一种波形弹簧自动化焊接装置的制作方法

本发明属于波形弹簧焊接装置，具体涉及一种波形弹簧自动化焊接装置。

背景技术：

1、波形弹簧是具有若干波峰和波谷的弹性元件，通常由带状或环状弹性金属件卷绕成形，并在开口两端进行对接焊接以形成闭合环。

2、由于波形弹簧具有波峰、波谷相间的薄壁结构，其壁厚通常在毫米级以下，装夹时极易发生局部挤压、翘曲和上下错位。待焊接两端面的间隙、横向位置以及厚度方向的对齐状态，会直接决定焊缝成形质量和产品尺寸一致性。激光焊接等热加工工序本身耗时很短，但上料、定位、压紧、端面对齐和下料等辅助工序占用了绝大部分节拍，成为制约批量生产效率的主要环节。

3、现有的波形弹簧焊接装夹技术中，已有若干针对性方案。

4、如中国实用新型专利cn218253413u公开了一种波簧焊接工装，该工装借助仿形面提高对波簧波段的定位效果，并通过避让部位避免激光束对工装的影响。但是，该工装的定位依赖于上仿形面、下仿形面与波簧波段的形状吻合，换型时须更换与波段相适配的支撑块和压紧块，通用性受限。

5、除上述现有技术存在的不足外，现有的波形弹簧装夹方式还存在以下共性问题：（1）依赖操作人员反复调整工件与夹具的相对位置，装夹一致性取决于操作经验，定位重复性差，且单件装夹耗时长，难以形成自动循环。（2）单纯的径向外夹需在薄壁外表面施加集中夹紧力，容易在工件表面产生局部压痕甚至永久变形；真空吸附夹具则受工件表面状态（油污、氧化层、翘曲）影响显著，吸附力不稳定，一旦漏气即造成工件移位。（3）采用固定限位块虽可改善粗定位，但为便于自动装料必须在限位件与工件之间保留装配间隙，该间隙会形成不可忽略的对齐偏差；加之不同批次工件本身可能存在弯曲、波高不一致或尺寸波动，仅靠单一刚性限位难以同时满足快速装料、均匀夹紧和端面稳定对齐三项要求。

6、因此，亟需一种能够在不损伤薄壁工件外表面的前提下，实现受力均匀、可重复的径向中心定位与端面双向对齐的自动化焊接装置。

技术实现思路

1、发明目的：为了克服以上不足，本发明提供一种波形弹簧自动化焊接装置，使薄壁波形弹簧受力均匀，可重复径向定位，装夹定位一致，避免造成局部挤压、压痕和变形，避免焊接端面错位，减少装配间隙，提高焊接质量和效率。

2、技术方案：为了实现上述目的，本发明提供一种波形弹簧自动化焊接装置，包括夹具底板，夹具底板上开设有下避让口。

3、径向定位机构，设于夹具底板上。径向定位机构包括驱动件、沿驱动件周向间隔布置的多个联动件，以及与各联动件连接的多个撑紧件。驱动件经各联动件带动各撑紧件沿径向同步移动，以从待焊波形弹簧的内周对其撑抵并建立径向中心定位。

4、压紧机构，包括可开合地设于夹具底板上的压板，压板上设有上避让口。上避让口与下避让口相对设置，形成焊接通道。压板朝向夹具底板一侧可拆卸地设有多个压块。压块用于在焊接时压抵待焊波形弹簧，使其两个待焊端面处于同一焊接平面。

5、本发明中焊接执行端（如激光头）可从上避让口与下避让口形成焊接通道接近待焊接部位，便于观察焊缝、排出焊渣。径向定位机构通过多点同步抵靠待焊波形弹簧内周，使夹紧力沿圆周分散并使工件中心与夹具基准轴线重合，避免单纯外夹造成的局部挤压、压痕和变形，结合压块压抵待焊波形弹簧，使待焊接端面处于同一焊接平面，避免焊接错位，提高焊接精度。

6、进一步地，上述的波形弹簧自动化焊接装置中，夹具底板上可拆卸地设有预定位件。预定位件绕径向定位机构的外周间隔设置，待焊波形弹簧设于预定位件与径向定位机构之间，预定位件用于在撑紧件动作前限定待焊波形弹簧的位置。预定位件用作粗限位并保留允许自动上料的间隙，不对待焊波形弹簧施压，因而不会造成挤压；待焊波形弹簧的精确定位由径向定位机构完成。

7、进一步地，上述的波形弹簧自动化焊接装置中，驱动件包括轴向移动件。各所述联动件包括第一联动板和第二联动板，第一联动板和第二联动板通过转轴可转动连接。所述第一联动板的一端与所述轴向移动件铰接，另一端与对应的所述撑紧件铰接；所述轴向移动件沿轴向位移时经所述第一联动板带动对应的所述撑紧件沿径向运动，从而将轴向运动转换为多个撑紧件的同步径向运动，实现多点同步抵靠待焊波形弹簧内周，避免引起局部挤压、压痕和变形。

8、进一步地，上述的波形弹簧自动化焊接装置中，轴向移动件包括丝杆与丝杆螺母。丝杆沿竖直方向设置，丝杆与丝杆螺母螺纹配合。丝杆经蜗轮蜗杆机构与第一旋转驱动装置传动连接。第二联动板的一端与丝杆端部设置的轴承座铰接，另一端与所述撑紧件上沿竖直方向设置的通槽滑动配合。蜗轮蜗杆机构可提供减速与自保持作用，能够避免突发停机时撑紧件意外回缩，同时丝杆与丝杆螺母传动定位精度高，确保撑紧件的同步内撑。

9、进一步地，上述的波形弹簧自动化焊接装置中，夹具底板上设有径向导向部。各撑紧件沿对应的径向导向部移动。撑紧件朝向待焊波形弹簧的一侧可拆卸地设有接触块。通过更换不同厚度的接触块即可覆盖不同内径规格的波形弹簧。

10、进一步地，上述的波形弹簧自动化焊接装置中，夹具底板与压板通过铰接组件铰接。压板经铰接组件可相对于夹具底板翻转。压板连接有齿轮传动件，齿轮传动件的轴线与铰接组件的翻转轴线同轴。压板经齿轮传动件与第二旋转驱动装置传动连接，第二旋转驱动装置用于驱动压板相对于夹具底板开合。

11、进一步地，上述的波形弹簧自动化焊接装置中，压板设有供径向定位机构穿过的避让槽。压块沿避让槽的外周设置，压块成对设于径向定位机构两侧。成对的压块的相对面分别设有施压斜面，施压斜面用于对待焊波形弹簧的两端施加轴向及径向的压力，使待焊波形弹簧的待焊接两端轴向对齐。避让槽的设置使压板闭合时得以容纳径向定位机构的上部，避免发生干涉。成对的施压斜面相对设置而构成楔形夹持空间，压板闭合时单一斜面同时产生轴向压紧分力与径向对中分力，既在厚度方向整平波峰，又在径向推挤两端相互靠拢。

12、进一步地，上述的波形弹簧自动化焊接装置中，压板上设有限位板，两个限位板分别设于上避让口两侧。限位板设有v型限位槽，待焊波形弹簧的待焊接两端分别容置于两个限位板的v型限位槽内，v型限位槽对待焊波形弹簧的待焊接两端进行径向限位，使待焊接两端径向对齐。v型限位槽的开口朝向待焊波形弹簧，其对称的v型几何形状使置入其中的待焊波形弹簧端部在压板闭合过程中被自动导正至v型限位槽的中心位置，无需额外的对中驱动机构即可完成径向对中。

13、进一步地，上述的波形弹簧自动化焊接装置中，压板或夹具底板上设有弹簧柱塞。弹簧柱塞与待焊波形弹簧相对设置。压板闭合时，弹簧柱塞对待焊波形弹簧施加受控的弹性预紧力，以适应不同批次工件的厚度波动并避免刚性过压。

14、上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

15、①本发明波形弹簧自动化焊接装置，通过多个撑紧件同步作用于待焊波形弹簧内周，使夹紧力沿圆周分散，可减少薄壁波形弹簧的局部压痕和变形，并提高中心定位的重复性；由于夹紧力作用于内周而非外表面，产品外观面不留下夹持痕迹；

16、②本发明通过成对压块的施压斜面同时提供轴向压紧分力与径向对中分力，使待焊接两端在厚度方向整平并相互靠拢，避免焊接端面错位，提高焊接质量；

17、③本发明通过v型限位槽对待焊波形弹簧的待焊接两端进行几何自动定心，与施压斜面的轴向整平相配合，实现径向与轴向的双向对齐，且定心不依赖额外的传感器或驱动机构，结构简单可靠；

18、④本发明设置绕内撑机构外周的预定位件作粗限位、保留上料间隙而不参与同步施压，便于自动上下料，避免了对薄壁工件的双向挤压，兼顾快速上料与防变形；

19、⑤本发明将接触块、压块和预定位件均设为可拆卸地，使装置能够通过更换接触块、压块和预定位件以适配不同直径、厚度和波形规格的波形弹簧，提高装置的适配性。