一種具有自動校正功能的激光焊接夾具的制作方法
【專利摘要】一種具有自動校正功能的激光焊接夾具，其特征在于：抓料放料機構包括主升降旋轉傳動部件、懸臂、第一機械手和第二機械手；校正定位機構包括雙工位旋轉機構、導向夾緊機構和校正頂緊旋轉機構，雙工位旋轉機構包括雙工位旋轉電機組合、固定連接板、兩工位分度轉盤、第一旋轉滑動組合和第二旋轉滑動組合；導向夾緊機構包括第一夾緊組合和第二夾緊組合；校正頂緊旋轉機構包括向上頂緊氣缸、待焊接電池旋轉電機組合、抽風口、兩角校正組合、擋板、長邊校正組合、連接板，以及緩沖塊。可以自動抓料放料，自動定位校正，雙工位旋轉，邊放料邊焊接，提高效率，節(jié)省人力，減輕操作難度，提高安全度，適用于各種型號的動力電池以及其他方形電池的頂蓋焊接。
【專利說明】一種具有自動校正功能的激光焊接夾具
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及夾具，特別是涉及一種具有自動校正功能的激光焊接夾具。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有用于方殼動力電池頂蓋激光焊接的夾具，包括用于待焊接電池前后方向推緊的前后推緊氣缸及其連接板、用于待焊接電池定位的定位板和用于待焊接電池上下方向壓緊的上下壓緊氣缸。整個激光焊接過程中需要人工放料、人工換位和人工取料。焊接過程如下:人工放料-前后推緊氣缸和上下壓緊氣缸壓緊-焊接長邊-前后推緊氣缸和上下壓緊氣缸松開-人工換位-前后推緊氣缸和上下壓緊氣缸壓緊-焊接另一長邊-人工放料另一槽內-焊接短邊-人工換位-焊接另一短邊-人工取料。由于這種激光焊接夾具無自動校正功能，其操作過程繁瑣，浪費人力，且焊接效率低，安全度差。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型所要解決的技術問題是彌補上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種具有自動校正功能的激光焊接夾具。
[0004]本實用新型的技術問題通過以下技術方案予以解決。
[0005]這種具有自動校正功能的激光焊接夾具，包括:
[0006]抓料放料機構，用于抓取待焊接電池放入裝料工位和輸送線的隨行夾具，
[0007]位于所述抓料放料機構正下方的校正定位機構，用于將待焊接電池旋轉至校正部位，校正電池殼體和頂蓋相對位置，頂緊固定待焊接電池，以及將待焊接電池的長邊與短邊旋轉變換位置。
[0008]這種具有自動校正功能的激光焊接夾具的特點是:
[0009]所述抓料放料機構包括:
[0010]由主升降氣缸、主升降氣缸連接件、旋轉氣缸和旋轉氣缸轉接件組成的主升降旋轉傳動部件；
[0011]通過螺釘連接固定主升降旋轉傳動部件的懸臂；
[0012]由第一副升降氣缸、第一副升降氣缸連接件、用于抓取和送入待焊接電池的第一氣爪和第一氣爪手指組成的第一機械手；
[0013]由第二副升降氣缸、第二副升降氣缸連接件、用于抓取和送入待焊接電池的第二氣爪和第二氣爪手指組成的第二機械手；
[0014]所述第一機械手和第二機械手設置在主升降旋轉傳動部件兩側，由所述主升降旋轉傳動部件傳動同時升降和旋轉互換位置，且所述主升降旋轉傳動部件、所述第一機械手和第二機械手各自獨立按照設定程序運行。
[0015]所述抓料放料機構的動作過程如下:
[0016]主升降氣缸向下推出-第一機械手、第二機械手同時下降-第一氣爪、第二氣爪推出-第一氣爪手指、第二氣爪手指分別張開-第一副升降氣缸、第二副升降氣缸向下推出-第一氣爪、第二氣爪縮回-第一氣爪、第二氣爪分別夾緊待焊接電池-第一副升降氣缸、第二副升降氣缸向上提起-旋轉氣缸順時針旋轉180° -第一副升降氣缸、第二副升降氣缸向下推出-第一氣爪、第二氣爪推出-第一氣爪手指、第二氣爪手指分別張開-同時完成抓料和放料。
[0017]所述校正定位機構包括雙工位旋轉機構、導向夾緊機構和校正頂緊旋轉機構。
[0018]所述雙工位旋轉機構包括:
[0019]由旋轉臺、旋轉臺板及其提供旋轉動力的帶減速器的雙工位旋轉電機組成的雙工位旋轉電機組合；
[0020]用于固定雙工位旋轉電機組合的固定連接板；
[0021]兩工位分度轉盤，所述兩工位分度轉盤固定在旋轉電機組合上；
[0022]由第一滑軌和第一軸承組成的第一旋轉滑動組合，所述第一旋轉滑動組合固定安裝在所述兩工位分度轉盤上；
[0023]由第二滑軌和第二軸承組成的第二旋轉滑動組合，所述第二旋轉滑動組合固定安裝在所述兩工位分度轉盤上；
[0024]所述第一旋轉滑動組合和第二旋轉滑動組合交替旋轉180°由所述雙工位旋轉電機驅動。
[0025]所述導向夾緊機構包括:
[0026]由第一氣動連桿組合、第一滾輪組合和第一連接支撐座組成的第一夾緊組合，所述第一夾緊組合固定在第一旋轉滑動組合上，所述第一夾緊組合上下升降和旋轉運動由所述第一旋轉滑動組合傳動，所述第一氣動連桿組合由第一夾緊塊、第一連桿機構、上下運動帶動第一連桿機構工作的第一夾緊氣缸和第一夾緊氣缸座組成，用于夾緊和松開緊待焊接電池；
[0027]由第二氣動連桿組合、第二滾輪組合和第二連接支撐座組成的第二夾緊組合，所述第二夾緊組合固定在第二旋轉滑動組合上，所述第二夾緊組合上下升降和旋轉運動由所述第二旋轉滑動組合傳動，所述第二氣動連桿組合由第二夾緊塊、第二連桿機構、上下運動帶動第二連桿機構工作的第二夾緊氣缸和第二夾緊氣缸座組成，用于夾緊和松開緊待焊接電池；
[0028]所述校正頂緊旋轉機構包括:
[0029]向上頂緊氣缸，用于向上頂住所述第一旋轉滑動組合或第二旋轉滑動組合的軸承；
[0030]由待焊接電池旋轉電機、待焊接電池旋轉電機固定座以及待焊接電池旋轉電機連接件組成的待焊接電池旋轉電機組合，用于待焊接電池的長邊和短邊交替焊接時提供旋轉動力；
[0031]抽風口，用作吸煙塵的接口；
[0032]由校正氣缸和滑軌組成的兩角校正組合，用于使待焊接電池殼體與頂蓋兩角吻合；
[0033]擋板，用于避免激光損傷定位組合部分；
[0034]由氣缸連接板、校正氣缸、校正塊組成的長邊校正組合，用于使待焊接電池殼體與頂蓋長邊吻合起校正作用，其與兩角校正組合同時工作；[0035]連接板，用于固定連接待焊接電池旋轉電機固定座、長邊校正組合中的氣缸連接板和兩角校正組合中的滑軌；
[0036]以及
[0037]固定在待焊接電池旋轉電機組合上的緩沖塊，用于緩沖兩角校正氣缸和長邊校正氣缸活塞的繼續(xù)伸出。
[0038]所述校正定位機構的動作過程如下:
[0039]1)雙工位旋轉
[0040]啟動兩工位旋轉電機組合-兩工位分度轉盤上的第一旋轉滑動組合、第一夾緊組合與第二旋轉滑動組合、第二夾緊組合順時針180°互換位置-待焊接電池送到導向夾緊機構和校正頂緊旋轉機構；
[0041]2)導向夾緊和校正頂緊旋轉
[0042]長邊校正組合、兩角校正組合同時推緊待焊接電池殼體和頂蓋-向上頂緊氣缸向上頂起-第一夾緊氣缸、第二夾緊氣缸同時升起-分別通過第一連桿機構、第二連桿機構抱緊待焊接電池殼體-長邊校正組合、兩角校正組合同時松開待焊接電池殼體和頂蓋-開始激光焊接第一條長邊-啟動待焊接電池旋轉電機-第一夾緊組合順時針旋轉90°、第二夾緊組合不旋轉-激光焊接第一條短邊-啟動待焊接電池旋轉電機-第一夾緊組合順時針旋轉90°、第二夾緊組合不旋轉-激光焊接第二條長邊-啟動待焊接電池旋轉電機-第一夾緊組合逆時針旋轉270°、第二夾緊組合不旋轉-激光焊接第二條短邊；
[0043]3)再次雙工位旋轉
[0044]再次啟動兩工位旋轉電機組合-兩工位分度轉盤上第一旋轉滑動組合、第一夾緊組合與第二旋轉滑動組合、第二夾緊組合逆時針180°互換位置-已焊接電池待抓料放料機構取出，同時將未焊接電池放入第一夾緊組合；
[0045]4)導向夾緊和校正頂緊旋轉
[0046]長邊校正組合、兩角校正組合同時推緊待焊接電池殼體和頂蓋-向上頂緊氣缸向上頂起-第一夾緊氣缸、第二夾緊氣缸同時升起-分別通過第一連桿機構、第二連桿機構抱緊待焊接電池殼體-長邊校正組合、兩角校正組合同時松開待焊接電池殼體和頂蓋-開始激光焊接第一條長邊-啟動待焊接電池旋轉電機-第二夾緊組合順時針旋轉90°、第一夾緊組合不旋轉-激光焊接第一條短邊-啟動待焊接電池旋轉電機-第二夾緊組合順時針旋轉90°、第一夾緊組合不旋轉-激光焊接第二條長邊-啟動待焊接電池旋轉電機-第二夾緊組合逆時針旋轉270°、第一夾緊組合不旋轉-激光焊接第二條短邊。
[0047]本實用新型與現(xiàn)有技術相比的有益效果是:
[0048]可以自動抓料放料，自動定位校正，雙工位旋轉，邊放料邊焊接，提高效率，節(jié)省人力，減輕操作難度，提高安全度。本實用新型適用于各種型號的動力電池以及其他方形電池的頂蓋焊接。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]圖1是本實用新型【具體實施方式】的組成結構立體圖；
[0050]圖2是圖1的另一視角的組成結構立體圖；
[0051]圖3是圖1的兩大組成機構的解體示意圖；[0052]圖4是圖3中的抓料放料機構1的解體示意圖；
[0053]圖5是圖4中的主升降旋轉傳動部分4的解體示意圖；
[0054]圖6是圖4中的第一機械手5的解體示意圖；
[0055]圖7是校正定位機構的導向夾緊機構和雙工位旋轉機構的一部分的解體示意圖；
[0056]圖8是圖7中的導向夾緊機構的第一夾緊組合20的解體示意圖；
[0057]圖9是圖8中的第一氣動連桿組合33的解體示意圖；
[0058]圖10是雙工位旋轉機構的另一部分和校正頂緊旋轉機構的一部分的解體示意圖；
[0059]圖11是校正頂緊旋轉機構的另一部分的解體示意圖；；
[0060]圖12是圖11中的電機組合10的解體示意圖。
【具體實施方式】
[0061]下面結合【具體實施方式】并對照附圖對本實用新型進行說明。
[0062]本【具體實施方式】的具有自動校正功能的激光焊接夾具如圖1?12所示，用于采用型號為YLS-2000的2kw光纖激光器焊接殼體材料為鋁合金的方殼動力電池頂蓋。
[0063]本【具體實施方式】包括:
[0064]抓料放料機構1，用于抓取待焊接電池放入裝料工位和輸送線的隨行夾具；
[0065]位于所述抓料放料機構正下方的校正定位機構2，用于將待焊接電池旋轉至校正部位，校正電池殼體和頂蓋相對位置，頂緊固定待焊接電池，以及將待焊接電池的長邊與短邊旋轉變換位置。
[0066]其中抓料放料機構1包括:
[0067]由主升降氣缸22、主升降氣缸連接件23、旋轉氣缸24和旋轉氣缸轉接件25組成的主升降旋轉傳動部件4;
[0068]通過螺釘連接固定主升降旋轉傳動部件4的懸臂3 ；
[0069]由第一副升降氣缸26、第一副升降氣缸連接件27、用于抓取和送入待焊接電池的第一氣爪28和第一氣爪手指29組成的第一機械手5 ；
[0070]由第二副升降氣缸、第二副升降氣缸連接件、用于抓取和送入待焊接電池的第二氣爪和第二氣爪手指組成的第二機械手6 ；
[0071]第一機械手5和第二機械手6設置在主升降旋轉傳動部件4兩側，由主升降旋轉傳動部件4傳動同時升降和旋轉互換位置，且主升降旋轉傳動部件4、第一機械手5和第二機械手6各自獨立按照設定程序運行。
[0072]抓料放料機構1的動作過程如下:
[0073]主升降氣缸22向下推出-第一機械手5、第二機械手6同時下降-第一氣爪28、第二氣爪推出-第一氣爪手指29、第二氣爪手指分別張開-第一副升降氣缸26、第二副升降氣缸向下推出-第一氣爪28、第二氣爪縮回-第一氣爪28、第二氣爪分別夾緊待焊接電池-第一副升降氣缸26、第二副升降氣缸向上提起-旋轉氣缸24順時針旋轉180° -第一副升降氣缸26、第二副升降氣缸向下推出-第一氣爪28、第二氣爪推出-第一氣爪手指29、第二氣爪手指分別張開-同時完成抓料和放料。
[0074]其中校正定位機構2包括雙工位旋轉機構、導向夾緊機構和校正頂緊旋轉機構。[0075]雙工位旋轉機構包括:
[0076]由旋轉臺、旋轉臺板及其提供旋轉動力的帶減速器的雙工位旋轉電機組成的雙工位旋轉電機組合9 ；
[0077]用于固定雙工位旋轉電機組合9的固定連接板7 ；
[0078]固定在旋轉電機組合9上的兩工位分度轉盤17 ；
[0079]固定安裝在兩工位分度轉盤17上、由第一滑軌和第一軸承組成的第一旋轉滑動組合18 ；
[0080]固定安裝在兩工位分度轉盤17上、由第二滑軌和第二軸承組成的第二旋轉滑動組合19 ；
[0081]第一旋轉滑動組合18和第二旋轉滑動組合19交替旋轉180°由雙工位旋轉電機驅動。
[0082]導向夾緊機構包括:
[0083]由第一氣動連桿組合33、第一滾輪組合34和第一連接支撐座35組成的第一夾緊組合20，第一夾緊組合20固定在第一旋轉滑動組合18上，第一夾緊組合18上下升降和旋轉運動由第一旋轉滑動組合18傳動，第一氣動連桿組合33由第一夾緊塊36、第一連桿機構37、上下運動帶動第一連桿機構37工作的第一夾緊氣缸38和第一夾緊氣缸座39組成，用于夾緊和松開緊待焊接電池；
[0084]由第二氣動連桿組合、第二滾輪組合和第二連接支撐座組成的第二夾緊組合21，第二夾緊組合21固定在第二旋轉滑動組合19上，第二夾緊組合19上下升降和旋轉運動由第二旋轉滑動組合19傳動，第二氣動連桿組合由第二夾緊塊、第二連桿機構、上下運動帶動第二連桿機構工作的第二夾緊氣缸和第二夾緊氣缸座組成，用于夾緊和松開緊待焊接電池。
[0085]校正頂緊旋轉機構包括:
[0086]向上頂緊氣缸8，用于向上頂住第一旋轉滑動組合18或第二旋轉滑動組合19的軸承；
[0087]由待焊接電池旋轉電機31、待焊接電池旋轉電機固定座32以及待焊接電池旋轉電機連接件30組成的待焊接電池旋轉電機組合10，用于待焊接電池的長邊和短邊交替焊接時提供旋轉動力；
[0088]抽風口 11，用作吸煙塵的接口 ；
[0089]由兩角校正氣缸和滑軌組成的兩角校正組合14，用于使待焊接電池殼體與頂蓋兩角吻合；
[0090]擋板15，用于避免激光損傷定位組合部分；
[0091]由氣缸連接板、長邊校正氣缸、校正塊組成的長邊校正組合16，用于使待焊接電池殼體與頂蓋長邊吻合起校正作用，其與兩角校正組合同時工作；
[0092]連接板12，用于固定連接待焊接電池旋轉電機固定座32、長邊校正組合16中的氣缸連接板和兩角校正組合14中的滑軌；
[0093]以及
[0094]固定在待焊接電池旋轉電機組合10上的緩沖塊13，用于緩沖兩角校正氣缸和長邊校正氣缸活塞的繼續(xù)伸出。[0095]校正定位機構2的動作過程如下:
[0096]1)雙工位旋轉
[0097]啟動兩工位旋轉電機組合9-兩工位分度轉盤17上的第一旋轉滑動組合18、第一夾緊組合20與第二旋轉滑動組合19、第二夾緊組合21順時針180°互換位置-待焊接電池送到導向夾緊機構和校正頂緊旋轉機構；
[0098]2)導向夾緊和校正頂緊旋轉
[0099]長邊校正組合16、兩角校正組合14同時推緊待焊接電池殼體和頂蓋-向上頂緊氣缸8向上頂起-同時兩側第一夾緊氣缸38、第二夾緊氣缸升起-分別通過第一連桿機構37、第二連桿機構抱緊待焊接電池殼體-長邊校正組合16、兩角校正組合14同時松開待焊接電池殼體和頂蓋-開始激光焊接第一條長邊-啟動待焊接電池旋轉電機31-第一夾緊組合20順時針旋轉90°、第二夾緊組合21不旋轉-激光焊接第一條短邊-啟動待焊接電池旋轉電機31-第一夾緊組合20順時針旋轉90°、第二夾緊組合21不旋轉-激光焊接第二條長邊-啟動待焊接電池旋轉電機31-第一夾緊組合逆時針旋轉270°、第二夾緊組合21不旋轉-激光焊接第二條短邊；
[0100]3)再次雙工位旋轉
[0101]再次兩工位旋轉電機組合9-兩工位分度轉盤17上第一旋轉滑動組合18、第一夾緊組合20與第二旋轉滑動組合19、第二夾緊組合21逆時針180°互換位置-已焊接電池待抓料放料機構取出，同時將未焊接電池放入第一夾緊組合；
[0102]4)導向夾緊和校正頂緊旋轉
[0103]長邊校正組合16、兩角校正組合14同時推緊待焊接電池殼體和頂蓋-向上頂緊氣缸8向上頂起-第一夾緊氣缸38、第二夾緊氣缸同時升起-分別通過第一連桿機構37、第二連桿機構抱緊待焊接電池殼體-長邊校正組合16、兩角校正組合14同時松開待焊接電池殼體和頂蓋-開始激光焊接第一條長邊-啟動待焊接電池旋轉電機31-第二夾緊組合21順時針旋轉90°、第一夾緊組合20不旋轉-激光焊接第一條短邊-啟動待焊接電池旋轉電機31-第二夾緊組合21順時針旋轉90°、第一夾緊組合20不旋轉-激光焊接第二條長邊-啟動待焊接電池旋轉電機31-第二夾緊組合21逆時針旋轉270°、第一夾緊組合20不旋轉-激光焊接第二條短邊。
[0104]方殼動力電池頂蓋側焊的焊接截面為135X33mm，依次按待焊接電池頂蓋邊緣的第一長邊、第一短邊、第二長邊、第二短邊一次焊完，從抓料至放料的總時間計算如下:
[0105]焊接周長:(139+33)X2=344mm ;
[0106]焊接速度:80mm/s;
[0107]焊接時間:344/80=4.5s ；
[0108]運行時間:4s+5s+3s=12s ;其中4s是焊接前電池校正、向上頂緊氣缸8頂緊運行時間，5s是焊接后激光頭對位、校正氣缸向上頂緊氣缸8松開運行時間，3s是兩工位交替旋轉時間；
[0109]電池焊接從抓料至放料的總時間:焊接時間+運行時間=16.5s。
[0110]采用現(xiàn)有不具有自動校正功能的激光焊接夾具，電池焊接從抓料至放料的總時間是 23.5s。
[0111]表明本【具體實施方式】由于可以自動抓料放料、自動定位校正、雙工位旋轉，邊放料邊焊接，電池焊接從抓料至放料的總時間縮短30%，提高了效率，節(jié)省了人力，減輕了操作難度，提高了安全度。
[0112] 以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應當視為屬于本實用新型由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。
【權利要求】
1.一種具有自動校正功能的激光焊接夾具，包括抓料放料機構和位于所述抓料放料機構正下方的校正定位機構，其特征在于:所述抓料放料機構包括:由主升降氣缸、主升降氣缸連接件、旋轉氣缸和旋轉氣缸轉接件組成的主升降旋轉傳動部件；通過螺釘連接固定主升降旋轉傳動部件的懸臂；由第一副升降氣缸、第一副升降氣缸連接件、第一氣爪和第一氣爪手指組成的第一機械手；由第二副升降氣缸、第二副升降氣缸連接件、第二氣爪和第二氣爪手指組成的第二機械手；所述校正定位機構包括雙工位旋轉機構、導向夾緊機構和校正頂緊旋轉機構；所述雙工位旋轉機構包括:由旋轉臺、旋轉臺板及其提供旋轉動力的帶減速器的雙工位旋轉電機組成的雙工位旋轉電機組合；固定連接板；兩工位分度轉盤，所述兩工位分度轉盤固定在旋轉電機組合上；由第一滑軌和第一軸承組成的第一旋轉滑動組合，所述第一旋轉滑動組合固定安裝在所述兩工位分度轉盤上；由第二滑軌和第二軸承組成的第二旋轉滑動組合，所述第二旋轉滑動組合固定安裝在所述兩工位分度轉盤上；所述導向夾緊機構包括:由第一氣動連桿組合、第一滾輪組合和第一連接支撐座組成的第一夾緊組合，所述第一夾緊組合固定在第一旋轉滑動組合上，所述第一夾緊組合上下升降和旋轉運動由所述第一旋轉滑動組合傳動，所述第一氣動連桿組合由第一夾緊塊、第一連桿機構、上下運動帶動第一連桿機構工作的第一夾緊氣缸和第一夾緊氣缸座組成；由第二氣動連桿組合、第二滾輪組合和第二連接支撐座組成的第二夾緊組合，所述第二夾緊組合固定在第二旋轉滑動組合上，所述第二夾緊組合上下升降和旋轉運動由所述第二旋轉滑動組合傳動，所述第二氣動連桿組合由第二夾緊塊、第二連桿機構、上下運動帶動第二連桿機構工作的第二夾緊氣缸和第二夾緊氣缸座組成；所述校正頂緊旋轉機構包括:向上頂緊氣缸；由待焊接電池旋轉電機、待焊接電池旋轉電機固定座以及待焊接電池旋轉電機連接件組成的待焊接電池旋轉電機組合；抽風口 ；由校正氣缸和滑軌組成的兩角校正組合；擋板；由氣缸連接板、校正氣缸、校正塊組成的長邊校正組合；連接板；以及固定在待焊接電池旋轉電機組合上的緩沖塊。
2.如權利要求1所述的具有自動校正功能的激光焊接夾具，其特征在于:所述第一機械手和第二機械手設置在主升降旋轉傳動部件兩側，由所述主升降旋轉傳動部件傳動同時升降和旋轉互換位置，且所述主升降旋轉傳動部件、所述第一機械手和第二機械手各自獨立按照設定程序運行。
3.如權利要求1或2所述的具有自動校正功能的激光焊接夾具，其特征在于:所述第一旋轉滑動組合和第二旋轉滑動組合交替旋轉180°由所述雙工位旋轉電機驅動。`
【文檔編號】B23K26/70GK203509357SQ201320459458
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權日:2013年7月30日
【發(fā)明者】李毅, 黃海旺 申請人:深圳市聯(lián)贏激光股份有限公司