專(zhuān)利名稱(chēng)：基于激光焊接切割的汽車(chē)外殼加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽車(chē)加工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種汽車(chē)外殼的加工設(shè)備。
背景技術(shù)：
汽車(chē)外殼是保護(hù)汽車(chē)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件，為了滿(mǎn)足不同客戶(hù)的需要，對(duì)于汽車(chē)外殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求也逐步提高，但是由于汽車(chē)外殼的外形較為龐大，無(wú)法一次鑄造而成，故汽車(chē)外殼的加工，汽車(chē)外殼的加工一般需要切割、焊接兩道主要工藝。另外，激光切割與傳統(tǒng)的切割方法相比，具有切割質(zhì)量好、切割效率高、非接觸式切割等優(yōu)點(diǎn)，激光焊接與傳統(tǒng)的焊接方法相比，具有焊接速度快、焊縫熱影響區(qū)小、焊接質(zhì)量高和高適應(yīng)性的特點(diǎn)，然而現(xiàn)有的激光切割設(shè)備和激光焊接設(shè)備在使用時(shí)，廠家需要分別配備激光切割設(shè)備和激光焊接設(shè)備，增加了企業(yè)生產(chǎn)成本，而且加工的零部件在兩臺(tái)設(shè) 備之間的轉(zhuǎn)換不利于保證加工精度。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提高一種基于激光焊接切割的汽車(chē)外殼加工設(shè)備，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)基于激光焊接切割的汽車(chē)外殼加工設(shè)備，包括一工作臺(tái)、一支架，其特征在于，還包括一設(shè)置在所述支架上的激光焊接裝置，所述激光焊接裝置上設(shè)有一用于汽車(chē)外殼部件切割的輔助氣體噴嘴，所述激光焊接裝置與所述輔助氣體噴嘴朝向所述工作臺(tái)；所述工作臺(tái)包括一切割工作臺(tái)、一焊接工作臺(tái)。所述支架為移動(dòng)式支架，所述移動(dòng)式支架包括一滑軌、一機(jī)械臂，所述滑軌固定連接所述工作臺(tái)一側(cè)，所述滑軌長(zhǎng)度大于等于所述工作臺(tái)長(zhǎng)度；所述滑軌滑動(dòng)連接所述機(jī)械臂，所述機(jī)械臂連接一控制系統(tǒng)，所述激光焊接裝置位于所述機(jī)械臂上。所述工作臺(tái)是由所述焊接工作臺(tái)與所述切割工作臺(tái)相連接而成的固定式工作臺(tái)。所述支架為固定支架，所述固定支架連接一機(jī)械臂，所述機(jī)械臂連接所述控制系統(tǒng)，所述激光焊接裝置位于所述機(jī)械臂上。 所述工作臺(tái)是由所述焊接工作臺(tái)與所述切割工作臺(tái)相連接形成的工作臺(tái)，所述工作臺(tái)是移動(dòng)式工作臺(tái)；所述移動(dòng)式工作臺(tái)連接一用于驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)X方向移動(dòng)的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接所述控制系統(tǒng)。所述焊接工作臺(tái)上設(shè)有至少一個(gè)用于固定汽車(chē)外殼部件的焊接成型定位夾具；所述切割工作臺(tái)上設(shè)有工裝夾持固定機(jī)構(gòu)，所述工裝夾持固定機(jī)構(gòu)包括齒狀凸起，所述齒狀凸起均勻布滿(mǎn)所述切割工作臺(tái)臺(tái)面。所述激光焊接裝置包括一激光發(fā)生器、一聚焦透鏡；所述激光發(fā)生器的發(fā)射端朝向所述聚焦透鏡，所述激光發(fā)生器連接所述控制系統(tǒng)。所述激光發(fā)生器采用半導(dǎo)體激光器。所述激光發(fā)生器采用C02激光器，所述C02激光器采用封閉式C02激光器；或者所述C02激光器可以采用快速軸流式C02激光器；C02激光器的波長(zhǎng)為10. 6um，可用于焊接、切割。所述激光焊接裝置側(cè)邊還設(shè)有一 CXD圖像傳感器，所述CXD圖像傳感器的信號(hào)輸出端連接所述控制系統(tǒng)。所述CCD圖像傳感器采集工件的焊縫及切割表面，實(shí)現(xiàn)焊縫識(shí)別跟蹤和切割監(jiān)控。所述輔助氣體噴嘴連接一輔助氣體進(jìn)氣管，所述輔助氣體噴嘴與所述輔助氣體進(jìn)氣管之間連接一壓力控制裝置，所述壓力控制裝置連接所述控制 裝置，所述輔助氣體進(jìn)氣管內(nèi)的氣體采用氧氣。利用所述激光焊接裝置射出光作為預(yù)熱熱源，輔助氣體噴嘴吹出的氧氣與切割金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，把熔融的氧化物和熔化物從反應(yīng)區(qū)吹出，在金屬中形成切口，適用于切割碳鋼等易氧化的金屬材料。所述輔助氣體噴嘴采用收斂-擴(kuò)張式噴嘴。所述輔助氣體噴嘴的氣流方向與射向工件表面的激光同軸，保證切割時(shí)，不易于產(chǎn)生大量飛濺，噴嘴端面至工件表面的距離為
O.5 2. 0mm。保證切割過(guò)程的穩(wěn)定性。所述激光發(fā)生器連接一供電電源；所述供電電源采用響應(yīng)快、恒穩(wěn)性高的固態(tài)電子控制電源。還設(shè)有一人機(jī)交互界面，所述人機(jī)交互界面連接所述控制系統(tǒng)，以便通過(guò)所述人及交互界面實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，及工藝編程的。所述控制系統(tǒng)包括一微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器系統(tǒng)連接一無(wú)線(xiàn)信息模塊，所述無(wú)線(xiàn)信息模塊通過(guò)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)連接一計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)從其他授權(quán)的計(jì)算機(jī)終端登錄控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置。所述控制系統(tǒng)還包括一故障模式靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述故障模式靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接所述微型處理器系統(tǒng)。所述靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)有不同的故障模式及與其相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)的數(shù)值范圍，不同的故障模式及與其相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)的數(shù)值范圍構(gòu)成判斷規(guī)貝U，所述微型處理器系統(tǒng)依據(jù)所述判斷規(guī)則及時(shí)對(duì)設(shè)備的異常狀態(tài)和故障狀態(tài)做出診斷，經(jīng)由所述控制系統(tǒng)對(duì)診斷出的故障進(jìn)行預(yù)防和消除故障，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性、有效性、可靠性。所述控制系統(tǒng)還包括一故障模式動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述故障模式動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接所述微型處理器系統(tǒng)。所述微型處理器系統(tǒng)對(duì)異常檢測(cè)信號(hào)及其故障表現(xiàn)形式進(jìn)行記錄，并存入所述故障模式動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，所述故障模式動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)在使用過(guò)程中得以擴(kuò)展，構(gòu)成一具有自主學(xué)習(xí)模式的故障模式動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。所述微型處理器系統(tǒng)依據(jù)所述動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)不斷學(xué)習(xí)得到的判斷規(guī)則及時(shí)對(duì)設(shè)備的異常狀態(tài)和故障狀態(tài)做出診斷，經(jīng)由所述控制系統(tǒng)對(duì)診斷出的故障進(jìn)行預(yù)防和消除故障，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性、有效性、可靠性。有益效果本實(shí)用新型同時(shí)具備切割和焊接功能，可以完成切割和焊接兩道工序，為生產(chǎn)節(jié)約了設(shè)備成本，提高了加工效率和加工范圍，同時(shí)由于切割、焊接一體，加工精度得到了保障，設(shè)備性能高效穩(wěn)定。
圖I為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。參照?qǐng)DI，基于激光焊接切割的汽車(chē)外殼加工設(shè)備，包括一工作臺(tái)、一支架，還包括一設(shè)置在支架上的激光焊接裝置31，激光焊接裝置31上設(shè)有一用于汽車(chē)外殼部件切割的輔助氣體噴嘴32，激光焊接裝置與輔助氣體噴嘴朝向工作臺(tái)。工作臺(tái)包括一切割工作臺(tái)I、一焊接工作臺(tái)2。方案一支架為移動(dòng)式支架，移動(dòng)式支架包括一滑軌、一機(jī)械臂41，滑軌固定連接工作臺(tái)一偵牝滑軌長(zhǎng)度大于等于工作臺(tái)長(zhǎng)度；滑軌滑動(dòng)連接機(jī)械臂41，機(jī)械臂41連接一控制系統(tǒng)6，激光焊接裝置31位于機(jī)械臂41上。工作臺(tái)是由焊接工作臺(tái)2與切割工作臺(tái)I相連接而成的固定式工作臺(tái)。方案二如圖I所示，支架為固定支架5，固定支架5連接一機(jī)械臂41，機(jī)械臂41連接控制系統(tǒng)6，激光焊接裝置位31于述機(jī)械臂41上。工作臺(tái)是由焊接工作臺(tái)2與切割工作臺(tái)I相連接形成的工作臺(tái)，工作臺(tái)是移動(dòng)式工作臺(tái)；移動(dòng)式工作臺(tái)連接一用于驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)X方向移動(dòng)的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接控制系統(tǒng)6。焊接工作臺(tái)2上設(shè)有至少一個(gè)用于固定汽車(chē)外殼部件的焊接成型定位夾具21 ;切割工作臺(tái)I上設(shè)有工裝夾持固定機(jī)構(gòu)，工裝夾持固定機(jī)構(gòu)包括齒狀凸起，齒狀凸起均勻布滿(mǎn)切割工作臺(tái)臺(tái)面。激光焊接裝置31包括一激光發(fā)生器、一聚焦透鏡；激光發(fā)生器的發(fā)射端朝向聚焦透鏡，激光發(fā)生器連接控制系統(tǒng)6。激光發(fā)生器采用半導(dǎo)體激光器?；蛘?，激光發(fā)生器也可以采用C02激光器，C02激光器采用封閉式C02激光器；或者C02激光器可以采用快速軸流式C02激光器；C02激光器的波長(zhǎng)為10. 6um，可用于焊接、切割。激光焊接裝置31側(cè)邊還設(shè)有一 CXD圖像傳感器，CXD圖像傳感器的信號(hào)輸出端連接控制系統(tǒng)6。CCD圖像傳感器采集工件的焊縫及切割表面，實(shí)現(xiàn)焊縫識(shí)別跟蹤和切割監(jiān)控。輔助氣體噴嘴32連接一輔助氣體進(jìn)氣管，輔助氣體噴嘴與輔助氣體進(jìn)氣管之間連接一壓力控制裝置，壓力控制裝置連接控制系統(tǒng)6，輔助氣體進(jìn)氣管內(nèi)的氣體采用氧氣。利用激光焊接裝31射出光作為預(yù)熱熱源，輔助氣體噴嘴32吹出的氧氣與切割金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，把熔融的氧化物和熔化物從反應(yīng)區(qū)吹出，在金屬中形成切口，適用于切割碳鋼等易氧化的金屬材料；當(dāng)不需要切割功能時(shí)，控制系統(tǒng)6通過(guò)壓力控制裝置關(guān)閉輔助氣體進(jìn)氣管內(nèi)氣體的輸送，輔助氣體噴嘴32充當(dāng)焊接頭，在激光發(fā)生器與聚焦透鏡作用下，對(duì)汽車(chē)外殼部件進(jìn)行焊接。輔助氣體噴嘴32采用收斂-擴(kuò)張式噴嘴。輔助氣體噴嘴32的氣流方向與射向工件表面的激光同軸，保證切割時(shí)，不易于產(chǎn)生大量飛濺，噴嘴端面至工件表面的距離為O. 5 2. 0mm。保證切割過(guò)程的穩(wěn)定性。激光發(fā)生器連接一供電電源；供電電源采用響應(yīng)快、恒穩(wěn)性高的固態(tài)電子控制電源。還設(shè)有一人機(jī)交互界面，人機(jī)交互界面連接控制系統(tǒng)6，以便通過(guò)人及交互界面實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)6參數(shù)設(shè)置，及工藝編程的?？刂葡到y(tǒng)6包括一微型處理器系統(tǒng)，微型處理器系統(tǒng)連接一無(wú)線(xiàn)信息模塊，無(wú)線(xiàn)信息模塊通過(guò)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)連接一計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)從其他授權(quán)的計(jì)算機(jī)終端登錄控制系統(tǒng)6實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置?？刂葡到y(tǒng)6還包括一故障模式靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，故障模式靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接微型處理器系統(tǒng)。靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)有不同的故障模式及與其相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)的數(shù)值范圍，不同的故障模式及與其相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)的數(shù)值范圍構(gòu)成判斷規(guī)則，微型處理器系統(tǒng)依據(jù)判斷規(guī)則及時(shí)對(duì)設(shè)備的異常狀態(tài)和故障狀態(tài)做出診斷，經(jīng)由控制系統(tǒng)6對(duì)診斷出的故障進(jìn)行預(yù)防和消除故障，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性、有效性、可靠性?？刂葡到y(tǒng)6還包括一故障模式動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊,故障模式動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接微型處理器系統(tǒng)。微型處理器系統(tǒng)對(duì)異常檢測(cè)信號(hào)及其故障表現(xiàn)形式進(jìn)行記錄，并存入故障模式動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，故障模式動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)在使用過(guò)程中得以擴(kuò)展，構(gòu)成一具有自主學(xué)習(xí) 模式的故障模式動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。微型處理器系統(tǒng)依據(jù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)不斷學(xué)習(xí)得到的判斷規(guī)則及時(shí)對(duì)設(shè)備的異常狀態(tài)和故障狀態(tài)做出診斷，經(jīng)由控制系統(tǒng)6對(duì)診斷出的故障進(jìn)行預(yù)防和消除故障，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性、有效性、可靠性。以上顯示和描述本實(shí)用新型的基本原理和主要特征本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解本實(shí)用新型不受上述使用方法的限制，上述使用方法和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)本實(shí)用新型范圍內(nèi)本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
權(quán)利要求1.基于激光焊接切割的汽車(chē)外殼加工設(shè)備，包括一工作臺(tái)、一支架，其特征在于，還包括一設(shè)置在所述支架上的激光焊接裝置，所述激光焊接裝置上設(shè)有一用于汽車(chē)外殼部件切割的輔助氣體噴嘴，所述激光焊接裝置與所述輔助氣體噴嘴朝向所述工作臺(tái)； 所述工作臺(tái)包括一切割工作臺(tái)、一焊接工作臺(tái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于激光焊接切割的汽車(chē)外殼加工設(shè)備，其特征在于所述支架為移動(dòng)式支架，所述移動(dòng)式支架包括一滑軌、一機(jī)械臂，所述滑軌固定連接所述工作臺(tái)一側(cè)，所述滑軌長(zhǎng)度大于等于所述工作臺(tái)長(zhǎng)度； 所述滑軌滑動(dòng)連接所述機(jī)械臂，所述機(jī)械臂連接一控制系統(tǒng)，所述激光焊接裝置位于所述機(jī)械臂上； 所述工作臺(tái)是由所述焊接工作臺(tái)與所述切割工作臺(tái)相連接而成的固定式工作臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于激光焊接切割的汽車(chē)外殼加工設(shè)備，其特征在于所述支架為固定支架，所述固定支架連接一機(jī)械臂，所述機(jī)械臂連接所述控制系統(tǒng)，所述激光焊接裝置位于所述機(jī)械臂上； 所述工作臺(tái)是由所述焊接工作臺(tái)與所述切割工作臺(tái)相連接形成的工作臺(tái)，所述工作臺(tái)是移動(dòng)式工作臺(tái)； 所述移動(dòng)式工作臺(tái)連接一用于驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)X方向移動(dòng)的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接一控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于激光焊接切割的汽車(chē)外殼加工設(shè)備，其特征在于所述焊接工作臺(tái)上設(shè)有至少一個(gè)用于固定汽車(chē)外殼部件的焊接成型定位夾具； 所述切割工作臺(tái)上設(shè)有工裝夾持固定機(jī)構(gòu)，所述工裝夾持固定機(jī)構(gòu)包括齒狀凸起，所述齒狀凸起均勻布滿(mǎn)所述切割工作臺(tái)臺(tái)面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于激光焊接切割的汽車(chē)外殼加工設(shè)備，其特征在于所述激光焊接裝置包括一激光發(fā)生器、一聚焦透鏡；所述激光發(fā)生器的發(fā)射端朝向所述聚焦透鏡，所述激光發(fā)生器連接所述控制系統(tǒng)； 所述激光發(fā)生器采用半導(dǎo)體激光器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于激光焊接切割的汽車(chē)外殼加工設(shè)備，其特征在于所述激光焊接裝置側(cè)邊還設(shè)有一 CXD圖像傳感器，所述CXD圖像傳感器的信號(hào)輸出端連接所述控制系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的的基于激光焊接切割的汽車(chē)外殼加工設(shè)備，其特征在于所述輔助氣體噴嘴連接一輔助氣體進(jìn)氣管，所述輔助氣體噴嘴與所述輔助氣體進(jìn)氣管之間連接一壓力控制裝置，所述壓力控制裝置連接所述控制裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的的基于激光焊接切割的汽車(chē)外殼加工設(shè)備，其特征在于所述控制系統(tǒng)包括一微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器系統(tǒng)連接一無(wú)線(xiàn)信息模塊，所述無(wú)線(xiàn)信息模塊通過(guò)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)連接一計(jì)算機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的的基于激光焊接切割的汽車(chē)外殼加工設(shè)備，其特征在于所述控制系統(tǒng)還包括一故障模式靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述故障模式靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接所述微型處理器系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的的基于激光焊接切割的汽車(chē)外殼加工設(shè)備，其特征在于所述控制系統(tǒng)還包括一故障模式動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述故障模式動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接所述微型處理器系 統(tǒng)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及加工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種汽車(chē)外殼的加工設(shè)備?；诩す夂附忧懈畹钠?chē)外殼加工設(shè)備，包括一工作臺(tái)、一支架，還包括一設(shè)置在所述支架上的激光焊接裝置，所述激光焊接裝置上設(shè)有一用于汽車(chē)外殼部件切割的輔助氣體噴嘴，所述激光焊接裝置與所述輔助氣體噴嘴朝向所述工作臺(tái)。所述工作臺(tái)包括一切割工作臺(tái)、一焊接工作臺(tái)。本實(shí)用新型同時(shí)具備切割和焊接功能，可以完成切割和焊接兩道工序，為生產(chǎn)節(jié)約了設(shè)備成本，提高了加工效率和加工范圍，同時(shí)由于切割、焊接一體，加工精度得到了保障，設(shè)備性能高效穩(wěn)定。
文檔編號(hào)B23K26/14GK202591835SQ20122019372
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者孔德忠 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)