專利名稱：大功率激光齒輪焊接機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于激光焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種大功率激光齒輪焊接機(jī)，適 用于大功率激光焊接。
背景技術(shù)：
齒輪和齒輪軸在機(jī)械等很多行業(yè)都有非常廣泛的應(yīng)用。齒輪與齒輪，齒輪與軸的 焊接技術(shù)也廣泛應(yīng)用于汽車變速箱、機(jī)床傳動(dòng)等領(lǐng)域。原有的齒輪焊接技術(shù)大都是基于傳 統(tǒng)的焊接技術(shù)。傳統(tǒng)的電弧焊等焊接技術(shù)有焊后零件熱變形大、人工焊接質(zhì)量難保障、容易 出現(xiàn)焊接缺陷、生產(chǎn)效率不高等問題。也有少量生產(chǎn)單位采用電子束焊接或者大功率(X)2 激光焊接的方法。電子束焊接由于其有先天的缺陷很多情況不適合使用。而CO2激光器需 要靠外光路系統(tǒng)來傳導(dǎo)激光，因此，在每次設(shè)備開始使用前，CO2激光器都要進(jìn)行光路調(diào)整。 CO2激光器的外光路系統(tǒng)在使用過程中較容易受到外界振動(dòng)和沖擊的影響。比較而言，光纖 激光器靠整根光纖來傳導(dǎo)激光，對(duì)于激光器放置環(huán)境條件要求不高，而且應(yīng)用靈活。(X)2激 光器使用的激光氣體、廠房成本、維護(hù)和保養(yǎng)、電能消耗、零部件更換、激光器成本等消耗比 較高。對(duì)于光束質(zhì)量和材料對(duì)激光的吸收，光纖激光也有非常大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，在機(jī)床系統(tǒng) 及工裝夾具方面，大部分的裝夾都單純使用三爪卡盤、頻繁更換工裝而不能適用多種零件， 生產(chǎn)率也較低。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種大功率全光纖激光齒輪焊接機(jī)， 其焊接性能好，適合齒輪及齒輪軸的焊接。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型包括激光器、機(jī)床及防護(hù)間，激光器固定在機(jī)床上，并置于防護(hù)間內(nèi)， 所述的激光器為全光纖激光器，其上連接垂直移動(dòng)線性單元，所述垂直移動(dòng)線性單元通過 水平移動(dòng)線性單元固定在機(jī)床的懸臂上。所述的機(jī)床包括支撐框架、底座、懸臂、立柱、送料裝置、支撐臺(tái)板、工件臺(tái)板、夾 具、夾具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一氣缸及導(dǎo)軌支撐架，所述立柱、送料裝置和導(dǎo)軌支撐架分別固定在 底座上，支撐臺(tái)板固定在立柱上，帶有激光頭的懸臂安裝于立柱上，與夾具一端連接的夾具 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)滑動(dòng)安裝在導(dǎo)軌支撐架的導(dǎo)軌上，并與第一氣缸連接，送料裝置一端通過轉(zhuǎn)臺(tái)支 撐架安裝在底座上，另一端與工件臺(tái)板連接，工件臺(tái)板和支撐臺(tái)板上分別設(shè)有長(zhǎng)軸件工位 和普通件工位。所述的夾具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二氣缸、動(dòng)力軸、連接調(diào)整件、傳動(dòng)箱及滾動(dòng)花鍵母夾 具，所述第二氣缸通過連接調(diào)整件連接動(dòng)力軸，動(dòng)力軸另一端連接夾具，傳動(dòng)箱通過導(dǎo)軌滑 動(dòng)安裝在導(dǎo)軌支撐架上，且與第一氣缸連接，滾動(dòng)花鍵母套裝在動(dòng)力軸上，其內(nèi)圈法蘭與傳 動(dòng)箱的傳動(dòng)件連接，外圈與傳動(dòng)箱連接。所述的傳動(dòng)箱包括電機(jī)、減速機(jī)及皮帶和兩帶輪構(gòu) 成的傳動(dòng)件，電機(jī)連接減速機(jī)，兩帶輪分別安裝在減速機(jī)的輸出軸和動(dòng)力軸上。[0008]所述的連接調(diào)整件包括連接軸、軸承座、軸端擋圈、軸承壓蓋及軸承，軸承座一端 和連接軸連接，另一端連接軸承壓蓋，在軸承與連接軸間設(shè)有軸承擋圈，軸承置于軸承座 內(nèi)，與動(dòng)力軸連接，連接軸與第二氣缸連接。所述的夾具包括三爪卡盤、工件托盤、轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件、滑動(dòng)壓蓋、支架及彈簧，所述工 件托盤置于工件臺(tái)板的放件工位上，轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件安裝在支撐臺(tái)板上相對(duì)工件托盤的一側(cè)， 在另一側(cè)通過鎖緊螺母安裝有支架，套裝有彈簧的滑動(dòng)壓蓋安裝在支架上，另一端伸出轉(zhuǎn) 動(dòng)支撐件。所述的轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件包括本體、壓蓋和推力軸承，所述本體為帶有外翻邊沿的筒形 結(jié)構(gòu)，其外翻邊沿內(nèi)設(shè)有推力軸承，通過推力軸承與支撐臺(tái)板連接，在帶有外翻邊沿的一側(cè) 設(shè)置有帶內(nèi)孔的壓蓋，其內(nèi)孔與滑動(dòng)壓蓋伸出端配合。所述的工件托盤上設(shè)有與工件內(nèi)孔 配合的定位凸臺(tái)。所述的送料裝置包括凸輪分度轉(zhuǎn)臺(tái)和轉(zhuǎn)臺(tái)支撐架，所述分度轉(zhuǎn)臺(tái)通過轉(zhuǎn)臺(tái)支撐架 安裝在底座上，另一端與工件臺(tái)板連接。在所述機(jī)床的普通件工位、長(zhǎng)軸件工位、轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件的壓蓋、滑動(dòng)壓蓋及工件托盤 上均設(shè)有光電傳感器。本實(shí)用新型的有益效果是1.本實(shí)用新型采用的激光器為集成IPG 4000W多模摻鐿光纖激光器，激光束模式 為多模，適合于金屬焊接，具有高功率、高效率、高亮度的特點(diǎn)。防護(hù)間能防止可能發(fā)生的激 光輻射對(duì)工作人員造成的身體傷害。2.本例中機(jī)床采用懸臂結(jié)構(gòu)，激光頭通過兩個(gè)線性移動(dòng)單元固定在懸臂上，分別 完成χ、γ兩個(gè)軸的線性運(yùn)動(dòng)，夾具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成Z軸的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)。機(jī)床上設(shè)有兩 個(gè)工件工位，即可焊接普通齒輪或環(huán)形件，又可焊接長(zhǎng)軸件。采用高精度凸輪分度轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)普 通件工位旋轉(zhuǎn)來完成放置被加工件和拾取加工完的工件，方便、安全。當(dāng)焊接長(zhǎng)軸齒輪零件 時(shí)，由第一氣缸控制夾具及其夾具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)平移到相應(yīng)位置，及焊接后返回激光加工位置， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠。3.本實(shí)用新型中夾具部分采用轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件和滑動(dòng)壓蓋壓緊工件，在壓緊工件的同 時(shí)，防止可能的焊接飛濺落入工件內(nèi)部影響工件精度。其中滑動(dòng)壓蓋上套裝有彈簧，通過彈 簧控制其沿垂直方向滑動(dòng)，以防止過定位工件。轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件的推力軸承，保證旋轉(zhuǎn)及承受軸 向載荷。4.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中采用滾動(dòng)花鍵母，其內(nèi)圈與動(dòng)力軸連接，外圈固定在傳動(dòng)箱上，能夠 保證動(dòng)力軸傳遞扭矩又能進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)的精度。連接調(diào)整件上部分隨動(dòng)力軸轉(zhuǎn)動(dòng)，下部分 與第二氣缸連接，能夠保證動(dòng)力軸的扭矩不會(huì)傳遞給第二氣缸，但又能傳遞第二氣缸的雙 向軸向力。5.本實(shí)用新型對(duì)齒輪、齒輪軸等環(huán)形件的焊接提供了 一種焊接效果優(yōu)良的，并適 用于大規(guī)模批量生產(chǎn)的解決方案。

圖1是本實(shí)用新型的外型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的焊機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置圖。圖3是本實(shí)用新型的夾具部分剖視示意圖。[0021]圖4是圖3中的I部放大示意圖。圖5是圖3中轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實(shí)用新型夾具傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是圖6中連接調(diào)整件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.普通件工位，2.控制面板，3.長(zhǎng)軸件工位，4.激光器，5.水冷機(jī)。6.支撐 框架，7.立柱，8.懸臂，9.垂直移動(dòng)線性單元，10.激光頭，11.支撐臺(tái)板，12.凸輪分度轉(zhuǎn) 臺(tái)，13.轉(zhuǎn)臺(tái)支撐架，14.導(dǎo)軌支撐架，15.傳動(dòng)箱，16.第一氣缸，17.工件，18.工件托盤， 19.滑動(dòng)壓蓋支架，20.轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件，21.滑動(dòng)壓蓋，22.鎖緊螺母，23.推力軸承，24.夾具， 25.動(dòng)力軸，26.滾動(dòng)花鍵母，27.皮帶輪，28.減速機(jī)，29.電機(jī)，30.第二氣缸，31.連接調(diào)整 件，32.防護(hù)間，33.水平移動(dòng)線性單元，34.底座，35.工件臺(tái)板，36.彈簧，37.壓蓋。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括激光器4、機(jī)床及防護(hù)間32，激光器4固 定在機(jī)床上，并置于防護(hù)間32內(nèi)，所述的激光器為全光纖激光器，其上連接垂直移動(dòng)線性 單元9，所述垂直移動(dòng)線性單元9通過水平移動(dòng)線性單元33固定在機(jī)床的懸臂8上。本例 中采用的垂直移動(dòng)線性單元9和水平移動(dòng)線性單元33型為Rexroth公司的MFOl型線性單元。本例所述的機(jī)床包括支撐框架6、底座34、懸臂8、立柱7、送料裝置、支撐臺(tái)板11、 工件臺(tái)板35、夾具、夾具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一氣缸16及導(dǎo)軌支撐架14，所述立柱7、送料裝置和導(dǎo) 軌支撐架14分別固定在底座34上，支撐臺(tái)板11固定在立柱7上，帶有激光頭10的懸臂8 安裝于立柱7上，與夾具M(jìn) —端連接的夾具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)滑動(dòng)安裝在導(dǎo)軌支撐架14的導(dǎo)軌上， 并與第一氣缸16連接，送料裝置一端通過轉(zhuǎn)臺(tái)支撐架13安裝在底座34上，另一端與工件 臺(tái)板35連接，所述工件臺(tái)板35和支撐臺(tái)板11上分別設(shè)有長(zhǎng)軸件工位3和普通件工位1。所述的夾具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二氣缸30、動(dòng)力軸25、連接調(diào)整件31、傳動(dòng)箱15及滾 動(dòng)花鍵母沈，所述第二氣缸30通過連接調(diào)整件31連接動(dòng)力軸25，動(dòng)力軸25另一端連接夾 具，傳動(dòng)箱15通過導(dǎo)軌滑動(dòng)安裝在導(dǎo)軌支撐架14上，且與第一氣缸16連接，滾動(dòng)花鍵母沈 套裝在動(dòng)力軸25上，其內(nèi)圈法蘭與傳動(dòng)箱15的傳動(dòng)件連接，外圈與傳動(dòng)箱15連接。所述 的傳動(dòng)箱15包括電機(jī)四、減速機(jī)觀及皮帶和兩帶輪27構(gòu)成的傳動(dòng)件，電機(jī)四連接減速機(jī) 觀，兩帶輪27分別安裝在減速機(jī)觀的輸出軸和動(dòng)力軸25上。如圖7所示，所述的連接調(diào) 整件31包括連接軸42、軸承座45、軸端擋圈44、軸承壓蓋39及軸承40，軸承座45 —端和 連接軸42連接，另一端連接軸承壓蓋39，在軸承40與連接軸42間設(shè)有軸承擋圈44，軸承 40置于軸承座45內(nèi)，與動(dòng)力軸25連接，連接軸42與第二氣缸30的活塞桿連接。如圖3、圖4所示，本例所述的夾具包括三爪卡盤M、工件托盤18、轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件20、 滑動(dòng)壓蓋21、支架19及彈簧36，所述工件托盤18置于工件臺(tái)板35的普通件工位1上，轉(zhuǎn) 動(dòng)支撐件20安裝在支撐臺(tái)板11上相對(duì)工件托盤18的一側(cè)，在另一側(cè)通過鎖緊螺母22安 裝有支架19，套裝有彈簧36的滑動(dòng)壓蓋21安裝在支架19上，另一端伸出轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件20。 所述的轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件20包括本體38、壓蓋37和推力軸承23，所述本體為帶有外翻邊沿的筒 形結(jié)構(gòu)，其外翻邊沿內(nèi)設(shè)有推力軸承23，通過推力軸承23與支撐臺(tái)板11連接，在帶有外翻邊沿的一側(cè)設(shè)置有帶內(nèi)孔的壓蓋37，其內(nèi)孔與滑動(dòng)壓蓋21伸出端配合。本例所述的送料裝置包括凸輪分度轉(zhuǎn)臺(tái)12和轉(zhuǎn)臺(tái)支撐架13，所述凸輪分度轉(zhuǎn)臺(tái) 12通過轉(zhuǎn)臺(tái)支撐架13安裝在底座34上，另一端與工件臺(tái)板35連接。所述的工件托盤18 上設(shè)有與工件17內(nèi)孔配合的定位凸臺(tái)，在放置工件17時(shí)，對(duì)工件進(jìn)行垂直方向定位，使工 件托盤18不與工件17上的有齒面接觸。在所述機(jī)床的普通件工位1、長(zhǎng)軸件工位3、轉(zhuǎn)動(dòng) 支撐件20的壓蓋37、滑動(dòng)壓蓋21及工件托盤18上均設(shè)有光電傳感器?？蓽y(cè)量零件相應(yīng)的 外形及加工重要尺寸，及工裝夾具型號(hào)，得出參數(shù)反饋控制系統(tǒng)判斷是否匹配、是否需要更 換工藝裝備及提示更換適應(yīng)的工藝裝備型號(hào)。如不匹配系統(tǒng)自動(dòng)停止。如焊接環(huán)焊縫直徑 大小及齒輪厚度，相差較大，可選擇更換壓蓋、滑動(dòng)壓蓋21、工件托盤18等工裝零件。本實(shí)用新型的工作過程本實(shí)用新型是通過旋轉(zhuǎn)工件，激光頭10固定出光，來達(dá)到焊接環(huán)形焊縫目的。首 先根據(jù)焊接零件尺寸、焊縫直徑設(shè)置激光器頭10位置，之后系統(tǒng)會(huì)提示安裝的夾具型號(hào)。 激光頭10位置根據(jù)加工焊縫直徑自動(dòng)通過機(jī)床系統(tǒng)調(diào)整到正確位置。加工普通齒輪或環(huán)件時(shí)，如圖1所示，人工把工件17放入普通件工位1處，工件托 盤18對(duì)工件17進(jìn)行垂直方向定位，只定位工件17垂直方向自由度。在控制面板2處按下 啟動(dòng)按鈕，凸輪分度轉(zhuǎn)臺(tái)12水平旋轉(zhuǎn)180°，把工件17送入防護(hù)間32內(nèi)部激光頭10下。 通過光電傳感器信號(hào)反饋，控制系統(tǒng)測(cè)量工件17達(dá)到正確位置后夾具M(jìn)開始加緊。夾緊過 程如圖3、圖5所示，首先第二氣缸30的活塞桿伸出頂起三爪卡盤M，三爪卡盤M的卡爪 端面頂起工件托盤18及工件17，然后脹緊卡爪對(duì)工件17定心，最后第二氣缸30運(yùn)行到第 2位置，帶動(dòng)工件17與轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件20、滑動(dòng)壓蓋21相接觸，把工件17壓到轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件20、 滑動(dòng)壓蓋21上壓緊。壓緊后，轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件20和滑動(dòng)壓蓋21的主要功能是防止可能的焊接 飛濺落入工件17內(nèi)部影響工件精度。滑動(dòng)壓蓋21是由彈簧36控制，使其可以沿垂直方向 滑動(dòng)，以防止過定位工件17。最后夾緊狀態(tài)如圖4所示。工件17正常夾緊后，夾具傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)開始驅(qū)動(dòng)工件17旋轉(zhuǎn)，如圖5所示，首先由電機(jī)四轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)減速機(jī)觀及同步轉(zhuǎn)動(dòng)的同 步帶傳動(dòng)組件運(yùn)動(dòng)，其皮帶輪27帶動(dòng)連接的滾動(dòng)花鍵母沈的軸承內(nèi)圈運(yùn)動(dòng)，其軸承內(nèi)圈與 動(dòng)力軸25的花鍵部分連接，帶動(dòng)動(dòng)力軸25轉(zhuǎn)動(dòng)，滾動(dòng)花鍵母沈的外圈固定在傳動(dòng)箱15的 法蘭上。能夠保證動(dòng)力軸25傳遞扭矩又能進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)的精度。第二氣缸30和動(dòng)力軸25 間連接的連接調(diào)整件31，其上部分隨動(dòng)力軸25轉(zhuǎn)動(dòng)，下部分與第二氣缸30連接，能夠保證 動(dòng)力軸25的扭矩不會(huì)傳遞給第二氣缸30，但又能傳遞第二氣缸30的雙向軸向力。如圖3 所示，推力軸承23內(nèi)圈同轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件20連接，保證旋轉(zhuǎn)及承受軸向載荷。當(dāng)電機(jī)四帶動(dòng) 整個(gè)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)時(shí)，控制系統(tǒng)控制激光器10出光，工件轉(zhuǎn)動(dòng)365°后電機(jī)四停止，激光器10 停止出光，完成焊接過程，之后凸輪分度轉(zhuǎn)臺(tái)12水平回轉(zhuǎn)180°，轉(zhuǎn)回普通件工位1位置，人 工拿下加工成品及放入下一工件17。當(dāng)加工件為長(zhǎng)軸零件時(shí)，如圖1所示，調(diào)整好激光器4位置及安裝好正確工裝后， 水平移動(dòng)氣缸16驅(qū)動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)平移到長(zhǎng)軸件工位3處，第二氣缸30頂起夾具24——三爪 卡盤，人工把長(zhǎng)軸工件17放入三爪卡盤內(nèi)孔，按下控制面板2的按鈕，三爪卡盤夾緊，之后 第一氣缸16驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)箱15，帶動(dòng)傳動(dòng)軸25、工件臺(tái)板35及第二氣缸30移動(dòng)到激光加工位 置，夾具M(jìn)夾緊，旋轉(zhuǎn)焊接，焊接后第一氣缸16推出工件臺(tái)板35拿下工件17。本例中的激光器為集成IPG 4000W多模摻鐿光纖激光器，激光束模式為多模，適合于金屬焊接。IPG高功率光纖激光器是采用陣列若干個(gè)光纖激光器模塊的模式，這些模 塊輸出的激光通過合束器合束，最終得到一束高功率的激光；并通過分時(shí)光間的控制，獲得 不同芯徑光纖進(jìn)行激光輸出的切換。光纖激光器模塊中的泵浦源為單芯結(jié)半導(dǎo)體模塊，它 具有高功率、高效率、高亮度的特點(diǎn)。在泵浦源正常使用范圍內(nèi)，激光器能保證輸出到工件 表面的額定激光功率為4KW。激光器輸入的電功率與激光器輸出的激光功率之比> ；激 光器配備LaserNet控制軟件，可自行控制激光器各種動(dòng)作，并可對(duì)輸出激光進(jìn)行波形控 制。激光器配備以太網(wǎng)接口及Device Net接口，可實(shí)現(xiàn)激光器的遠(yuǎn)程控制，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的 集成控制。激光發(fā)生器嚴(yán)格密封，有嚴(yán)密的安全防護(hù)系統(tǒng)，能防止可能發(fā)生的激光輻射對(duì)工 作人員造成的身體傷害。在激光器顯眼位置標(biāo)識(shí)有激光輻射標(biāo)記，工作人員可以方便識(shí)別。 激光加工中心的水冷機(jī)5采用4KW的IPG光纖激光器的標(biāo)配水冷機(jī)。該水冷機(jī)5主要為激 光器的運(yùn)行提供循環(huán)冷卻水，另外還為激光加工頭提供循環(huán)冷卻水。本例中機(jī)床采用懸臂結(jié)構(gòu)，激光頭10固定在懸臂8上，懸臂8上采用集成先進(jìn) REXR0TH生產(chǎn)的兩個(gè)線性移動(dòng)單元代替?zhèn)鹘y(tǒng)的導(dǎo)軌絲杠結(jié)構(gòu)，分別完成X、Y兩個(gè)軸的線性 運(yùn)動(dòng)，夾具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成Z軸的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)。各軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)選用西門子生產(chǎn)的高 精度伺服電機(jī)進(jìn)行伺服控制，達(dá)到控制精度。機(jī)床上設(shè)有兩個(gè)工件工位，正面普通件工位1 為放置普通齒輪或環(huán)件工位，側(cè)面為長(zhǎng)軸件工位3，用于長(zhǎng)軸類齒輪放置口。焊接工作時(shí)， 激光器10、工件17由防護(hù)玻璃隔離在防護(hù)間32內(nèi)。系統(tǒng)采用高精度凸輪分度轉(zhuǎn)臺(tái)12對(duì) 普通件工位1旋轉(zhuǎn)來完成放置被加工件和拾取加工完的工件。送料后夾具M(jìn)進(jìn)行夾緊，旋 轉(zhuǎn)。夾具及其夾具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在一高精度滾動(dòng)導(dǎo)軌上，當(dāng)焊接長(zhǎng)軸齒輪零件時(shí)，由氣缸控 制夾具及其夾具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)平移到側(cè)面長(zhǎng)軸件工位3放置之后返回激光加工位置。本例中防護(hù)間32能絕對(duì)屏蔽和防止激光泄漏，可以保證激光加工安全的進(jìn)行，實(shí) 現(xiàn)清潔的激光加工環(huán)境。操作人員可以在安全房外操作設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，大大提高了操作人員的 安全性。激光防護(hù)間四周的罩板均可設(shè)計(jì)成可拆卸罩板，并設(shè)有安全防護(hù)門，使設(shè)備的維護(hù) 等更加方便；罩板上配有安全防護(hù)視窗，可使透過防護(hù)視窗的激光輻照量低于人眼最大允 許照射量限值，不僅可以隔離對(duì)人眼有害的激光輻射，還能使工作人員在外部觀測(cè)激光加 工過程。
權(quán)利要求1.一種大功率激光齒輪焊接機(jī)，包括激光器、機(jī)床及防護(hù)間，激光器固定在機(jī)床上，并 置于防護(hù)間內(nèi)，其特征在于所述的激光器為全光纖激光器，其上連接垂直移動(dòng)線性單元， 所述垂直移動(dòng)線性單元通過水平移動(dòng)線性單元固定在機(jī)床的懸臂上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率激光齒輪焊接機(jī)，其特征在于所述的機(jī)床包括支撐 框架、底座、懸臂、立柱、送料裝置、支撐臺(tái)板、工件臺(tái)板、夾具、夾具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一氣缸及導(dǎo) 軌支撐架，所述立柱、送料裝置和導(dǎo)軌支撐架分別固定在底座上，支撐臺(tái)板固定在立柱上， 帶有激光頭的懸臂安裝于立柱上，與夾具一端連接的夾具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)滑動(dòng)安裝在導(dǎo)軌支撐架 的導(dǎo)軌上，并與第一氣缸連接，送料裝置一端通過轉(zhuǎn)臺(tái)支撐架安裝在底座上，另一端與工件 臺(tái)板連接，工件臺(tái)板和支撐臺(tái)板上分別設(shè)有長(zhǎng)軸件工位和普通件工位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率激光齒輪焊接機(jī)，其特征在于所述的夾具傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 包括第二氣缸、動(dòng)力軸、連接調(diào)整件、傳動(dòng)箱及滾動(dòng)花鍵母夾具，所述第二氣缸通過連接調(diào) 整件連接動(dòng)力軸，動(dòng)力軸另一端連接夾具，傳動(dòng)箱通過導(dǎo)軌滑動(dòng)安裝在導(dǎo)軌支撐架上，且與 第一氣缸連接，滾動(dòng)花鍵母套裝在動(dòng)力軸上，其內(nèi)圈法蘭與傳動(dòng)箱的傳動(dòng)件連接，外圈與傳 動(dòng)箱連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大功率激光齒輪焊接機(jī)，其特征在于所述的傳動(dòng)箱包括電 機(jī)、減速機(jī)及皮帶和兩帶輪構(gòu)成的傳動(dòng)件，電機(jī)連接減速機(jī)，兩帶輪分別安裝在減速機(jī)的輸 出軸和動(dòng)力軸上。
5.據(jù)權(quán)利要求3所述的大功率激光齒輪焊接機(jī)，其特征在于所述的連接調(diào)整件包括 連接軸、軸承座、軸端擋圈、軸承壓蓋及軸承，軸承座一端和連接軸連接，另一端連接軸承壓 蓋，在軸承與連接軸間設(shè)有軸承擋圈，軸承置于軸承座內(nèi)，與動(dòng)力軸連接，連接軸與第二氣 缸連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率激光齒輪焊接機(jī)，其特征在于所述的夾具包括三爪 卡盤、工件托盤、轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件、滑動(dòng)壓蓋、支架及彈簧，所述工件托盤置于工件臺(tái)板的放件工 位上，轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件安裝在支撐臺(tái)板上相對(duì)工件托盤的一側(cè)，在另一側(cè)通過鎖緊螺母安裝有 支架，套裝有彈簧的滑動(dòng)壓蓋安裝在支架上，另一端伸出轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大功率激光齒輪焊接機(jī)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件包 括本體、壓蓋和推力軸承，所述本體為帶有外翻邊沿的筒形結(jié)構(gòu)，其外翻邊沿內(nèi)設(shè)有推力軸 承，通過推力軸承與支撐臺(tái)板連接，在帶有外翻邊沿的一側(cè)設(shè)置有帶內(nèi)孔的壓蓋，其內(nèi)孔與 滑動(dòng)壓蓋伸出端配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大功率激光齒輪焊接機(jī)，其特征在于所述的工件托盤上設(shè) 有與工件內(nèi)孔配合的定位凸臺(tái)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率激光齒輪焊接機(jī)，其特征在于所述的送料裝置包括 凸輪分度轉(zhuǎn)臺(tái)和轉(zhuǎn)臺(tái)支撐架，所述分度轉(zhuǎn)臺(tái)通過轉(zhuǎn)臺(tái)支撐架安裝在底座上，另一端與工件 臺(tái)板連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率激光齒輪焊接機(jī)，其特征在于在所述機(jī)床的普通件 工位、長(zhǎng)軸件工位、轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件的壓蓋、滑動(dòng)壓蓋及工件托盤上均設(shè)有光電傳感器。
專利摘要一種大功率激光齒輪焊接機(jī)，屬于激光焊接技術(shù)領(lǐng)域。包括激光器、機(jī)床及防護(hù)間，激光器固定在機(jī)床上，并置于防護(hù)間內(nèi)，所述的激光器為全光纖激光器，其上連接垂直移動(dòng)線性單元，所述垂直移動(dòng)線性單元通過水平移動(dòng)線性單元固定在機(jī)床的懸臂上。本實(shí)用新型激光頭通過兩個(gè)線性移動(dòng)單元固定在懸臂上，分別完成X、Y兩個(gè)軸的線性運(yùn)動(dòng)，夾具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成Z軸的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)。機(jī)床上設(shè)有兩個(gè)工件工位，即可焊接普通齒輪或環(huán)形件，又可焊接長(zhǎng)軸件。采用凸輪分度轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)普通件工位旋轉(zhuǎn)來完成放置被加工件和拾取加工完的工件；焊接長(zhǎng)軸齒輪零件時(shí)，由第一氣缸控制夾具及其夾具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)平移到相應(yīng)位置，焊接后返回激光加工位置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠。
文檔編號(hào)B23K26/42GK201881050SQ201020610899
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者李峰, 楊松, 王璐, 范衛(wèi)國, 范榮博 申請(qǐng)人:杭州中科新松光電有限公司