一种涡壳组件激光焊接装置的制作方法

1.本实用新型涉及激光焊接技术领域，具体为一种用于涡壳组件激光焊接装置。


背景技术：

2.汽车发动机涡轮增压器控制增压程度是通过控制作用在涡轮叶片上的排气量来达到的。在涡壳内部装有排气旁通阀门，阀门的开闭由一个安装在涡壳内壁上的阀轴来带动。阀轴是安装在涡壳内壁的衬套中，阀轴一端固定有阀门，另一端连接有摇臂，摇臂与阀轴的连接方式目前多为激光焊接。
3.通常涡壳组件中摇臂和阀轴激光焊接装置为手动进行定位和压紧，在实际生产过程中容易出现摇臂压紧的状态不易控制，焊接后焊缝熔深不均匀，摇臂与衬套之间的间隙均匀性也无法保证，当摇臂与衬套之间安装有弹性垫片时，摇臂压紧后也无法保证弹性垫片的受力均匀性，最终影响摇臂和阀轴焊接后整体的转动性能；激光焊接过程中不能对焊缝进行有效的保护，导致焊接飞溅严重，焊缝质量差，效率极低，严重制约着产品的批量生产和交付。因此，急需一种先进装置来提升产品焊接质量及效率，有效降低生产制造成本。
4.因此，本实用新型提供一种涡壳组件激光焊接装置，来解决这个问题。


技术实现要素：

5.针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本实用新型提供一种涡壳组件激光焊接装置，有效地解决了现有技术中的蜗壳组件焊接过程人工中定位及压紧不易控制的问题。
6.本实用新型是通过以下技术方案实现的一种涡壳组件激光焊接装置，包括主体单元，所述主体单元包括支撑架与基板，所述基板设置在支撑架顶部，所述主体单元上设置摇臂压紧单元、摇臂定位单元、涡壳定位单元、涡壳压紧单元、摇臂顶紧单元、阀轴顶紧单元、阀门顶紧单元、涡壳侧向压紧单元。
7.为了进一步优化本实用新型，可优先选用以下技术方案：
8.优选的，所述摇臂压紧单元包括一号驱动机构、一号直线导轨、一号导轨滑块、一号连接板、支架、二号驱动机构、二号直线导轨、二号导轨滑块、二号连接板、浮动压紧机构，所述一号驱动机构固定设置在基板底侧，所述一号导轨固定连接在基板底侧，所述一号导轨滑块设置在一号导轨上与一号导轨滑动连接，所述一号驱动机构驱动导轨滑块直线往复运动，所述一号连接板固定连接在一号导轨滑块底侧，所述支架与一号连接板固定连接，所述二号驱动机构固定设置在支架一侧，所述二号直线导轨固定设置在支架另一侧，所述二号导轨滑块滑动设置在二号直线导轨上，所述二号驱动机构顶部设置二号连接板，所述二号连接板与二号导轨滑块顶部固定连接，所述二号连接板上设置浮动压紧机构。
9.优选的，所述摇臂定位单元包括三号驱动机构、三号直线导轨、三号导轨滑块、定位机构，所述三号驱动机构固定设置在基板上，所述三号直线导轨固定设置在基板上，所述三号导轨滑块滑动设置在三号直线导轨上，所述三号驱动机构连接三号导轨滑块，所述三号导轨滑块上设置定位机构。
10.优选的，所述涡壳定位单元包括竖向支撑架、定位块、定位销、导向块、辅助支撑块，所述竖向支撑架底部固定在基板上，所述定位块固定连接在竖向支撑架顶部一侧，所述定位销与固定块固定连接，所述定位销内侧设置导向块，所述辅助支撑块设置在竖向支撑架定位块同侧底部，所述辅助支撑块与竖向支撑架固定连接。
11.优选的，所述涡壳压紧单元包括四号驱动机构、上部压板、上部压块、下部支撑板、下部支撑块，所述四号驱动机构垂直固定设置在基板上，所述上部压板设置在四号驱动机构顶部，所述上部压块设置在上部压板底侧于上部压板固定连接，所述下部支撑板设置在下部压块下方与基板固定连接，所述下部支撑块设置在下部支撑板顶部，所述上部压块与下部支撑块之间形成放置涡壳的空隙。
12.优选的，所述涡壳侧向压紧单元包括五号驱动机构、三号连接板、四号直线导轨、四号导轨滑块、连接杆、把手，所述五号驱动机构固定设置在基板上，所述四号直线导轨固定设置在基板上，所述四号导轨滑块与四号直线导轨滑动连接，所述三号连接板固定连接在四号导轨滑块顶部，所述五号驱动机构可推动三号连接板直线往复运动，所述三号连接板一侧固定连接有涡壳压块；
13.所述把手底端与基板转动连接，所述连接杆一端与三号连接板转动连接，所述连接杆另一端与把手转动连接。
14.优选的，所述摇臂顶紧单元包括七号驱动机构、一号顶块，七号驱动机构固定连接在三号连接板上，所述一号顶块固定设置在七号驱动机构的顶杆末端用于顶紧摇臂。
15.优选的，所述阀轴顶紧单元包括六号驱动机构、导向套、导杆、顶部支撑板、顶紧块，所述六号驱动机构垂直设置在三号连接板上，所述顶部支撑板设置在六号驱动机构顶部上下方向运动，所述三号连接板上固定设置导向套，所述顶部支撑板底部固定连接导杆，所述导杆滑动设置在导向套内，所述顶紧块固定连接在顶部支撑板上用于顶紧阀轴底端。
16.优选的，所述阀门顶紧单元包括八号驱动机构、二号顶块，八号驱动机构固定连接在三号连接板上，所述二号顶块固定设置在八号驱动机构的顶杆末端用于顶紧阀门。
17.优选的，所述浮动压紧机构包括一号连接块、二号连接块、调节杆、压块、压力传感器以及密封盖，所述一号连接块与二号连接板固定连接，所述二号连接块中部与一号连接块转动连接，所述二号连接块一端底部设置调节杆，所述二号连接块另一端固定连接压块，所述压块一端底部设置压力传感器，所述压块另一端设置密封盖；
18.所述压块与密封盖之间设置间隙空腔，所述间隙空腔连通外部焊接保护气体。
19.本实用新型的有益效果在于：
20.该装置精度高，激光焊接质量可靠，同时，具有可互换、使用方便、可操作性强、寿命长等特性，有效的提高了产品的焊接质量、摇臂和阀轴的转动性能以及批量生产效率，降低产品的生产制造成本。
附图说明
21.图1为涡壳组件示意图；
22.图2为本涡壳组件部分剖视示意图；
23.图3为图2中a部分放大示意图；
24.图4为本实用新型示意图；
25.图5为摇臂压紧单元示意图一；
26.图6为摇臂压紧单元示意图二；
27.图7为浮动压紧机构示意图；
28.图8为浮动压紧机构剖视示意图；
29.图9为摇臂定位单元示意图一；
30.图10为摇臂定位单元示意图二；
31.图11为涡壳定位单元示意图；
32.图12为涡壳压紧单元示意图；
33.图13为摇臂顶紧单元与阀门顶紧单元示意图一；
34.图14为摇臂顶紧单元与阀门顶紧单元示意图二；
35.图15为阀门顶紧单元示意图。
36.附图标记说明
37.1、涡壳；2、衬套；3、阀轴；4、摇臂；5、弹性垫片；6、阀门；7、主体单元；7-1、支撑架；7-2、基板；8、摇臂压紧单元；8-1、一号驱动机构；8-2、一号直线导轨；8-3、一号导轨滑块；8-4、一号连接板；8-5、支架；8-6、二号驱动机构；8-7、二号直线导轨；8-8、二号导轨滑块；8-9、二号连接板；8-10、浮动压紧机构；8-11、一号连接块；8-12、二号连接块；8-13、调节杆；8-14、压块；8-15、压力传感器；8-16、密封盖；8-17、固定块；8-18、螺母；8-19、间隙空腔；9、摇臂定位单元；9-1、三号驱动机构；9-2、三号直线导轨；9-3、三号导轨滑块；9-4、定位机构；10、涡壳定位单元；10-1、竖向支撑架；10-2、定位块；10-3、定位销；11、涡壳压紧单元；11-1、四号驱动机构；11-2、上部压板；11-3、上部压块；11-4、下部支撑板；11-5、下部支撑块；12、摇臂顶紧单元；12-1、七号驱动机构；12-2、一号顶块；13、阀轴顶紧单元；13-1、六号驱动机构；13-2、导向套；13-3、导杆；13-4、顶部支撑板；13-5、顶紧块；14、阀门顶紧单元；14-1、八号驱动机构；14-2、二号顶块；15、涡壳侧向压紧单元；15-1、五号驱动机构；15-2、连接杆；15-3、四号直线导轨；15-4、四号导轨滑块；15-5、连接杆；15-6、把手；15-7涡壳压块。
具体实施方式
38.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.下面将结合实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.实施例1
41.如图1-15所示，一种涡壳组件激光焊接装置，包括主体单元7，主体单元7包括支撑架7-1与基板7-2，基板7-2固定连接在支撑架7-1顶部，主体单元7上依次设置多个功能单元，多个功能单元包括摇臂压紧单元8，摇臂定位单元9用于将摇臂转轴到焊接需要的角度
进行定位，涡壳定位单元10，涡壳压紧单元11，摇臂顶紧单元12，阀轴顶紧单元13、阀门顶紧单元14、涡壳侧向压紧单元15。
42.摇臂压紧单元8包括一号驱动机构8-1、一号直线导轨8-2、一号导轨滑块8-3、一号连接板8-4、支架8-5、二号驱动机构8-6、二号直线导轨8-7、二号导轨滑块8-8、二号连接板8-9、浮动压紧机构8-10，一号驱动机构8-1固定设置在基板7-2底侧，一号驱动机构8-1为气缸，外部连接驱动源，一号导轨8-2固定连接在基板7-2底侧，一号导轨滑块8-3设置在一号导轨上与一号导轨滑动连接，一号驱动机构8-1驱动导轨滑块直线往复运动，一号连接板8-4固定连接在一号导轨滑块8-3底侧，支架8-5与一号连接板8-4固定连接，二号驱动机构8-6固定设置在支架8-5一侧，二号驱动机构8-6为气缸，二号直线导轨8-7固定设置在支架8-5另一侧，二号导轨滑块8-8滑动设置在二号直线导轨8-7上，二号驱动机构8-6顶部设置二号连接板8-9，二号连接板8-9与二号导轨滑块8-8顶部固定连接，二号连接板8-9上设置浮动压紧机构8-10，作用是确保摇臂4压紧后，摇臂4与衬套2之间的间隙均匀及弹性垫片5的受力均匀，同时保证焊接后熔深均匀；
43.浮动压紧机构8-10包括一号连接块8-11、二号连接块8-12、调节杆8-13、压块8-14、压力传感器8-15以及密封盖8-16，一号连接块8-11与二号连接板8-9固定连接，二号连接块8-12中部与一号连接块8-11转动连接，二号连接块8-12一端底部设置调节杆8-13，调节杆8-13为螺杆，调节杆8-13顶部固定设置固定块8-17，调节杆8-13下螺纹连接螺母8-18，摇臂4压紧到位后，由螺母8-18将调节杆8-13的位置进行固定，二号连接块8-12另一端固定连接压块8-14，压块8-14一端底部设置压力传感器8-15，在焊接装置夹紧后，通过压力传感器8-15实时将摇臂压紧力值进行显示和反馈，压块8-14另一端设置密封盖8-16；
44.压块8-14与密封盖8-16之间设置间隙空腔8-19，间隙空腔8-19连通外部焊接保护气体，激光焊接时，保护气体从压块8-14侧边孔进入间隙空腔8-19内，均匀覆盖在焊缝表面，对焊缝进行有效保护，有效避免了激光焊接飞溅的产生以及提高了焊缝质量和焊接接头性能。
45.摇臂定位单元9包括三号驱动机构9-1、三号直线导轨9-2、三号导轨滑块9-3、定位机构9-4，三号驱动机构9-1固定设置在基板7-2上，三号驱动机构9-1为气缸，三号驱动机构9-1外部连接驱动源，三号直线导轨9-2固定设置在基板7-2上，三号导轨滑块9-3滑动设置在三号直线导轨9-2上，三号驱动机构9-1连接三号导轨滑块9-3，三号导轨滑块9-3上设置定位机构9-4，用于将摇臂4转动到适当位置后进行定位；
46.涡壳定位单元10包括竖向支撑架10-1、定位块10-2、定位销10-3、导向块10-4、辅助支撑块10-5，竖向支撑架10-1底部固定在基板7-2上，定位块10-2固定连接在竖向支撑架10-1顶部一侧，定位销10-3与固定块固定连接，定位销10-3内侧设置导向块10-4，辅助支撑块10-5设置在竖向支撑架10-1定位块10-2同侧底部，辅助支撑块10-5与竖向支撑架10-1固定连接。
47.涡壳压紧单元11包括四号驱动机构11-1、上部压板11-2、上部压块11-3、下部支撑板11-4、下部支撑块11-5，四号驱动机构11-1垂直固定设置在基板7-2上，上部压板11-2设置在四号驱动机构11-1顶部，四号驱动机构11-1为气缸外部连接驱动源，上部压块11-3设置在上部压板11-2底侧与上部压板11-2固定连接，下部支撑板11-4设置在下部压块下方与基板7-2固定连接，下部支撑块11-5设置在下部支撑板11-4顶部，上部压块11-3与下部支撑
块11-5之间形成放置涡壳的空隙，用于涡壳1的定位和压紧；
48.涡壳侧向压紧单元15包括五号驱动机构15-1、三号连接板15-2、四号直线导轨15-3、四号导轨滑块15-4、连接杆15-5、把手15-6，五号驱动机构15-1固定设置在基板7-2上，五号驱动机构15-1为气缸外部连接驱动源，四号直线导轨15-3固定设置在基板7-2上，四号导轨滑块15-4与四号直线导轨15-3滑动连接，三号连接板15-2固定连接在四号导轨滑块15-4顶部，五号驱动机构15-1可推动三号连接板15-2直线往复运动，三号连接板15-2一侧固定连接有涡壳压块15-7，用于压紧涡壳1；
49.把手15-6底端与基板7-2转动连接，连接杆15-5一端与三号连接板15-2转动连接，连接杆15-5另一端与把手15-6转动连接，用于进行手动微调。
50.摇臂顶紧单元12包括七号驱动机构12-1、一号顶块12-2，七号驱动机构12-1固定连接在三号连接板15-2上，一号顶块12-2固定设置在七号驱动机构12-1的顶杆末端用于顶紧摇臂4，七号驱动机构12-1为可以为气缸，气缸外部连接驱动源，也可是液压缸，电动推杆等驱动部件，作用是驱动一号顶块12-2顶紧摇臂4；
51.阀轴顶紧单元13包括六号驱动机构13-1、导向套13-2、导杆13-3、顶部支撑板13-4、顶紧块13-5，六号驱动机构13-1垂直设置在三号连接板15-2上，顶部支撑板13-4设置在六号驱动机构13-1顶部上下方向运动，三号连接板15-2上固定设置导向套13-2，顶部支撑板13-4底部固定连接导杆13-3，导杆13-3滑动设置在导向套13-2内，顶紧块13-5固定连接在顶部支撑板13-4上用于顶紧阀轴3底端；
52.阀门顶紧单元14包括八号驱动机构14-1、二号顶块14-2，八号驱动机构14-1固定连接在三号连接板15-2上，二号顶块14-2固定设置在八号驱动机构14-1的顶杆末端用于顶紧阀门6，八号驱动机构14-1为可以为气缸，气缸外部连接驱动源，也可是液压缸，电动推杆等驱动部件，作用是驱动二号顶块14-2顶紧阀门6。
53.上述各个功能单元上还可以设置位移传感器，位移传感器连接外部驱动电路，用于控制各个功能单元之间的具体位，提高各个运动单元之间的位移精度，从而提高加工精度。
54.具体使用时的操作步骤如下：
55.1.取已压入衬套的涡壳产品，用气枪将定位部位和焊接部位吹拭干净，人工将阀轴放入涡壳内部，将涡壳一端固定在涡壳定位单元中定位销上，人工拉动涡壳侧向压紧单元把手，使压块紧贴涡壳的另一端。
56.2.人工启动驱动源按钮，涡壳侧向压紧单元中气缸自动动作，涡壳压块挤紧涡壳。涡壳压紧单元气缸自动动作，携带压块的压板旋转动作到位并压紧涡壳。阀轴顶紧单元气缸自动动作，使压块向上顶紧阀轴底部。阀门顶紧单元气缸自动动作，压块顶紧阀门背部。
57.3.人工放入弹簧垫片和摇臂，摇臂定位单元气缸自动动作，摇臂转动到适当位置后进行定位。
58.4.再次按下驱动源启动按钮，摇臂压紧单元中气缸自动动作，使压块移动到摇臂正上方，接着气缸自动动作，使压块向下移动，压块底部与摇臂接触并压紧，保证焊接过程中摇臂与衬套的间隙均匀以及弹性垫片受力均匀，同时将压力传感器受到的压力值进行实时显示。摇臂顶紧单元气缸自动动作，使一号顶块顶紧摇臂销。
59.5.涡壳装夹完毕后，设备自动控制携带激光头的机械手移动到焊接位置进行焊
接，在焊接前5-10s，设备自动控制保护气体从摇臂压紧单元中压块的侧边孔内提前进入并覆盖焊接部位，有效避免了激光焊接过程中飞溅的产生以及提高焊缝的质量和接头性能。
60.6.焊接结束后，携带激光头的机械手自动回原点，5-10s后设备自动控制保护气体断开，装置中各个气缸依次自动动作返回，松开涡壳组件。
61.7.取出产品，一个产品焊接完成。
62.8.重复1-7的动作实现连续高效焊接，提高批量生产的激光焊接效率。
63.最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之间。