專利名稱：基于激光焊接切割的汽車外殼加工設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車加工設備領域，具體涉及一種汽車外殼的加工設備。
背景技術：
汽車外殼是保護汽車內部結構的關鍵部件，為了滿足不同客戶的需要，對于汽車外殼結構的設計要求也逐步提高，但是由于汽車外殼的外形較為龐大，無法一次鑄造而成，故汽車外殼的加工，汽車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，具有切割質量好、切割效率高、非接觸式切割等優(yōu)點，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、焊接質量高和高適應性的特點，然而現(xiàn)有的激光切割設備和激光焊接設備在使用時，廠家需要分別配備激光切割設備和激光焊接設備，增加了企業(yè)生產成本，而且加工的零部件在兩臺設 備之間的轉換不利于保證加工精度。

實用新型內容本實用新型的目的在于提高一種基于激光焊接切割的汽車外殼加工設備，以解決上述技術問題。本實用新型所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現(xiàn)基于激光焊接切割的汽車外殼加工設備，包括一工作臺、一支架，其特征在于，還包括一設置在所述支架上的激光焊接裝置，所述激光焊接裝置上設有一用于汽車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；所述工作臺包括一切割工作臺、一焊接工作臺。所述支架為移動式支架，所述移動式支架包括一滑軌、一機械臂，所述滑軌固定連接所述工作臺一側，所述滑軌長度大于等于所述工作臺長度；所述滑軌滑動連接所述機械臂，所述機械臂連接一控制系統(tǒng)，所述激光焊接裝置位于所述機械臂上。所述工作臺是由所述焊接工作臺與所述切割工作臺相連接而成的固定式工作臺。所述支架為固定支架，所述固定支架連接一機械臂，所述機械臂連接所述控制系統(tǒng)，所述激光焊接裝置位于所述機械臂上。 所述工作臺是由所述焊接工作臺與所述切割工作臺相連接形成的工作臺，所述工作臺是移動式工作臺；所述移動式工作臺連接一用于驅動工作臺X方向移動的工作臺驅動機構，所述工作臺驅動機構連接所述控制系統(tǒng)。所述焊接工作臺上設有至少一個用于固定汽車外殼部件的焊接成型定位夾具；所述切割工作臺上設有工裝夾持固定機構，所述工裝夾持固定機構包括齒狀凸起，所述齒狀凸起均勻布滿所述切割工作臺臺面。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激光器的波長為10. 6um，可用于焊接、切割。所述激光焊接裝置側邊還設有一 CXD圖像傳感器，所述CXD圖像傳感器的信號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，實現(xiàn)焊縫識別跟蹤和切割監(jiān)控。所述輔助氣體噴嘴連接一輔助氣體進氣管，所述輔助氣體噴嘴與所述輔助氣體進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，所述輔助氣體進氣管內的氣體采用氧氣。利用所述激光焊接裝置射出光作為預熱熱源，輔助氣體噴嘴吹出的氧氣與切割金屬發(fā)生氧化反應，把熔融的氧化物和熔化物從反應區(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，不易于產生大量飛濺，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快、恒穩(wěn)性高的固態(tài)電子控制電源。還設有一人機交互界面，所述人機交互界面連接所述控制系統(tǒng)，以便通過所述人及交互界面實現(xiàn)控制系統(tǒng)參數(shù)設置，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)連接一無線信息模塊，所述無線信息模塊通過無線局域網(wǎng)絡連接一計算機，實現(xiàn)從其他授權的計算機終端登錄控制系統(tǒng)實現(xiàn)遠程監(jiān)控和參數(shù)設置。所述控制系統(tǒng)還包括一故障模式靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊，所述故障模式靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊連接所述微型處理器系統(tǒng)。所述靜態(tài)數(shù)據(jù)庫內存儲有不同的故障模式及與其相對應的檢測信號的數(shù)值范圍，不同的故障模式及與其相對應的檢測信號的數(shù)值范圍構成判斷規(guī)貝U，所述微型處理器系統(tǒng)依據(jù)所述判斷規(guī)則及時對設備的異常狀態(tài)和故障狀態(tài)做出診斷，經(jīng)由所述控制系統(tǒng)對診斷出的故障進行預防和消除故障，提高設備運行的安全性、有效性、可靠性。所述控制系統(tǒng)還包括一故障模式動態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊，所述故障模式動態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊連接所述微型處理器系統(tǒng)。所述微型處理器系統(tǒng)對異常檢測信號及其故障表現(xiàn)形式進行記錄，并存入所述故障模式動態(tài)數(shù)據(jù)庫，所述故障模式動態(tài)數(shù)據(jù)庫在使用過程中得以擴展，構成一具有自主學習模式的故障模式動態(tài)數(shù)據(jù)庫。所述微型處理器系統(tǒng)依據(jù)所述動態(tài)數(shù)據(jù)庫內不斷學習得到的判斷規(guī)則及時對設備的異常狀態(tài)和故障狀態(tài)做出診斷，經(jīng)由所述控制系統(tǒng)對診斷出的故障進行預防和消除故障，提高設備運行的安全性、有效性、可靠性。有益效果本實用新型同時具備切割和焊接功能，可以完成切割和焊接兩道工序，為生產節(jié)約了設備成本，提高了加工效率和加工范圍，同時由于切割、焊接一體，加工精度得到了保障，設備性能高效穩(wěn)定。

圖I為本實用新型的一種結構示意圖。
具體實施方式
為了本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步闡述。參照圖I，基于激光焊接切割的汽車外殼加工設備，包括一工作臺、一支架，還包括一設置在支架上的激光焊接裝置31，激光焊接裝置31上設有一用于汽車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。工作臺包括一切割工作臺I、一焊接工作臺2。方案一支架為移動式支架，移動式支架包括一滑軌、一機械臂41，滑軌固定連接工作臺一偵牝滑軌長度大于等于工作臺長度；滑軌滑動連接機械臂41，機械臂41連接一控制系統(tǒng)6，激光焊接裝置31位于機械臂41上。工作臺是由焊接工作臺2與切割工作臺I相連接而成的固定式工作臺。方案二如圖I所示，支架為固定支架5，固定支架5連接一機械臂41，機械臂41連接控制系統(tǒng)6，激光焊接裝置位31于述機械臂41上。工作臺是由焊接工作臺2與切割工作臺I相連接形成的工作臺，工作臺是移動式工作臺；移動式工作臺連接一用于驅動工作臺X方向移動的工作臺驅動機構，工作臺驅動機構連接控制系統(tǒng)6。焊接工作臺2上設有至少一個用于固定汽車外殼部件的焊接成型定位夾具21 ;切割工作臺I上設有工裝夾持固定機構，工裝夾持固定機構包括齒狀凸起，齒狀凸起均勻布滿切割工作臺臺面。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)生器采用半導體激光器。或者，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激光器的波長為10. 6um，可用于焊接、切割。激光焊接裝置31側邊還設有一 CXD圖像傳感器，CXD圖像傳感器的信號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，實現(xiàn)焊縫識別跟蹤和切割監(jiān)控。輔助氣體噴嘴32連接一輔助氣體進氣管，輔助氣體噴嘴與輔助氣體進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，輔助氣體進氣管內的氣體采用氧氣。利用激光焊接裝31射出光作為預熱熱源，輔助氣體噴嘴32吹出的氧氣與切割金屬發(fā)生氧化反應，把熔融的氧化物和熔化物從反應區(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；當不需要切割功能時，控制系統(tǒng)6通過壓力控制裝置關閉輔助氣體進氣管內氣體的輸送，輔助氣體噴嘴32充當焊接頭，在激光發(fā)生器與聚焦透鏡作用下，對汽車外殼部件進行焊接。輔助氣體噴嘴32采用收斂-擴張式噴嘴。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，不易于產生大量飛濺，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；供電電源采用響應快、恒穩(wěn)性高的固態(tài)電子控制電源。還設有一人機交互界面，人機交互界面連接控制系統(tǒng)6，以便通過人及交互界面實現(xiàn)控制系統(tǒng)6參數(shù)設置，及工藝編程的。控制系統(tǒng)6包括一微型處理器系統(tǒng)，微型處理器系統(tǒng)連接一無線信息模塊，無線信息模塊通過無線局域網(wǎng)絡連接一計算機，實現(xiàn)從其他授權的計算機終端登錄控制系統(tǒng)6實現(xiàn)遠程監(jiān)控和參數(shù)設置?？刂葡到y(tǒng)6還包括一故障模式靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊，故障模式靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊連接微型處理器系統(tǒng)。靜態(tài)數(shù)據(jù)庫內存儲有不同的故障模式及與其相對應的檢測信號的數(shù)值范圍，不同的故障模式及與其相對應的檢測信號的數(shù)值范圍構成判斷規(guī)則，微型處理器系統(tǒng)依據(jù)判斷規(guī)則及時對設備的異常狀態(tài)和故障狀態(tài)做出診斷，經(jīng)由控制系統(tǒng)6對診斷出的故障進行預防和消除故障，提高設備運行的安全性、有效性、可靠性?？刂葡到y(tǒng)6還包括一故障模式動態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊,故障模式動態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊連接微型處理器系統(tǒng)。微型處理器系統(tǒng)對異常檢測信號及其故障表現(xiàn)形式進行記錄，并存入故障模式動態(tài)數(shù)據(jù)庫，故障模式動態(tài)數(shù)據(jù)庫在使用過程中得以擴展，構成一具有自主學習 模式的故障模式動態(tài)數(shù)據(jù)庫。微型處理器系統(tǒng)依據(jù)動態(tài)數(shù)據(jù)庫內不斷學習得到的判斷規(guī)則及時對設備的異常狀態(tài)和故障狀態(tài)做出診斷，經(jīng)由控制系統(tǒng)6對診斷出的故障進行預防和消除故障，提高設備運行的安全性、有效性、可靠性。以上顯示和描述本實用新型的基本原理和主要特征本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解本實用新型不受上述使用方法的限制，上述使用方法和說明書中描述的只是說本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護本實用新型范圍內本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求1.基于激光焊接切割的汽車外殼加工設備，包括一工作臺、一支架，其特征在于，還包括一設置在所述支架上的激光焊接裝置，所述激光焊接裝置上設有一用于汽車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； 所述工作臺包括一切割工作臺、一焊接工作臺。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于激光焊接切割的汽車外殼加工設備，其特征在于所述支架為移動式支架，所述移動式支架包括一滑軌、一機械臂，所述滑軌固定連接所述工作臺一側，所述滑軌長度大于等于所述工作臺長度； 所述滑軌滑動連接所述機械臂，所述機械臂連接一控制系統(tǒng)，所述激光焊接裝置位于所述機械臂上； 所述工作臺是由所述焊接工作臺與所述切割工作臺相連接而成的固定式工作臺。
3.根據(jù)權利要求I所述的基于激光焊接切割的汽車外殼加工設備，其特征在于所述支架為固定支架，所述固定支架連接一機械臂，所述機械臂連接所述控制系統(tǒng)，所述激光焊接裝置位于所述機械臂上； 所述工作臺是由所述焊接工作臺與所述切割工作臺相連接形成的工作臺，所述工作臺是移動式工作臺； 所述移動式工作臺連接一用于驅動工作臺X方向移動的工作臺驅動機構，所述工作臺驅動機構連接一控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的基于激光焊接切割的汽車外殼加工設備，其特征在于所述焊接工作臺上設有至少一個用于固定汽車外殼部件的焊接成型定位夾具； 所述切割工作臺上設有工裝夾持固定機構，所述工裝夾持固定機構包括齒狀凸起，所述齒狀凸起均勻布滿所述切割工作臺臺面。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于激光焊接切割的汽車外殼加工設備，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)生器采用半導體激光器。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于激光焊接切割的汽車外殼加工設備，其特征在于所述激光焊接裝置側邊還設有一 CXD圖像傳感器，所述CXD圖像傳感器的信號輸出端連接所述控制系統(tǒng)。
7.根據(jù)權利要求6所述的的基于激光焊接切割的汽車外殼加工設備，其特征在于所述輔助氣體噴嘴連接一輔助氣體進氣管，所述輔助氣體噴嘴與所述輔助氣體進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)權利要求7所述的的基于激光焊接切割的汽車外殼加工設備，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)連接一無線信息模塊，所述無線信息模塊通過無線局域網(wǎng)絡連接一計算機。
9.根據(jù)權利要求8所述的的基于激光焊接切割的汽車外殼加工設備，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)存儲模塊，所述故障模式靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊連接所述微型處理器系統(tǒng)。
10.根據(jù)權利要求9所述的的基于激光焊接切割的汽車外殼加工設備，其特征在于所述控制系統(tǒng)還包括一故障模式動態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊，所述故障模式動態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊連接所述微型處理器系 統(tǒng)。
專利摘要本實用新型涉及加工設備領域，具體涉及一種汽車外殼的加工設備?；诩す夂附忧懈畹钠囃鈿ぜ庸ぴO備，包括一工作臺、一支架，還包括一設置在所述支架上的激光焊接裝置，所述激光焊接裝置上設有一用于汽車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。所述工作臺包括一切割工作臺、一焊接工作臺。本實用新型同時具備切割和焊接功能，可以完成切割和焊接兩道工序，為生產節(jié)約了設備成本，提高了加工效率和加工范圍，同時由于切割、焊接一體，加工精度得到了保障，設備性能高效穩(wěn)定。
文檔編號B23K26/14GK202591835SQ20122019372
公開日2012年12月12日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權日2012年4月28日
發(fā)明者孔德忠 申請人:上海理工大學