CN118046093B - 一种模具激光焊接装置及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光焊接领域，具体为一种模具激光焊接装置及焊接方法。其包括装夹机构、托板、机架和焊接机构；装夹机构对称分布两组，装夹机构包括夹板、弹簧、滑杆、升降板和竖向导向组件，夹板与滑杆端部连接，滑杆水平滑动设置在升降板上，弹簧套设在滑杆外周侧且两端分别与夹板和升降板连接，升降板沿竖直方向滑动设置在竖向导向组件上；机架上设置有用于驱动两组竖向导向组件相向移动并驱动托板上升或驱动两组竖向导向组件相离移动并驱动托板下降的同步调节机构；焊接机构设置在机架上，焊接机构包括激光焊接头和用于驱动激光焊接头水平移动的驱动机构，激光焊接头水平分布。本发明能稳定装夹模具且能通过同步调节机构将模具升降至所需高度。

Description

一种模具激光焊接装置及焊接方法

技术领域

本发明涉及激光焊接领域，特别是涉及一种模具激光焊接装置及焊接方法。

背景技术

模具是工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。不同的模具由不同的零件构成。在模具加工完成后，需要对模具进行焊接修补，即对模具上较为不完善的地方进行焊接修补，常见的修补方式是使用激光焊接装置进行激光焊接修补。

中国专利公开号CN113977083A公开了一种模具激光焊接装置，包括支撑台、底座、升降机构、机架、焊接头和扩展板；底座设置在机架的一侧，底座与升降机构的一端连接，升降机构的另一端与支撑台的第一面连接，支撑台与扩展板铰接，支撑台的一侧设置有连接块，扩展板的一侧开设有凹槽，连接块活动插设于凹槽内，当连接块插设于凹槽内时，扩展板远离底座的一面与支撑台的第二面处于同一水平面，支撑台的第一面与第二面相背设置；机架与焊接头连接，焊接头位于支撑台的第二面的上方。这样，不仅可以对大型模具进行承载，便于大型模具的焊接，还通过连接块与凹槽的配合，使得扩展板与支撑台的连接更为紧密，承载效果更好，便于大型模具的放置。

但是，上述技术方案存在如下不足之处：

无法对模具进行有效装夹；在通过升降机构调节支撑台高度时，因为多个卡槽间隔分布，所以升降机构只能升降确定的距离（一个卡槽至另一个卡槽的距离），无法连续化的调节支撑台高度。

发明内容

本发明目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种能稳定装夹模具且能通过同步调节机构将模具升降至所需高度的模具激光焊接装置及焊接方法。

一方面，本发明提出一种模具激光焊接装置，包括装夹机构、托板、机架和焊接机构；装夹机构对称分布两组，装夹机构包括夹板、弹簧、滑杆、升降板和竖向导向组件，夹板与滑杆端部连接，滑杆水平滑动设置在升降板上，弹簧套设在滑杆外周侧且两端分别与夹板和升降板连接，升降板沿竖直方向滑动设置在竖向导向组件上；机架上设置有用于驱动两组竖向导向组件相向移动并驱动托板上升或驱动两组竖向导向组件相离移动并驱动托板下降的同步调节机构；焊接机构设置在机架上，焊接机构包括激光焊接头和用于驱动激光焊接头水平移动的驱动机构，激光焊接头水平分布。

优选地，机架包括底座、顶板、支撑柱和支撑架，底座、支撑柱和顶板由下至上依次连接，支撑架竖直设置在底座上且位于顶板后侧。

优选地，竖向导向组件包括滑块、导向杆a和移动板，移动板具有竖向分布并供滑块滑动的滑道b，导向杆a竖直设置在移动板上，滑块滑动设置在导向杆a上。

优选地，同步调节机构包括电机a、机座、丝杆a、丝杆螺母a、升降台、连接组件、导向杆b、支架a、顶架以及与丝杆a和托板传动连接的传动机构，机座设置在底座上，电机a设置在机座上，电机a与丝杆a驱动连接，丝杆a竖直设置，丝杆a转动设置在顶架上，丝杆螺母a与丝杆a螺纹连接，升降台设置在丝杆螺母a上，连接组件对称设置两组，连接组件包括连接台a、连杆和连接台b，连接台a设置在升降台上，连杆两端分别与连接台a和连接台b转动连接，连接台b滑动设置在导向杆b上，连接台b连接在移动板底部，导向杆b水平设置在支架a上，支架a和顶架均设置在顶板底部，顶板具有供连接台b滑动的滑道a。

优选地，传动机构包括齿轮a、固定架和平行分布的两组传动组件，传动组件包括齿轮b、转动筒、固定筒、丝杆螺母b、丝杆b和顶台，齿轮b同轴设置在转动筒上，转动筒同轴转动设置在固定筒上，固定筒设置在固定架上，固定架设置在机座上，齿轮b与丝杆螺母b同轴连接，丝杆螺母b与丝杆b螺纹连接，丝杆b竖直分布，丝杆b贯穿固定架和顶架，丝杆b包括滑动设置在顶板上的光杆部，丝杆b顶端与顶台连接，顶台设置在托板底部，齿轮a同轴设置在丝杆a上，齿轮a与两组传动组件中的两个齿轮b啮合连接。

优选地，托板底部设置有支架b，支架b上水平设置有导向杆c，夹板上设置有连接架，连接架水平滑动设置在导向杆c上。

优选地，驱动机构包括电机b、安装架、丝杆c、移动块、滑轨、移动罩、齿轮c、转动轴、齿条、齿轮d、安装轴和扇叶机构，安装架设置在支撑架上，电机b设置在安装架上，电机b与丝杆c驱动连接，丝杆c转动设置在安装架上，丝杆c与移动块螺纹连接，移动块水平滑动设置在滑轨上，滑轨设置在安装架上，移动罩设置在移动块上，齿轮c设置在转动轴上，齿轮c与齿条和齿轮d同时啮合连接，齿条水平设置在支撑架上，齿轮d设置在安装轴上，扇叶机构设置在安装轴上且朝向水平方向，安装轴和转动轴均转动设置在移动罩上，激光焊接头设置在移动罩上。

另一方面，本发明提出一种上述模具激光焊接装置的焊接方法，该焊接方法包括如下步骤：

S1、将待焊接的模具放到托板上；

S2、通过同步调节机构驱动两组竖向导向组件相向移动并驱动托板上升，竖向导向组件通过升降板、滑杆和弹簧带动夹板移动，利用两个夹板装夹模具，托板带动模具上移，直至模具上的待焊接区域到达被激光焊接头对准的高度；

S3、驱动机构驱动激光焊接头水平移动，启用激光焊接头对模具进行焊接处理；

S4、焊接完毕后，关停激光焊接头，通过同步调节机构驱动两组竖向导向组件相离移动并驱动托板下降，两个夹板解除对模具的装夹，工人取下托板上焊接完毕的模具。

与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：

本发明能稳定装夹模具且能通过同步调节机构将模具升降至所需高度。托板将模具向上抬升时，因为升降板与竖向导向组件之间的滑动连接，则夹板能在夹紧模具时随托板进行同步上升，不易刮损模具表面。当托板抬升模具至目标高度时，通过驱动机构驱动激光焊接头移动，激光焊接头对模具进行焊接处理。激光焊接头高度不变，只需对应调节模具高度即可将模具的待焊接区域调节至激光焊接头所处高度，无需再调节激光焊接头的高度。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的局部结构剖视图；

图3为本发明实施例的局部结构示意图；

图4为图3中A处的结构放大图；

图5为本发明实施例中激光焊接头和扇叶机构的运动原理图。

附图标记：1、底座；2、顶板；201、滑道a；3、夹板；301、弹簧；4、滑杆；5、连接板；6、升降板；7、滑块；8、导向杆a；9、移动板；901、滑道b；10、电机a；101、机座；11、丝杆a；111、丝杆螺母a；12、升降台；13、连接台a；14、连杆；15、连接台b；16、导向杆b；17、支架a；18、托板；19、齿轮a；20、齿轮b；21、转动筒；22、固定筒；23、丝杆螺母b；24、丝杆b；241、底台；25、固定架；26、顶台；27、连接架；28、导向杆c；29、支架b；30、支撑柱；31、电机b；311、安装架；32、丝杆c；33、移动块；34、滑轨；35、移动罩；36、激光焊接头；37、齿轮c；38、转动轴；39、齿条；40、齿轮d；41、安装轴；42、扇叶机构；43、支撑架；44、顶架。

具体实施方式

实施例一，如图1-图5所示，本实施例提出的一种模具激光焊接装置，包括装夹机构、托板18、机架和焊接机构；装夹机构对称分布两组，装夹机构包括夹板3、弹簧301、滑杆4、升降板6和竖向导向组件，夹板3与滑杆4端部连接，滑杆4远离夹板3的一端连接有连接板5，连接板5能防止滑杆4从升降板6上脱落，滑杆4水平滑动设置在升降板6上，弹簧301套设在滑杆4外周侧且两端分别与夹板3和升降板6连接，升降板6沿竖直方向滑动设置在竖向导向组件上。

托板18高度低于夹板3底端高度，托板18水平分布。

机架包括底座1、顶板2、支撑柱30和支撑架43，底座1、支撑柱30和顶板2由下至上依次连接，支撑架43竖直设置在底座1上且位于顶板2后侧，机架上设置有用于驱动两组竖向导向组件相向移动并驱动托板18上升或驱动两组竖向导向组件相离移动并驱动托板18下降的同步调节机构，两组竖向导向组件相向移动时，两个升降板6相向移动，两个夹板3相向移动，弹簧301被压缩，夹板3能将待焊接模具夹紧。

焊接机构设置在机架上，焊接机构包括激光焊接头36和用于驱动激光焊接头36水平移动的驱动机构，激光焊接头36水平分布。

上述模具激光焊接装置的焊接方法包括如下步骤：

S1、将待焊接的模具放到托板18上，待焊接区域朝向激光焊接头36所在侧；

S2、通过同步调节机构驱动两组竖向导向组件相向移动并驱动托板18上升，竖向导向组件通过升降板6、滑杆4和弹簧301带动夹板3移动，利用两个夹板3装夹模具，托板18带动模具上移，直至模具上的待焊接区域到达被激光焊接头36对准的高度；

S3、驱动机构驱动激光焊接头36水平移动，启用激光焊接头36对模具进行焊接处理，焊接区域最好高于夹板3顶端高度，可防止激光焊接头36在对模具端部进行焊接时导致误焊到夹板3上；

S4、焊接完毕后，关停激光焊接头36，通过同步调节机构驱动两组竖向导向组件相离移动并驱动托板18下降，两个夹板3解除对模具的装夹，工人取下托板18上焊接完毕的模具，装上新的待焊接模具进行焊接处理。

本实施例能稳定装夹模具且能通过同步调节机构将模具升降至所需高度。先将待焊接模具放到托板18上，此时，模具可被两个夹板3夹持，也可不与两个夹板3接触。然后通过同步调节机构驱动两组竖向导向组件相向移动，并驱动托板18上升，两组竖向导向组件带动两个夹板3相向移动并夹紧模具，同时，托板18将模具向上抬升，因为升降板6与竖向导向组件之间的滑动连接，则夹板3能在夹紧模具时随托板18进行同步上升，不易刮损模具表面。当托板18抬升模具至目标高度时，通过驱动机构驱动激光焊接头36移动，激光焊接头36对模具进行焊接处理。激光焊接头36高度不变，只需对应调节模具高度即可将模具的待焊接区域调节至激光焊接头36所处高度，无需再调节激光焊接头36的高度。

实施例二，如图1-图4所示，本实施例提出的一种模具激光焊接装置，相较于实施例一，本实施例中，竖向导向组件包括滑块7、导向杆a8和移动板9，移动板9具有竖向分布并供滑块7滑动的滑道b901，导向杆a8竖直设置在移动板9上，滑块7滑动设置在导向杆a8上。滑块7能在滑道b901和导向杆a8处竖直滑动，通过移动板9和导向杆a8进行导向。

如图2和图3所示，同步调节机构包括电机a10、机座101、丝杆a11、丝杆螺母a111、升降台12、连接组件、导向杆b16、支架a17、顶架44以及与丝杆a11和托板18传动连接的传动机构，机座101设置在底座1上，电机a10设置在机座101上，电机a10与丝杆a11驱动连接，丝杆a11竖直设置，丝杆a11转动设置在顶架44上，丝杆螺母a111与丝杆a11螺纹连接，升降台12设置在丝杆螺母a111上，连接组件对称设置两组，连接组件包括连接台a13、连杆14和连接台b15，连接台a13设置在升降台12上，连杆14两端分别与连接台a13和连接台b15转动连接，连接台b15滑动设置在导向杆b16上，连接台b15连接在移动板9底部，导向杆b16水平设置在支架a17上，支架a17和顶架44均设置在顶板2底部，顶板2具有供连接台b15滑动的滑道a201。

电机a10输出端能正反转，电机a10驱动丝杆a11转动，丝杆a11带动丝杆螺母a111下降或上升，丝杆螺母a111带动升降台12下降或上升，升降台12通过连接台a13、连杆14和连接台b15带动移动板9水平移动，从而使两个移动板9相向或相离移动。两个移动板9相向移动时，丝杆a11通过传动机构带动托板18上升；两个移动板9相离移动时，丝杆a11通过传动机构带动托板18下降。

如图1-图4所示，传动机构包括齿轮a19、固定架25和平行分布的两组传动组件，传动组件包括齿轮b20、转动筒21、固定筒22、丝杆螺母b23、丝杆b24和顶台26，齿轮b20同轴设置在转动筒21上，转动筒21同轴转动设置在固定筒22上，固定筒22设置在固定架25上。固定架25设置在机座101上，齿轮b20与丝杆螺母b23同轴连接，能使丝杆螺母b23在确定位置进行转动。丝杆螺母b23与丝杆b24螺纹连接，丝杆b24竖直分布，丝杆b24贯穿固定架25和顶架44，丝杆b24包括滑动设置在顶板2上的光杆部，丝杆b24顶端与顶台26连接，丝杆b24底端连接有底台241，底台241能防止丝杆b24脱落，顶台26设置在托板18底部，顶台26和顶板2之间连接有折叠筒，折叠筒将丝杆b24围在内侧，对丝杆b24起到遮挡防护作用。齿轮a19同轴设置在丝杆a11上，齿轮a19与两组传动组件中的两个齿轮b20啮合连接。

当两个移动板9相向移动时，丝杆a11带动齿轮a19转动，齿轮a19带动齿轮b20转动，齿轮b20带动丝杆螺母b23转动，丝杆螺母b23带动丝杆b24上升，丝杆b24通过顶台26将托板18向上顶升；同理，当两个移动板9相离移动时，丝杆b24下降，托板18下降。

实施例三，如图3所示，本实施例提出的一种模具激光焊接装置，相较于实施例一，本实施例中，托板18底部设置有支架b29，支架b29上水平设置有导向杆c28，夹板3上设置有连接架27，连接架27水平滑动设置在导向杆c28上。

本实施例中，连接架27能在导向杆c28上水平滑动，在保证两个夹板3能装夹不同尺寸模具的前提下，能实现托板18和夹板3高度的同步调节，进一步防止在抬升托板18上的模具时出现夹板3刮损模具的情况发生。

实施例四，如图1和图5所示，本实施例提出的一种模具激光焊接装置，相较于实施例一，本实施例中，驱动机构包括电机b31、安装架311、丝杆c32、移动块33、滑轨34、移动罩35、齿轮c37、转动轴38、齿条39、齿轮d40、安装轴41和扇叶机构42，安装架311设置在支撑架43上，电机b31设置在安装架311上，电机b31与丝杆c32驱动连接，丝杆c32转动设置在安装架311上，丝杆c32与移动块33螺纹连接，移动块33水平滑动设置在滑轨34上，滑轨34设置在安装架311上，移动罩35设置在移动块33上，齿轮c37设置在转动轴38上，齿轮c37与齿条39和齿轮d40同时啮合连接，齿条39水平设置在支撑架43上，齿轮d40设置在安装轴41上，扇叶机构42设置在安装轴41上且朝向水平方向，安装轴41和转动轴38均转动设置在移动罩35上，激光焊接头36设置在移动罩35上。

本实施例中，电机b31能驱动丝杆c32转动，丝杆c32带动移动块33水平移动，滑轨34对移动块33起到导向作用，移动块33带动移动罩35水平移动，移动罩35带动激光焊接头36水平移动，以利用激光焊接头36对模具进行焊接处理。在移动罩35移动时，通过转动轴38带动齿轮c37移动，齿轮c37在齿条39上滚动，齿轮c37带动齿轮d40转动，齿轮d40带动扇叶机构42转动，扇叶机构42向模具上焊接后的区域吹风，加速冷却。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。

Claims (4)

1.一种模具激光焊接装置，其特征在于，包括：

两组对称分布的装夹机构，装夹机构包括夹板（3）、弹簧（301）、滑杆（4）、升降板（6）和竖向导向组件，夹板（3）与滑杆（4）端部连接，滑杆（4）水平滑动设置在升降板（6）上，弹簧（301）套设在滑杆（4）外周侧且两端分别与夹板（3）和升降板（6）连接，升降板（6）沿竖直方向滑动设置在竖向导向组件上；

托板（18），其高度低于夹板（3）底端高度；

机架，其上设置有用于驱动两组竖向导向组件相向移动并驱动托板（18）上升或驱动两组竖向导向组件相离移动并驱动托板（18）下降的同步调节机构；

焊接机构，其设置在机架上，包括激光焊接头（36）和用于驱动激光焊接头（36）水平移动的驱动机构，激光焊接头（36）水平分布；

机架包括底座（1）、顶板（2）、支撑柱（30）和支撑架（43），底座（1）、支撑柱（30）和顶板（2）由下至上依次连接，支撑架（43）竖直设置在底座（1）上且位于顶板（2）后侧；

竖向导向组件包括滑块（7）、导向杆a（8）和移动板（9），移动板（9）具有竖向分布并供滑块（7）滑动的滑道b（901），导向杆a（8）竖直设置在移动板（9）上，滑块（7）滑动设置在导向杆a（8）上；

同步调节机构包括电机a（10）、机座（101）、丝杆a（11）、丝杆螺母a（111）、升降台（12）、连接组件、导向杆b（16）、支架a（17）、顶架（44）以及与丝杆a（11）和托板（18）传动连接的传动机构，机座（101）设置在底座（1）上，电机a（10）设置在机座（101）上，电机a（10）与丝杆a（11）驱动连接，丝杆a（11）竖直设置，丝杆a（11）转动设置在顶架（44）上，丝杆螺母a（111）与丝杆a（11）螺纹连接，升降台（12）设置在丝杆螺母a（111）上，连接组件对称设置两组，连接组件包括连接台a（13）、连杆（14）和连接台b（15），连接台a（13）设置在升降台（12）上，连杆（14）两端分别与连接台a（13）和连接台b（15）转动连接，连接台b（15）滑动设置在导向杆b（16）上，连接台b（15）连接在移动板（9）底部，导向杆b（16）水平设置在支架a（17）上，支架a（17）和顶架（44）均设置在顶板（2）底部，顶板（2）具有供连接台b（15）滑动的滑道a（201）；

传动机构包括齿轮a（19）、固定架（25）和平行分布的两组传动组件，传动组件包括齿轮b（20）、转动筒（21）、固定筒（22）、丝杆螺母b（23）、丝杆b（24）和顶台（26），齿轮b（20）同轴设置在转动筒（21）上，转动筒（21）同轴转动设置在固定筒（22）上，固定筒（22）设置在固定架（25）上，固定架（25）设置在机座（101）上，齿轮b（20）与丝杆螺母b（23）同轴连接，丝杆螺母b（23）与丝杆b（24）螺纹连接，丝杆b（24）竖直分布，丝杆b（24）贯穿固定架（25）和顶架（44），丝杆b（24）包括滑动设置在顶板（2）上的光杆部，丝杆b（24）顶端与顶台（26）连接，顶台（26）设置在托板（18）底部，齿轮a（19）同轴设置在丝杆a（11）上，齿轮a（19）与两组传动组件中的两个齿轮b（20）啮合连接。

2.根据权利要求1所述的一种模具激光焊接装置，其特征在于，托板（18）底部设置有支架b（29），支架b（29）上水平设置有导向杆c（28），夹板（3）上设置有连接架（27），连接架（27）水平滑动设置在导向杆c（28）上。

3.根据权利要求1所述的一种模具激光焊接装置，其特征在于，驱动机构包括电机b（31）、安装架（311）、丝杆c（32）、移动块（33）、滑轨（34）、移动罩（35）、齿轮c（37）、转动轴（38）、齿条（39）、齿轮d（40）、安装轴（41）和扇叶机构（42），安装架（311）设置在支撑架（43）上，电机b（31）设置在安装架（311）上，电机b（31）与丝杆c（32）驱动连接，丝杆c（32）转动设置在安装架（311）上，丝杆c（32）与移动块（33）螺纹连接，移动块（33）水平滑动设置在滑轨（34）上，滑轨（34）设置在安装架（311）上，移动罩（35）设置在移动块（33）上，齿轮c（37）设置在转动轴（38）上，齿轮c（37）与齿条（39）和齿轮d（40）同时啮合连接，齿条（39）水平设置在支撑架（43）上，齿轮d（40）设置在安装轴（41）上，扇叶机构（42）设置在安装轴（41）上且朝向水平方向，安装轴（41）和转动轴（38）均转动设置在移动罩（35）上，激光焊接头（36）设置在移动罩（35）上。

4.一种模具激光焊接方法，采用权利要求1所述的模具激光焊接装置来实施，其特征在于，该焊接方法包括如下步骤：

S1、将待焊接的模具放到托板（18）上；

S2、通过同步调节机构驱动两组竖向导向组件相向移动并驱动托板（18）上升，竖向导向组件通过升降板（6）、滑杆（4）和弹簧（301）带动夹板（3）移动，利用两个夹板（3）装夹模具，托板（18）带动模具上移，直至模具上的待焊接区域到达被激光焊接头（36）对准的高度；

S3、驱动机构驱动激光焊接头（36）水平移动，启用激光焊接头（36）对模具进行焊接处理；

S4、焊接完毕后，关停激光焊接头（36），通过同步调节机构驱动两组竖向导向组件相离移动并驱动托板（18）下降，两个夹板（3）解除对模具的装夹，工人取下托板（18）上焊接完毕的模具。