本發(fā)明涉及板式換熱器加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用于全自動激光焊接的板式換熱器變位夾具及夾緊方法。

背景技術(shù)：

舊的板式換熱器焊接方法：接管與端板人工點焊，然后將點固好的端板與接管及其它板片一起放入釬焊爐釬焊。舊的焊接方式需人工點焊接管與端板，同時釬焊爐內(nèi)同一批次加工的工件數(shù)量也有限，導(dǎo)致焊接效率不高。

中國專利文獻(公告日：2016年8月17日，公告號：cn104551404b)公開了一種板式換熱器焊接設(shè)備以及焊接方法，包括有第一夾具定位裝置、第二夾具定位裝置、六軸機器人、焊接機以及總控制柜；通過利用第一夾具定位裝置對兩背向疊合的散熱板片進行夾緊定位，并配合利用六軸機器人和焊接機產(chǎn)生的激光穿過讓位孔射向散熱板片的通孔周緣，使得兩散熱板片的通孔周緣密封焊接在一起，利用第二夾具定位裝置將對多個疊合在一起的板片單元進行壓緊定位，配合焊接機和六軸機器人產(chǎn)生的激光對準相鄰兩板片單元的邊緣進行焊接；采用激光焊接可以有效減少散熱板片的變形量，降低損傷度，焊接精度更高，提高產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，保證產(chǎn)品的熱傳導(dǎo)效率不受焊接的影響，從而提升產(chǎn)品的使用性能，并且焊接效率也得到了提高。

上述方案雖然提供了一種板式換熱器焊接設(shè)備以及焊接方法，但是該設(shè)備和方法在操作過程中仍然存在操作復(fù)雜，定位效果差等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中板式換熱器焊接操作復(fù)雜，焊接質(zhì)量差，定位不理想，焊接效率低等問題，而提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)全自動焊接，定位好，能夠提高焊接效率和焊接質(zhì)量的應(yīng)用于全自動激光焊接的板式換熱器變位夾具及夾緊方法。

本發(fā)明實現(xiàn)其第一個發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是：一種應(yīng)用于全自動激光焊接的板式換熱器變位夾具，包括：

變位機，用于實現(xiàn)工件變位以方便焊接；

旋轉(zhuǎn)壓緊機構(gòu)，用于對工件的壓緊定位；

x軸夾緊機構(gòu)，用于實現(xiàn)對工件在x方向上的夾緊定位；

y軸夾緊機構(gòu)，用于實現(xiàn)對工件在y方向上的夾緊定位；

接管夾具機構(gòu)，用于實現(xiàn)對工件接管的壓緊；

推拉機構(gòu)和底部壓緊機構(gòu)，用于實現(xiàn)對工件底部的壓緊；

定位底板，用于實現(xiàn)對工件底部定位。

該應(yīng)用于全自動激光焊接的板式換熱器變位夾具，通過設(shè)計一全新的夾具，解決了舊式的焊接工序為端板與接管先點焊，后將其與其它板片一起進釬焊爐釬焊，存在釬焊爐內(nèi)同一批次加工的工件數(shù)量有限，導(dǎo)致焊接效率不高的問題；該變位夾具，可以通過新式的焊接工序進行焊接，可以先將端板與其它板片進釬焊爐釬焊，再將半成品與接管進行自動激光焊。改變工序后，接管焊接工序后置使每次釬焊爐內(nèi)工件增加，提高了焊接效率；同時接管焊接由人工變?yōu)樽詣蛹す夂?，?jié)省了人力成本的同時，提高了焊接效率。而且該應(yīng)用于全自動激光焊接的板式換熱器變位夾具，能夠滿足不同規(guī)格尺寸的工件焊接需要，自動化操作，高效，定位夾緊可靠。

作為優(yōu)選，所述的變位機為回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，包括有變位機驅(qū)動機構(gòu)和變位機轉(zhuǎn)動臺。變位機是為了實現(xiàn)工件的翻轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)自動夾緊定位，自動焊接的需要。

作為優(yōu)選，所述的旋轉(zhuǎn)壓緊機構(gòu)對稱設(shè)置在變位機上，所述的旋轉(zhuǎn)壓緊機構(gòu)包括氣缸安裝板、旋轉(zhuǎn)夾緊氣缸、壓緊塊連接臂、刻度桿、壓緊塊安裝板和浮動壓緊塊。旋轉(zhuǎn)壓緊機構(gòu)中氣缸前端的壓緊塊連接臂、壓緊塊安裝板等均采用鋁制件，以減輕氣缸前端組件的總體重量；刻度桿上標有刻度，更換不同產(chǎn)品時可根據(jù)刻度值快速調(diào)整機構(gòu)；前端采用浮動壓緊塊，使浮動壓緊塊有一定的浮動量，能夠更好的壓緊工件。

作為優(yōu)選，所述的氣缸安裝板固定在變位機上，所述的旋轉(zhuǎn)夾緊氣缸垂直設(shè)置在氣缸安裝板上，所述的壓緊塊連接臂的一端與旋轉(zhuǎn)夾緊氣缸的上端連接并通過旋轉(zhuǎn)夾緊氣缸帶動實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和升降；所述的浮動壓緊塊通過壓緊塊安裝板和刻度桿設(shè)置在壓緊塊連接臂的另一端；所述的刻度桿通過一組薄螺母垂直設(shè)置在壓緊塊連接臂上。

作為優(yōu)選，所述的浮動壓緊塊沿壓緊塊安裝板的兩端對稱設(shè)置兩組，每組浮動壓緊塊分別包括壓緊塊本體和壓緊球頭，所述的壓緊球頭活動設(shè)置在壓緊塊本體內(nèi)部，所述的壓緊球頭通過一球頭螺釘與壓緊塊安裝板浮動連接。

作為優(yōu)選，所述的x軸夾緊機構(gòu)包括x軸氣爪安裝板、x軸平行氣爪、x軸夾爪和定位螺釘；所述的x軸平行氣爪垂直設(shè)置在氣爪安裝板上，所述的x軸夾爪垂直設(shè)置在x軸平行氣爪上，所述的定位螺釘通過一支架設(shè)置在x軸夾爪的一側(cè)。x軸夾緊機構(gòu)的上述結(jié)構(gòu)，平行氣爪能夠?qū)崿F(xiàn)高重復(fù)定位精度，高防護等級，縮回夾緊工件，確保工件于y軸方向的位置。

作為優(yōu)選，所述的y軸夾緊機構(gòu)包括y軸氣爪安裝板、y軸平行氣爪、y軸夾爪和單向節(jié)流閥，所述的y軸平行氣爪垂直設(shè)置在y軸氣爪安裝板上，所述的單向節(jié)流閥設(shè)置在y軸平行氣爪上，所述的y軸夾爪設(shè)置在y軸平行氣爪的兩端。y軸夾緊機構(gòu)的上述結(jié)構(gòu)，平行氣爪能夠?qū)崿F(xiàn)高重復(fù)定位精度，高防護等級，縮回夾緊工件，確保工件于x方向的位置。

作為優(yōu)選，所述的接管夾具機構(gòu)包括接管夾具本體、端蓋、碟簧和導(dǎo)向塊；所述的導(dǎo)向塊和碟簧設(shè)置接管夾具本體內(nèi)部并通過端蓋壓接，所述的接管夾具本體內(nèi)部設(shè)置有與導(dǎo)向塊連通的接管安裝孔。接管夾具機構(gòu)的上述結(jié)構(gòu)，采用了碟簧來提供使工件接管壓緊在工件底板上的壓緊力，大大節(jié)省了夾具的空間，同時可以制作不同規(guī)格的接管夾具來適應(yīng)客戶的不同產(chǎn)品，客戶更換產(chǎn)品時只需變更接管夾具即可實現(xiàn)夾具的快換。

作為優(yōu)選，所述的推拉機構(gòu)和底部壓緊機構(gòu)通過兩個氣缸實現(xiàn)兩軸方向的運動，所述的推拉機構(gòu)包括設(shè)置在安裝底板上的緊湊型氣缸、導(dǎo)向軸和直線軸承，所述的底部壓緊機構(gòu)包括帶導(dǎo)向緊湊型氣缸、調(diào)整墊片、氣缸連接板和單向節(jié)流閥，所述的調(diào)整墊片設(shè)置在帶導(dǎo)向緊湊型氣缸和氣缸連接板之間用于調(diào)節(jié)工件接管在定位底板上的位置。推拉機構(gòu)及底部壓緊機構(gòu)的上述結(jié)構(gòu)，通過兩個氣缸來實現(xiàn)兩軸方向的運動，工件接管點焊在工件底板上之后，底部壓緊機構(gòu)縮回，推拉機構(gòu)伸出，來讓出激光走小圓的空間，氣缸連接板與帶導(dǎo)向氣缸之間有調(diào)整墊片，通過安裝不同尺寸的調(diào)整墊片來調(diào)節(jié)接管在底板上的位置，保證工件符合客戶的尺寸要求。

本發(fā)明實現(xiàn)其第二個發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是：一種通過應(yīng)用于全自動激光焊接的板式換熱器變位夾具進行夾緊的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：使旋轉(zhuǎn)壓緊機構(gòu)、x軸夾緊機構(gòu)、y軸夾緊機構(gòu)和底部壓緊機構(gòu)處于伸出狀態(tài)，推拉機構(gòu)處于縮回狀態(tài)，將工件接管放置于底部壓緊機構(gòu)的專用接管夾具機構(gòu)內(nèi)，再將工件底板放置于定位底板上；

步驟2：工件放置到位后，底部壓緊機構(gòu)縮回，x軸夾緊機構(gòu)、y軸夾緊機構(gòu)縮回夾緊工件，旋轉(zhuǎn)壓緊機構(gòu)縮回后底部壓緊機構(gòu)再次伸出將工件接管壓緊在工件底板上；

步驟3：變位機翻轉(zhuǎn)180°，然后機器人控制激光器在工件接管上激光點焊兩處位置；

步驟4：點焊完畢后，底部壓緊機構(gòu)縮回，推拉機構(gòu)伸出，機器人控制激光器走小圓，將工件接管焊在工件底板上，然后變位機旋轉(zhuǎn)180°回到原位，完成板式換熱器的焊接。

上述夾緊方法，有利于實現(xiàn)自動激光焊，節(jié)省了人力成本的同時，提高了焊接效率，而且焊接質(zhì)量好。

本發(fā)明的有益效果是：該應(yīng)用于全自動激光焊接的板式換熱器變位夾具，能夠改變板式換熱器的加工工序，使接管焊接工序后置，使每次釬焊爐內(nèi)工件增加，提高了焊接效率；同時接管焊接由人工變?yōu)樽詣蛹す夂?，?jié)省了人力成本的同時，提高了焊接效率。而且該應(yīng)用于全自動激光焊接的板式換熱器變位夾具，能夠滿足不同規(guī)格尺寸的工件焊接需要，自動化操作，高效，定位夾緊可靠。

附圖說明

圖1是本發(fā)明應(yīng)用于全自動激光焊接的板式換熱器變位夾具的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)壓緊機構(gòu)壓緊的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明應(yīng)用于全自動激光焊接的板式換熱器變位夾具翻轉(zhuǎn)180度后的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明夾緊后點焊位置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖4中e-e剖視圖；

圖6是本發(fā)明激光焊走小圈的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明中x軸夾緊機構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明中y軸夾緊機構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明中接管夾具機構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明中接管夾具機構(gòu)的一種剖視圖；

圖11是本發(fā)明中推拉機構(gòu)和底部壓緊機構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是圖11的俯視圖；

圖13是本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)壓緊機構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是圖13中旋轉(zhuǎn)壓緊機構(gòu)的一種主視圖；

圖15是圖14中d-d剖視圖；

圖中：1、變位機，2、旋轉(zhuǎn)壓緊機構(gòu)，3、x軸夾緊機構(gòu)，4、y軸夾緊機構(gòu)，5、接管夾具機構(gòu)，6、推拉機構(gòu)，7、底部壓緊機構(gòu)，8、定位底板，9、變位機驅(qū)動機構(gòu)，10、變位機轉(zhuǎn)動臺，11、氣缸安裝板，12、旋轉(zhuǎn)夾緊氣缸，13、壓緊塊連接臂，14、刻度桿，15、壓緊塊安裝板，16、浮動壓緊塊，17、薄螺母，18、壓緊塊本體，19、壓緊球頭，20、球頭螺釘，21、x軸氣爪安裝板，22、x軸平行氣爪，23、x軸夾爪，24、定位螺釘，25、支架，26、y軸氣爪安裝板，27、y軸平行氣爪，28、y軸夾爪，29、單向節(jié)流閥，30、接管夾具本體，31、端蓋，32、碟簧，33、導(dǎo)向塊，34、接管安裝孔，35、安裝底板，36、緊湊型氣缸，37、導(dǎo)向軸，38、直線軸承，39、帶導(dǎo)向緊湊型氣缸，40、調(diào)整墊片，41、氣缸連接板，42、單向節(jié)流閥，43、工件接管，44、工件底板。

具體實施方式

下在通過具體實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細說明。

實施例1：

在圖1、圖2、圖3所示的實施例中，一種應(yīng)用于全自動激光焊接的板式換熱器變位夾具，包括：

變位機1，用于實現(xiàn)工件變位以方便焊接；

旋轉(zhuǎn)壓緊機構(gòu)2，用于對工件的壓緊定位；

x軸夾緊機構(gòu)3，用于實現(xiàn)對工件在x方向上的夾緊定位；

y軸夾緊機構(gòu)4，用于實現(xiàn)對工件在y方向上的夾緊定位；

接管夾具機構(gòu)5，用于實現(xiàn)對工件接管的壓緊；

推拉機構(gòu)6和底部壓緊機構(gòu)7，用于實現(xiàn)對工件底部的壓緊；

定位底板8，用于實現(xiàn)對工件底部定位。

變位機1為回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，包括有變位機驅(qū)動機構(gòu)9和變位機轉(zhuǎn)動臺10。

旋轉(zhuǎn)壓緊機構(gòu)2對稱設(shè)置在變位機1上，旋轉(zhuǎn)壓緊機構(gòu)2包括氣缸安裝板11、旋轉(zhuǎn)夾緊氣缸12、壓緊塊連接臂13、刻度桿14、壓緊塊安裝板15和浮動壓緊塊16(見圖13)。

氣缸安裝板11固定在變位機1上，旋轉(zhuǎn)夾緊氣缸12垂直設(shè)置在氣缸安裝板11上，壓緊塊連接臂12的一端與旋轉(zhuǎn)夾緊氣缸12的上端連接并通過旋轉(zhuǎn)夾緊氣缸12帶動實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和升降；浮動壓緊塊16通過壓緊塊安裝板15和刻度桿14設(shè)置在壓緊塊連接臂12的另一端；刻度桿14通過一組薄螺母17垂直設(shè)置在壓緊塊連接臂13上(見圖14)。

浮動壓緊塊16沿壓緊塊安裝板14的兩端對稱設(shè)置兩組，每組浮動壓緊塊16分別包括壓緊塊本體18和壓緊球頭19，壓緊球頭19活動設(shè)置在壓緊塊本體18內(nèi)部，壓緊球頭19通過一球頭螺釘20與壓緊塊安裝板15浮動連接(見圖15)。

x軸夾緊機構(gòu)3包括x軸氣爪安裝板21、x軸平行氣爪22、x軸夾爪23和定位螺釘24(見圖7)；x軸平行氣爪22垂直設(shè)置在氣爪安裝板21上，x軸夾爪23垂直設(shè)置在x軸平行氣爪22上，定位螺釘24通過一支架25設(shè)置在x軸夾爪23的一側(cè)。

y軸夾緊機構(gòu)4包括y軸氣爪安裝板26、y軸平行氣爪27、y軸夾爪28和單向節(jié)流閥29(見圖8)，y軸平行氣爪27垂直設(shè)置在y軸氣爪安裝板26上，單向節(jié)流閥29設(shè)置在y軸平行氣爪27上，y軸夾爪28設(shè)置在y軸平行氣爪27的兩端。

接管夾具機構(gòu)5包括接管夾具本體30、端蓋31、碟簧32和導(dǎo)向塊33(見圖9)；導(dǎo)向塊33和碟簧32設(shè)置接管夾具本體30內(nèi)部并通過端蓋31壓接，接管夾具本體30內(nèi)部設(shè)置有與導(dǎo)向塊33連通的接管安裝孔34(見圖8)。

推拉機構(gòu)6和底部壓緊機構(gòu)7通過兩個氣缸實現(xiàn)兩軸方向的運動，推拉機構(gòu)6包括設(shè)置在安裝底板35上的緊湊型氣缸36、導(dǎo)向軸37和直線軸承38(見圖11)，底部壓緊機構(gòu)7包括帶導(dǎo)向緊湊型氣缸39、調(diào)整墊片40、氣缸連接板41和單向節(jié)流閥42(見圖12)，調(diào)整墊片40設(shè)置在帶導(dǎo)向緊湊型氣缸39和氣缸連接板41之間用于調(diào)節(jié)工件接管在定位底板8上的位置。

一種通過應(yīng)用于全自動激光焊接的板式換熱器變位夾具進行夾緊的方法，包括以下步驟：

步驟1：使旋轉(zhuǎn)壓緊機構(gòu)2、x軸夾緊機構(gòu)3、y軸夾緊機構(gòu)4和底部壓緊機構(gòu)7處于伸出狀態(tài)，推拉機構(gòu)6處于縮回狀態(tài)，將工件接管43放置于底部壓緊機構(gòu)7的專用接管夾具機構(gòu)5內(nèi)，再將工件底板44放置于定位底板8上；

步驟2：工件放置到位后，底部壓緊機構(gòu)7縮回，x軸夾緊機構(gòu)3、y軸夾緊機構(gòu)4縮回夾緊工件，旋轉(zhuǎn)壓緊機構(gòu)2縮回后底部壓緊機構(gòu)7再次伸出將工件接管43壓緊在工件底板44上；

步驟3：變位機1翻轉(zhuǎn)180°，然后機器人控制激光器在工件接管43上激光點焊兩處位置(見圖4、圖5)；

步驟4：點焊完畢后，底部壓緊機構(gòu)7縮回，推拉機構(gòu)6伸出，機器人控制激光器走小圓(見圖6)，將工件接管43焊在工件底板44上，然后變位機1旋轉(zhuǎn)180°回到原位，完成板式換熱器的焊接。

該新式應(yīng)用于全自動激光焊接板式換熱器變位夾具的設(shè)計，使得板式換熱器的端板及板片可以先在釬焊爐內(nèi)釬焊，由于接管焊接工序推后，換熱器半成品高度降低，使同一爐內(nèi)的工件數(shù)量增加，提高了釬焊工序的效率；釬焊完畢的換熱器半成品與工件接管的焊接，則采用全自動激光焊，由專用的機器人激光焊接站完成這道工序。改變工序后，接管焊接工序后置使每次釬焊爐內(nèi)工件增加，提高了焊接效率；同時接管焊接由人工變?yōu)樽詣蛹す夂福?jié)省了人力成本的同時，提高了焊接效率。有效改變了舊式的焊接工序為端板與接管先點焊，后將其與其它板片一起進釬焊爐釬焊，存在釬焊爐內(nèi)同一批次加工的工件數(shù)量有限，導(dǎo)致焊接效率不高的問題。

該應(yīng)用于全自動激光焊接板式換熱器變位夾具，采用y軸夾緊機構(gòu)和x軸夾緊機構(gòu)，可以保證高重復(fù)定位精度，高防護等級定位，確保工件在y軸方向的位置和x方向的位置的精確定位。接管夾具機構(gòu)，采用了碟簧來提供使工件接管壓緊在工件底板上的壓緊力，大大節(jié)省了夾具的空間，同時制作了不同規(guī)格的接管夾具來適應(yīng)客戶的不同產(chǎn)品，客戶更換產(chǎn)品時只需變更接管夾具即可實現(xiàn)夾具的快換。推拉機構(gòu)及底部壓緊機構(gòu)，通過兩個氣缸來實現(xiàn)兩軸方向的運動，工件接管點焊在工件底板上之后，底部壓緊機構(gòu)縮回，推拉機構(gòu)伸出，來讓出激光走小圓的空間，氣缸連接板與帶導(dǎo)向氣缸之間有調(diào)整墊片，通過安裝不同尺寸的調(diào)整墊片來調(diào)節(jié)接管在底板上的位置，保證工件符合客戶的尺寸要求。旋轉(zhuǎn)壓緊機構(gòu)，氣缸前端的壓緊塊連接臂、壓緊塊安裝板等均為鋁制件，減輕氣缸前端組件的總體重量；刻度桿上標有刻度，更換不同產(chǎn)品時可根據(jù)刻度值快速調(diào)整機構(gòu)；前端采用壓緊球頭設(shè)計，使壓緊塊有一定的浮動量，更好的壓緊工件。