專利名稱：激光焊接頭與工件壓緊一體化z軸箱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種激光焊接頭與工件壓緊一體化z軸箱裝置，該裝置作為數控
激光焊接機的配套裝置，用以實現激光焊接頭多方向進給和工件的壓緊。
背景技術：
激光焊接是指采用高能激光束聚焦后照射工件表面，使工件的照射區域快速熔 化，快速冷卻，進行焊接的工藝過程。 激光焊接系統通常至少由四部分組成，即激光器、導光系統、激光焊接頭、激光焊 接設備主機。其中，激光加工設備主機一般包括床身、橫梁、工作臺等基礎部件及Z軸箱、壓 緊機構等功能部件。其中Z軸箱用以安裝導光系統及激光焊接頭，一般激光焊接頭安裝在 Z軸箱上，并在Z軸箱上實現Z軸方向進給；Z軸箱安裝在橫梁上，由Z軸箱上的Y軸驅動， 在橫梁上即Y方向進給運動，激光焊接頭在X方向的運動是通過橫梁在床身上運動實現的。 壓緊機構用于固定待焊接工件的加工位置，以保證焊接質量。 現有Z軸箱一般功能單一，僅用于安裝激光焊接頭及實現焊接頭的Y軸及Z軸方 向的進給，X軸方向的進給多采用橫梁沿床身方向做直線運動的方式，不但運行速度不高且 定位精度低。 通常激光焊接設備還須配置獨立的壓緊機構，需要獨立的驅動裝置實現其壓緊功 能，不但結構復雜且制造成本高。
發明內容本實用新型設計一種激光焊接頭與工件壓緊一體化Z軸箱裝置，集實現激光焊接 頭多方向進給功能與工件壓緊功能為一體，使Z軸箱簡單輕巧、使用可靠、控制操作簡單、 實用性強、制造成本低。
本實用新型采用的技術方案一種激光焊接頭與工件壓緊一體化Z軸箱裝置，包
括Z軸箱裝置，Z軸箱裝置通過Y軸溜板與橫梁上的直線導軌副滑動連接，還有凹型壓緊裝
置托板與橫梁的直線導軌副滑動連接，Y軸溜板位于壓緊裝置托板的凹型空缺中，壓緊裝置
托板)上安裝壓緊裝置；在Z軸箱裝置上安裝有與X軸方向相同的U向驅動裝置，Z軸箱裝
置下部安裝聯動滾輪，在壓緊裝置的對應位置有與滾輪匹配的Y型聯動滑槽。 所述的壓緊裝置包括安裝在壓緊裝置托板兩側的汽缸，汽缸推桿下端是連接滑
座，L型壓板固定在連接滑座上；L型壓板下部的水平板下安裝壓緊滾輪，Y型聯動滑槽在L
型壓板的豎直板上，L型壓板下部水平板的中間有激光焊接頭通過的孔。 所述的激光焊接頭與工件壓緊一體化Z軸箱裝置，其U向驅動裝置包括安裝激光
焊接頭Z向溜板的U向溜板，U向溜板安裝在Z軸箱體上的U向直線導軌副上，U向溜板由
U向伺服電機驅動，齒輪齒條傳動副傳動，作平行于X向的U向運動，小范圍插補運動時，代
替X軸進給。
本實用新型的優點本實用新型集實現激光焊接頭多方向進給功能與工件壓緊功
3能為一體，使Z軸箱簡單輕巧、使用可靠、控制操作簡單、實用性強、制造成本低；增加了U軸
進給，在焊接過程中進行小范圍插補運動，代替整個橫梁的x軸進給，使焊接頭進給響應速
度更快、定位更精確。
圖1是本實用新型裝置的整體剖面構造圖。 圖2是本實用新型裝置的焊接頭部件結構圖。 圖3是本實用新型裝置的壓緊機構結構圖。 圖4是本實用新型裝置的托板部件結構圖。 圖5是本實用新型裝置的滾輪、卡槽機構結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型的具體結構 如圖1、圖3、圖4:本實用新型的激光焊接頭與工件壓緊一體化Z軸箱裝置包括Z 軸箱裝置1， Z軸箱裝置1通過Y軸溜板2與橫梁5上的直線導軌副5. 1滑動連接，本實用 新型增加凹型壓緊裝置托板4與橫梁5的直線導軌副5. 1滑動連接，Y軸溜板2位于壓緊 裝置托板4的凹型空缺4. 1中，壓緊裝置托板4上安裝壓緊裝置3 ;在Z軸箱裝置1上安裝 有與X軸方向相同的U向驅動裝置，Z軸箱裝置下部安裝聯動滾輪la，在壓緊裝置3的對應 位置有與滾輪la匹配的Y型聯動滑槽3a。 壓緊裝置3包括安裝在壓緊裝置托板4兩側的汽缸3. 1 ，汽缸推桿3. 2下端是連接 滑座3. 3， L型壓板3. 4固定在連接滑座3. 3上；連接滑座3. 3由安裝在壓緊裝置托板4上 的直線導軌副4. 2支撐，通過汽缸3. 1推桿3. 2，帶動連接滑座3. 3和L型壓板3. 4上下運 動，即作與Z軸方向平行的壓緊與松開運動。L型壓板3. 4下部的水平板上通過滾輪安裝座 3.7安裝壓緊滾輪3.6。 Y型聯動滑槽3a在L型壓板3. 4的豎直板上，L型壓板3. 4下部水平板的中間有 激光焊接頭通過的孔3.5。 本實用新型實現Y軸溜板2與壓緊裝置托板4聯動或脫開的原理如下 當工件在松開狀態下，汽缸推桿3. 2向上運動，L型壓板3. 4抬起，安裝在Z軸箱裝
置下部的聯動滾輪la卡在壓緊裝置3上的Y型聯動滑槽3a中，使壓緊裝置托板4與Y軸
溜板2聯動，即由Y軸溜板2驅動系統帶動壓緊裝置3與Z軸箱裝置一起運動。 當工件在壓緊狀態下，汽缸推桿3. 2向下運動，壓緊裝置3向下運動，Z軸箱裝置
下部的聯動滾輪la從壓緊裝置3上的Y型聯動滑槽3a中脫出，即壓緊裝置托板4與Y軸
溜板2不關聯，緊固在L型壓板3. 4下部的壓緊滾輪3. 6將待焊接工件壓緊。在工件壓緊
狀態下，即焊接過程中，Y軸溜板2及Z軸箱裝置在靜止不動的壓緊裝置托板4的凹型空缺
4. 1中作小范圍的Y軸運動。 如圖2 :Z軸箱裝置1由Z軸伺服電機1. 1、Z向直線導軌1. 5、Z軸箱體1. 8、U向溜 板1. 10、 Z向溜板1. 3、焊接頭1. 4及各傳動副組成。Z向溜板1. 3和焊接頭1. 4通過Z軸 伺服電機1. 1驅動，Z向直線導軌1. 5支撐，安裝在Z向溜板1. 3上的滾珠絲桿螺母副1. 2 傳動，在U向溜板1. 10上實現Z軸方向的運動，[0024] 本實用新型增加U向驅動裝置，激光焊接頭1. 4安裝在Z向溜板1. 3上，Z向溜板 1. 3通過Z向直線導軌1. 5安裝在U向溜板1. 10上，由Z軸伺服電機1. 1驅動；U向溜板 1. 10通過U向直線導軌副1. 9安裝在Z軸箱體1. 8上，U向溜板1. 10由U向伺服電機1. 6 驅動，齒輪齒條傳動副1.7傳動，作平行于X向的U向運動，小范圍插補運動時，代替橫梁5 在床身上的X軸進給。
權利要求一種激光焊接頭與工件壓緊一體化Z軸箱裝置，包括Z軸箱裝置，Z軸箱裝置(1)通過Y軸溜板(2)與橫梁(5)上的直線導軌副滑動連接，其特征在于有凹型壓緊裝置托板(4)與橫梁(5)的直線導軌副滑動連接，Y軸溜板(2)位于壓緊裝置托板(4)的凹型空缺(4.1)中，壓緊裝置托板(4)上安裝壓緊裝置(3)；在Z軸箱裝置(1)上安裝有與X軸方向相同的U向驅動裝置，Z軸箱裝置下部安裝聯動滾輪(1a)，在壓緊裝置(3)的對應位置有與滾輪(1a)匹配的Y型聯動滑槽(3a)。
2. 根據權利要求1所述的激光焊接頭與工件壓緊一體化Z軸箱裝置，其特征在于壓 緊裝置(3)包括安裝在壓緊裝置托板(4)兩側的汽缸(3. 1)，汽缸推桿(3. 2)下端是連接滑 座(3. 3) ， L型壓板(3. 4)固定在連接滑座(3. 3)上；L型壓板(3. 4)下部的水平板下安裝 壓緊滾輪(3.6)，Y型聯動滑槽(3a)在L型壓板(3.4)的豎直板上，L型壓板(3.4)下部水 平板的中間有激光焊接頭通過的孔(3. 5)。
3. 根據權利要求1或2所述的激光焊接頭與工件壓緊一體化Z軸箱裝置，其特征在于 U向驅動裝置包括安裝激光焊接頭Z向溜板(1. 3)的U向溜板(1. 10) ，U向溜板(1. 10)安 裝在Z軸箱體(1. 8)上的U向直線導軌副(1. 9)上，U向溜板(1. 10)由U向伺服電機(1. 6) 驅動，齒輪齒條傳動副(1.7)傳動，作平行于X向的U向運動。
專利摘要本實用新型提供一種激光焊接頭與工件壓緊一體化Z軸箱裝置，包括Z軸箱裝置，Z軸箱裝置通過Y軸溜板與橫梁上的直線導軌副滑動連接，有凹型壓緊裝置托板與橫梁的直線導軌副滑動連接，Y軸溜板位于壓緊裝置托板的凹型空缺中，壓緊裝置托板上安裝壓緊裝置；在Z軸箱裝置上安裝有與X軸方向相同的U向驅動裝置，Z軸箱裝置下部安裝聯動滾輪，在壓緊裝置的對應位置有與滾輪匹配的Y型聯動滑槽。當工件在松開狀態下，聯動滾輪卡在壓緊裝置上的Y型聯動滑槽中，使壓緊裝置與Y軸溜板聯動，當工件在壓緊狀態下，Z軸箱裝置下部的聯動滾輪從壓緊裝置上的Y型聯動滑槽中脫出，即壓緊裝置與Y軸溜板不關聯，壓緊裝置實現將待焊接工件壓緊。
文檔編號B23K26/42GK201455550SQ20092008579
公開日2010年5月12日 申請日期2009年5月15日 優先權日2009年5月15日
發明者李慧勤, 李斌, 胡躍斌, 鄧家科, 郭平華 申請人:武漢法利萊切割系統工程有限責任公司