一种焊接雕铣一体机及其使用方法与流程

1.本发明涉及加工设备制造领域，尤其涉及一种焊接雕铣一体机。


背景技术：

2.目前，无缝铝合金门通常是采用四周由铝合金型材做成门的框架，然后由两片通过四周折边的铝合金薄板分别扣在铝合金框架上组成，最后采用手工对扣缝进行焊接，其后再对焊缝进行手工修填和打磨处理，最终完成无缝铝合金门的制作。由于这种制作方法特别是手工焊接工艺：一、产品的质量很难得到保障；二、生产效率满足不了批量要求；三、工人劳动强度大；四、对环境影响比较大。采用激光焊接工艺来解决原来的手工焊接。由于门的尺寸公差及形状公差要求都在1毫米内，这个公差对于激光焊接来讲相对比较大了。要解决激光焊接问题。1、可采用具有自动跟随扣缝功能的激光焊接机来焊接，目前这种功能的机床价格比较昂贵，不是一般小企业能承受的；2、将门的制造精度提高，边框直线度、两边方向的平行度、高低方向的平行度控制在0.2以内，主要体现是大小头尺寸。这样才能满足自动焊接的要求，要将制造精度达到这样的精度，企业现有的设备和加工条件是完全满足不了的。
3.通常铣削深度控制都是以机床z轴坐标控制深度。这种方法就是控制机床工作台平面到刀具之间的尺寸。当工件高度(厚度)尺寸稳定并一致时这种方法是可以做到工件切削深度一致的要求。但是对于高度尺寸公差比较大而且平面度要求不太高的工件。这种方法就不能保证铣削深度一致的要求了。像无缝铝合金门这种产品，两平面是由铝合金薄板制成，高度(厚度)公差及平面度公差都比较大，而且要求在平面上雕刻出深度要求一致的相应图案，若采用上述的控制方法就达不到要求，甚至出现工件报废的问题。


技术实现要素：

4.本发明要解决上述现有技术存在的问题，提供一种焊接雕铣一体机，该装置结构设计合理，使用方便，解决了门的尺寸公差及形状公差对自动化焊接造成的问题，在三坐标模组上设置一个恒定的压力大小可调的装置，在主轴安装座前端加装一端面定位器，工作时使端面定位器端面紧贴工件平面，从而在平面上雕刻出深度要求一致的相应图案，同时保证电主轴铣削头的压力恒定。
5.本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种焊接(铣床)雕铣一体机，包括焊接平台和通过三坐标模组固定安装在焊接平台上方的激光焊接头和电主轴铣削头，焊接平台上端固定连接有工作平面，工作平面上端四周通过螺钉固定连接有若干个均匀设置的定位座，定位座内侧中心位置开有通道孔，定位座外侧中心位置安装有气缸，气缸的活塞端活动连接在通道孔内侧，左端气缸的活塞端穿过通道孔固定连接有第一等高垫，右端气缸的活塞端穿过通道孔固定连接有第二等高垫，前端气缸的活塞端穿过通道孔固定连接有第三等高垫，后端气缸的活塞端穿过通道孔固定连接有第四等高垫，三坐标模组包括位于工作平面下端的第一丝杆，第一丝杆前后两端分别转动连接有固定连接在焊接平台下端的第一丝
杆支撑座，第一丝杆后端通过联轴器传动连接有固定连接在焊接平台外侧的第一伺服电机，第一丝杆中端外侧螺纹连接有第一丝杆螺母，第一丝杆螺母上端固定连接有第一传动板，第一传动板上端左右两侧固定连接有支撑板，支撑板上端前侧固定连接有水平滑动板，水平滑动板前端中心位置设有第二丝杆，第二丝杆左右两端外侧转动连接有固定在水平滑动板前端平面上的第二丝杆支撑座，第二丝杆左端通过联轴器传动连接有固定连接在水平滑动板左侧的第二伺服电机，第二丝杆中端外侧螺纹连接有第二丝杆螺母，第二丝杆螺母前端固定连接有竖直活动板，竖直活动板前端中心位置设有第三丝杆，第三丝杆上下两端外侧转动连接有固定连接在竖直活动板前端平面上的第三丝杆支撑座，第三丝杆上端通过联轴器传动连接有固定连接在竖直活动板上端的第三伺服电机，第三丝杆中端外侧螺纹连接有第三螺母，第三螺母前端固定连接有安装板，由于门对边尺寸大小头问题直接影响自动焊接，该机床根据工件的特点将定位方式进行突破，将原来夹具由一个直角边定位的方式，改为由互成直角的四边定位，通过将门依次推靠在各个等高垫上，保证门边框需要加工的一个侧边紧靠在相应方向的等高垫上，再通过激光焊接头将推靠在垫高块上的一侧门边进行焊接，从而消除了门的尺寸公差及形状公差对自动化焊接造成的影响。
6.安装板前端通过螺钉固定连接有定位板，定位板左端设有固定板，激光焊接头固定连接在固定板前端平面上，定位板中端开有容纳槽，容纳槽下端外侧设有开在定位板内侧的滑动孔，容纳槽内侧固定连接有第一螺杆，容纳槽上端设有固定连接在固定板前端平面上的支撑部，支撑部内侧中心位置螺纹连接有第二螺杆，第二螺杆下端固定连接有限位块，限位块下端中心位置固定连接有第三凸起，第一螺杆下端外侧螺纹连接有滑动连接在滑动孔内侧的下活动块，下活动块前端设有通过螺钉固定连接的下支撑块，下支撑块上端左右两侧设有第一凸起，第一凸起上端外侧设有第一弹簧，第一弹簧上端设有中支撑块，中支撑块下端左右两侧设有第二凸起，第二凸起外侧卡接在第一弹簧上端内侧，中支撑块上端中心位置固定连接有第四凸起，第四凸起外侧设有第二弹簧，第二弹簧上端卡接在第三凸起外侧，中支撑块前端设有通过螺钉固定连接的活动平台，第一螺杆下端转动连接有通过螺钉固定连接在定位板下端的限位板，限位板前端位于活动平台下侧，活动平台前端平面上通过螺钉固定连接有主轴安装座，电主轴铣削头固定连接在主轴安装座内侧，主轴安装座下端固定连接有位于电主轴铣削头外侧的端面定位器，设有固定在中支撑块上的活动平台，中支撑块上下两端均连接弹簧，通过调节第一螺杆和第二螺杆分别调整弹簧压力来控制恒定压力的大小，该压力的大小主要保证定位可靠，工件表面不产生檫伤即可，上弹簧的压力是由一根圆柱压缩弹簧作用到与活动平台连接的中支撑块上，通过调节第二螺杆，调节弹簧压缩量的大小即对压力大小进行控制，下弹簧的弹力是由两根圆柱压缩弹簧作用到与活动平台连接的中支撑块上，通过调节第一螺杆对弹簧弹起压力的大小进行控制。
7.为了进一步完善，焊接平台左右两端固定连接有第一导轨，第一导轨外侧滑动连接有固定连接在支撑板内侧的第一滑块，设有第一导轨和第一滑块，便于三坐标模组在焊接平台上滑动。
8.进一步完善，水平滑动板前端平面上下两侧设有抬高部，抬高部前端平面固定连接有第二导轨，第二导轨外侧滑动连接有第二滑块，第二滑块前端固定连接在竖直活动板后侧，设有第二导轨和第二滑块，使得竖直活动板水平移动时更加的顺畅，同时使得水平滑动板的承载能力更好。
9.进一步完善，第三丝杆支撑座左右两端设有固定连接在所述竖直活动板前端平面上的第三导轨，第三导轨外侧滑动连接有第三滑块，第三滑块前端固定连接在所述安装板后侧，设有第三导轨和第三滑块，使得安装板移动时更加的顺畅，同时便于对安装板移动时进行导向，使得安装板移动的精确度更高。
10.进一步完善，端面定位器内侧设有固定连接有吸尘管的一端，设有吸尘管便于电主轴铣削头铣削时对铣削后的碎屑进行及时吸出清理，保证电主轴铣削头的正常工作运行。
11.进一步完善，滑动孔后端左右两侧设有开在定位板后端平面上的限位槽，下活动块左右两侧设有滑动连接在限位槽内侧的限位部，下支撑块左右两端卡接在滑动孔前端外侧，设有限位槽和滑动连接在限位槽内侧的限位部，通过将下支撑块固定在下活动块上使得下活动块的前后两端均被限位，从而保证下活动块的正常活动，避免下活动块发生偏移。
12.进一步完善，第一螺杆和第二螺杆上端均设有用于调整螺杆的方头，设有方头，便于通过方头对第一螺杆和第二螺杆进行旋转调节操作。
13.一种焊接铣床一体机的使用方法，包括以下步骤：
14.1)自动定位焊接：将需要焊接的门放在工作平面上端，位于第一等高垫、第二等高垫、第三等高垫和第四等高垫之间的位置，当需要焊接门右侧边框时，右侧的气缸退回将第二等高垫拉回并紧贴在定位座上，同时左侧的气缸推动第一等高垫将门推向右侧的第二等高垫上使门边框右侧紧贴在第二等高垫上形成可靠的定位，再通过三坐标模组带动激光焊接头对定位后的门边框的右侧进行焊接；当需要焊接门前侧边框时，左侧及前侧的气缸退回将第一等高垫和第三等高垫拉回并紧贴在定位座上，同时后侧的气缸推动后侧的第四等高垫将门推向前侧的第三等高垫上使门边框的前侧边框紧贴在第三等高垫上形成可靠的定位，再通过三坐标模组带动激光焊接头对定位后的门边框的前侧进行焊接；当需要焊接门左侧边框时，后侧及左侧的气缸退回将第一等高垫和第四等高垫拉回并紧贴在定位座上，同时右侧的气缸推动右侧的第二等高垫将门推向左侧的第一等高垫上使门西边框紧贴在第一等高垫上形成可靠的定位；当需要焊接门后侧边框时，右侧及后侧的气缸退回将第二等高垫和第四等高垫拉回并紧贴在定位座上，同时前侧的气缸推动前侧的第三等高垫将门推向后侧的第四等高垫上使门后侧边框紧贴在第四等高垫上形成可靠的定位，再通过三坐标模组带动激光焊接头对定位后的门边框的右侧进行焊接，每边焊接完成后进行另一边重新定位装夹再焊接，等四周焊接都完成程序结束，等待下一个工件的循环；
15.2)自主控制铣削深度：通过程序控制带动三坐标模组使得电主轴铣削头进行移动并对门表面进行铣削，铣削时，端面定位器下端面紧贴门的外平面，电主轴铣削头的刀具装夹确保伸出端面定位器一定的距离，该距离即为工件铣削深度，通过旋转第一螺杆带动第一螺杆下端的下活动块和下支撑块向上或向下移动，通过旋转第二螺杆带动第二螺杆在支撑部内向上或向下移动，从而通过调节第一弹簧和第二弹簧的弹力来使得电主轴铣削头保持一个恒定向下的压力。
16.本发明有益的效果是：本发明根据工件的特点将定位方式进行突破，将原来夹具由一个直角边定位的方式，改为由互成直角的四边定位，通过将门依次推靠在各个等高垫上，保证门边框需要加工的一个侧边紧靠在相应方向的等高垫上，再通过激光焊接头将推靠在垫高块上的一侧门边进行焊接，从而消除了门的尺寸公差及形状公差对自动化焊接造
成的影响，通过在中支撑块的上下两端设置可以通过第一螺杆和第二螺杆分别调整压力的弹簧来控制恒定压力的大小，确保电主轴铣削头具有一个恒定的压力。
附图说明
17.图1为本发明的主视图；
18.图2为本发明的右视图；
19.图3为工作平面的俯视图；
20.图4为图1中b部分的放大图；
21.图5为图3中a部分的放大图；
22.图6为图2中c部分的放大图；
23.图7为竖直活动板和第三丝杆的结构示意图；
24.图8为安装板和定位板的结构示意图；
25.图9为活动平台的结构示意图；
26.图10为活动平台的右视图；
27.图11为激光焊接头和电主轴铣削头的安装示意图；
28.图12为下活动块和下支撑块的结构示意图。
29.附图标记说明：1、焊接平台，2、激光焊接头，3、电主轴铣削头，4、工作平面，5、定位座，6、通道孔，7、气缸，8、第一等高垫，9、第二等高垫，10、第三等高垫，11、第四等高垫，12、第一丝杆，13、第一丝杆支撑座，14、第一伺服电机，15、第一丝杆螺母，16、第一传动板，17、支撑板，18、水平滑动板，19、第二丝杆，20、第二丝杆支撑座，21、第二伺服电机，22、第二丝杆螺母，23、竖直活动板，24、第三丝杆，25、第三丝杆支撑座，26、第三伺服电机，27、第三螺母，28、安装板，29、定位板，30、固定板，31、容纳槽，32、滑动孔，33、第一螺杆，34、支撑部，35、第二螺杆，36、限位块，37、第三凸起，38、下活动块，39、下支撑块，40、第一凸起，41、第一弹簧，42、中支撑块，43、第二凸起，44、第四凸起，45、第二弹簧，46、活动平台，47、限位板，48、主轴安装座，49、端面定位器，50、第一导轨，51、第一滑块，52、抬高部，53、第二导轨，54、第二滑块，55、第三导轨，56、第三滑块，57、吸尘管，58、限位槽，59、限位部，60、方头。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明作进一步说明：
31.参照附图3和图5所示：本实施例中一种焊接(铣床)雕铣一体机，包括焊接平台1和通过三坐标模组固定安装在焊接平台1上方的激光焊接头2和电主轴铣削头3，焊接平台1上端固定连接有工作平面4，工作平面4上端四周通过螺钉固定连接有若干个均匀设置的定位座5，定位座5内侧中心位置开有通道孔6，定位座5外侧中心位置安装有气缸7，气缸7的活塞端活动连接在通道孔6内侧，左端气缸7的活塞端穿过通道孔6固定连接有第一等高垫8，右端气缸7的活塞端穿过通道孔6固定连接有第二等高垫9，前端气缸7的活塞端穿过通道孔6固定连接有第三等高垫10，后端气缸7的活塞端穿过通道孔6固定连接有第四等高垫11，该机床根据工件的特点将定位方式进行突破，将原来夹具由一个直角边定位的方式，改为由互成直角的四边定位，通过将门依次推靠在各个等高垫上，保证门边框需要加工的一个侧边紧靠在相应方向的等高垫上，再通过激光焊接头将推靠在垫高块上的一侧门边进行焊
接，从而消除了门的尺寸公差及形状公差对自动化焊接造成的影响；
32.如图1和图2所示，三坐标模组包括位于工作平面4下端的第一丝杆12，第一丝杆12前后两端分别转动连接有固定连接在焊接平台1下端的第一丝杆支撑座13，第一丝杆12后端通过联轴器传动连接有固定连接在焊接平台1外侧的第一伺服电机14，第一丝杆12中端外侧螺纹连接有第一丝杆螺母15，第一丝杆螺母15上端固定连接有第一传动板16，第一传动板16上端左右两侧固定连接有支撑板17，支撑板17上端前侧固定连接有水平滑动板18，水平滑动板18前端中心位置设有第二丝杆19，第二丝杆19左右两端外侧转动连接有固定在水平滑动板18前端平面上的第二丝杆支撑座20，第二丝杆19左端通过联轴器传动连接有固定连接在水平滑动板18左侧的第二伺服电机21，第二丝杆19中端外侧螺纹连接有第二丝杆螺母22，第二丝杆螺母22前端固定连接有竖直活动板23，竖直活动板23前端中心位置设有第三丝杆24，第三丝杆24上下两端外侧转动连接有固定连接在竖直活动板23前端平面上的第三丝杆支撑座25，第三丝杆24上端通过联轴器传动连接有固定连接在竖直活动板23上端的第三伺服电机26，第三丝杆24中端外侧螺纹连接有第三螺母27，第三螺母27前端固定连接有安装板28；
33.如图8
‑
11所示，安装板28前端通过螺钉固定连接有定位板29，定位板29左端设有固定板30，激光焊接头2固定连接在固定板30前端平面上，定位板29中端开有容纳槽31，容纳槽31下端外侧设有开在定位板29内侧的滑动孔32，容纳槽31内侧固定连接有第一螺杆33，容纳槽31上端设有固定连接在固定板30前端平面上的支撑部34，支撑部34内侧中心位置螺纹连接有第二螺杆35，第二螺杆35下端固定连接有限位块36，限位块36下端中心位置固定连接有第三凸起37，第一螺杆33下端外侧螺纹连接有滑动连接在滑动孔32内侧的下活动块38，下活动块38前端设有通过螺钉固定连接的下支撑块39，下支撑块39上端左右两侧设有第一凸起40，第一凸起40上端外侧设有第一弹簧41，第一弹簧41上端设有中支撑块42，中支撑块42下端左右两侧设有第二凸起43，第二凸起43外侧卡接在第一弹簧41上端内侧，中支撑块42上端中心位置固定连接有第四凸起44，第四凸起44外侧设有第二弹簧45，第二弹簧45上端卡接在第三凸起37外侧，中支撑块42前端设有通过螺钉固定连接的活动平台46，第一螺杆33下端转动连接有通过螺钉固定连接在定位板29下端的限位板47，限位板47前端位于活动平台46下侧，活动平台46前端平面上通过螺钉固定连接有主轴安装座48，电主轴铣削头3固定连接在主轴安装座48内侧，主轴安装座48下端固定连接有位于电主轴铣削头3外侧的端面定位器49，设有固定在中支撑块上的活动平台，中支撑块上下两端均连接弹簧，通过调节第一螺杆和第二螺杆分别调整弹簧压力来控制恒定压力的大小，该压力的大小主要保证定位可靠，工件表面不产生檫伤即可，上弹簧的压力是由一根圆柱压缩弹簧作用到与活动平台连接的中支撑块上，通过调节第二螺杆，调节弹簧压缩量的大小即对压力大小进行控制，下弹簧的弹力是由两根圆柱压缩弹簧作用到与活动平台连接的中支撑块上，通过调节第一螺杆对弹簧弹起压力的大小进行控制。
34.如图4、6和9所示，焊接平台1左右两端固定连接有第一导轨50，第一导轨50外侧滑动连接有固定连接在支撑板17内侧的第一滑块51，水平滑动板18前端平面上下两侧设有抬高部52，抬高部52前端平面固定连接有第二导轨53，第二导轨53外侧滑动连接有第二滑块54，第二滑块54前端固定连接在竖直活动板23后侧，第三丝杆支撑座25左右两端设有固定连接在所述竖直活动板23前端平面上的第三导轨55，第三导轨外侧滑动连接有第三滑块
56，第三滑块56前端固定连接在所述安装板28后侧。
35.如图9和11所示，端面定位器49内侧设有固定连接有吸尘管57的一端，滑动孔32后端左右两侧设有开在定位板29后端平面上的限位槽58，下活动块38左右两侧设有滑动连接在限位槽58内侧的限位部59，下支撑块39左右两端卡接在滑动孔32前端外侧，第一螺杆33和第二螺杆35上端均设有用于调整螺杆的方头60。
36.一种焊接铣床一体机的使用方法，包括以下步骤：
37.1)自动定位焊接：将需要焊接的门放在工作平面4上端，位于第一等高垫8、第二等高垫9、第三等高垫10和第四等高垫11之间的位置，当需要焊接门右侧边框时，右侧的气缸7退回将第二等高垫9拉回并紧贴在定位座5上，同时左侧的气缸7推动第一等高垫8将门推向右侧的第二等高垫9上使门边框右侧紧贴在第二等高垫9上形成可靠的定位，再通过三坐标模组带动激光焊接头2对定位后的门边框的右侧进行焊接；当需要焊接门前侧边框时，左侧及前侧的气缸7退回将第一等高垫8和第三等高垫10拉回并紧贴在定位座5上，同时后侧的气缸7推动后侧的第四等高垫11将门推向前侧的第三等高垫10上使门边框的前侧边框紧贴在第三等高垫10上形成可靠的定位，再通过三坐标模组带动激光焊接头2对定位后的门边框的前侧进行焊接；当需要焊接门左侧边框时，后侧及左侧的气缸7退回将第一等高垫8和第四等高垫11拉回并紧贴在定位座5上，同时右侧的气缸8推动右侧的第二等高垫9将门推向左侧的第一等高垫8上使门西边框紧贴在第一等高垫8上形成可靠的定位；当需要焊接门后侧边框时，右侧及后侧的气缸7退回将第二等高垫9和第四等高垫11拉回并紧贴在定位座5上，同时前侧的气缸7推动前侧的第三等高垫10将门推向后侧的第四等高垫11上使门后侧边框紧贴在第四等高垫11上形成可靠的定位，再通过三坐标模组带动激光焊接头2对定位后的门边框的右侧进行焊接，每边焊接完成后进行另一边重新定位装夹再焊接，等四周焊接都完成程序结束，等待下一个工件的循环；
38.2)自主控制铣削深度：通过程序控制带动三坐标模组使得电主轴铣削头3进行移动并对门表面进行铣削，铣削时，端面定位器49下端面紧贴门的外平面，电主轴铣削头3的刀具装夹确保伸出端面定位器49一定的距离，该距离即为工件铣削深度，通过旋转第一螺杆33带动第一螺杆33下端的下活动块38和下支撑块39向上或向下移动，通过旋转第二螺杆35带动第二螺杆35在支撑部34内向上或向下移动，从而通过调节第一弹簧41和第二弹簧45的弹力来使得电主轴铣削头3保持一个恒定向下的压力。
39.虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。