申请/专利权人：苏州凌创电子系统有限公司

申请日：2019-02-21

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN109604827B

主分类号：B23K26/21

分类号：B23K26/21;B23K26/70

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.05.07#实质审查的生效;2019.04.12#公开

摘要：本发明公开了传感器引脚上套筒转动焊接设备，工装夹具包括回转轴沿横轴向设置的定位头，定位头的两侧设置有通过夹持配合其实现工件装夹的夹头；工装夹具一侧的激光焊接头射出的激光射线聚焦于夹头外的产品回转面上；且激光焊接头外套装环状光源，激光焊接头安装于可位移调节的支撑组件上；在工装夹具的侧面还设置有可插入定位头中并实现工件被夹持端端部对齐定位的限位板；限位板由位移组件驱动来实现限位板沿工件轴向或径向进给的直线运动；工装夹具的侧面还设置有多个用于检测工件夹持状态的传感头；激光焊接头包括处于同一光轴上的：视觉相机、激光发生单元、环状光源，视觉相机对经过环状光源的激光线束的聚焦点与焊接点进行位置精度检测。

主权项：1.传感器引脚上套筒转动焊接设备，包括设置在保护箱内的：工装夹具、激光焊接头、保护气喷嘴；所述保护箱上设置负压吸附头；其特征在于：所述工装夹具包括回转轴沿横轴向设置的定位头，所述定位头的两侧设置有通过夹持配合其实现工件装夹的夹头；且所述工装夹具由动力源驱动；工装夹具一侧的激光焊接头射出的激光射线聚焦于夹头外的产品回转面上；且所述激光焊接头外套装环状光源，激光焊接头安装于可位移调节的支撑组件上；在工装夹具的侧面还设置有可插入定位头中并实现工件被夹持端端部对齐定位的限位板；限位板上并设置有一弹性的触发开关；所述限位板由位移组件驱动来实现限位板沿工件轴向或径向进给的直线运动；所述工装夹具的侧面还设置有多个用于检测工件夹持状态的传感头；所述激光焊接头包括处于同一光轴上的：视觉相机、激光发生单元、环状光源，视觉相机对经过环状光源的激光线束的聚焦点与焊接点进行位置精度检测；在焊接工作前，使视觉相机的信号反馈、限位板上触发开关的反馈、传感头的反馈三者同步。

全文数据：传感器引脚上套筒转动焊接设备技术领域本发明涉及传感器引脚焊接设备领域,特别是传感器引脚上套筒转动焊接设备。背景技术随着汽车技术和电子技术的迅速发展，电子技术和计算机技术在汽车上得到了广泛的应用，发动机的燃油喷射系统、电子点火系统、息速控制系统、进气控制、废气排放以及传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统和车身,普遍采用了电子控制装置。汽车已经成为了一个机电一体化产品。在汽车电子控制系统中，传感器担负着信息的采集和传输功能，它是电子控制系统中非常重要的部件,并将它们转换成计算机能接受的电信号后送给ECU,ECU根据这些信息进行运算处理，进而发出指令。传感器作为重要的电子元器件使用量越来越大。尤其是高端性能的传感器市场前景越来越广阔，而传感器的生产需要将引脚正确的焊接到传感器基座或者对应端上。该过程中要对引脚进行一系列的处理，并对极性缺陷不良品进行筛选去除，最后确保熔接高度、间距等尺寸符合规格。现有技术都是分多步分工作业，无法实现自动化生产，生产效率低。在进行引脚焊接时，需要将产品通过工装夹具放置或固定于工作台上，再将工装夹具放置于焊接平台上。但由于这种工装夹具在夹持过程中难以确保产品定位精准，或者加持力不稳定对工件造成损伤，因此其难以匹配各种类型的传感器引线。而且，此类的工装更换麻烦，且存在工装夹具损坏或砸伤工作人员的风险，会占用较大的工作空间。发明内容本发明的技术方案是：一种传感器引脚上套筒转动焊接设备，包括设置在保护箱内的：工装夹具、激光焊接头、保护气喷嘴，工件在保护箱内进行转动焊接加工。保护箱上设置负压吸附头，负压吸附头通过气道连接至压力源。工件需要进行横向的夹持，保障工件能够有一个横轴向的转动自由度。因此，工装夹具包括回转轴沿横轴向设置的定位头，定位头的两侧设置有通过夹持配合其实现工件装夹的夹头，且工装夹具由动力源驱动。工装夹具带着工件转动，因此激光则必须作用在工件的接缝处，随着工件回转进行焊接。在工装夹具一侧的激光焊接头射出的激光射线聚焦于夹头外的产品回转面上。激光焊接头包括处于同一光轴上的：视觉相机、激光发生单元、环状光源，视觉相机对经过环状光源的激光线束的聚焦点与焊接点进行位置精度检测。激光焊接头安装于可位移调节的支撑组件上，通过支撑组件可以调节饥荒焊接头与工装夹具之间的相对位置。在工装夹具的侧面还设置有可插入定位头中并实现工件被夹持端端部对齐定位的限位板；限位板上并设置有一弹性的触发开关；限位板由位移组件驱动来实现限位板沿工件轴向或径向进给的直线运动。为了确保工件的夹持到位以及焊接位置的准确性，在工装夹具的侧面还设置有多个用于检测工件夹持状态的传感头。优选的是，定位头上沿其径向开设有贯穿其的配合孔，在定位头的前端面上开设有连通配合孔的安装孔；限位板的上端插入所述配合孔内，工件的前端插入安装孔内并被限位板的上端抵住。优选的是，工装夹具包括转盘；夹头通过气动底座安装于转盘正面且夹头的夹持中心与转盘轴线重合；定位头的末端连接至所述转盘上；转盘的背面通过传动轴联动至电机。优选的是，支撑组件包括依次叠加安装的：底部座板、X向座板、Y向座板、Z向座板；相邻两个座板之间通过螺纹连接关系实现移动调节或相对固定；激光焊接头安装于Z向座板上。优选的是，位移组件包括X向单元、Z向单元；X向单元包括沿着被夹持工件的轴向移动的第一直线模组；Z向单元包括基于被夹持工件的竖向轴线对称中心且沿着被夹持工件的径向移动的第二直线模组；限位板由X向单元推动，X向单元由Z向单元推动。优选的是，保护箱包括一升降门；升降门由竖向起落的导向组件驱动。本发明的优点是：1、通过转动夹持的状态配合激光焊接能够实现传感器引脚的回转表面焊接，以精准的传感检测作为定位夹持的条件保障，能够提高焊接效率，以及保障焊接质量。2、基于激光镜头的焊接单元，其具有更加高质的视觉定位能力，并结合夹持过程中的限位触发条件，满足多个检测条件后启动焊接，确保焊接质量。3、利用转盘式的运动方式，基于端部的插装和夹装两种夹持效果，可以达到更加稳定的工件定位与转动，不仅方便工件装夹也可以确保焊接过程的稳定性。附图说明下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：图1为传感器引脚上套筒转动焊接设备的立体图；图2为传感器引脚上套筒转动焊接设备的局部剖视图；图3为图2中B区的局部放大图；图4为工装夹具、激光焊接头、支撑组件、位移组件组合结构图；图5为图4中A区的局部放大图；图6为工装夹具的结构俯视图；其中：1、工作台；2、保护箱；3、箱体；4、负压吸附头；5、压力源；6、升降门；7、竖向导杆；8、定位头；9、夹头；10、转盘；11、气动底座；12、电机；13、限位板；14、视觉相机；15、激光发生单元；16、环状光源；17、底部座板；18、X向座板；19、Y向座板；20、Z向座板；21、第一气缸；22、直角座板；23、第二气缸；24、第二轨道；25、传感头。具体实施方式实施例：如附图1-6所示:一种传感器引脚上套筒转动焊接设备，包括工作台1、保护箱2、工装夹具、激光焊接头、支撑组件、位移组件。保护箱2、工装夹具、激光焊接头、支撑组件、位移组件位于工作台1的上表面，工作台1的下部为箱体3，箱体3底部设置万向轮，箱体3内设置了电控箱以及用于负压吸附的压力源。工装夹具、激光焊接头与保护箱2配合起来，焊接主要部件位置始终位于保护箱2中，同时在保护箱2中还设置保护气喷嘴，在保护气体的环境中，工件在保护箱2内进行转动焊接加工。同时，在保护箱2上设置负压吸附头4，负压吸附头4通过气道连接至压力源5。同时，在保护箱2上设置了一个升降门6，升降门6由竖向起落的导向组件驱动。如图2所示，导向组件包括了竖向导杆7和气缸，升降门6沿着竖向导杆7进行升降。在工作台1上设置一个开口，升降门6顺着开口从工作台1下方升至工作台1上方。在焊接过程中，工件需要进行横向的夹持，保障工件能够有一个横轴向的转动自由度。因此，工装夹具包括回转轴沿横轴向设置的定位头8，定位头8的两侧设置有通过夹持配合其实现工件装夹的夹头9，且工装夹具由动力源驱动，在夹持位置的侧面还设置了传感头25用于工件装夹检测，确保工装夹具上装夹了工件。如图所示5和6，工装夹具包括转盘10、定位头8、夹头9，夹头9通过气动底座11安装于转盘10正面且夹头9的夹持中心与转盘10轴线重合，气动底座11提供了夹头2的夹持力。定位头8的末端连接至转盘10上，转盘10的背面设置一个联轴组件，联轴组件通过传动带联动至其下侧的电机12。定位头8上沿其径向开设有贯穿其的配合孔，在定位头8的前端面上开设有连通配合孔的安装孔，工件的一端插入安装孔中得到安装定位。同时定位头8还与一个限位板13进行配合，限位板13的上端插入配合孔内，工件的前端插入安装孔内并被限位板13的上端抵住。同时，在限位板的下端并设置有一弹性的触发开关，触发开关根据限位板13受到的工件顶力而触发，确保工件在夹持到正确位置后在进行焊接。工装夹具带着工件转动，因此激光则必须作用在工件的接缝处，随着工件回转进行焊接。在工装夹具一侧的激光焊接头射出的激光射线聚焦于夹头9外的产品回转面上。激光焊接头包括处于同一光轴上的：视觉相机14、激光发生单元15、环状光源16，视觉相机14对经过环状光源16的激光线束的聚焦点与焊接点进行位置校准检测。同时，在激光发生单元15上还设置有一个用于调节器对焦度的调焦表。视觉相机14对焊接位置进行校准，只有当视觉相机14的信号反馈、限位板上触发开关的反馈、传感头25的反馈三者同步时，焊接过程才会正式开始，从而进一步的提高焊接质量。激光焊接头安装于可位移调节的支撑组件上，通过支撑组件可以调节饥荒焊接头与工装夹具之间的相对位置。支撑组件包括依次叠加安装的：底部座板17、X向座板18、Y向座板19、Z向座板20。底部座板17支撑与工作台1上，X向座板18安装在底部座板17上，Y向座板19安装于X向座板18上，Z向座板20则安装于Y向座板19上，激光焊接头安装于Z向座板20上。相邻两个座板之间通过两根螺柱进行对应方向的移动调节，通过螺纹连接关系可以实现微调或固定，便于维护操作。工装夹具的侧面设置的限位板由位移组件驱动来实现限位板沿工件轴向或径向进给的直线运动。位移组件包括X向单元、Z向单元，X向单元包括沿着被夹持工件的轴向移动的第一直线模组。第一直线模组包括沿第一轨道直线推拉的第一气缸21，第一气缸直接配合在第一轨道上，第一轨道固定在一块直角座板22上。Z向单元包括基于被夹持工件的竖向轴线对称中心且沿着被夹持工件的径向移动的第二直线模组，第二直线模组则包括沿第二轨道24直线推拉的第二气缸23，直角座板22配合在第二轨道24上。因此，限位板13由X向单元推动，X向单元由Z向单元推动。为了确保工件的夹持到位以及焊接位置的准确性，在工装夹具的侧面还设置有多个用于检测工件夹持状态的传感头25。传感头25用于对工装夹具上的工件进行定位检测，确保工装夹具上已装夹了被焊接工件。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明的。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

权利要求：1.传感器引脚上套筒转动焊接设备，包括设置在保护箱内的：工装夹具、激光焊接头、保护气喷嘴；所述保护箱上设置负压吸附头；其特征在于：所述工装夹具包括回转轴沿横轴向设置的定位头，所述定位头的两侧设置有通过夹持配合其实现工件装夹的夹头；且所述工装夹具由动力源驱动；工装夹具一侧的激光焊接头射出的激光射线聚焦于夹头外的产品回转面上；且所述激光焊接头外套装环状光源，激光焊接头安装于可位移调节的支撑组件上；在工装夹具的侧面还设置有可插入定位头中并实现工件被夹持端端部对齐定位的限位板；限位板上并设置有一弹性的触发开关；所述限位板由位移组件驱动来实现限位板沿工件轴向或径向进给的直线运动；所述工装夹具的侧面还设置有多个用于检测工件夹持状态的传感头；所述激光焊接头包括处于同一光轴上的：视觉相机、激光发生单元、环状光源，视觉相机对经过环状光源的激光线束的聚焦点与焊接点进行位置精度检测。2.根据权利要求1所述的传感器引脚上套筒转动焊接设备，其特征在于：所述定位头上沿其径向开设有贯穿其的配合孔，在定位头的前端面上开设有连通配合孔的安装孔；所述限位板的上端插入所述配合孔内。3.根据权利要求2所述的传感器引脚上套筒转动焊接设备，其特征在于：所述工装夹具包括转盘；所述夹头通过气动底座安装于转盘正面且夹头的夹持中心与转盘轴线重合；所述定位头的末端连接至所述转盘上；所述转盘的背面通过传动轴联动至电机。4.根据权利要求2所述的传感器引脚上套筒转动焊接设备，其特征在于：所述支撑组件包括依次叠加安装的：底部座板、X向座板、Y向座板、Z向座板；相邻两个座板之间通过螺纹连接关系实现移动调节或相对固定；所述激光焊接头安装于所述Z向座板上。5.根据权利要求3所述的传感器引脚上套筒转动焊接设备，其特征在于：所述位移组件包括X向单元、Z向单元；所述X向单元包括沿着被夹持工件的轴向移动的第一直线模组；所述Z向单元包括基于被夹持工件的竖向轴线对称中心且沿着被夹持工件的径向移动的第二直线模组；所述限位板由X向单元推动，所述X向单元由Z向单元推动。6.根据权利要求4所述的传感器引脚上套筒转动焊接设备，其特征在于：所述保护箱包括一升降门；所述升降门由竖向起落的导向组件驱动。

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