大功率激光齒輪焊接機制造技術

一種大功率激光齒輪焊接機，屬于激光焊接技術領域。包括激光器、機床及防護間，激光器固定在機床上，并置于防護間內，所述的激光器為全光纖激光器，其上連接垂直移動線性單元，所述垂直移動線性單元通過水平移動線性單元固定在機床的懸臂上。本實用新型專利技術激光頭通過兩個線性移動單元固定在懸臂上，分別完成X、Y兩個軸的線性運動，夾具傳動機構完成Z軸的運動，實現三軸聯動。機床上設有兩個工件工位，即可焊接普通齒輪或環形件，又可焊接長軸件。采用凸輪分度轉臺對普通件工位旋轉來完成放置被加工件和拾取加工完的工件；焊接長軸齒輪零件時，由第一氣缸控制夾具及其夾具傳動機構平移到相應位置，焊接后返回激光加工位置，結構簡單，安全可靠。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于激光焊接
，特別是涉及一種大功率激光齒輪焊接機，適 用于大功率激光焊接。
技術介紹
齒輪和齒輪軸在機械等很多行業都有非常廣泛的應用。齒輪與齒輪，齒輪與軸的 焊接技術也廣泛應用于汽車變速箱、機床傳動等領域。原有的齒輪焊接技術大都是基于傳 統的焊接技術。傳統的電弧焊等焊接技術有焊后零件熱變形大、人工焊接質量難保障、容易 出現焊接缺陷、生產效率不高等問題。也有少量生產單位采用電子束焊接或者大功率(X)2 激光焊接的方法。電子束焊接由于其有先天的缺陷很多情況不適合使用。而CO2激光器需 要靠外光路系統來傳導激光，因此，在每次設備開始使用前，CO2激光器都要進行光路調整。 CO2激光器的外光路系統在使用過程中較容易受到外界振動和沖擊的影響。比較而言，光纖 激光器靠整根光纖來傳導激光，對于激光器放置環境條件要求不高，而且應用靈活。(X)2激 光器使用的激光氣體、廠房成本、維護和保養、電能消耗、零部件更換、激光器成本等消耗比 較高。對于光束質量和材料對激光的吸收，光纖激光也有非常大的優勢。同時，在機床系統 及工裝夾具方面，大部分的裝夾都單純使用三爪卡盤、頻繁更換工裝而不能適用多種零件， 生產率也較低。
技術實現思路
針對上述存在的技術問題，本技術提供一種大功率全光纖激光齒輪焊接機， 其焊接性能好，適合齒輪及齒輪軸的焊接。為了實現上述目的，本技術的技術方案如下本技術包括激光器、機床及防護間，激光器固定在機床上，并置于防護間內， 所述的激光器為全光纖激光器，其上連接垂直移動線性單元，所述垂直移動線性單元通過 水平移動線性單元固定在機床的懸臂上。所述的機床包括支撐框架、底座、懸臂、立柱、送料裝置、支撐臺板、工件臺板、夾 具、夾具傳動機構、第一氣缸及導軌支撐架，所述立柱、送料裝置和導軌支撐架分別固定在 底座上，支撐臺板固定在立柱上，帶有激光頭的懸臂安裝于立柱上，與夾具一端連接的夾具 傳動機構滑動安裝在導軌支撐架的導軌上，并與第一氣缸連接，送料裝置一端通過轉臺支 撐架安裝在底座上，另一端與工件臺板連接，工件臺板和支撐臺板上分別設有長軸件工位 和普通件工位。所述的夾具傳動機構包括第二氣缸、動力軸、連接調整件、傳動箱及滾動花鍵母夾 具，所述第二氣缸通過連接調整件連接動力軸，動力軸另一端連接夾具，傳動箱通過導軌滑 動安裝在導軌支撐架上，且與第一氣缸連接，滾動花鍵母套裝在動力軸上，其內圈法蘭與傳 動箱的傳動件連接，外圈與傳動箱連接。所述的傳動箱包括電機、減速機及皮帶和兩帶輪構 成的傳動件，電機連接減速機，兩帶輪分別安裝在減速機的輸出軸和動力軸上。所述的連接調整件包括連接軸、軸承座、軸端擋圈、軸承壓蓋及軸承，軸承座一端 和連接軸連接，另一端連接軸承壓蓋，在軸承與連接軸間設有軸承擋圈，軸承置于軸承座 內，與動力軸連接，連接軸與第二氣缸連接。所述的夾具包括三爪卡盤、工件托盤、轉動支撐件、滑動壓蓋、支架及彈簧，所述工 件托盤置于工件臺板的放件工位上，轉動支撐件安裝在支撐臺板上相對工件托盤的一側， 在另一側通過鎖緊螺母安裝有支架，套裝有彈簧的滑動壓蓋安裝在支架上，另一端伸出轉 動支撐件。所述的轉動支撐件包括本體、壓蓋和推力軸承，所述本體為帶有外翻邊沿的筒形 結構，其外翻邊沿內設有推力軸承，通過推力軸承與支撐臺板連接，在帶有外翻邊沿的一側 設置有帶內孔的壓蓋，其內孔與滑動壓蓋伸出端配合。所述的工件托盤上設有與工件內孔 配合的定位凸臺。所述的送料裝置包括凸輪分度轉臺和轉臺支撐架，所述分度轉臺通過轉臺支撐架 安裝在底座上，另一端與工件臺板連接。在所述機床的普通件工位、長軸件工位、轉動支撐件的壓蓋、滑動壓蓋及工件托盤 上均設有光電傳感器。本技術的有益效果是1.本技術采用的激光器為集成IPG 4000W多模摻鐿光纖激光器，激光束模式 為多模，適合于金屬焊接，具有高功率、高效率、高亮度的特點。防護間能防止可能發生的激 光輻射對工作人員造成的身體傷害。2.本例中機床采用懸臂結構，激光頭通過兩個線性移動單元固定在懸臂上，分別 完成χ、γ兩個軸的線性運動，夾具傳動機構完成Z軸的運動，實現三軸聯動。機床上設有兩 個工件工位，即可焊接普通齒輪或環形件，又可焊接長軸件。采用高精度凸輪分度轉臺對普 通件工位旋轉來完成放置被加工件和拾取加工完的工件，方便、安全。當焊接長軸齒輪零件 時，由第一氣缸控制夾具及其夾具傳動機構平移到相應位置，及焊接后返回激光加工位置， 結構簡單，安全可靠。3.本技術中夾具部分采用轉動支撐件和滑動壓蓋壓緊工件，在壓緊工件的同 時，防止可能的焊接飛濺落入工件內部影響工件精度。其中滑動壓蓋上套裝有彈簧，通過彈 簧控制其沿垂直方向滑動，以防止過定位工件。轉動支撐件的推力軸承，保證旋轉及承受軸 向載荷。4.傳動機構中采用滾動花鍵母，其內圈與動力軸連接，外圈固定在傳動箱上，能夠 保證動力軸傳遞扭矩又能進行軸向運動的精度。連接調整件上部分隨動力軸轉動，下部分 與第二氣缸連接，能夠保證動力軸的扭矩不會傳遞給第二氣缸，但又能傳遞第二氣缸的雙 向軸向力。5.本技術對齒輪、齒輪軸等環形件的焊接提供了 一種焊接效果優良的，并適 用于大規模批量生產的解決方案。附圖說明圖1是本技術的外型結構示意圖。圖2是本技術的焊機內部結構布置圖。圖3是本技術的夾具部分剖視示意圖。圖4是圖3中的I部放大示意圖。圖5是圖3中轉動支撐件的結構示意圖。圖6是本技術夾具傳動的結構示意圖。圖7是圖6中連接調整件的結構示意圖。圖中1.普通件工位，2.控制面板，3.長軸件工位，4.激光器，5.水冷機。6.支撐 框架，7.立柱，8.懸臂，9.垂直移動線性單元，10.激光頭，11.支撐臺板，12.凸輪分度轉 臺，13.轉臺支撐架，14.導軌支撐架，15.傳動箱，16.第一氣缸，17.工件，18.工件托盤， 19.滑動壓蓋支架，20.轉動支撐件，21.滑動壓蓋，22.鎖緊螺母，23.推力軸承，24.夾具， 25.動力軸，26.滾動花鍵母，27.皮帶輪，28.減速機，29.電機，30.第二氣缸，31.連接調整 件，32.防護間，33.水平移動線性單元，34.底座，35.工件臺板，36.彈簧，37.壓蓋。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術作進一步詳細說明。實施例如圖1、圖2所示，本技術包括激光器4、機床及防護間32，激光器4固 定在機床上，并置于防護間32內，所述的激光器為全光纖激光器，其上連接垂直移動線性 單元9，所述垂直移動線性單元9通過水平移動線性單元33固定在機床的懸臂8上。本例 中采用的垂直移動線性單元9和水平移動線性單元33型為Rexroth公司的MFOl型線性單元。本例所述的機床包括支撐框架6、底座34、懸臂8、立柱7、送料裝置、支撐臺板11、 工件臺板35、夾具、夾具傳動機構、第一氣缸16及導軌支撐架14，所述立柱7、送料裝置和導 軌支撐架14分別固定在底座34上，支撐臺板11固定在立柱7上，帶有激光頭10的懸臂8 安裝于立柱7上，與夾具M —端連接的夾具傳動機構滑動安裝在導軌支撐架14的導軌上， 并與第一氣缸16連接，送料裝置一端通過轉臺支撐架13安裝在底座34上，另一端與工件 臺板35連接，所述工件本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種大功率激光齒輪焊接機，包括激光器、機床及防護間，激光器固定在機床上，并置于防護間內，其特征在于：所述的激光器為全光纖激光器，其上連接垂直移動線性單元，所述垂直移動線性單元通過水平移動線性單元固定在機床的懸臂上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王璐，范衛國，范榮博，李峰，楊松，
申請(專利權)人：杭州中科新松光電有限公司，
類型：實用新型
國別省市：86