CN105382410A - 具有自动跟踪功能的激光焊接设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有自动跟踪功能的激光焊接设备，包括激光焊接机，激光焊接机的一侧设有一工件夹持机架，工件夹持机架包括一底板，底板上设有一横向滑台和一纵向滑台，横向滑台位于所述纵向滑台上，纵向滑台可带动所述横向滑台在纵向方向来回移动，横向滑台上还设有一支撑架，支撑架上设有一工作台，工作台与一升降驱动机构连接，激光焊接头位于工作台的上方，激光焊接头的前、后、左、右侧均设有一侧距传感器，测距传感器、升降驱动机构与一控制器连接。该激光焊接设备无需对激光焊接头进行特殊处理，只需设置专用机架即可实现，使用起来特别的方便，而且生产成本很低，可有效降低企业的生产成本。

Description

具有自动跟踪功能的激光焊接设备
技术领域
本发明涉及激光焊接领域，特别涉及一种具有自动跟踪功能的激光焊接设备。
背景技术
激光焊接机，又常称为激光焊机、镭射焊机，是激光材料加工用的机器，按其工作方式分为激光模具烧焊机、自动激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机，光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池。它是一种新型的焊接方式，主要针对薄壁材料、精密零件的焊接，可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等，深宽比高，焊缝宽度小，热影响区小、变形小，焊接速度快，焊缝平整、美观，焊后无需处理或只需简单处理，焊缝质量高，无气孔，可精确控制，聚焦光点小，定位精度高，易实现自动化，因此激光焊接机在很多领域都得到了非常广泛的应用。
在采用焊枪对工件进行焊接或切割时，必须使焊枪与工件之间保持一定距离以便于激光焊接头聚焦，然而在实际工作过程中，由于工件表面不平整，在焊接过程中很难保证焊枪与工件之间的距离时刻保持不变，这样就会影响焊枪的正常工作，为此通常会在焊枪上设置一跟踪机构，通过跟踪机构可使焊枪与工件的距离保持恒定。现有跟踪机构主要有弹簧压紧跟踪头和激光探头两种方式。然而上述两种方式都存在一定的缺点，弹簧压紧跟踪头的跟踪力度会受弹簧本身的张弛程度影响，这样就有可能会影响焊枪的移动速度及焊接表面质量；而采用激光探头的方式则存在成本高、结构复杂、维护成本高等缺点。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能够实现激光焊接头在工件表面自动对焦的激光焊接设备。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供了一种具有自动跟踪功能的激光焊接设备，包括激光焊接机，所述激光焊接机包括激光发生器，激光控制器、激光焊接头，所述激光控制器与所述激光发生器连接，所述激光发生器发出的激光通过光路传播单元进入激光焊接头，所述激光焊接机的一侧设有一工件夹持机架，所述工件夹持机架包括一底板，所述底板上设有一横向滑台和一纵向滑台，所述横向滑台位于所述纵向滑台上，所述纵向滑台可带动所述横向滑台在纵向方向来回移动，所述横向滑台上还设有一支撑架，所述支撑架上设有一工作台，所述工作台与一升降驱动机构连接，所述激光焊接头位于所述工作台的上方，所述激光焊接头的前、后、左、右侧均设有一侧距传感器，所述测距传感器、升降驱动机构与一控制器连接。
优选地，所述升降驱动机构为一伺服气缸。
优选地，所述工作台的两侧设有夹紧机构。
优选地，所述测距传感器为反射式红外线测距传感器。
优选地，所述控制器为PLC控制器。
如上所述，本发明的具有自动跟踪功能的激光焊接设备具有以下有益效果：激光焊接设备在激光焊接机的一侧设置了一工件夹持机架，并在激光焊接头的前后左右侧均设置了一侧距传感器，在工作时，根据事先确定的焊缝形状，横向滑台和纵向滑台在驱动机构的带动下移动实现激光焊接头对工件的自动焊接，同时测距传感器可根据工件移动的方向自动探知工件表面高度的变化，这样升降机构就可根据工件表面高度的变化自动调整工作台的高度，从而实现激光焊接头在工件表面的自动聚焦，对工件进行焊接。该激光焊接设备无需对激光焊接头进行特殊处理，只需设置专用机架即可实现，使用起来特别的方便，而且生产成本很低，可有效降低企业的生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
元件标号说明
1、底板2、纵向滑台3、横向滑台4、支撑架5、工作台6、伺服气缸7、挡板8、焊接工件9、夹紧气缸10、激光焊接头11、测距传感器12、连接板13焊头连接杆14、电控箱15、万向轮。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，本发明提供一种具有自动跟踪功能的激光焊接设备，该激光焊接设备包括激光焊接机和工件夹持机架两部分，激光焊接机主要包括激光发生器，激光控制器、激光焊接头和激光聚焦透镜，激光控制器与激光发生器连接，激光控制器控制激光发生器工作，激光发生器发出的激光通过光路传播单元进入激光焊接头10，激光焊接头10与激光聚焦透镜位置相对，激光焊接头3发出的光束会经激光聚焦透镜聚焦在要焊接的工件上。激光焊接头10通过一焊头连接杆13与激光焊接机的电控箱14连接，激光焊接头10固定在一连接板12上。工件夹持机架可以与电控箱14固定连接，也可以可拆卸的连接，选用可拆卸的连接方式，可使一个激光焊接机具有多种用途。为了便于移动电控箱14及工件夹持机架的底部都设有万向轮。
工件夹持机架包括底板1，在底板1上设有一横向滑台3和一纵向滑台2，横向滑台3位于纵向滑台2上，横向滑台3与一横向驱动机构连接，纵向滑台2与一纵向驱动机构连接，横向驱动机构可带动横向滑台3在纵向滑台2上沿横向方向来回滑动，纵向驱动机构可带动纵向滑台2在底板1上沿纵向方向来回滑动，横向驱动机构、纵向驱动机构的机械结构均为现有技术，故在此不再详细描述。
在横向滑台3上设有一支撑架4，支撑架4上设有一工作台5，工作台5用于放置要焊接工件8，工作台5的下方与一升降驱动机构连接，升降驱动机构可带动工作台5上下移动。作为一种优选方式，升降驱动机构可选用伺服气缸6，其无论使用安装起来都非常的方便，伺服气缸6可带动工作台5上下移动。激光焊接头10设置在工作台5的上方，在激光焊接头的前、后、左、右侧各设有一侧距传感器11，前后左右与横向滑台3、纵向滑台2的移动方向相对应，侧距传感器11也固定在连接板12上。测距传感器11可选用反射式红外线测距传感器，通过测距传感器可检测工作台上焊接工件8表面距测距传感器11的距离，这样通过相应的计算就可计算出激光焊接头10距焊接工件表面的距离。上述测距传感器11、伺服气缸6均与一PLC控制器连接。
在支撑架4上还设有一夹紧机构，夹紧机构用于夹紧工作台5上放置的工件，作为一种具体实施例，可在支撑架上设置两个位置相对的挡板7，工作台5位于两个挡板7之间，在每个挡板上均设置一夹紧气缸9，这样就可将放置在工作台5上的工件夹紧。
激光焊接设备在激光焊接机的一侧设置了一工件夹持机架，并在激光焊接头的前后左右侧均设置了一侧距传感器，在使用时将焊接工件8放置在工作台5上，并通过夹紧气缸9将工件夹紧，然后由PLC控制器根据要焊接工件的焊缝形状，驱动横向滑台3、纵向滑台2移动，使激光焊接头对工件进行焊接，随着工件的移动，PLC控制器采集沿焊接工件移动方向位于激光焊接头前方的测距传感器11反馈的信号，判断前方焊接工件表面的高度变化，PLC控制器根据测距传感器11反馈的信号及焊接工件的移动速度进行计算，控制伺服气缸9的升降，从而使激光焊接头10的焦距一直作用在焊接工件的表面，这样可使焊接工件的焊缝更加的光滑、细小，同时可有效提高焊接质量。
该激光焊接设备无需对激光焊接头进行特殊处理，只需设置专用机架即可实现，使用起来特别的方便，而且生产成本很低，可有效降低企业的生产成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
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。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。

Claims (5)

1.一种具有自动跟踪功能的激光焊接设备，包括激光焊接机，所述激光焊接机包括激光发生器，激光控制器、激光焊接头，所述激光控制器与所述激光发生器连接，所述激光发生器发出的激光通过光路传播单元进入激光焊接头，其特征在于：所述激光焊接机的一侧设有一工件夹持机架，所述工件夹持机架包括一底板，所述底板上设有一横向滑台和一纵向滑台，所述横向滑台位于所述纵向滑台上，所述纵向滑台可带动所述横向滑台在纵向方向来回移动，所述横向滑台上还设有一支撑架，所述支撑架上设有一工作台，所述工作台与一升降驱动机构连接，所述激光焊接头位于所述工作台的上方，所述激光焊接头的前、后、左、右侧均设有一侧距传感器，所述测距传感器、升降驱动机构与一控制器连接。
2.根据权利要求1所述的具有自动跟踪功能的激光焊接设备，其特征在于：所述升降驱动机构为一伺服气缸。
3.根据权利要求1所述的具有自动跟踪功能的激光焊接设备，其特征在于：所述工作台的两侧设有夹紧机构。
4.根据权利要求1所述的具有自动跟踪功能的激光焊接设备，其特征在于：所述测距传感器为反射式红外线测距传感器。
5.根据权利要求1所述的具有自动跟踪功能的激光焊接设备，其特征在于：所述控制器为PLC控制器。
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