CN107398637A - 一种耦合焊接机 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于光器件领域，提供了一种耦合焊接机，包括支撑部、耦合系统以及若干个焊接装置；焊接装置包括固定在支撑部上的基体部以及可相对于基体部上下移动的激光焊接部；还包括电机，电机可通过丝杆控制一传动板上下运动，若干个所述激光焊接部连接于传动板，可同时随着传动板的运动而上下滑动；激光焊接部连接有弹性装置，弹性装置产生的弹力可平衡激光焊接部受到的重力。本发明设置了一传动板来同时控制所有的激光焊接部的上下滑动，实现了激光焊接部的高度保持一致的效果。同时弹性装置产生的弹力可以平衡激光焊接部受到的重力，因而可以采用精度较高的丝杆，保证了激光焊接部上下移动时的位置精度。
Description
技术领域
本发明属于光器件领域，尤其涉及一种耦合焊接机。
背景技术
随着科技的不断发展，通信技术在人们的生活中越来越重要，而人们对通信不断增长的需求也使得光通信技术得到了很大的发展。目前在通信技术领域，采用光收发模块来实现高速率大容量数据的传输的应用范围不断扩大，电缆越来越多的被高速无损耗的光纤所替代。现有的光发射和光接收器件都是将半导体激光器或半导体光接收器通过封装工艺，制作成光通信标准接口产品。光发射器件可将电信号转换为光信号，再通过标准接口与传输介质如光纤连接，完成发送信息的功能，光接收器件通过标接头与光纤连接，将光纤中传输的信号转换为电信号，完成接收信息的功能。光收发器件或光接收器件与光纤的耦合性能对信息传递的损耗影响非常大。
现有的光收发器件和光接收器件在与光纤进行耦合焊接时采用的耦合焊接机通常含有三个焊枪枪头，三个焊枪枪头各自通过步进电机控制进行升降，此时使用的是2mm导程的丝杆，精度较高，但是由于步进电机有时会出现失步问题，因此焊枪枪头的高低不能保持一致，还需要手动调节，因此不具有高精度的自动控制功能。现有技术中还有一种耦合焊接结构，其使用一台大功率的伺服电机来统一控制三个焊枪枪头的升降，但是由于焊枪枪头的重量较大，单个焊枪枪头的重量接近100公斤，而导程为2mm的丝杆的硬度不足以支撑三个焊枪枪头的重量，因此同时控制三个焊枪枪头时不能采用导程为2mm的丝杆，此时一般都是采用5mm导程的丝杆。5mm的丝杆的精度较差，达不到耦合精度的要求，只能依赖伺服电机编码器和高速刹车来控制精度，重负载丝杆和高速刹车带来的过硬刚性冲击会产生平台瞬间振动，这种振动会影响光器件耦合精度。
因此现有技术存在要么采用一个电机控制一个焊枪枪头的方式造成焊枪枪头有时不能保持一致，要么采用一个电机控制所有的焊枪枪头，造成只能选用精度不高的丝杆，因而影响耦合精度的问题，即现有技术中焊枪枪头的高度不能精准控制。
发明内容
本发明实施例提供一种耦合焊接机，旨在解决现有技术中焊枪枪头的高度不能精准控制的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种耦合焊接机，包括支撑部、耦合系统以及若干个焊接装置；
所述焊接装置包括固定在所述支撑部上的基体部以及可相对于所述基体部上下移动的激光焊接部；还包括
电机，所述电机可控制一传动板上下运动，若干个所述激光焊接部连接于所述传动板，可同时随着所述传动板的运动而上下滑动；
所述激光焊接部连接有弹性装置，所述弹性装置产生的弹力可平衡所述激光焊接部受到的重力。
优选的，所述激光焊接部设有导杆，所述导杆与所述传动板连接；所述传动板上下运动时推动所述导杆运动，从而推动所述激光焊接部上下滑动。
进一步的，所述传动板与所述支撑部之间设置有一配合结构，以使得传动板在上下运动时保持水平。
更进一步的，所述耦合配合结构为一垂直固定在传动板上的杆件，所述杆件通过一固定块与所述导杆连接；所述杆件与所述固定块固定，所述导杆可相对于所述固定块相互滑动。
作为另一种改进，所述配合结构为交叉滚子导轨，所述交叉滚子导轨的两条导轨分别竖直的固定在所述传动板上和所述支撑架上。
优选的，所述弹性装置为拉力弹簧，所述拉力弹簧固定在所述基体部的顶部和激光焊接部的底部之间。
优选的，所述耦合系统包括设置于支撑部上的Z轴升降装置和水平调节装置；
所述Z轴升降装置设有一用于夹持待焊接物的第一夹持部，所述水平调节装置上设有一用于夹持另一待焊接物的第二夹持部，所述第一夹持部和第二夹持部可通过调节所述Z轴升降装置和所述水平调节装置实现两个待焊接物的耦合。
进一步的，所述水平调节架包括二维调节装置以及水平外球面找平锁紧装置；
所述二维调节装置为三层可相互运动的平台，相邻的两平台之间设置有交叉滚子导轨和交叉滚子，使得相邻两平台之间可作水平运动；
所述第二夹持部设于所述水平外球面找平锁紧装置，所述水平外球面找平锁紧装置可调整并锁定所述第二夹持部的角度并锁定。
更进一步的，所述二维调节架的平台分为基台、第一平台和第二平台，所述第一平台的侧边设有第一千分丝杆，所述第一千分丝杆可使得所述第一平台与所述基台发生一个方向上的相对移动；所述第二平台的侧边设有第二千分丝杆，所述第二千分丝杆可使得所述第二平台相对于所述第一平台发生相对移动；所述第一平台的移动方向与所述第二平台的移动方向互相垂直。
优选的，还包括一旋转装置，所述旋转装置固定于二维水平调节装置与所述支撑部之间，可使得所述二维水平调节装置相对于所述支撑部发生相对转动。
本发明的耦合焊接机设置了一传动板来同时控制所有激光焊接部的上下滑动，因而可以用一个电机同时控制若干个激光焊接部，实现了激光焊接部的高度保持一致的效果。同时在激光焊接部与基体部之间设置了弹性装置，使得弹性装置产生的弹力可以平衡激光焊接部受到的重力，因而可以采用精度较高的丝杆，保证了激光焊接部的位置精度。
附图说明
图1是本发明耦合焊接机的整机透视图；
图2是本发明实施例提供的耦合焊接机除去耦合系统后的透视图；
图3是激光焊接头的分节示意图；
图4是本发明的电机和传动板的配合示意图；
图5是水平调节装置的透视图；
图6是二维调节架的透视图；
图7是旋转装置的透视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。
本发明的耦合焊接机包括若干个焊接装置，焊接装置包括基体部和可相对于基体部上下滑动的激光焊接部，同时设置了一传动板来同时控制激光焊接部的上下滑动，因而可以用一个电机同时控制若干个激光焊接部，实现了激光焊接部的高度保持一致的效果。在激光焊接部与基体部之间设置了弹性装置，使得弹性装置产生的弹力可以平衡激光焊接部受到的重力，因而可以采用精度较高的丝杆，保证了激光焊接部的位置精度。
如图1和图2所示，作为的一个实施例，耦合焊接机包括支撑部1、耦合系统2以及三个焊接装置3。耦合焊接机的外部可设置壳体和柜体以作保护和支撑。焊接装置3包括固定在支撑部1上的基体部31和相对于基体部31上下滑动的激光焊接部32。还包括电机4，电机4可通过一丝杆来控制传动板5作上下运动，激光焊接部32连接在传动板5上，传动板5在电机4的控制下作上下运动时，激光焊接部32也随着传动板5的上下运动而上下滑动。
如图3所示，激光焊接部32连接有弹性装置311，弹性装置311产生的弹力可平衡激光焊接部32所受到的重力。在传统技术中，电机4与传动板5进行传动时由于激光焊接部32的重量过大，一个激光焊接部32的重量接近100KG，本发明中三个激光焊接部32的重量都会作用的丝杆上，考虑到丝杆的承受能力，只能采用直径较大的5mm导距的丝杆。但是5mm导距的丝杆的精度交底，因此导致电机4在控制激光焊接部32升降时丝杆的精度不能满足要求，只能依赖伺服电机编码器和高速刹车来控制精度，重负载丝杆和高速刹车带来的过硬刚性冲击会产生平台瞬间振动，这种振动也会影响光器件的耦合精度。本发明的技术方案，由于激光焊接部32连接有弹性装置311，因而可以通过弹性装置311将重力转移到支撑部1上，因而丝杆需要承担的重量就大大减小，从而能够采用导程更小的丝杆，如2mm导程的丝杆，进而保证了激光焊接部32在升降时高度能够保证精度要求。根据计算，采用2mm导程的丝杆时，激光焊接部32升降时的精度可以达到0.006mm，而采用5mm导程的丝杆时，激光焊接部32的升降精度只有0.015mm。
作为本发明的一个实施例，弹性装置311优选为拉力弹簧，弹簧的一端固定在基体部31的上部，另一端固定在激光焊接部32的底部。当然，也可以将弹性装置311为压力弹簧，将其放置在基体部31的底部和激光焊接部32的底部之间，通过弹力来平衡激光焊接部32的重力。弹簧也可以采用如橡胶之类的弹性物质来替代。
如图2和图3所示，作为本发明的一个实施例，在激光焊接部23的底部设置有导杆321。在本实施例中，电机4设置在支撑部1的下方，激光焊接部23设置在支撑部1的上方，导杆321穿过支撑部，固定在传动板5上。使用时，电机4通过丝杆装置推动导杆321运动，从而推动激光焊接部32上下滑动。
作为本发明的一个实施例，传动板5上还设置有配合结构6,使得传动板在上下运动时保持水平。
进一步的，如图4所示，配合结构6为一固定在传动板上的固定块61，固定块61上设置有一与导杆321相配合的竖直通孔，导杆321固定在固定块61上的竖直通孔中，由于通孔是竖直设置的，因此固定在其中的导杆321就能保证与传动板5保持竖直，因而保证传动板的平行。通过这种设置，导杆321与传动板5传动时导杆321与传动板5不容易发生角度上的相对位移，使得传动板5在上下移动时能够保持水平，从而连接在传动板5上的激光焊接部32能够在上下滑动时保持高度一致，从而使得焊接效果较好。
作为本实施例的另一种改进，配合结构6也可以是交叉滚子导轨，交叉滚子导轨的两条导轨分别竖直的固定在传动板5上和支撑部1上，这样也能够使得传动板5在移动时能够保证水平。
配合结构6的具体形式并不限于上述两种，也可以是在传动板上设置有若干个竖直的导柱，支撑部上设有若干个与导柱配合的孔洞，导柱与孔洞配合形成配合结构；或者支撑部上设置有若干个导柱，传动板上设置有若干个与导柱配合的孔洞，导柱与孔洞配合形成配合结构。
如图1和图5所示，作为本发明的一个实施例，耦合系统2包括设置在支撑部1上的Z轴升降装置21和水平调节装置。Z轴升降装置21上设有用于夹持焊接物的第一夹持部，水平调节装置上设有一用于夹持焊接无另一部分的第二夹持部。在焊接光接收器件或光耦合器件与光纤时，先将光纤夹持在第一夹持部处，光接收器件或光耦合器件固定在第二夹持部处，然后调节Z轴升降装置21和水平调节装置可使得第一夹持部和第二夹持部夹持的光纤与光接收器件或光耦合器件相互耦合，最后再通过电机4调节激光焊接部32的高度，使得激光作用的部位对准待焊接物的焊接部分进行焊接。
进一步的，如图5所示，水平调节装置包括二维调节架22以及水平外球面找平锁紧装置23，二维调节架22由三层可相互运动的平台构成，相邻的两平台之间设置有交叉滚子导轨和交叉滚子，使得相邻两平台之间可作水平运动。第二夹持部设于外球面找平锁紧装置23上，水平外球面找平锁紧装置23可用来调整并锁定第二夹持部的角度并锁定。在焊接时，首先要将光纤与光接收组件或光发射组件相耦合，此时不仅要调节两者的相对位置和高度，还要调节两者的相对角度，才能保证耦合的效果。
更进一步的，如图6所示，二维调节架22的三层平台分为基台221、第一平台222和第二平台223，在第一平台222的侧面设有第一千分丝杆224，通过转动第一千分丝杆224可使得第一千分丝杆224的顶端顶住基台221，并使得第一平台222与基台221发生一个方向上的相对位移。同样的，在第二平台223的侧边设有第二千分丝杆225，第二千分丝杆225也可以使得第二平台223发生与第一平台222的相对位移。第一平台222的移动方向和第二平台223的移动方向相垂直。
如图7所示，作为本发明的一个实施例，还包括一旋转装置24，旋转装置24在固定在水平调节装置2和支撑部1之间，可使得水平调节装置相对于支撑部1发生相对转动。在焊接时，将光纤与光接收组件或光发射组件调整耦合后使用激光焊接部32进行焊接，一次焊接完成后，可转动旋转装置24，调整激光焊接部32的焊接位置。
本发明的耦合焊接机包括若干个焊接装置3，焊接装置3包括基体部31和可相对于基体部31上下滑动的激光焊接部32，同时设置了一传动板5来同时控制激光焊接部32的上下滑动，因而可以用一个电机4同时控制若干个激光焊接部32，实现了激光焊接部32的高度保持一致的效果。同时在激光焊接部32与基体部31之间设置了弹性装置311，使得弹性装置311产生的弹力可以平衡激光焊接部32受到的重力，因而可以采用精度较高的丝杆，保证了激光焊接部32的位置精度。
以上所述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 (10)
1.一种耦合焊接机，其特征在于，包括支撑部、耦合系统以及若干个焊接装置；
所述焊接装置包括固定在所述支撑部上的基体部以及可相对于所述基体部上下移动的激光焊接部；还包括
电机，所述电机可通过丝杆控制一传动板上下运动，若干个所述激光焊接部连接于所述传动板，可同时随着所述传动板的运动而上下滑动；
所述激光焊接部连接有弹性装置，所述弹性装置产生的弹力可平衡所述激光焊接部受到的重力。
2.如权利要求1所述的耦合焊接机，其特征在于，所述激光焊接部设有导杆，所述导杆与所述传动板连接；所述传动板上下运动时推动所述导杆运动，从而推动所述激光焊接部上下滑动。
3.如权利要求1所述的耦合焊接机，其特征在于，还包括一配合结构，以使得传动板在上下运动时保持水平。
4.如权利要求3所述的耦合焊接机，其特征在于，所述配合结构为一固定在所述传动板上的固定块；所述杆件和所述导杆分别与所述固定块固定。
5.如权利要求3所述的耦合焊接机，其特征在于，所述配合结构为交叉滚子导轨，所述交叉滚子导轨的两条导轨分别竖直的固定在所述传动板上和所述支撑部上。
6.如权利要求1所述的耦合焊接机，其特征在于，所述弹性装置为拉力弹簧，所述拉力弹簧固定在所述基体部的顶部和激光焊接部的底部之间。
7.如权利要求1所述的耦合焊接机，其特征在于，所述耦合系统包括设置于支撑部上的Z轴升降装置和水平调节装置；
所述Z轴升降装置设有一用于夹持待焊接物的第一夹持部，所述水平调节装置上设有一用于夹持另一待焊接物的第二夹持部，所述第一夹持部和第二夹持部可通过调节所述Z轴升降装置和所述水平调节装置实现两个待焊接物的耦合。
8.如权利要求7所述的耦合焊接机，其特征在于，所述水平调节装置包括二维调节架以及水平外球面找平锁紧装置；
所述二维调节架为三层可相互运动的平台，相邻的两平台之间设置有交叉滚子导轨和交叉滚子，使得相邻两平台之间可作水平运动；
所述第二夹持部设于所述水平外球面找平锁紧装置，所述水平外球面找平锁紧装置可调整并锁定所述第二夹持部的角度并锁定。
9.如权利要求8所述的耦合焊接机，其特征在于，所述二维调节架的平台分为基台、第一平台和第二平台，所述第一平台的侧边设有第一千分丝杆，所述第一千分丝杆可使得所述第一平台与所述基台发生一个方向上的相对移动；所述第二平台的侧边设有第二千分丝杆，所述第二千分丝杆可使得所述第二平台相对于所述第一平台发生相对移动；所述第一平台的移动方向与所述第二平台的移动方向互相垂直。
10.如权利要求1所述的耦合焊接机，其特征在于，还包括一旋转装置，所述旋转装置固定于水平调节装置与所述支撑部之间，可使得所述二维水平调节装置相对于所述支撑部发生相对转动。
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