[发明专利]一种多工位激光焊接钢活塞的设备与方法

说明书

本发明的一种多工位激光焊接钢活塞的设备与方法，包括上下料组件和多工位转台组件，所述上下料组件设于多工位转台组件一侧；所述多工位转台组件包括立柱，所述立柱套装有转盘机构，所述立柱上呈环形依次分布设置激光清洗工位、感应加热工位、压装工位、激光焊接工位，所述感应加热工位为一个或多个，所述转盘机构上设有多组内圈托盘和外圈托盘，所述多组内圈托盘和外圈托盘的数量与转盘机构上工位的数量相同。实现上/下料、焊缝清洗、压装前预热、压装、焊前加热、激光焊接的自动化高度集成，仅使用单台装备即可完成自动化产线的核心工序，采用多个感应加热工位对外圈、内圈进行加热，节约了加热时间。

技术领域

本发明涉及激光焊接领域，特别涉及一种多工位激光焊接钢活塞的设备与方法。

背景技术

燃油车国六排放标准实施以来，发动机内铝制活塞将陆续转变为钢质活塞，而激光焊接技术更是钢活塞最具应用前景的加工制造方法，申请号为202010410599.1的中国发明专利公开了一种适用于环形焊缝激光焊接的装置和方法，可针对钢活塞的环形焊缝进行快速真空焊接；申请号为202010512867.0的中国发明专利公开了一种弱气氛环境激光焊接装置及方法，同样可应用于钢活塞的环形焊缝焊接。但现阶段的钢活塞激光焊接自动化生产线设计复杂，通过多台设备分别完成不同加工工序，多个机器人/机械手臂、地轨等完成工序间转换，自动化生产线占地面积大(占地约15m*6m)、耗时长、激光焊接的可达性(易开裂厚板材料的高功率激光焊接特性)等因素，是限制此类产线大规模应用推广的主要原因。

发明内容

基于此，本发明设计了一种多工位转台的激光焊接装备及焊接方法，将自动化生产线的核心生产流程集成于单台装备，加工流程更加合理，有效减小占地面积(占地约5m*3.5m)，此外通过本发明还能有效提高激光焊接的深度以及焊接质量，本发明的方法和装置不仅可应用于钢活塞的加工制作需求，同样适用于具有回转体结构特征的其他零件加工制作需求。

本发明的一种多工位激光焊接钢活塞的设备，包括上下料组件和多工位转台组件，所述上下料组件设于多工位转台组件一侧；

所述多工位转台组件包括立柱，所述立柱套装有转盘机构，所述立柱上呈环形依次分布设置激光清洗工位、感应加热工位、压装工位、激光焊接工位，所述感应加热工位为一个或多个，所述转盘机构上设有多组内圈托盘和外圈托盘，所述多组内圈托盘和外圈托盘的数量与转盘机构上工位的数量相同。

进一步地，所述上下料组件包括传送带和搬运装置，所述搬运装置设于传送带一侧，所述搬运装置包括支撑架，所述支撑架上端设有搬运水平运动模组，所述搬运水平运动模组上设有搬运垂直运动模组，所述搬运垂直运动模组的底部设有机械夹爪组件，所述机械夹爪组件包括R轴、A轴、夹爪，所述R轴与搬运垂直运动模组的底部固定连接，所述A轴的上端与R轴固定连接，所述A轴的侧面与夹爪固定连接。

进一步地，所述压装工位与激光焊接工位之间还设有焊前预热工位。

更进一步地，还设有两组顶升双轴旋转系统和两组顶升单轴旋转系统；所述立柱的横截面为正五边形，所述激光清洗工位、感应加热工位、压装工位、焊前预热工位、激光焊接工位依次设于立柱五个侧面，位于转盘机构的转盘上方；

所述两组顶升双轴旋转系统分别位于激光清洗工位、感应加热工位对应的转盘下方；

所述两组顶升单轴旋转系统分别位于焊前预热工位、激光焊接工位对应的转盘下方。

更进一步地，所述激光清洗工位包括激光清洗机、清洗机垂直运动模组、清洗机水平运动模组，所述激光清洗机安装于清洗机垂直运动模组上，所述清洗机垂直运动模组安装于清洗机水平运动模组上，所述清洗机水平运动模组安装于立柱的侧面上。

进一步的，所述激光清洗工位还包括机器视觉检测装置,用于激光清洗质量的在线监测。

进一步的，所述激光清洗工位配备除尘系统，能有效去除激光清洗过程中产生的烟尘。