本發(fā)明屬于激光焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多工位葉輪激光焊接機(jī)。

背景技術(shù)：

葉輪是水泵的重要零部件，它的尺寸及精度直接影響到水泵的水力性能的高低；不銹鋼葉輪主要有兩種結(jié)構(gòu)形式：1、開式葉輪，；2、閉式葉輪。閉式葉輪由于它具有高效率的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在場所程、效率高的離心泵上。

不銹鋼閉式葉輪是由前蓋板、后蓋板和葉片三部分組成。傳統(tǒng)工藝一般是由sus304精鑄而成，一些出水口尺寸較小與壁厚薄的零件很難鑄造，制造成本高，且生產(chǎn)效率低。葉輪制造目前采用不銹鋼板經(jīng)開料、沖壓、拉伸然后再通過焊接的方法把前、后蓋板及葉片焊成一體而板成一個(gè)完整的零件，從而解決因鑄造工藝問題而實(shí)現(xiàn)不了的薄壁與出水口小尺寸的葉輪制造難題。

葉輪焊接應(yīng)用比較普遍的焊接方法有氬弧焊、電阻焊和電容儲能焊三種；然而隨著激光加工技術(shù)的發(fā)展。激光焊接技術(shù)在汽車、造船等行業(yè)已得到成功的應(yīng)用。激光焊接的加工方法應(yīng)用在不銹鋼葉輪的焊接已成為可能。

激光焊接與傳統(tǒng)焊接工藝相比具有焊接質(zhì)量極好、焊接速度快、熱輸入量低、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。通過在水泵葉輪制造中的生產(chǎn)實(shí)際,結(jié)合激光加工技術(shù)的優(yōu)勢及其加工方法,并通過對焊縫宏觀形貌和金相組織的分析與焊接接頭拉伸性能測試表明激光焊接可以獲得成型良好的焊縫,焊縫組織細(xì)小,熱影響區(qū)窄,接頭顯微組織和力學(xué)性能優(yōu)良,非常適合水泵葉輪的制造。同時(shí)激光束不受電磁干擾，無磁偏吹現(xiàn)象存在，適宜于磁性材料的焊接，焊接時(shí)不需要真空室，不產(chǎn)生x射線，對人體的危害較小，另外激光束的控制簡單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。特別在難熔材料，薄板金屬焊接領(lǐng)域激光焊接更是顯示出無法比擬的優(yōu)越性?；谶@些優(yōu)點(diǎn)，激光焊接水泵葉輪被認(rèn)為是最有前景的先進(jìn)連接方式之一。

現(xiàn)有的激光焊接機(jī)具有以下問題：（1）裝夾與更換工裝冶具需要時(shí)間，這樣，激光焊接的工序就會中斷；（2）沒有定位的結(jié)構(gòu)，僅通過對葉輪外周進(jìn)行壓緊的方式來實(shí)現(xiàn)固定，在焊接過程中，有可能會發(fā)生偏移而導(dǎo)致焊接位置的不準(zhǔn)確，從而使葉輪的返修率和不合格率比較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述問題，提供一種多工位葉輪激光焊接機(jī)。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：一種多工位葉輪激光焊接機(jī)，包括機(jī)架，所述機(jī)架內(nèi)設(shè)有激光焊接機(jī)器人、激光器和夾具組件，所述夾具組件包括第一旋轉(zhuǎn)臺，所述第一旋轉(zhuǎn)臺下方安裝有回轉(zhuǎn)裝置，所述第一旋轉(zhuǎn)臺上設(shè)有安裝有兩臺的葉輪夾持機(jī)構(gòu)，所述葉輪夾持機(jī)構(gòu)與第一旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)的軸心為等距設(shè)置，所述葉輪夾持機(jī)構(gòu)包括支撐盤、設(shè)在支撐盤上的定位件和至少兩個(gè)的壓緊組件，所述壓緊組件與定位件等距設(shè)置。

所述壓緊組件包括氣缸安裝件、安裝在氣缸安裝件內(nèi)豎直設(shè)立的第一氣缸、位于第一氣缸內(nèi)的氣缸推桿、與氣缸推桿鉸接的搖臂，所述搖臂與氣缸安裝件鉸接。

所述所述支撐盤上設(shè)有滑軌，所述壓緊組件下方設(shè)有滑塊，所述壓緊組件與滑塊分別位于滑軌的上方和下方且通過螺釘連接，通過螺釘可調(diào)節(jié)壓緊組件與滑塊之間的距離，所述壓緊組件連接有氣缸滑動(dòng)組件，可通過氣缸驅(qū)動(dòng)所述壓緊組件滑移并鎖緊。

所述支撐盤連接有伺服電機(jī)。

所述回轉(zhuǎn)裝置為凸輪分割器。

所述壓緊組件為個(gè)且等距設(shè)置，所述支撐盤外周為近正三角形結(jié)構(gòu)，所述滑軌位于中心點(diǎn)至角點(diǎn)的直線上，所述支撐盤上設(shè)有若干三角形的鏤空。

所述機(jī)架上設(shè)有可升降的防護(hù)門，所述防護(hù)門設(shè)置在第一旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)軸心上方，可分隔第一旋轉(zhuǎn)臺上的兩臺的葉輪夾持機(jī)構(gòu)。

所述防護(hù)門通過第二氣缸驅(qū)動(dòng)上下升降。

所述防護(hù)門上設(shè)有透明的防護(hù)玻璃。

所述機(jī)架內(nèi)設(shè)有兩組夾具組件。

本發(fā)明的有益效果如下：實(shí)現(xiàn)雙工位或多工位協(xié)作的效果，使一臺葉輪夾持機(jī)構(gòu)處于激光焊接，其它葉輪夾持機(jī)構(gòu)用來更換工件，提高設(shè)備工作時(shí)效及減少裝夾與更換工裝冶具的時(shí)間，通過用雙工位或是多工位可以更好的提高實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作時(shí)效；定位模具與葉輪中間的軸孔配合，實(shí)現(xiàn)葉輪的定位。

附圖說明

圖1為多工位葉輪激光焊接機(jī)的外部結(jié)構(gòu)圖。

圖2為圖1隱藏機(jī)架后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1隱藏機(jī)架后的俯視圖。

圖4為雙工位葉輪激光焊接夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為雙工位葉輪激光焊接夾具的俯視圖。

圖6為葉輪夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為壓緊組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為防護(hù)門的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、第一旋轉(zhuǎn)臺；2、回轉(zhuǎn)裝置；3、支撐盤；301、滑軌；302、通孔；4、定位模具；5、壓緊組件；501、氣缸安裝件；502、第一氣缸；503、氣缸推桿；504、搖臂；505、硅膠墊；506、滑塊；6、氣缸滑動(dòng)組件；7、旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)；8、機(jī)架；9、防護(hù)門；901、防護(hù)玻璃；10、第二氣缸；11、激光焊接機(jī)器人；12、激光器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，可以更好地說明本發(fā)明。

一種多工位葉輪激光焊接機(jī)，包括機(jī)架8，所述機(jī)架8內(nèi)設(shè)有激光焊接機(jī)器人11、激光器12和夾具組件，所述夾具組件包括第一旋轉(zhuǎn)臺1，所述第一旋轉(zhuǎn)臺1下方安裝有回轉(zhuǎn)裝置2，所述第一旋轉(zhuǎn)臺1上設(shè)有安裝有兩臺的葉輪夾持機(jī)構(gòu)，所述葉輪夾持機(jī)構(gòu)與第一旋轉(zhuǎn)臺1旋轉(zhuǎn)的軸心為等距設(shè)置，所述葉輪夾持機(jī)構(gòu)包括支撐盤3、設(shè)在支撐盤3上的定位件4和至少兩個(gè)的壓緊組件5，所述壓緊組件4與定位件5等距設(shè)置。實(shí)現(xiàn)雙工位或多工位協(xié)作的效果，使一臺葉輪夾持機(jī)構(gòu)處于激光焊接，其它葉輪夾持機(jī)構(gòu)用來更換工件，提高設(shè)備工作時(shí)效及減少裝夾與更換工裝冶具的時(shí)間，通過用雙工位或是多工位可以更好的提高實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作時(shí)效；定位模具與葉輪中間的軸孔配合，實(shí)現(xiàn)葉輪的定位。

所述壓緊組件5包括氣缸安裝件501、安裝在氣缸安裝件501內(nèi)豎直設(shè)立的第一氣缸502、位于第一氣缸502內(nèi)的氣缸推桿503、與氣缸推桿鉸接的搖臂504，所述搖臂504與氣缸安裝件501鉸接。通過氣壓使氣缸推桿503向上推動(dòng)搖臂504的一端，搖臂的另一端就向下壓緊夾具，也可以通過氣壓或液壓的方式直接向下驅(qū)動(dòng)壓緊夾具，但是這種方式驅(qū)動(dòng)的壓差是大氣壓減去內(nèi)壓，壓力無法達(dá)到較高，而設(shè)置搖臂將驅(qū)動(dòng)的施力方向由向下變?yōu)橄蛏希瑝翰钍莾?nèi)壓減去大氣壓，壓力可以更高，而且更可靠。通過氣壓驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

所述搖臂504的端部下方設(shè)有硅膠墊505。起到增大摩擦力，防止葉輪在激光焊接的過程中打滑或由于變形而導(dǎo)致的松動(dòng)。

所述所述支撐盤3上設(shè)有滑軌301，所述壓緊組件5下方設(shè)有滑塊506，所述壓緊組件5與滑塊506分別位于滑軌301的上方和下方且通過螺釘連接，通過螺釘可調(diào)節(jié)壓緊組件5與滑塊506之間的距離，所述壓緊組件5連接有氣缸滑動(dòng)組件6，可通過氣缸驅(qū)動(dòng)所述壓緊組件5滑移并鎖緊。通過螺釘調(diào)節(jié)壓緊組件5與滑塊506之間的距離，使壓緊組件5可以相對導(dǎo)軌滑移并且鎖定，調(diào)節(jié)壓緊組件5與定位模具5之間的位置可以配合不同直徑規(guī)格的葉輪的焊接，可以實(shí)現(xiàn)不用按工件去頻繁的更換夾具，工裝可以跟隨工件外觀形狀可實(shí)行自動(dòng)或是手動(dòng)調(diào)整；減少操作人員及設(shè)備有效工作時(shí)間。氣缸滑動(dòng)組件6實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整，自動(dòng)化程度更高。

所述支撐盤3連接有伺服電機(jī)7。葉輪的葉片為曲線形，在支撐盤3下方設(shè)置旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)，使其帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，控制好旋轉(zhuǎn)速度，焊接的激光只要從內(nèi)向外移動(dòng)，就可以沿葉片的曲線焊接，這樣對焊接的激光器位移的要求就是沿豎直方向即可，也可以使葉輪不動(dòng)，激光器沿葉片的曲線位移，完成焊接。

所述回轉(zhuǎn)裝置2為凸輪分割器。凸輪分割器是實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，具有分度精度高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、傳遞扭矩大、定位時(shí)自鎖、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、噪音低、高速性能好、壽命長等顯著特點(diǎn)。

所述壓緊組件5為3個(gè)且等距設(shè)置，所述支撐盤3外周為近正三角形結(jié)構(gòu)，所述滑軌301位于中心點(diǎn)至角點(diǎn)的直線上，所述支撐盤3上設(shè)有若干三角形的鏤空。3個(gè)壓緊組件5形成等邊三角形的三個(gè)點(diǎn)，可以牢牢固定住葉輪，另外，由于葉輪本身的質(zhì)量就非常重，僅設(shè)置3個(gè)壓緊組件可以減小回轉(zhuǎn)裝置2驅(qū)動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)臺1轉(zhuǎn)動(dòng)的負(fù)重。支撐盤的設(shè)計(jì)在保證支撐盤3的承重能力的前提下盡可能減小支撐盤3的重量，減小回轉(zhuǎn)裝置2驅(qū)動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)臺1轉(zhuǎn)動(dòng)的負(fù)重。

所述機(jī)架8上設(shè)有可升降的防護(hù)門9，所述防護(hù)門9設(shè)置在第一旋轉(zhuǎn)臺1旋轉(zhuǎn)軸心上方，可分隔第一旋轉(zhuǎn)臺1上的兩臺的葉輪夾持機(jī)構(gòu)。如附1圖所示，防護(hù)門9設(shè)立在兩臺的葉輪夾持機(jī)構(gòu)之間，防護(hù)門9內(nèi)的葉輪夾持機(jī)構(gòu)處于激光焊接時(shí)，工作人員可以將防護(hù)門9外的葉輪夾持機(jī)構(gòu)上的工件進(jìn)行更換，防護(hù)門起到保護(hù)的作用，在第一旋轉(zhuǎn)臺1旋轉(zhuǎn)交替兩個(gè)葉輪夾持機(jī)構(gòu)時(shí)，可以上升收起，避免阻礙旋轉(zhuǎn)。

所述防護(hù)門9通過第二氣缸10驅(qū)動(dòng)上下升降?？梢钥焖偕?，減少中斷的時(shí)間。

所述防護(hù)門9上設(shè)有透明的防護(hù)玻璃901。可以直接觀察到防護(hù)門內(nèi)焊接的情況。

所述機(jī)架8內(nèi)設(shè)有兩組夾具組件。一組夾具組件焊接前蓋板與葉片，另一組焊接后蓋板與葉片，前蓋板與后蓋板的厚度、材質(zhì)、焊接軌跡都有可能不一樣，設(shè)置兩組夾具組件實(shí)現(xiàn)整個(gè)閉式葉輪的焊接，實(shí)現(xiàn)激光焊接的持續(xù)性。

激光焊接機(jī)器人10連接有大幅面相機(jī)，采集葉輪的視頻圖相數(shù)據(jù)通過視覺軟件對該工件在攝像頭中的畫面點(diǎn)位與機(jī)器人示教點(diǎn)位的關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定。同時(shí)完成初始工件的特征標(biāo)定。示教完成的焊接程序?yàn)槌跏脊ぜ跏嘉恢玫暮附游恢?，此時(shí)工件偏差值為零。當(dāng)放入其他工件后，焊接位置發(fā)生變化，通過視覺軟件，機(jī)器人能夠計(jì)算出坐標(biāo)xyzwpr的位置變化量。機(jī)器人把該偏差值存入位置寄存器（pr）中。此時(shí)機(jī)器人可以通過把偏差值（pr）補(bǔ)償?shù)匠跏嘉恢脤?shí)現(xiàn)工件的焊接。可以解決了葉輪片由材質(zhì)或是加工過程中所產(chǎn)生的形變或是位置偏差問題。實(shí)現(xiàn)葉輪的精確焊接結(jié)構(gòu)。

以上所述僅為本發(fā)明的一種實(shí)施例，并非用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍；本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書中的權(quán)利要求限定，并且凡是依發(fā)明所作的等效變化與修改，都在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。