[发明专利]一种发动机连杆裂解槽加工设备及加工方法

说明书

本发明提供一种发动机连杆裂解槽加工设备，其采用双工位设计，不仅实现了连杆的连续加工作业，提高了生产效率，还保证了操作工人的安全；其次，该加工设备的机械手采用激光头旋转电机来完成激光头的角度调节，以实现两条对称裂解槽的加工，与现有技术相比，加工效率更高，可操作性更好；另外，激光头的激光发射嘴垂直于激光头的旋转中心线，也即，激光发射嘴射出的激光垂直于连杆大头孔的内壁，从而可最大程度地减少材料对激光的反射率，减少能量的浪费，提高裂解槽的加工精度和成型质量；此外，该加工设备还具有结构简单、维护成本低等优点。本发明还提供了一种基于上述发动机连杆裂解槽加工设备的加工方法，具有精度高、安全性好等优点。

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，尤其涉及一种发动机连杆裂解槽加工设备及加工方法。

背景技术

发动机连杆裂解加工技术是目前国际上连杆生产的最新技术，具有传统连杆加工方法无可比拟的优越性。连杆裂解前要先在连杆大头孔的两侧面形成两条对称的裂解槽，使连杆裂解时产生应力集中，以实现定位断裂，由此可见，加工裂解槽是连杆裂解加工技术的关键核心工序。而利用激光加工汽车连杆裂解槽是当前连杆裂解加工技术的发展趋势，其具有切缝窄、速度快、无刀具磨损、加工热影响区小、加工工序少、可大幅度提高裂解质量等优点，因此，研发采用激光加工连杆裂解槽的自动化装置有着很重要的现实意义。

目前，国内外公司和科研机构大都采用Nd：YAG固体激光器来研究开发连杆裂解槽专用的激光加工设备，其中较为常见的有：国内某公司开发的连杆裂解槽激光加工设备采用一个单输出激光头，拥有专用的激光头摆动机构完成激光头角度转动，以完成大头孔两条裂解槽的加工；国外某公司设计的激光切槽设备通过分光镜将一束激光光束分配到两个聚焦装置上，两聚焦装置交叉分布，可同时或分别对两侧裂解槽进行加工。

上述激光加工设备虽然均可实现连杆裂解槽的自动化加工，但仍然具有如下缺点：

1、由于激光头的尺寸巨大，必须以一定入射角进行裂解槽加工，导致部分激光能量被材料反射，使能量不集中，加工出的裂解槽表面较粗糙，同时能耗也更高；

2、利用摆动机构调整激光头实现两条裂解槽加工的方式效率低，并且精度不高，而采用分光镜实现两条裂解槽加工的方式虽然效率高，但实用性和可操作性不高；

3、仅设有单个工位，必须在上一条连杆加工完之后，将它取下来，再上料加工，加工效率低；

4、上下料时，操作工人必须手持连杆伸入激光作业区域上下料，存在较大的安全隐患。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种发动机连杆裂解槽加工设备，该加工设备的能耗更低，加工精度更高，安全性能更好，加工效率更高，并且结构更简单，可操作性更好。

基于此，本发明提供了一种发动机连杆裂解槽加工设备，包括：

工作平台，所述工作平台上设有上下料工位和加工工位；

工位转换机构，所述工位转换机构设有可旋转的转换平台，所述转换平台上设有用于固定连杆的限位件，所述限位件可随着所述转换平台的旋转在所述上下料工位与所述加工工位之间来回转换；

机械手，所述机械手包括Z轴平移机构、X轴平移机构以及活动臂，所述Z轴平移机构可驱动所述活动臂沿Z轴运动，所述X轴平移机构可驱动所述活动臂沿X轴运动，所述活动臂上设有激光头旋转电机，所述激光头旋转电机的输出轴竖直朝下并设有激光头，且所述激光头旋转电机可驱动所述激光头旋转至少180°，所述激光头设有垂直其旋转中心线的激光发射嘴。

作为优选方案，所述工位转换机构包括平台旋转电机、底座以及所述转换平台，所述平台旋转电机通过所述底座固定于所述工作平台上，且所述平台旋转电机的输出轴竖直朝上，所述转换平台设于所述平台旋转电机的上方并与所述平台旋转电机的输出轴固定连接。