根钢管的接缝对齐，能够对两块放置板2之间的距离进行调节，方便了对不同长度钢管的夹持，提高了焊接效率，两块底座14在丝杆63的带动下向下运动，当两块底座14靠近限位块8的前后两侧时会分别接触一级弹簧82，在一级弹簧82的作用下对两块底座14进行缓冲，从而避免两块底座14发生碰撞而引起两块放置板2发生碰撞造成损坏，当对方形钢管进行夹持固定时，将方形钢管的四个拐角分别对应四个一级支撑杆46位置的夹头461，随后启动气缸41带动转盘42转动，从而带动连接杆43推动推杆45，进而带动一级支撑杆46对方形钢管的四个拐角进行夹持，由于一级支撑杆46左端与二级弹簧453固定连接，从而使得一级支撑杆46会被压缩至推杆45右端的弹簧槽452内，且一级支撑杆46与上下两侧二级支撑杆462之间的夹角均为45°，从而使得二级支撑杆462配合一级支撑杆46能够对方形钢管的四个拐角以及四个侧面进行稳定的夹持，进而方便对方形钢管的焊接，此外夹头461的环形外表面固定连接有一层橡胶垫，防止钢管在夹持过程中发生滑动，同时避免夹头461对钢管造成刮伤。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。