專利名稱：一種用于激光拼焊的間隙補(bǔ)償方法及實(shí)施該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光焊接領(lǐng)域，具體地說是一種用于激光拼焊的間隙補(bǔ)償方法及實(shí)施 該方法的裝置。
背景技術(shù)：
激光拼焊是采用激光為焊接能源，將若干不同材質(zhì)、不同厚度、不同涂層的板材進(jìn) 行對(duì)接焊接。由于激光焊接的激光光束聚焦光斑直徑一般小于1mm，因此板材焊接邊直線度 及對(duì)接端面的截面形貌對(duì)焊接質(zhì)量有著直接的影響，焊接邊直線度及對(duì)接端面的截面形貌 不僅影響到拼焊板材之間的間隙大小，而且還會(huì)影響到焊縫跟蹤的準(zhǔn)確性。為了保證焊接質(zhì)量，通常在焊接前要對(duì)焊接母材的待焊接邊做進(jìn)一步加工，以提 高對(duì)接質(zhì)量?，F(xiàn)有進(jìn)一步加工焊接母材待焊接邊的方法主要包括精剪裁、精銑削和模具落 料，其中，精剪裁工藝可以滿足激光拼焊對(duì)焊接母材待焊接邊的直線度要求，但精剪設(shè)備較 為昂貴，且剪切端面存在剪切圓角及毛刺等形貌特征，影響跟蹤精度及焊縫形貌；精銑削加 工直線度較好，但較高速加工時(shí)易出現(xiàn)振動(dòng)，且一般需要實(shí)時(shí)冷卻；模具落料與精剪裁相 似，但其設(shè)備成本及維護(hù)成本更高，不適合中小批量生產(chǎn)。具體表現(xiàn)為1.精剪裁和模具落料的準(zhǔn)直精度低目前，國(guó)產(chǎn)精剪機(jī)準(zhǔn)直精度最高僅在0. 15mm 左右；雖然進(jìn)口精剪機(jī)準(zhǔn)直精度最高可達(dá)0. 02mm，但其設(shè)備成本及維護(hù)成本很高。2.精剪裁和模具落料的截面形貌較差傳統(tǒng)的精剪裁或模具落料工藝得到的焊 接邊，如圖1所示，存在上邊緣的圓角塑性變形、下邊緣的撕裂帶以及毛刺存在，這樣的板 材對(duì)接后形成的接頭上下皆有間隙，增加了跟蹤檢測(cè)的難度及不可控制的焊縫區(qū)金屬缺 失，嚴(yán)重時(shí)影響焊接質(zhì)量。3.精剪裁工藝材料浪費(fèi)傳統(tǒng)的精剪裁加工的剪切量一般要求大于2mm，而刨削 的加工量通常為0. 02 0. 5mm，相比之下，精剪裁的加工廢料多，增加了生產(chǎn)成本。綜上所述，提高焊接母材待焊接邊直線度及對(duì)接端面的截面形貌對(duì)保證焊接質(zhì)量
有著重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有板材焊接邊存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種提高板材 焊接邊的直線度及對(duì)接端面的截面形貌、從而保證焊接質(zhì)量的用于激光拼焊的間隙補(bǔ)償方 法及實(shí)施該方法的裝置。該間隙補(bǔ)償方法通過對(duì)焊接母材待焊接邊進(jìn)行刨削加工實(shí)現(xiàn)間隙 補(bǔ)償，快速提高板材焊接邊的直線度及對(duì)接端面的截面的形貌，同時(shí)降低了設(shè)備成本及生 產(chǎn)成本；裝置為實(shí)施該方法專門設(shè)計(jì)的裝置。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的方法對(duì)焊接母材的待焊接邊進(jìn)行刨削，刨削出高直線度、高平面度的對(duì)接端面， 降低焊接母材對(duì)接時(shí)的板間間隙，提高焊縫跟蹤精度。其中包括下列步驟
A.將焊接母材定位并固定；B.通過調(diào)整焊接母材的定位基準(zhǔn)或刀具的位置決定刨削量；C.通過調(diào)整刀具相對(duì)于焊接母材待焊接邊的姿態(tài)決定刨削角度；D.利用刀具沿焊接方向?qū)附幽覆牡拇附舆呥M(jìn)行刨削，刨削后的對(duì)接端面為平E.刨削后，刀具退至避讓位。當(dāng)兩塊焊接母材厚度相同時(shí)，通過調(diào)整刀具相對(duì)于焊接母材待焊接邊的姿態(tài)刨削 出具有倒角或斜面的對(duì)接端面，提高焊縫跟蹤精確度；所述刀具可為一組或多組。裝置包括支撐平臺(tái)及安裝在其上的框架、壓緊機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)和刀具， 其中框架位于支撐平臺(tái)的上方，在框架上設(shè)有可上下往復(fù)移動(dòng)的壓緊機(jī)構(gòu)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 安裝在支撐平臺(tái)的外側(cè)，帶有刀具的刀架安裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過驅(qū)動(dòng)帶有刀具 的刀架往復(fù)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接母材待焊接邊的刨削；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)側(cè)設(shè)有安裝在支撐平臺(tái) 上、可上下往復(fù)移動(dòng)的定位機(jī)構(gòu)，焊接母材通過定位機(jī)構(gòu)及壓緊機(jī)構(gòu)定位固定。其中所述壓緊機(jī)構(gòu)包括多個(gè)并排設(shè)置的氣缸，氣缸的缸體安裝在框架上，缸體內(nèi) 的活塞桿可上下往復(fù)移動(dòng)，在所述活塞桿的底端設(shè)有壓板；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、 第一同步帶輪、同步帶、第二同步帶輪、滾珠絲桿及絲母，其中伺服電機(jī)安裝在支撐平臺(tái)的 外側(cè)，在伺服電機(jī)的輸出軸上設(shè)有第一同步帶輪；所述滾珠絲桿通過支撐架安裝在支撐平 臺(tái)的外側(cè)，滾珠絲桿的一端通過第一聯(lián)軸器連接有第二同步帶輪，該第二帶輪通過同步帶 與第一同步帶輪相連接；所述絲母與滾珠絲桿螺紋連接，安裝有刀具的刀架與絲母固接， 滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)通過絲母與滾珠絲桿間的螺旋副變?yōu)榈都芗暗毒哐睾附幽覆牡拇附舆?的刨削移動(dòng)；刀架上設(shè)有第二滑塊，在支撐平臺(tái)上安裝有與焊接母材的待焊接邊相平行的 第二導(dǎo)軌，刀架通過第二滑塊沿第二導(dǎo)軌往復(fù)移動(dòng)；所述定位機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸、聯(lián)動(dòng)桿、 齒輪、定位軸、導(dǎo)向軸套、主定位銷橫梁及定位銷，其中轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸安裝在支撐平臺(tái)上，轉(zhuǎn)動(dòng)氣 缸的輸出軸通過第二聯(lián)軸器與聯(lián)動(dòng)桿相連接；在所述聯(lián)動(dòng)桿的一側(cè)設(shè)有多個(gè)并排設(shè)置的定 位軸，其中位于最外側(cè)的兩個(gè)定位軸可上下往復(fù)移動(dòng)，其它位于中間的定位軸固接在支撐 平臺(tái)上，每個(gè)定位軸上分別套設(shè)有導(dǎo)向軸套，位于最外側(cè)的兩個(gè)定位軸的底部均設(shè)有齒條; 所述導(dǎo)向軸套的頂端安裝有主定位銷橫梁，在主定位銷橫梁上均布有多個(gè)并排設(shè)置的定位 銷；在聯(lián)動(dòng)桿上分別設(shè)有與最外側(cè)兩個(gè)定位軸底部的齒條相嚙合的齒輪；所述框架為龍門 結(jié)構(gòu)，包括第一、二背板及支撐架，其中第一、二背板平行設(shè)置，兩端分別通過支撐架固接在 支撐平臺(tái)上，第一、二背板與支撐平臺(tái)放置焊接母材的表面之間留有空間；所述壓緊機(jī)構(gòu)的 氣缸缸體固接在任一背板上；所述框架為龍門結(jié)構(gòu)，包括第一、二、三背板及支撐架，其中第 一 三背板平行設(shè)置、且連接為一體；所述支撐架上設(shè)有第一導(dǎo)軌，第三背板的里側(cè)設(shè)有第 一滑塊，第一 三背板通過第一滑塊沿第一導(dǎo)軌上下往復(fù)移動(dòng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為1.本發(fā)明方法采用刨削方法對(duì)焊接母材的待焊接邊進(jìn)行加工，全程直線度可達(dá) 0. 02 0. 05mm，可以滿足激光拼焊對(duì)焊接母材待焊接邊的直線度要求。2.與傳統(tǒng)加工方法相比，本發(fā)明的刨削加工方法得到的對(duì)接端面具有更好的截面 形貌，經(jīng)刨削加工后，焊接母材的對(duì)接端面平面度高，可形成完好的對(duì)接接頭，從而保證焊
接質(zhì)量。
3.與傳統(tǒng)加工方法相比，本發(fā)明的刨削加工方法成本低，適合于各種規(guī)模的批量生產(chǎn)。4.與傳統(tǒng)加工方法相比，本發(fā)明的刨削加工方法具有更好的經(jīng)濟(jì)效益，加工量一 般在0. 02 0. 5mm之間，因此，在保證焊接母材邊緣質(zhì)量的前提下，加工廢料更少，從而節(jié) 約了生產(chǎn)成本。5.與銑削相比，本發(fā)明的刨削加工方法在加工過程中振動(dòng)較小；此外，刨削加工 不需要實(shí)時(shí)的冷卻系統(tǒng)，因而，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，維護(hù)簡(jiǎn)便。6.與傳統(tǒng)加工方法相比，本發(fā)明的刨削加工方法具有加工面質(zhì)量可控的特性，可 以根據(jù)焊接工藝的特點(diǎn)，當(dāng)兩塊焊接母材厚度相近或相同時(shí)，通過調(diào)整刀具相對(duì)于焊接母 材待焊接邊的姿態(tài)刨削出具有倒角或斜面的對(duì)接端面，提高焊縫跟蹤精確度，保證焊接質(zhì)量。7.本發(fā)明裝置安裝在壓緊機(jī)構(gòu)的框架為龍門結(jié)構(gòu)，適用于裝置獨(dú)立加工或與激光 焊接生產(chǎn)線整合在一起，背板可上下移動(dòng)，避免與其它運(yùn)動(dòng)單元發(fā)生干涉；背板上開有工藝 減輕孔，既減輕了背板自重，又便于維護(hù)。8.本發(fā)明裝置的壓緊機(jī)構(gòu)由一排氣缸組成，氣缸活塞桿與壓板通過球接頭連接在 一起，從而在壓緊過程中保證壓板下表面與焊接母材上表面之間緊密貼合，均勻壓緊、效果 好，保證焊接母材在刨削過程中不發(fā)生躥動(dòng)或振動(dòng)。9.本發(fā)明裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿實(shí)現(xiàn)，采用同步帶與同步帶 輪組合、聯(lián)軸器連接，這種方式不僅有利于傳動(dòng)的穩(wěn)定性，同時(shí)便于機(jī)械結(jié)構(gòu)的空間排布。10.本發(fā)明裝置的定位機(jī)構(gòu)通過轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)齒條移動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)定位 銷的垂直升降，定位準(zhǔn)確。


圖1為采用剪裁、模具落料等工藝加工后焊接母材待焊接邊的截面形貌；圖2為本發(fā)明方法加工后焊接母材待焊接邊的截面形貌；圖3為本發(fā)明裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖4為本發(fā)明裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；圖5為本發(fā)明裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖之三；圖6為本發(fā)明裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖之四；圖7為本發(fā)明裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖之五；圖8為本發(fā)明裝置的主視圖；圖9為圖8的左視局部剖視圖；圖10為圖8的俯視圖；圖11為本發(fā)明壓緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本發(fā)明傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為圖12中A處的局部放大圖；圖14為本發(fā)明定位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖15為圖14中B處的局部放大圖；其中1為框架，101為第一背板，102為第二背板，103為第三背板，104為支撐架，105為第一導(dǎo)軌，106為第一滑塊，107為工藝減輕孔；2為支撐平臺(tái)；3為壓緊機(jī)構(gòu)，301為氣缸，302為缸體，303為活塞桿，304為壓板；4為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，401為伺服電機(jī)，402為第一同步帶輪，403為同步帶，404為第二同 步帶輪，405為第一聯(lián)軸器，406為滾珠絲桿，407為絲母，408為支撐架，409為第二導(dǎo)軌，410 為第二滑塊；5為定位機(jī)構(gòu)，501為轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸，502為第二聯(lián)軸器，503為聯(lián)動(dòng)桿，504為齒輪，505 為定位軸，506為導(dǎo)向軸套，507為齒條，508為主定位銷橫梁，509為支座連接件，510為定位 銷；6為刀具，7為刀架。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。本發(fā)明用于激光拼焊的間隙補(bǔ)償方法對(duì)焊接母材的待焊接邊進(jìn)行刨削，刨削出 高直線度、高平面度的對(duì)接端面，降低焊接母材對(duì)接時(shí)的板間間隙，提高焊縫跟蹤精度。包 括下列步驟A.將焊接母材定位并固定，防止焊接母材在刨削過程中出現(xiàn)躥動(dòng)、振動(dòng)等擾動(dòng)，從 而保證加工質(zhì)量；B.通過調(diào)整焊接母材的定位基準(zhǔn)或刀具的位置決定刨削量；C.通過調(diào)整刀具相對(duì)于焊接母材待焊接邊的姿態(tài)決定刨削角度；D.利用刀具沿焊接方向?qū)附幽覆牡拇附舆呥M(jìn)行刨削，刨削后的對(duì)接端面為平 面，如圖2所示；E.刨削后，刀具退至避讓位，為下一次刨削加工做好準(zhǔn)備。在刨削過程中產(chǎn)生的廢屑可能對(duì)加工系統(tǒng)產(chǎn)生污染甚至造成設(shè)備損傷，因此，在 刨削加工過程中，實(shí)時(shí)收集廢屑，并集中排出。當(dāng)刨削工序結(jié)束后，將焊接母材移出，進(jìn)入下
一道工序。當(dāng)兩塊焊接母材厚度相近或相同時(shí)，通過調(diào)整刀具相對(duì)于焊接母材待焊接邊的姿 態(tài)刨削出具有倒角或斜面的對(duì)接端面，提高焊縫跟蹤精確度；所述刀具可為一組或多組。本發(fā)明實(shí)施上述方法所專門設(shè)計(jì)的裝置，如圖3 10所示，包括支撐平臺(tái)2及安 裝在其上的框架1、壓緊機(jī)構(gòu)3、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4、定位機(jī)構(gòu)5和刀具6，其中支撐平臺(tái)2由多個(gè)方 鋼固接組成。框架1位于支撐平臺(tái)2的上方，當(dāng)本發(fā)明的裝置獨(dú)立生產(chǎn)加工時(shí)，框架1為龍 門結(jié)構(gòu)，包括第一、二背板101、102及支撐架104，其中第一、二背板101、102平行設(shè)置，兩 端分別通過支撐架104固接在支撐平臺(tái)2上，第一、二背板101、102與支撐平臺(tái)2放置焊接 母材的表面之間留有空間，便于板材裝卸；為了提高生產(chǎn)效率及自動(dòng)化程度，本發(fā)明的裝置 可與激光焊接生產(chǎn)線整合在一起，為了避免與其它運(yùn)動(dòng)單元發(fā)生干涉，框架1也為龍門結(jié) 構(gòu)，這時(shí)的框架1包括第一、二、三背板101、102、103及支撐架104、第一導(dǎo)軌105、第一滑塊 106，其中第一 三背板101 103平行設(shè)置、且連接成為一個(gè)整體；所述支撐架104上設(shè)有 第一導(dǎo)軌105，第三背板103的里側(cè)設(shè)有第一滑塊106，第一 三背板101 103通過第一 滑塊106沿第一導(dǎo)軌105上下往復(fù)移動(dòng)；當(dāng)生產(chǎn)線上由其它設(shè)備傳遞的板材通過時(shí)，第一 三背板101 103可沿第一導(dǎo)軌105向上移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)框架的避讓動(dòng)作；在第三背板103上 開有多個(gè)工藝減輕孔107，既可減輕第三背板107的重量、又便于維護(hù)；在裝置進(jìn)行加工時(shí)， 第三背板107還可起到防塵的作用。在框架1上設(shè)有可上下往復(fù)移動(dòng)的壓緊機(jī)構(gòu)3，如圖9、圖11所示，壓緊機(jī)構(gòu)3包 括多個(gè)并排設(shè)置的氣缸301，每個(gè)氣缸301的缸體302分別固定安裝在任一背板上，通過安 裝基面保證氣缸的運(yùn)動(dòng)方向；缸體302內(nèi)的活塞桿303可上下往復(fù)移動(dòng)，在所述活塞桿303 的底端通過球接頭連接有壓板304，從而在壓緊過程中保證壓板304下表面與焊接母材的 上表面之間緊密貼合。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4安裝在支撐平臺(tái)2的外側(cè)，如圖12、13所示，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4包括伺服電 機(jī)401、第一同步帶輪402、同步帶403、第二同步帶輪404、第一聯(lián)軸器405、滾珠絲桿406、 絲母407、支撐架408、第二導(dǎo)軌409及第二滑塊410，其中伺服電機(jī)401固接在支撐平臺(tái)2 的外側(cè)，在伺服電機(jī)401的輸出軸上鍵連接有第一同步帶輪402 ；在支撐平臺(tái)2的外側(cè)固接 有兩個(gè)支撐架408，滾珠絲杠406的兩端分別通過軸承安裝在支撐架408上，其中滾珠絲桿 406靠近伺服電機(jī)401的一端由該端的支撐架408穿出、并通過第一聯(lián)軸器405鍵連接有 第二同步帶輪404，該第二帶輪404通過同步帶403與第一同步帶輪402相連接；絲母407 與滾珠絲桿406螺紋連接，安裝有刀具6的刀架7與絲母407固接，滾珠絲桿406通過絲母 407與滾珠絲桿406的螺旋副變?yōu)榈都?及刀具6沿焊接母材的待焊接邊的刨削移動(dòng)。刀 架7上設(shè)有第二滑塊410，在支撐平臺(tái)2上安裝有與焊接母材的待焊接邊相平行的第二導(dǎo)軌 409，刀架7在伺服電機(jī)401的驅(qū)動(dòng)下由絲母帶動(dòng)、通過第二滑塊410沿第二導(dǎo)軌409往復(fù) 移動(dòng)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的里側(cè)設(shè)有安裝在支撐平臺(tái)2上、可上下往復(fù)移動(dòng)的定位機(jī)構(gòu)5，焊接 母材通過定位機(jī)構(gòu)5及壓緊機(jī)構(gòu)3定位固定。如圖14、15所示，定位機(jī)構(gòu)5包括轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸 501、第二聯(lián)軸器502、聯(lián)動(dòng)桿503、齒輪504、定位軸505、導(dǎo)向軸套506、齒條507、主定位銷 橫梁508、支座連接件509及定位銷510，其中轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸501固定安裝在支撐平臺(tái)2上，轉(zhuǎn)動(dòng) 氣缸501的輸出軸通過第二聯(lián)軸器502與聯(lián)動(dòng)桿503相連接，該第二聯(lián)軸器502既可起到連 接轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸501的輸出軸及聯(lián)動(dòng)桿503的作用，還可起到連接件的作用，支撐平臺(tái)2上設(shè)有 兩個(gè)第二聯(lián)軸器502，聯(lián)動(dòng)桿503的兩端分別安裝在第二聯(lián)軸器502上，其中一端與轉(zhuǎn)動(dòng)氣 缸501的輸出軸相連；在所述聯(lián)動(dòng)桿503的一側(cè)設(shè)有多個(gè)(本實(shí)施例為四個(gè))并排設(shè)置的 定位軸505，其中位于最外側(cè)的兩個(gè)定位軸可上下往復(fù)移動(dòng)，另兩個(gè)位于中間的定位軸則固 接在支撐平臺(tái)2上，每個(gè)定位軸上分別套設(shè)有導(dǎo)向軸套506，套設(shè)在位于最外側(cè)的兩個(gè)定位 軸上的導(dǎo)向軸套是固定不動(dòng)、隨定位軸共同上下移動(dòng)；套設(shè)在中間兩個(gè)定位軸的導(dǎo)向軸套， 由于中間兩個(gè)定位軸是固定不動(dòng)的，因此中間的兩個(gè)導(dǎo)向軸套相對(duì)于定位軸可上下往復(fù)移 動(dòng)；位于最外側(cè)的兩個(gè)定位軸的底部均設(shè)有齒條507 ；所述四個(gè)導(dǎo)向軸套506的頂端分別通 過支座連接件509與主定位銷橫梁508固接，在主定位銷橫梁508上均布有多個(gè)并排設(shè)置 的定位銷510 ；在聯(lián)動(dòng)桿503的兩端分別通過免鍵軸襯511連接有齒輪504，該齒輪504與 最外側(cè)兩個(gè)定位軸底部的齒條507嚙合傳動(dòng)。在支撐平臺(tái)2上開有長(zhǎng)條孔，該長(zhǎng)條孔位于 主定位銷橫梁508的運(yùn)動(dòng)軌跡上，主定位銷橫梁508在上、下移動(dòng)時(shí)可由該長(zhǎng)條孔穿過。本發(fā)明裝置的工作原理為以本裝置獨(dú)立加工為例，轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸501工作，驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)桿503轉(zhuǎn)動(dòng)，通過免鍵軸襯511與聯(lián)動(dòng)桿503連接的齒輪504，隨著聯(lián)動(dòng)桿503共同轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過與齒條507的嚙合 使最外側(cè)的兩個(gè)定位軸向上運(yùn)動(dòng)、產(chǎn)生直線位移；主定位銷橫梁508在最外側(cè)的兩個(gè)定位 軸的作用下直線向上運(yùn)動(dòng)、通過支撐平臺(tái)2上的長(zhǎng)條孔，直到到達(dá)定位位置，轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸501 停止工作。將焊接母材放在支撐平臺(tái)2的工作臺(tái)面上，焊接母材的待焊接邊緊靠主定位銷 橫梁508上的定位銷510上。然后壓緊機(jī)構(gòu)中的各個(gè)氣缸301同時(shí)工作，驅(qū)動(dòng)活塞桿303 向下運(yùn)動(dòng)，直到活塞桿303下端的壓板304下表面與焊接母材上表面緊密貼合，壓緊焊接母 材，保證焊接母材在刨削過程中不發(fā)生躥動(dòng)或振動(dòng)，各個(gè)氣缸301停止工作。將焊接母材 定位并壓緊固定后，轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸501反向旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)桿503帶動(dòng)齒輪504反向轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪 504通過與齒條507的嚙合，使最外側(cè)的兩個(gè)定位軸向下運(yùn)動(dòng)，主定位銷橫梁508隨之向下 運(yùn)動(dòng)、穿過支撐平臺(tái)2上的長(zhǎng)條孔，直到回到原始位置，轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸501停止工作。在主定位 銷橫梁508上、下運(yùn)動(dòng)的過程中，位于中間的兩個(gè)定位軸及導(dǎo)向軸套起到垂直導(dǎo)向的作用， 防止主定位銷橫梁508運(yùn)動(dòng)軌跡偏移，避免與支撐平臺(tái)2發(fā)生干涉。
然后，伺服電機(jī)401工作，通過第一同步帶輪402、同步帶403及第二同步帶輪404 驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿406轉(zhuǎn)動(dòng)；與滾珠絲桿406螺紋連接的絲母407沿著滾珠絲桿406向前運(yùn)動(dòng)， 進(jìn)而帶動(dòng)與絲母407固接的刀架7通過第二滑塊410沿著第二導(dǎo)軌409移動(dòng)，安裝在刀架7 上的刀具6即對(duì)焊接母材的待焊接邊進(jìn)行刨削。刀架7上可以配備一組或多組刀具，在伺 服電機(jī)401的驅(qū)動(dòng)下可往復(fù)移動(dòng)、進(jìn)行刨削。通過調(diào)整焊接母材的定位基準(zhǔn)或刀具在刀架 上的位置可以決定刨削量；通過調(diào)整刀具相對(duì)于焊接母材待焊接邊的姿態(tài)決定刨削角度； 刨削后的對(duì)接端面為平面，刨削后，刀具退至避讓位。各個(gè)氣缸301收縮，活塞桿303帶動(dòng) 壓板304向上移動(dòng)復(fù)位。將焊接母材移出，進(jìn)入下一道工序。
權(quán)利要求
1.一種用于激光拼焊的間隙補(bǔ)償方法，其特征在于對(duì)焊接母材的待焊接邊進(jìn)行刨 削，刨削出高直線度、高平面度的對(duì)接端面，降低焊接母材對(duì)接時(shí)的板間間隙，提高焊縫跟 蹤精度O
2.按權(quán)利要求1所述用于激光拼焊的間隙補(bǔ)償方法，其特征在于包括下列步驟A.將焊接母材定位并固定；B.通過調(diào)整焊接母材的定位基準(zhǔn)或刀具的位置決定刨削量；C.通過調(diào)整刀具相對(duì)于焊接母材待焊接邊的姿態(tài)決定刨削角度；D.利用刀具沿焊接方向?qū)附幽覆牡拇附舆呥M(jìn)行刨削，刨削后的對(duì)接端面為平面；E.刨削后，刀具退至避讓位。
3.按權(quán)利要求1所述用于激光拼焊的間隙補(bǔ)償方法，其特征在于當(dāng)兩塊焊接母材厚 度相同時(shí)，通過調(diào)整刀具相對(duì)于焊接母材待焊接邊的姿態(tài)刨削出具有倒角或斜面的對(duì)接端 面，提高焊縫跟蹤精確度；所述刀具可為一組或多組。
4.一種實(shí)施按權(quán)利要求1所述方法的裝置，其特征在于包括支撐平臺(tái)(2)及安裝在 其上的框架(1)、壓緊機(jī)構(gòu)(3)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)0)、定位機(jī)構(gòu)(5)和刀具(6)，其中框架(1)位 于支撐平臺(tái)( 的上方，在框架(1)上設(shè)有可上下往復(fù)移動(dòng)的壓緊機(jī)構(gòu)(3)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu) (4)安裝在支撐平臺(tái)O)的外側(cè)，帶有刀具(6)的刀架(7)安裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)上，傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)(4)通過驅(qū)動(dòng)帶有刀具(6)的刀架(7)往復(fù)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接母材待焊接邊的刨削；傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)(4)的內(nèi)側(cè)設(shè)有安裝在支撐平臺(tái)( 上、可上下往復(fù)移動(dòng)的定位機(jī)構(gòu)(5)，焊接母材通 過定位機(jī)構(gòu)(5)及壓緊機(jī)構(gòu)(3)定位固定。
5.按權(quán)利要求4所述裝置，其特征在于所述壓緊機(jī)構(gòu)(3)包括多個(gè)并排設(shè)置的氣缸 (301)，氣缸(301)的缸體(302)安裝在框架(1)上，缸體(302)內(nèi)的活塞桿(303)可上下 往復(fù)移動(dòng)，在所述活塞桿(303)的底端設(shè)有壓板(304)。
6.按權(quán)利要求4所述裝置，其特征在于所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)包括伺服電機(jī)001)、第一 同步帶輪002)、同步帶003)、第二同步帶輪004)、滾珠絲桿(406)及絲母007)，其中 伺服電機(jī)G01)安裝在支撐平臺(tái)O)的外側(cè)，在伺服電機(jī)G01)的輸出軸上設(shè)有第一同步 帶輪G02)；所述滾珠絲桿(406)通過支撐架(408)安裝在支撐平臺(tái)( 的外側(cè)，滾珠絲桿 (406)的一端通過第一聯(lián)軸器(40 連接有第二同步帶輪004)，該第二帶輪(404)通過同 步帶(40 與第一同步帶輪(40 相連接；所述絲母(407)與滾珠絲桿(406)螺紋連接，安 裝有刀具(6)的刀架(7)與絲母007)固接，滾珠絲桿006)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過絲母(407)與滾 珠絲桿(406)間的螺旋副變?yōu)榈都?7)及刀具(6)沿焊接母材的待焊接邊的刨削移動(dòng)。
7.按權(quán)利要求6所述裝置，其特征在于所述刀架(7)上設(shè)有第二滑塊010)，在支撐 平臺(tái)( 上安裝有與焊接母材的待焊接邊相平行的第二導(dǎo)軌G09)，刀架(7)通過第二滑塊 (410)沿第二導(dǎo)軌(409)往復(fù)移動(dòng)。
8.按權(quán)利要求4所述裝置，其特征在于所述定位機(jī)構(gòu)(5)包括轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸(501)、聯(lián)動(dòng) 桿(503)、齒輪(504)、定位軸(505)、導(dǎo)向軸套(506)、主定位銷橫梁(508)及定位銷(510)， 其中轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸(501)安裝在支撐平臺(tái)(2)上，轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸(501)的輸出軸通過第二聯(lián)軸器 (502)與聯(lián)動(dòng)桿(50 相連接；在所述聯(lián)動(dòng)桿(503)的一側(cè)設(shè)有多個(gè)并排設(shè)置的定位軸 (505)，其中位于最外側(cè)的兩個(gè)定位軸可上下往復(fù)移動(dòng)，其它位于中間的定位軸固接在支撐 平臺(tái)( 上，每個(gè)定位軸上分別套設(shè)有導(dǎo)向軸套(506)，位于最外側(cè)的兩個(gè)定位軸的底部均設(shè)有齒條(507)；所述導(dǎo)向軸套(506)的頂端安裝有主定位銷橫梁(508)，在主定位銷橫梁 (508)上均布有多個(gè)并排設(shè)置的定位銷(510)；在聯(lián)動(dòng)桿(50 上分別設(shè)有與最外側(cè)兩個(gè)定 位軸底部的齒條(507)相嚙合的齒輪(504)。
9.按權(quán)利要求4所述裝置，其特征在于所述框架(1)為龍門結(jié)構(gòu)，包括第一、二背板 (101,102)及支撐架(104)，其中第一、二背板(101、10幻平行設(shè)置，兩端分別通過支撐架 (104)固接在支撐平臺(tái)( 上，第一、二背板(101、10幻與支撐平臺(tái)( 放置焊接母材的表 面之間留有空間；所述壓緊機(jī)構(gòu)(3)的氣缸缸體固接在任一背板上。
10.按權(quán)利要求4所述裝置，其特征在于所述框架(1)為龍門結(jié)構(gòu)，包括第一、二、三 背板(101、102、10；3)及支撐架(104)，其中第一 三背板(101 10 平行設(shè)置、且連接 為一體；所述支撐架(104)上設(shè)有第一導(dǎo)軌(105)，第三背板(10 的里側(cè)設(shè)有第一滑塊 (106)，第一 三背板(101 10 通過第一滑塊(106)沿第一導(dǎo)軌(10 上下往復(fù)移動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明屬于激光焊接領(lǐng)域，具體地說是一種用于激光拼焊的間隙補(bǔ)償方法及實(shí)施該方法的裝置，方法是對(duì)焊接母材的待焊接邊進(jìn)行刨削，刨削出高直線度、高平面度的對(duì)接端面，降低焊接母材對(duì)接時(shí)的板間間隙；裝置包括支撐平臺(tái)及安裝在其上的框架、壓緊機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)和刀具，框架位于支撐平臺(tái)的上方，在框架上設(shè)有可上下往復(fù)移動(dòng)的壓緊機(jī)構(gòu)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在支撐平臺(tái)的外側(cè)、通過驅(qū)動(dòng)裝有刀具的刀架往復(fù)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接母材待焊接邊的刨削；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)側(cè)設(shè)有安裝在支撐平臺(tái)上的定位機(jī)構(gòu)。方法全程直線度及平面度好，可以滿足激光拼焊對(duì)焊接母材待焊接邊的直線度及平面度的要求；裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)、效率高、操作安全等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23D7/10GK102107296SQ200910248840
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者孫元, 朱天旭, 朱思俊, 王琛元, 趙明揚(yáng), 高英美 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所