CN110405335A - 激光焊接设备及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于上料检测技术领域，涉及一种激光焊接设备及焊接方法，激光焊接设备包括三轴移动平台、焊接头和胎具组件；焊接头设置于三轴移动平台上；三轴移动平台设置于胎具组件的一侧；胎具组件包括胎具、胎具底座和顶升机构，胎具设置于胎具底座上，胎具的上表面设有可用于定位通风槽片的定位组件，胎具的上表面还设有多个与通风槽钢形状相适配且用于放置和定位通风槽钢的工件槽，顶升机构设置于胎具底座上用于顶升通风槽片。定位组件对通风槽片进行定位，使得通风槽钢和通风槽片形成相对固定的位置关系，三轴移动平台能够自动对通风槽片进行焊接，精确找准通风槽片上的焊接位置，能够快速精准的对通风槽片进行焊接。

Description

激光焊接设备及焊接方法

技术领域

本发明属于焊接设备技术领域，特别是涉及一种激光焊接设备及焊接方法。

背景技术

随着用电量的需求越来越大，而供电资源紧缺，传统的火力发电在供电方面仍然扮演者一个重要的角色。在火力发电机中，通风槽片和通风槽钢是应用于火力发电机定子及转子上通风零件，用于导向气流来冷却定子与转子。火力发电机为大型发电设备，同样的通风槽片也是大尺寸零件，将通风槽钢焊接于通风槽片上，再将通风槽片装配于火力发电机中，通风槽片和通风槽钢才能发挥其导流散热的功能。

现有技术中，通风槽钢与通风槽片的焊接方式为手工点焊，通风槽片与通风槽钢之间的焊点数量多，焊点数量可达几十上百个焊点，焊接时需要从通风槽片上方焊接并焊透至通风槽钢，使得通风槽片与通风槽钢熔焊在一起。由于通风槽片是不透明材料，无法看到通风槽片下方的通风槽钢的位置，难以人工找准焊点位置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中在焊接通风槽片和通风槽钢时，存在的难以人工找准焊点位置的技术问题，提供一种激光焊接设备及焊接方法。

为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供了一种激光焊接设备，包括三轴移动平台、焊接头和胎具组件；

所述焊接头设置于所述三轴移动平台上；

所述三轴移动平台设置于所述胎具组件的一侧，用于带动所述焊接头移动；

所述胎具组件包括胎具、胎具底座和顶升机构，所述胎具设置于所述胎具底座上，所述胎具的上表面设有可用于定位通风槽片的定位组件，所述胎具的上表面还设有多个与通风槽钢形状相适配且用于放置和定位通风槽钢的工件槽，所述顶升机构设置于所述胎具底座上用于顶升通风槽片。

根据本发明实施例的激光焊接设备，上料过程中，先将通风槽钢放入工件槽内，从而通过工件槽对通风槽钢进行定位，再将通风槽片放入胎具的上表面，并通过定位组件对通风槽片进行定位，如此，使得通风槽钢和通风槽片之间形成相对固定的位置关系。同时，三轴移动平台能够自动对胎具上的通风槽片进行焊接，精确找准通风槽片上的焊接位置，能够快速精准的对通风槽片进行焊接。

可选地，所述胎具上设有上端开口露出于所述胎具上表面的顶升槽；

所述顶升机构包括顶升件和顶升动力元件，所述顶升动力元件设置于所述胎具底座上，所述顶升件与所述顶升动力元件连接且伸入所述顶升槽内，用于顶升所述通风槽片。

可选地，所述顶升件包括顶料托板、连接件和顶料板，所述顶料板设置于所述顶升槽内，所述顶料托板设置于所述胎具下方，所述连接件的下端与所述顶料托板连接，所述连接件的上端伸入所述顶升槽内且与所述顶料板连接。

可选地，所述胎具的上表面设有多个顶升槽，所述顶升槽沿通风槽片的内外侧方向并排设置，所述顶料板的数量与所述顶升槽的数量一一对应设置。

可选地，所述激光焊接设备包括两个所述胎具组件；

所述激光焊接设备还包括第一工作台和第二工作台，所述第一工作台和所述第二工作台并排设置于所述三轴移动平台的一侧，其一所述胎具组件设置于所述第一工作台上，另一所述胎具组件设置于所述第二工作台上；

所述第一工作台的一端为上料端，所述第一工作台的另一端为焊接端，所述第一工作台的焊接端朝向所述三轴移动平台，用于带动所述第一工作台上的所述胎具组件在所述上料端和所述焊接端上来回移动；

所述第二工作台的一端为上料端，所述第二工作台的另一端为焊接端，所述第一工作台的焊接端朝向所述三轴移动平台，用于带动位于所述第二工作台上的所述胎具组件在所述上料端和所述焊接端上来回移动。

可选地，所述三轴移动平台包括机床、X轴移动组件、Y轴移动组件和Z轴移动组件，所述X轴移动组件设置于所述机床上，所述Y轴移动组件设置于所述X轴移动组件上，所述Z轴移动组件设置于所述Y轴移动组件上；

所述焊接头设置于所述Z轴移动组件上；

所述X轴移动组件带动所述Y轴移动组件沿X轴方向移动，所述Y轴移动组件带动所述Z轴移动组件沿Y轴方向移动，所述Z轴移动组件带动所述焊接头沿Z轴方向移动。

可选地，所述焊接头包括焊接头本体和压紧机构，所述压紧机构包括连接架、导向件、活动压块和弹性件，所述连接件连接于所述焊接头本体上，所述导向件固定于所述连接架上用于引导所述活动压块上下滑动，所述活动压块滑动连接于所述导向件上用于压紧通风槽片，所述弹性件一端与所述连接架抵接，所述弹性件的另一端与所述活动压块抵接。

可选地，所述导向件为导向套筒，所述导向套筒的上端固定于所述连接架上；

所述活动压块包括滑动块、铜嘴和缓冲块，所述滑动块滑动连接于所述导向套筒内，所述铜嘴固定于所述滑动块的下部，所述铜嘴内设有供激光通过的通孔，所述通孔正对所述焊接头的激光射出孔，所述缓冲块套设于所述铜嘴上，所述缓冲块的底部高度低于所述铜嘴的底部高度。

可选地，所述激光焊接设备还包括冷水机、净化***、激光器、空压机、保护气瓶和控制***，所述冷水机与所述激光器和所述焊接头连接，所述净化***与所述焊接头连接，所述激光器通过光路通道与所述焊接头连接，所述保护气瓶通过气流管道与焊接头连接，所述空压机通过高压管道与所述焊接头连接。

为解决上述技术问题，另一方面，本发明实施例还提供一种焊接方法，在胎具上标记校对参考点；

在激光焊接设备的控制***中设置与校对参考点位置对应的焊接参考点，以焊接参考点为基准，在激光焊接设备的控制***中预设与通风槽片上的各焊接点对应的焊点点阵；

校对焊接参考点与校对参考点；

三轴移动平台依据焊点点阵移动焊接头，焊接置于胎具上的通风槽片和通风槽钢。

为解决上述技术问题，再一方面，本发明实施例再提供一种焊接方法，包括：

在胎具上标记校对参考点；

在激光焊接设备的控制***中设置与校对参考点位置对应的焊接参考点，以焊接参考点为基准，在激光焊接设备的控制***中预设与通风槽片上的各焊接点对应的焊点点阵；

校对焊接参考点与校对参考点；

第一次上料，将通风槽片和通风槽钢上料至第一工作台的胎具上，第一工作台带动通风槽片和通风槽钢移动至第一工作台的焊接端。

第二次上料和第一次焊接，将通风槽片和通风槽钢上料至第二工作台上的胎具上，第二工作台带动通风槽片和通风槽钢移动至第二工作台的焊接端，同时，三轴移动平台依据焊点点阵移动焊接头，焊接第一工作台上的通风槽片和通风槽钢。

第一次换料和第二次焊接，第一工作台带动已焊接的通风槽片和通风槽钢移动至下料端，将第一工作台上已焊接的通风槽片和槽下料，将通风槽片和通风槽钢上料至第一工作台的胎具上，同时，三轴移动平台依据焊点点阵移动焊接头，焊接第二工作台上的通风槽片和通风槽钢。

第二次换料和第三次焊接，第二工作台带动已焊接的通风槽片和通风槽钢移动至下料端，将第二工作台上已焊接的通风槽片和槽下料，将通风槽片和通风槽钢上料至第二工作台的胎具上，同时，三轴移动平台依据焊点点阵移动焊接头，焊接第一工作台上的通风槽片和通风槽钢。

重复步骤中的第一换料、第二次焊接、第二次换料和第三次焊接，直至同一批次的通风槽片和通风槽钢焊接完成焊接。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的激光焊接设备的示意图；

图2是本发明一实施例提供的激光焊接设备中的三轴移动平台、第一工作台和第二工作台的示意图；

图3是本发明一实施例提供的激光焊接设备中的Z轴移动组件和焊接头的示意图；

图4是本发明一实施例提供的激光焊接设备中的Z轴移动组件和焊接头的原理图；

图5是本发明一实施例提供的激光焊接设备中的压紧机构的示意图；

图6是本发明一实施例提供的激光焊接设备中的压紧机构的剖视图；

图7是本发明一实施例提供的激光焊接设备中的胎具组件的剖视图；

图8是本发明一实施例提供的激光焊接设备中的上料通风槽片和通风槽钢后的胎具组件的示意图；

图9是本发明一实施例提供的激光焊接设备中的上料通风槽钢后的胎具组件的示意图；

图10是本发明一实施例提供的激光焊接设备中的顶升件的侧视图；

图11是本发明一实施例提供的激光焊接设备中的顶升件的示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、三轴移动平台；11、机床；12、X轴移动组件；13、Y轴移动组件；14、Z轴移动组件；2、焊接头；21、压紧机构；211、连接架；212、导向件；213、活动压块；2131、滑动块；2132、铜嘴；2133、第一气流槽；2134、缓冲块；2135、第二气流槽；214、弹性件；22、焊接头本体；23、防碰撞机构；24、横吹气刀模块；25、保护吹气模块；3、胎具组件；31、胎具；3111、导向块；3112、定位件；312、工件槽；313、顶升槽；3131、通孔；314、校对参考点；32、胎具底座；33、顶升机构；331、顶升件；3311、顶料托板；3312、连接件；3313、顶料板；332、顶升动力元件；4、第一工作台；41、第一底座；42、第一导轨；43、第一动力组件；44、第一承载台；5、第二工作台；51、第二底座；52、第二导轨；53、第二动力组件；54、第二承载台；6、冷水机；7、净化***；8、激光器；9、控制***；a、通风槽片；b、通风槽钢。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅附图1至附图11，本发明实施例提供了一种激光焊接设备，用于焊接通风槽片a和通风槽钢b，包括三轴移动平台1、焊接头2和胎具组件3。焊接头2设置于三轴移动平台1上，三轴移动平台1设置于胎具组件3的一侧，用于带动焊接头2移动，对于三轴移动平台1与胎具组件3之间的位置，也可以认为胎具组件3设置于三轴移动平台1的一侧。

胎具组件3包括胎具31、胎具底座32和顶升机构33，胎具31设置于胎具底座32上，胎具31的上表面设有定位组件和多个工件槽312，定位组件可用于定位通风槽片a，工件槽312的形状与通风槽钢b形状相适配且用于放置和定位通风槽钢b，顶升机构33设置于胎具底座32上(具体来说，如图7所示，可以是设置于胎具底座32内，也可以是设置于第一承载台44上)用于顶升通风槽片a。

上料时，先将通风槽钢b放入工件槽312内，从而通过工件槽312对通风槽钢b进行定位，再将通风槽片a放入胎具31的上表面，并通过定位组件对通风槽片a进行定位，如此，使得通风槽钢b和通风槽片a之间形成相对固定的位置关系。同时，三轴移动平台1能够自动对胎具31上的通风槽片a进行焊接，精确找准通风槽片a上的焊接位置，能够快速精准的对通风槽片a进行焊接，从而将通风槽片a与通风槽钢b熔焊在一起。

由于设置定位组件，增加了通风槽片a从胎具31脱离的难度，如增加移动通风槽片a所需的作用力，相对于五定位组件的焊接设备来说，增加了操作下料操作步骤，从整体上来说，增加了下料操作强度。为了降低手工下料的操作强度，在胎具底座32内设置顶升机构33，在焊接结束后，顶升机构33的上端穿过胎具31顶起通风槽片a，避免通过人工操作来解除定位组件定位，减少了人工操作步骤，降低了下料强度，提高了下料速度。

传统的手工电焊焊接，工件热影响区大，变形大，焊点焊缝大小不均匀等。通过激光焊接的方式来焊接通风槽片a和通风槽钢b，很好的解决了工件热影响区大，变形大的问题，焊点焊缝均匀，焊缝质量可靠。与传统焊接方法相比，激光焊接速度快、变形小、维护成本低，效率高，焊接质量稳定可靠。

在一实施例中，如图7至图9所示，胎具31上设有上端开口露出于胎具31上表面的顶升槽313。

顶升机构33包括顶升件331和顶升动力元件332，顶升动力元件332设置于胎具底座32内，顶升件331与顶升动力元件332连接且伸入顶升槽313内，用于顶升通风槽片a。在胎具31上设有顶升槽313，便于容置顶升件331，避免顶升件331凸出于胎具31，避免顶升件331干扰通风槽片a的上料和定位。顶升机构33则通过顶升件331和顶升动力元件332的配合，顶升动力元件332输出动力，顶起顶升件331，顶升件331带动通风槽片a上升，使得通风槽片a脱离定位组件。

具体来说，顶升件331可以完全放置于顶升槽313内，这种情况下，顶升槽313的底部设有通孔3131，顶升动力元件332穿过通孔3131伸入顶升槽313内并与顶升件331连接，从而顶起顶升件331。顶升件331也可以是部分伸入顶升槽313内，这种情况下，顶升槽313的底部设有通孔3131，顶升件331一部分分位于顶升槽313内，一部分穿过通孔3131与顶升件331连接。

在一实施例中，如图10、图11所示，顶升件331包括顶料托板3311、连接件3312和顶料板3313，顶料板3313设置于顶升槽313内，顶料托板3311设置于胎具31下方，连接件3312穿设于通孔3131内，连接件3312的下端与顶料托板3311连接，连接件3312的上端伸入顶升槽313内且与顶料板3313连接。顶升件331包括三部分结构，其中顶料板3313位于顶升槽313内，顶料托板3311位于胎具31的下方，连接件3312的上下两端连接顶料板3313和顶料托板3311，使得顶料板3313和顶料托板3311能够在顶升动力元件332驱动下同步顶升或者下降。

在一实施例中，如图9所示，胎具31的上表面设有多个顶升槽313，顶升槽313沿通风槽片a的内外侧方向并排设置，如图11所示，顶料板3313的数量与顶升槽313的数量一一对应设置。具体来说，通风槽片a的内侧为朝向旋转中心的一侧，通风槽片a的外侧为背离旋转中心的一侧。通风槽钢b的布置方向为径向，或者说通风槽钢b指向旋转中心。顶升槽313沿通风槽片a的内外侧方向并排设置，使得顶升槽313与通风槽钢b相交，即顶料板3313与通风槽钢b相交，并且顶料板3313沿着通风槽片a的径向分布，因此，顶料板3313实际顶升通风槽钢b，通过通风槽钢b支撑通风槽片a升起。通风槽钢b与通风槽片a焊接后，使得通风槽钢b成为通风槽片a的骨架，顶升通风槽钢b能够保持通风槽片a的形状，并且多个顶料板3313分散了顶升作用力，避免直接顶升通风槽片a所引起的通风槽片a变形。

在一实施例中，如图11所示，顶升槽313在长度方向上呈圆弧形，顶料板3313的形状与顶升槽313的形状相适配，便于顶料板3313顶起位于同一圆周上的通风槽钢b。顶升槽313沿通风槽片a的内外侧方向并排设置，使得各顶料板3313均能够在不同直径的圆周上顶起对应位置的通风槽钢b，便于均匀地施加作用力至通风槽片a和通风槽钢b所焊接成的一体结构，使得通风槽片a和通风槽钢b所焊接成的一体结构受力均衡。

在一实施例中，如图8、图9所示，定位组件包括多个导向块3111和多个定位件3112，导向块3111设置于胎具31的边缘，导向块3111的为分布位置与通风槽片a的边缘对应，通过导向块3111引导通风槽片a上料，并对通风槽片a进行初步定位，定位件3112则对通风槽片a进行精确定位。

在一实施例中，如图1、图2所示，激光焊接设备包括第一工作台4、第二工作台5和两个胎具组件3，第一工作台4和第二工作台5并排设置于三轴移动平台1的一侧，其一胎具组件3设置于第一工作台4上，另一胎具组件3设置于第二工作台5上。

第一工作台4的一端为上料端，第一工作台4的另一端为焊接端，第一工作台4的焊接端朝向三轴移动平台1，用于带动第一工作台4上的胎具组件3在上料端和焊接端上来回移动。

第二工作台5的一端为上料端，第二工作台5的另一端为焊接端，第一工作台4的焊接端朝向三轴移动平台1，用于带动位于第二工作台5上的胎具组件3在上料端和焊接端上来回移动。

第一工作台4和第二工作台5形成双工位，第一工作台4进行下料上料时，第二工作台5进行焊接作业，第一工作台4进行焊接作业时，第二工作台5进行上料下料，使得三轴移动平台1和焊接头2能够高效率工作。

在具体工作过程包括第一次上料、第二上料、第一次换料和第二次换料。

第一次上料时，在第一工作台4上，胎具组件3位于第一工作台4的上料端，将通风槽钢b和通风槽片a上料至第一工作台4的胎具组件3上，第一工作台4带动胎具组件3移动至焊接端。

第一次上料结束后，进行第二次上料。在第二工作台5上，胎具组件3位于第二工作台5的上料端，将通风槽钢b和通风槽片a上料至第二工作台5的胎具组件3上，第二工作台5带动胎具组件3移动至焊接端；同时，进行第一次焊接，三轴移动平台1带动焊接头2移动，对第一工作台4上的通风槽钢b和通风槽片a进行焊接。

第二次上料之后，为第一次换料。第一工作台4带动已焊接的通风槽钢b和通风槽片a从焊接端移动至上料端，对第一工作台4上的胎具组件3进行换料，第一工作台4带动通风槽钢b和通风槽片a从上料端移动至焊接端；同时，进行第二次焊接，三轴移动平台1带动焊接头2移动，对第二工作台5上的通风槽钢b和通风槽片a进行焊接。

第一次换料之后，为第二换料。第二工作台5带动已焊接的通风槽钢b和通风槽片a从焊接端移动至上料端，对第二工作台5上的胎具组件3进行换料，第二工作台5带动通风槽钢b和通风槽片a从上料端移动至焊接端；同时，进行第三次焊接，三轴移动平台1带动焊接头2移动，对第一工作台4上的通风槽钢b和通风槽片a进行焊接。

重复第一次换料、第二焊接、第二次换料和第三次焊接，直到本批次零部件完成作业任务。

在一实施例中，如图2所示，第一工作台4包括第一底座41、第一导轨42、第一动力组件43和第一承载台44，第一底座41设置于三轴移动平台1的一侧，第一导轨42固定于第一底座41上，第一导轨42的一端朝向上料端，第一导轨42的另一端朝向焊接端，第一承载台44滑动连接于第一导轨42上，第一动力组件43设置于第一底座41上，第一动力组件43连接于第一承载台44上用于带动第一承载台44向三轴移动平台1移动或者远离三轴移动平台1，第一胎具底座32设置于第一承载台44上。在第一底座41上，第一承载台44滑动设置于第一导轨42上，第一动力组件43驱动第一承载台44沿着第一导轨42来回移动，即往返于第一工作台4的上料端和焊接端上。

另外，图2中，显示了第一承载台44的实线结构和虚线结构，第一承载台44的实线结构位于上料端，第一承载台44的虚线结构位于焊接端。

如图2所示，第二工作台5包括第二底座51、第二导轨52、第二动力组件53和第二承载台54，第二底座51设置于三轴移动平台1的一侧，第二导轨52固定于第二底座51上，第二导轨52的一端朝向上料端，第二导轨52的另一端朝向焊接端，第二承载台54滑动连接于第二导轨52上，第二动力组件53设置于第二底座51上，第二动力组件53连接于第二承载台54上用于带动第二承载台54向三轴移动平台1移动或者远离三轴移动平台1，第二胎具底座32设置于第二承载台54上。在第二底座51上，第二承载台54滑动设置于第二导轨52上，第二动力组件53驱动第二承载台54沿着第二导轨52来回移动，即往返于第二工作台5的上料端和焊接端上。

对于第一动力组件43和第二动力组件53，第一动力组件43和第二动力组件53可以是丝杆组件或者皮带传动组件等。皮带传动组件包括主动轮、从动轮、传动件、传动皮带和电机，主动轮和从动轮位于导轨两端，传动皮带绕设于主动轮和从动轮上，传动件连接传动皮带和第一承载台44，或者传动件连接传动皮带和第二承载台54，电机带动主动轮转动。在第一动力组件43中，丝杆组件或者皮带传动组件带动第一承载台44沿第一导轨42移动。在第二动力组件53中，丝杆组件或者皮带传动组件带动第二承载台54沿第二导轨52移动。

在一实施例中，为了限制第一承载台44的移动位置，在第一底座41的两端均设置有行程开关(图中未标示)，其中一个行程开关位于第一工作台4的焊接端，以限制第一承载台44移动至焊接端的位置，另一个行程开关位于第一工作台4的上料端，以限制第一承载台44移动至上料端的位置。同时在第一承载台44上设有用于触发行程开关的触发件，触发行程开关，从而控制第一承载台44停止移动。

为了限制第二承载台54的移动位置，在第二底座51的两端均设置有行程开关，其中一个行程开关位于第二工作台5的焊接端，以限制第二承载台54移动至焊接端的位置，另一个行程开关位于第二工作台5的上料端，以限制第二承载台54移动至上料端的位置。同时在第二承载台54上设有用于触发行程开关的触发件，触发行程开关，从而控制第一承载台44停止移动。

具体来说，行程开关可以是机械式开关，也可以是光电感应式开关。

在一实施例中，如图2所示，三轴移动平台1包括机床11、X轴移动组件12、Y轴移动组件13和Z轴移动组件14，X轴移动组件12设置于机床11上，Y轴移动组件13设置于X轴移动组件12上，Z轴移动组件14设置于Y轴移动组件13上，焊接头2设置于Z轴移动组件14上。

X轴移动组件12带动Y轴移动组件13沿X轴方向移动，Y轴移动组件13带动Z轴移动组件14沿Y轴方向移动，Z轴移动组件14带动焊接头2沿Z轴方向移动。

通过三轴移动平台1中的X轴移动组件12带动焊接头2沿X轴方向移动，通过Y轴移动组件13带动焊接头2沿Y轴方向移动，通过Z轴移动组件14带动焊接头2沿Z轴方向移动，从而使得焊接头2能够三维空间中任意移动。

对于X轴移动组件12、Y轴移动组件13和Z轴移动组件14可以是包括滑块、导轨和丝杆组件，通过滑块、导轨和丝杆组件的配合实现各移动组件的移动功能。对于X轴移动组件12、Y轴移动组件13和Z轴移动组件14还可以是其他结构，如均前述的包括滑块、导轨和前述的皮带传动组件等。

图2中，显示了Z轴移动组件14的实线结构和虚线结构，Z轴移动组件14的实线结构和虚线结构分别表示Z轴移动组件14在Y轴方向上的两个移动极限位置。

前述第一导轨42和第二导轨52均沿Y轴方向延伸。

在一实施例中，如图3、图4和图5所示，焊接头2包括压紧机构21和焊接头本体22，上设有压紧机构21，压紧机构21包括连接架211、导向件212、活动压块213和弹性件214，导向件212固定于连接架211上用于引导活动压块213上下滑动，活动压块213滑动连接于导向件212上用于压紧通风槽片a，弹性件214一端与连接架211抵接，弹性件214的另一端与活动压块213抵接。

压紧机构21随焊接头2移动，焊接时Z轴带动焊接头2先下降使得压紧机构21压紧通风槽片a，即活动压块213压紧通风槽片a，使得通风槽片a上的实时焊接位置能够与通风槽钢b接触，然后激光器8发出激光束，对通风槽片a进行焊接，焊接完成后Z轴在带动焊接头2以及压紧机构21升起，移动到下一点位，重复压紧、焊接、上升和移位的动作，直到整个产品所有点焊接完成。

设置压紧机构21后能够将通风槽片a上的实时焊接位置压紧于通风槽钢b上，避免通风槽片a的实时焊接位置与通风槽钢b之间存在间隙，增加焊接效果，避免通风槽片a与通风槽钢b焊接不良。

在压紧过程中，活动压块213可能会产生回缩，具体来说，活动压块213沿导向件212移动，并且活动压块213压缩弹性件214。因此，弹性件214能够在过度压紧时，为活动压块213提供回缩空间，缓冲活动压块213与工件之间的冲击，并保持活动压块213对通风槽片a的压紧力。

具体来说，弹性件214可以压缩弹簧或者弹性橡胶。

在一实施例中，导向件212为导向套筒，导向套筒的上端固定于连接架211上。

活动压块213包括滑动块2131、铜嘴2132和缓冲块2134，滑动块2131滑动连接于导向套筒内，铜嘴2132固定于滑动块2131的下部，铜嘴2132内设有供激光通过的通道，通道正对焊接头2的激光射出孔，缓冲块2134套设于铜嘴2132上，缓冲块2134的底部高度低于铜嘴2132的底部高度。当压紧机构21下压，其底端的缓冲块2134接触通风槽片a表面时，缓冲块2134在反作用力下回缩，推动铜嘴2132和滑动块2131一起回缩并挤压弹性件214，同时，缓冲块2134对通风槽片a产生压紧力，缓冲块2134起到缓冲作用。在焊接时，激光束穿过铜嘴2132，并且铜嘴2132本身具有耐高温和散热快的特点，高速气流流经铜嘴2132，使得铜嘴2132能够快速散热，可有效防止缓冲块2134被激光焊接熔池灼伤熔毁。

另外，对于弹性件214和缓冲块2134，两者均有缓冲和提供回缩空间的作用。由于压紧机构21对通风槽片a施加了压力，极易产生压痕，为了避免对通风槽片a产生压痕，从而设置缓冲块2134，通过缓冲块2134与通风槽片a的软接触，避免通风槽片a产生压痕。

具体来说，缓冲块2134有弹性橡胶材料制造而成。另外，滑动块2131呈圆环形，滑动块2131的内环中空，中形成了供激光束通过的通道，激光束能够顺利地穿过滑动块2131，并进入铜嘴2132内。

在一实施例中，如图6所示，在铜嘴2132的下部设有多个呈辐射状分布的第一气流槽2133，缓冲块2134的下部设有多个呈辐射状分布的第二气流槽2135，第二气流槽2135与第一气流槽2133一一对应设置，第二气流槽2135的内端与第一气流槽2133连通，第二气流槽2135的外端露出于缓冲块2134的外表面。气流从第一气流槽2133流向第二气流槽2135，最终经第二气流槽2135向外排出。

在一实施例中，如图3所示，焊接头2的周围设有防碰撞机构23，防碰撞机构23可以对焊接头2进行有效的防碰撞保护。焊接头2上设有两个横吹气刀模块24，两个横吹气刀模块24位于焊接头2的出光口下侧，其中一个横吹气刀模块24位于另一横吹气刀模块24上方，形成双层的横向空气气帘，防止灰尘及焊接飞溅物进入焊接头2的出光内腔里。焊接头2上还设有保护吹气模块25，保护吹气模块25位于焊接头2的最下侧接近焦点位置，使保护气体直接输送到焦点焊缝位置，覆盖焊缝熔池，实现对焊缝进行保护。

在一实施例中，如图1所示，激光焊接设备还包括冷水机6、净化***7、激光器8、空压机、保护气瓶和控制***9，冷水机6与激光器8和焊接头2连接，净化***7与焊接头2连接，激光器8通过光路通道与焊接头2连接，保护气瓶通过气流管道与焊接头2连接，空压机通过高压管道与焊接头2连接。

冷水机6为冷却装置，为激光器8和焊接头2提供恒温恒流的冷却水，从而冷却激光器8和焊接头2，保证激光器8和焊接头2的稳定工作。净化***7通过高温风管收集焊接产生的烟尘和空气中的粉尘，使悬浮在空气中的颗粒得到净化。

激光器8产生激光束，激光束通过光路通道传输，光路通道依次经过机床11、X轴移动组件12、Y轴移动组件13、Z轴移动组件14和焊接头2，经过光路通道的引导使得激光束进入焊接头2，经焊接头2上的反射聚焦模块把激光束聚焦形成焦点，通风槽片a处于焦点处形成熔池，从而将通风槽片a与通风槽钢b焊接在一起。

空压机为焊接头2供给空气，具体来说，是为横吹气刀模块24供给空气。保护气瓶为保护气模块供给保护气，将焊缝与空气隔离，避免焊缝氧化，保证焊缝质量。

控制***9中预设焊点点阵位置，将通风槽片a和通风槽钢b上料至胎具31上后，胎具组件3送入焊接端。控制***9能够控制三轴移动平台1带动焊接头2移动并按照焊点点阵位置焊接通风槽片a，直至焊接完成，焊接头2回到初始位置。胎具组件3退出焊接端，并移动至上料端。顶升机构33顶起通风槽片a，对通风槽片a和通风槽钢b进行换料，重复上述焊接过程。

在一实施例中，如图8、图9所示，胎具31上设有校对参考点314，用于对校对通风槽片a上的焊接点位置。控制***9中预设的焊点点阵位置，包括一个焊接参考点，前述校对，具体来说，是校对焊接参考点和校对参考点314是否重合，通过对焊接参考点和校对参考点314的校对，使得焊点点阵位置与通风槽片a上的焊接点位置重合。当更换不同胎具31时，第一次焊接前须确认焊接参考点是否与校对参考点314重合，若不重合须校正重合，然后才可自动运行自动焊接。

本发明实施例还提供了一种焊接方法，包括步骤S1至步骤S5。

步骤S1：在胎具31上标记校对参考点314。

步骤S2：将胎具31安装于胎具底座32上。

步骤S3：在激光焊接设备的控制***9中设置与校对参考点位置对应的焊接参考点，以焊接参考点为基准，在激光焊接设备的控制***9中预设与通风槽片a上的各焊接点对应的焊点点阵。

步骤S4：校对焊接参考点与校对参考点314。

步骤S5：三轴移动平台1依据焊点点阵移动焊接头2，焊接置于胎具31上的通风槽片a和通风槽钢b。

在激光焊接设备的控制***9中预设焊点点阵时，以对应的通风槽片a的形状为依据，以焊接参考点为基准，预设具有多个焊点的焊点点阵。校对焊接参考点与校对参考点314后，焊点点阵实际以校对参考点为基准，那么对于同一批次的通风槽片，三轴移动平台1以焊点点阵为依据移动焊接头2，从而精准地对通风槽片a进行焊接。而且，三轴移动平台1以焊点点阵为依据移动焊接头2，相比于人工寻找焊点，速度更快。

三轴移动平台1依据焊点点阵，移动焊接头2，找准焊接位置，对通风槽片a进行焊接，如此，能够自动、快速、精确完成焊接。同时对校对参考点314和焊接参考点进行校对，避免焊点点阵偏离通风槽片a上的焊接点，提高了焊点位置的精度。

具体来说，步骤S5中，还包括上料步骤，具体为，将通风槽片a和通风槽钢b上料至胎具31上。

对于前述术语“步骤S1”、“步骤S2”、“步骤S3”、“步骤S4”、“步骤S5”以及下文中的“步骤S51”、“步骤S52”、“步骤S53”、“步骤S54”、“步骤S55”等，仅用于描述目的，而不能理解为本发明的焊接方法只能依照步骤S1至S5这一顺序进行。如，在一实施例中，可以交换“步骤S1”可与“步骤S2”的位置，当然，也可以交换“步骤S2”可与“步骤S3”的位置。

焊接不同的通风槽片a，则是重复前述方法。

在一实施例中，步骤S5中，包括如下上料步骤：

步骤S51：将通风槽片a和通风槽钢b上料至第一工作台4的胎具31上，第一工作台4带动通风槽片a和通风槽钢b移动至第一工作台4的焊接端。

步骤S52：将通风槽片a和通风槽钢b上料至第二工作台5上的胎具31上，第二工作台5带动通风槽片a和通风槽钢b移动至第二工作台5的焊接端；同时，三轴移动平台1依据焊点点阵移动焊接头2，焊接第一工作台4上的通风槽片a和通风槽钢b。

步骤S53：第一工作台4带动已焊接的通风槽片a和通风槽钢b移动至下料端，将第一工作台4上已焊接的通风槽片a和槽下料，将通风槽片a和通风槽钢b上料至第一工作台4的胎具31上；同时，三轴移动平台1依据焊点点阵移动焊接头2，焊接第二工作台5上的通风槽片a和通风槽钢b。

步骤S54：第二工作台5带动已焊接的通风槽片a和通风槽钢b移动至下料端，将第二工作台5上已焊接的通风槽片a和槽下料，将通风槽片a和通风槽钢b上料至第二工作台5的胎具31上；同时，三轴移动平台1依据焊点点阵移动焊接头2，焊接第一工作台4上的通风槽片a和通风槽钢b。

步骤S55：重复步骤S53和步骤S54，直至同一批次的通风槽片a和通风槽钢b焊接完成焊接。

在步骤S5中，步骤S51为第一次上料过程，步骤S52为第二次上料及第一焊接过程，步骤S53为第一次换料以及第二焊接过程，步骤S54为第二次换料过程及第三次焊接过程。步骤S52进行了第一焊接，因此，在步骤S53及其之后的步骤中可进行包括上料和下料操作，对于双工位来说，重复步骤S53和步骤S54即可使得第一工作台4和第二工作台5轮换换料，三轴移动平台1也可以轮换着对第一工作台4和第二工作台5作业，焊接头2能够持续高效地工作，提高了工作效率。

在一实施例中，前述各步骤的上料过程具体为：

将通风槽钢b上料至胎具31上的工件槽312内，将通风槽片a上料至胎具31的上表面，并将通风槽片a定位胎具组件3上。

在一实施例中，前述各步骤的下料还包括顶升机构33顶起通风槽片a的过程：

将通风槽钢b上料至胎具31上的工件槽312内，将通风槽片a上料至胎具31的上表面，并将通风槽片a定位胎具组件3上。

在一实施例中，前述焊接头2对通风槽片a焊接的具体步骤为：

三轴移动平台1带动焊接头2找准焊接位置，压紧机构21随焊接头2沿Z轴方下降，压紧通风槽片a，焊接头2焊接风槽片，压紧机构21随焊接头2沿Z轴方升起，三轴移动平台1带动焊接头2移动到下一焊接点位，重复压紧、焊接、上升和移位的动作，直到整个产品所有点焊接完成。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种激光焊接设备，其特征在于，包括三轴移动平台、焊接头和胎具组件；

所述焊接头设置于所述三轴移动平台上；

所述三轴移动平台设置于所述胎具组件的一侧，用于带动所述焊接头移动；

所述胎具组件包括胎具、胎具底座和顶升机构，所述胎具设置于所述胎具底座上，所述胎具的上表面设有可用于定位通风槽片的定位组件，所述胎具的上表面还设有多个与通风槽钢形状相适配且用于放置和定位通风槽钢的工件槽，所述顶升机构设置于所述胎具底座上，用于顶升通风槽片。

2.根据权利要求1所述的激光焊接设备，其特征在于，所述胎具上设有上端开口露出于所述胎具上表面的顶升槽；

所述顶升机构包括顶升件和顶升动力元件，所述顶升动力元件设置于所述胎具底座上，所述顶升件与所述顶升动力元件连接且伸入所述顶升槽内，用于顶升所述通风槽片。

3.根据权利要求2所述的激光焊接设备，其特征在于，所述顶升件包括顶料托板、连接件和顶料板，所述顶料板设置于所述顶升槽内，所述顶料托板设置于所述胎具下方，所述连接件的下端与所述顶料托板连接，所述连接件的上端伸入所述顶升槽内且与所述顶料板连接。

4.根据权利要求3所述的激光焊接设备，其特征在于，所述胎具的上表面设有多个顶升槽，所述顶升槽沿通风槽片的内外侧方向并排设置，所述顶料板的数量与所述顶升槽的数量一一对应设置。

5.根据权利要求1至4任一项所述的激光焊接设备，其特征在于，所述激光焊接设备包括两个所述胎具组件；

所述激光焊接设备还包括第一工作台和第二工作台，所述第一工作台和所述第二工作台并排设置于所述三轴移动平台的一侧，其一所述胎具组件设置于所述第一工作台上，另一所述胎具组件设置于所述第二工作台上；

所述第一工作台的一端为上料端，所述第一工作台的另一端为焊接端，所述第一工作台的焊接端朝向所述三轴移动平台，用于带动所述第一工作台上的所述胎具组件在所述上料端和所述焊接端上来回移动；

所述第二工作台的一端为上料端，所述第二工作台的另一端为焊接端，所述第一工作台的焊接端朝向所述三轴移动平台，用于带动位于所述第二工作台上的所述胎具组件在所述上料端和所述焊接端上来回移动。

6.根据权利要求5所述的激光焊接设备，其特征在于，所述三轴移动平台包括机床、X轴移动组件、Y轴移动组件和Z轴移动组件，所述X轴移动组件设置于所述机床上，所述Y轴移动组件设置于所述X轴移动组件上，所述Z轴移动组件设置于所述Y轴移动组件上；

所述焊接头设置于所述Z轴移动组件上；

所述X轴移动组件带动所述Y轴移动组件沿X轴方向移动，所述Y轴移动组件带动所述Z轴移动组件沿Y轴方向移动，所述Z轴移动组件带动所述焊接头沿Z轴方向移动。

7.根据权利要求1至4任一项所述的激光焊接设备，其特征在于，所述焊接头包括焊接头本体和压紧机构，所述压紧机构包括连接架、导向件、活动压块和弹性件，所述连接件连接于所述焊接头本体上，所述导向件固定于所述连接架上用于引导所述活动压块上下滑动，所述活动压块滑动连接于所述导向件上用于压紧通风槽片，所述弹性件一端与所述连接架抵接，所述弹性件的另一端与所述活动压块抵接。

8.根据权利要求7所述的激光焊接设备，其特征在于，所述导向件为导向套筒，所述导向套筒的上端固定于所述连接架上；

所述活动压块包括滑动块、铜嘴和缓冲块，所述滑动块滑动连接于所述导向套筒内，所述铜嘴固定于所述滑动块的下部，所述铜嘴内设有供激光通过的通孔，所述通孔正对所述焊接头的激光射出孔，所述缓冲块套设于所述铜嘴上，所述缓冲块的底部高度低于所述铜嘴的底部高度。

9.根据权利要求7所述的激光焊接设备，其特征在于，所述激光焊接设备还包括冷水机、净化***、激光器、空压机、保护气瓶和控制***，所述冷水机与所述激光器和所述焊接头连接，所述净化***与所述焊接头连接，所述激光器通过光路通道与所述焊接头连接，所述保护气瓶通过气流管道与焊接头连接，所述空压机通过高压管道与所述焊接头连接。

10.一种焊接方法，包括：

在胎具上标记校对参考点；

在激光焊接设备的控制***中设置与校对参考点位置对应的焊接参考点，以焊接参考点为基准，在激光焊接设备的控制***中预设与通风槽片上的各焊接点对应的焊点点阵；

校对焊接参考点与校对参考点；

三轴移动平台依据焊点点阵移动焊接头，焊接置于胎具上的通风槽片和通风槽钢。

11.一种焊接方法，包括：

在胎具上标记校对参考点；

在激光焊接设备的控制***中设置与校对参考点位置对应的焊接参考点，以焊接参考点为基准，在激光焊接设备的控制***中预设与通风槽片上的各焊接点对应的焊点点阵；

校对焊接参考点与校对参考点；

第一次上料，将通风槽片和通风槽钢上料至第一工作台的胎具上，第一工作台带动通风槽片和通风槽钢移动至第一工作台的焊接端。

第二次上料和第一次焊接，将通风槽片和通风槽钢上料至第二工作台上的胎具上，第二工作台带动通风槽片和通风槽钢移动至第二工作台的焊接端，同时，三轴移动平台依据焊点点阵移动焊接头，焊接第一工作台上的通风槽片和通风槽钢。

第一次换料和第二次焊接，第一工作台带动已焊接的通风槽片和通风槽钢移动至下料端，将第一工作台上已焊接的通风槽片和槽下料，将通风槽片和通风槽钢上料至第一工作台的胎具上，同时，三轴移动平台依据焊点点阵移动焊接头，焊接第二工作台上的通风槽片和通风槽钢。

第二次换料和第三次焊接，第二工作台带动已焊接的通风槽片和通风槽钢移动至下料端，将第二工作台上已焊接的通风槽片和槽下料，将通风槽片和通风槽钢上料至第二工作台的胎具上，同时，三轴移动平台依据焊点点阵移动焊接头，焊接第一工作台上的通风槽片和通风槽钢。

重复步骤中的第一换料、第二次焊接、第二次换料和第三次焊接，直至同一批次的通风槽片和通风槽钢焊接完成焊接。