[发明专利]铝合金滑轨套筒的激光焊接柔性夹持装置、系统及方法

权利要求书

1.一种铝合金滑轨套筒的激光焊接柔性夹持装置，其特征在于，所述装置包括夹持旋转构件和定位夹紧构件，所述定位夹紧构件用于夹紧铝合金滑轨套筒的法兰，所述夹持旋转构件位于铝合金滑轨套筒的法兰的前端，且所述夹持旋转构件与所述定位夹紧构件连接，所述夹持旋转构件通过所述定位夹紧构件带动铝合金滑轨套筒以夹持旋转构件的转动轴为中心进行旋转；

所述夹持旋转构件包括中心轴、转动轴套、滚动轴承、立板和底板，所述立板竖立在所述底板上，所述立板上开设有通孔，所述转动轴套通过滚动轴承设置在所述通孔中，所述中心轴的一端连接外部转动机构，所述中心轴的另一端穿过所述转动轴套且位于铝合金滑轨套筒的内部；

所述定位夹紧构件包括定位板、夹紧块、伞状支撑机构和滑动块，所述定位板上开设有通孔，所述转动轴套的一端依次穿过所述立板和定位板，且所述转动轴套通过定位键与定位板固定连接，所述滑动块与位于铝合金滑轨套筒内部的中心轴的一端螺纹连接，所述伞状支撑机构位于铝合金滑轨套筒内部，且所述伞状支撑机构的一端与转动轴套铰接，所述伞状支撑机构的另一端与滑动块铰接，所述伞状支撑机构通过滑动块在中心轴上的轴向运动可在中心轴与铝合金滑轨套筒内壁之间自由伸缩；

所述伞状支撑机构由多个支撑联动机构构成，所述多个支撑联动机构均匀分布在中心轴的周围，每个支撑联动机构的结构均相同，所述支撑联动机构包括第一支撑杆、内撑块和第二支撑杆，所述第二支撑杆的两端分别连接一个内撑块，每个内撑块的外侧分别连接一个第一支撑杆，其中一个第一支撑杆与转动轴套铰接，另一个第一支撑杆与滑动块铰接，所述第二支撑杆、内撑块和第一支撑杆之间均为可转动连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述夹持旋转构件还包括限位销，所述限位销设置在所述转动轴套上，用于限定转动轴套的转动位置。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二支撑杆的两端和第一支撑杆与内撑块连接的一端均为球面结构，所述内撑块包括上半球和下半球，所述上半球和下半球通过螺钉固定连接，且所述上半球和下半球形成工字型结构，所述工字型结构两侧的凹陷部分加工为与所述第二支撑杆和第一支撑杆上球面结构相配合的球面。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述上半球上设置有定位凸台，下半球上开设有与所述定位凸台相配合的定位孔，用于上半球与下半球之间的定位。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中心轴上套设有飞溅挡块，所述飞溅挡块位于铝合金滑轨套筒的焊接部位，用于在焊接过程保护中心轴。

6.一种铝合金滑轨套筒的激光焊接系统，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的激光焊接柔性夹持装置、转台、转向节、机械手、激光器和激光焊接头，所述激光焊接柔性夹持装置用于夹持铝合金滑轨套筒，所述转台通过转向节与所述激光焊接柔性夹持装置的夹持旋转构件连接，用于向所述夹持旋转构件提供扭矩，所述激光器经过激光焊接头向铝合金滑轨套筒发射激光束，所述机械手用于控制转台的转速和激光焊接头的焊接角度。

7.如权利要求6所述的铝合金滑轨套筒的激光焊接系统的焊接方法，其特征在于，所述方法包括：

转动转动轴套，直至插入限位销，旋转中心轴，推动滑动块运动，使伞状支撑机构向中心轴收缩；

将法兰装入定位板，通过夹紧块将法兰定位固定；

旋转中心轴，拉动滑动块运动，使伞状支撑机构向铝合金滑轨套筒法兰的内壁张开直至与法兰的焊接区域内壁接触；

预安装铝合金滑轨套筒的筒体，使其与法兰之间的相对位置关系达到预设条件，然后继续旋转中心轴，直至使伞状支撑机构向铝合金滑轨套筒筒体的内壁张开直至与筒体的焊接区域内壁接触；

拔出限位销，由转向节连接转台和转动轴套，转台转动，转向节向转动轴套传递扭矩，向铝合金滑轨套筒充满惰性气体后，采用机械手控制转台和激光焊接头对铝合金滑轨套筒进行激光焊接；

移除转向节与转动轴套之间的连接，转动转动轴套，直至插入限位销，旋转中心轴，推动滑动块运动，使伞状支撑机构向中心轴收缩，拆卸夹紧块，取出铝合金滑轨套筒。