一种铝型材车窗多工位激光焊接设备及方法与流程

本发明涉及激光焊接设备，具体提供了一种铝型材车窗多工位激光焊接设备及方法。

背景技术：

1、目前，铝型材弧形车窗普遍采用多工位激光焊接设备完成组角焊接作业，通过分度转台实现工件上下料、预热、焊接及冷却的流水线加工，有效提升车窗焊接的整体生产效率。常规焊接设备通过固定工装夹持车窗型材，对车窗四角组角位置进行激光熔焊，能够满足常规矩形车窗的密封焊接需求，在门窗型材批量加工领域得到广泛应用。针对上部双侧弧形、下部直边的异形车窗，行业也普遍采用单面施焊后人工翻面补焊的方式完成整体焊接加工。

2、现有焊接设备在实际使用中仍存在明显不足，常规固定工装会遮挡车窗底边焊缝，无法一次性完成四角焊接，人工翻面二次装夹易造成弧形角基准偏移，导致焊缝错位、熔透不均。同时传统设备工件翻转与焊枪调节相互独立，仅能翻转完成后手动调整焊接角度，无法适配单侧弧形轮廓变化，弧形焊缝成型质量差、良品率低。为此，本发明提出一种多工位自适应翻转调位焊接设备及方法，通过翻转同步自动调位调角、分序焊接结构，解决上述技术缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种铝型材车窗多工位激光焊接设备及方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种铝型材车窗多工位激光焊接设备，包括焊接桌、车窗本体以及固定连接在焊接桌上表面的增高架，所述增高架的上端设置有对车窗本体进行定位夹持与翻转调节的夹持翻转机构，所述车窗本体的两端设置有在车窗本体翻转时自动调整焊接位置和焊接角度的第一焊接机构和弧边焊接机构，所述第一焊接机构、弧边焊接机构能够跟随车窗本体翻转姿态自动调节焊接位置与焊接角度，适配车窗本体上部单侧弧形角焊缝焊接。

3、优选地，所述弧边焊接机构包括固定连接在焊接桌上表面的第三滑轨，所述第三滑轨的外表面滑动连接有第三滑块，所述第三滑块的一侧固定连接有推动气缸，所述推动气缸的一端固定连接有移动架，所述移动架的内部滑动连接有第二推动卡球，所述第二推动卡球的外表面套接有第二弹簧，所述移动架的上表面转动连接有第三齿轮，所述第三齿轮的上表面固定连接有第三转动滑轨，所述第三转动滑轨的内部滑动连接有第三滑动块，所述第三滑动块的上表面固定连接有第二焊接臂。

4、优选地，所述增高架的一侧固定连接有第二齿杆，所述焊接桌的内部侧表面固定连接有第三伸缩杆，所述第三伸缩杆的上端固定连接有按压块，所述按压块的侧表面固定连接有第三齿杆，所述第三伸缩杆的外表面套接有第三弹簧。

5、优选地，所述第一焊接机构包括固定连接在焊接桌上表面的第二滑轨，所述第二滑轨的外表面滑动连接有第二滑块，所述第二滑块的上表面转动连接有第二齿轮，所述第二齿轮的上表面转动连接有第二转动滑轨，所述第二转动滑轨的内部滑动连接有第二滑动块，所述第二滑动块的上表面固定连接有第一焊接臂，所述增高架的另一侧固定连接有第一齿杆，所述第二滑块的内部滑动连接有第一推动卡球，所述第一推动卡球的外表面套接有第一弹簧。

6、优选地，所述夹持翻转机构包括固定连接在增高架上表面的第一滑轨，所述第一滑轨的外表面滑动连接有第一滑块，所述第一滑块的上表面固定连接有固定架，所述第一滑块的上表面转动连接有圆形翻转架，所述圆形翻转架的内部开设有限位槽，所述圆形翻转架的外表面固定连接有外齿环，所述第一滑块的内部转动连接有转环齿轮，所述圆形翻转架的内部固定连接有夹持伸缩杆，所述夹持伸缩杆的顶端固定连接有夹持防护板。

7、优选地，所述增高架的上表面固定连接有第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的上表面固定连接有支撑板，所述第一伸缩杆的外表面套接有推动弹簧，所述焊接桌的上表面固定连接有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆的上表面固定连接有第一支撑架，所述第一支撑架的上表面固定连接有第一夹持装置，所述第一支撑架的底端固定连接有连接底板，所述连接底板的上表面固定连接有第二支撑架，所述第二支撑架的上表面固定连接有第二夹持装置。

8、优选地，所述第三齿轮与第二齿杆和第三齿杆啮合配合，所述按压块设置第三齿杆的一端为弧面，且按压块的左侧上边线为弧面，所述第三滑块通过推动气缸与移动架相连接，所述第三转动滑轨的后端设置有圆形凹槽，且凹槽的尺寸与第二弹簧前端球形尺寸适配。

9、优选地，所述第二齿轮与第一齿杆啮合配合，所述第一齿杆和第二齿杆分别设置有两个且分别设置在两根增高架两端，所述第二转动滑轨的后端设置有圆形凹槽，且凹槽的尺寸与第一推动卡球前端球形尺寸适配。

10、优选地，所述第一滑块的内部设置有齿槽，所述转环齿轮与第一滑块内部齿槽啮合连接，所述外齿环与转环齿轮啮合连接，所述车窗本体上下两侧设置有夹持防护板，通过设置的夹持防护板将车窗本体进行夹持，所述固定架滑动连接在限位槽的内部，所述第一夹持装置设置有两个对车窗本体前端夹持，所述第二夹持装置设置有两个，且分别设置在车窗本体的两侧。

11、一种铝型材车窗多工位激光焊接方法，包括以下步骤：

12、s1：工件上料锁紧定位：将上部单侧带弧形角的车窗本体放置在圆形翻转架的内部有夹持防护板进行夹持，同时，另外三边放置在第一支撑架和第二支撑架的上方由第一夹持装置和第二夹持装置进行夹持；

13、s2：焊接弧形边与直角边焊缝：启动第一焊接机构与弧边焊接机构同时对左右两侧的焊缝进行焊接，对右侧的焊接时，第二滑块沿第二滑轨的方向移动，当第二齿轮与第一齿杆啮合时，第二齿轮会被带动旋转，从而使第一焊接臂与焊缝在同一直线上，通过第二滑动块滑动在第二转动滑轨的内部进行前后移动，先对四处前后依次焊接，第三滑块沿第三滑轨方向移动，第二焊接臂会因为第三齿轮向后移动时候与第三齿杆啮合，当第二焊接臂先被推动旋转至45°，在继续向后移动时会使移动架将按压块和第三齿杆向下按压，滑动至极限位置时，通过推动气缸将移动架推动，从而带动第二焊接臂向右移动，当第三齿轮与第二齿杆啮合时继续移动，会使第二焊接臂转动到与弧形角焊缝适配的位置，当上方两个焊接完成后，第二滑块和第三滑块移动到左下和右下焊缝进行焊接，焊接左下角焊缝时，推动气缸不推动移动架带动第二焊接臂向前，从而可以对左下直角焊接，在翻转后焊接底部一面时候通过推动气缸推动从而对弧形角一侧焊缝焊接；

14、s3：对底部焊缝焊接：先将夹持的第一夹持装置和第二夹持装置松开，通过第二伸缩杆带动夹持装置下移，通过第一滑块在第一滑轨上方滑动，第一滑块内部齿槽与转环齿轮啮合、外齿环啮合，从而驱动圆形翻转架带动车窗本体进行180°翻转；翻转后的车窗本体为夹持的一端翻转到支撑板上方进行支撑，从而翻转全程两套焊接机构持续联动，实时调整焊接臂位置与倾斜角度，匹配车窗弧形轮廓空间姿态，避免工装与焊枪干涉。

15、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、1.本发明采用直线输送工装搭配齿圈式180°翻转夹持机构，升降弹簧支撑组件缓冲压紧冲击力，有效避免型材表面划伤，齿轮啮合翻转传动平稳，工件翻转全程无松动偏移，一次装夹即可锁定车窗四角基准，省去人工拆件二次定位工序，彻底解决传统工装正装底边焊缝被底座遮挡、二次装夹基准错位导致的熔透不良、车窗漏水缺陷。

17、2.本发明通过配置双激光焊接机器人与翻转机构时序联动，工件翻转过程中机器人同步自适应调整焊枪位置与焊接角度，无需停机单独微调设备姿态，先焊三边再翻转焊底边的分段工艺完美适配单侧弧形车窗结构，纵向直线输送工装实现上料、缓存、焊接、下料多工位并行作业，两台机器人可分别对应车窗两侧弧形焊缝同步走焊，单件车窗焊接加工工时缩短40%，多工位连续流水线作业大幅提升批量生产效率，同时差异化工位布局减少翻转机构配置数量，有效降低整机制造成本。