CN108581190A - 一种车灯同步激光焊接系统 - Google Patents

一种车灯同步激光焊接系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108581190A
CN108581190A CN201810062013.XA CN201810062013A CN108581190A CN 108581190 A CN108581190 A CN 108581190A CN 201810062013 A CN201810062013 A CN 201810062013A CN 108581190 A CN108581190 A CN 108581190A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
optical fiber
electric cylinders
welding
laser welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810062013.XA
Other languages
English (en)
Inventor
潘明清
薛梦萍
秦超
丁浩
陶丹萍
孟庆恩
朱彩萍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou Xingyu Automotive Lighting Systems Co Ltd
Original Assignee
Changzhou Xingyu Automotive Lighting Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou Xingyu Automotive Lighting Systems Co Ltd filed Critical Changzhou Xingyu Automotive Lighting Systems Co Ltd
Priority to CN201810062013.XA priority Critical patent/CN108581190A/zh
Publication of CN108581190A publication Critical patent/CN108581190A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/073—Shaping the laser spot
    • B23K26/0738—Shaping the laser spot into a linear shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

本发明公开一种车灯同步激光焊接系统，属于塑料焊接技术领域。它包括激光控制系统、PLC控制系统、光学整形系统和冷却系统。该系统可以通过激光焊接汽车车灯，可以实时控制激光焊接的能量、时间以及焊接压力。

Description

一种车灯同步激光焊接系统
技术领域
本发明属于塑料焊接技术领域，尤其是一种车灯同步激光焊接系统。
背景技术
随着国内外汽车工业的迅速发展，对车灯的外观要求越来越高。车灯焊接有多种方式，常见的有热板焊、振动摩擦焊和超音波焊接等。热板焊和振动摩擦焊利用加热让灯罩和壳体接触面产生熔融状态，焊接面比较粗糙，焊接不美观。超音波焊接是利用超音波换能器把高频电能转换为高频机械振动能，在加压的条件下，灯罩和壳体接触面发生摩擦产生热量，熔着筋熔融接合。超音波焊接要求熔着面精度高，且超音波对焊接材质和作业环境有一定要求，因此使用存在一定局限性。
灯罩和壳体采用激光焊接，其焊接缝尺寸精密，焊接牢固，由于不需要直接接触焊接件，机具的耗损及变形皆可降至最低，且制品无振动应力和热应力，使得热损坏和热变形大大减小。激光焊接可焊材质种类范围大，亦可相互接合各种异质材料，应用范围广。
目前塑料激光焊接多采用机器人激光焊接方式，即将激光器安装在机器人手臂上，控制机器人手臂带动激光器沿着焊接面轨迹运行，通过控制激光器的功率和机器人手臂运行的速度来控制焊接质量。这种焊接方式对机械结构要求较高，联动控制复杂，且机器人手臂焊接过程中容易产生应力变形。
还有一种同步激光焊接技术采用将上百只激光器汇集到波导器，波导器采用和灯罩一样的曲面加工，一般采用金属镀金，价格昂贵，且使用激光器过多，价格高，调试困难，容易出现故障。
发明内容
为解决现有焊接手段的缺陷，本发明提供一种效率高，焊接质量可靠的车灯同步激光焊接系统。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种车灯同步激光焊接系统，它包括激光控制系统、PLC控制系统、光学整形系统和冷却系统，激光控制系统包括依次相连的光纤激光器、激光器电源模块和PC机，PC机用于控制激光器电源模块，设定光纤激光器的工作输出电流和功率；
PLC控制系统包括PLC控制器、上方电缸、侧面电缸和定位夹紧工装，PLC控制器用于驱动上方电缸和侧面电缸，上方电缸和侧面电缸分别施加压力给灯罩上方和侧面，使得灯罩和壳体有一定焊接压力，定位夹紧工装用于固定车灯的位置以及激光光纤；
PC机与PLC控制器相连；
光学整形系统包括多只光学整形透镜，用于将圆形光斑整形成直线形或者环形光条，大大减少了焊接所需的光纤激光器数量，降低了焊接系统的复杂性，并且激光能量更均匀；
冷却系统用于对光纤激光器进行冷却。
进一步地，若干个光纤激光器分别放置在车灯的灯罩边缘上方；
一个激光器电源模块控制若干个光纤激光器的输出功率和焊接时间，光纤激光器发出激光将车灯的灯罩与壳体的接触面相熔合，从而进行焊接。
进一步地，光纤激光器采用980nm的红外激光。
进一步地，激光器电源模块与PC机通过RS232串口相连。
进一步地，光学整形系统包括多只直线形或者环形整形透镜。
进一步地，冷却系统采用循环水冷却方式，用于冷却光纤激光器工作时的温度，保证光纤激光器工作在合理的温度范围内。
有益效果：
1.本发明通过PC机控制激光器电源模块，设定光纤激光器的电流和功耗，操作简单；
2.本发明直接使用光纤激光器对灯罩和壳体进行多维焊接，无需配置复杂的机械结构，结构简单；
3.本发明通过光学整形透镜将激光光斑整形成直线形或环形光条，根据焊接结合面进行拼接，节省了光纤的数量，使用更为灵活；
4.本发明通过PLC控制器与PC机进行信息交互控制，控制灵活，自动化程度高。
附图说明
图1是本发明一实施例的原理框图；
图2是本发明一实施例的焊接示意图；
图中：1-激光器控制系统，11-光纤激光器，12-激光器电源模块，13-PC机，2-PLC控制系统，21-PLC控制器，22-上方电缸，23-侧面电缸，24-定位夹紧工装，3-光学整形系统，4-冷却系统，5-车灯，51-灯罩，52-壳体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本实施例提出一种车灯同步激光焊接系统，如图1所示，它包括激光控制系统1、PLC控制系统2、光学整形系统3和冷却系统4，激光控制系统1包括依次相连的光纤激光器11、激光器电源模块12和PC机13，PC机13用于控制激光器电源模块12，设定光纤激光器11的工作输出电流和功率；
PLC控制系统2包括PLC控制器21、上方电缸22、侧面电缸23和定位夹紧工装24，PLC控制器21用于驱动上方电缸22和侧面电缸23，上方电缸22和侧面电缸23分别施加压力给灯罩51上方和侧面，使得灯罩51和壳体52有一定焊接压力，定位夹紧工装24用于固定车灯5的位置以及激光光纤；
PC机13与PLC控制器21相连；
光学整形系统3包括多只光学整形透镜(直线形或环形)，用于将圆形光斑整形成直线形或者环形光条，大大减少了焊接所需的光纤激光器11数量，降低了焊接系统的复杂性，并且激光能量更均匀；
冷却系统4采用循环水冷却方式，用于冷却光纤激光器11工作时的温度，保证光纤激光器11工作在合理的温度范围内。
如图2所示，若干个光纤激光器11分别放置在灯罩51的边缘上方，一个激光器电源模块12控制若干个光纤激光器11的输出功率和焊接时间，光纤激光器11发出激光将灯罩51与壳体52的接触面相熔合从而进行焊接。
光纤激光器11采用980nm的红外激光。激光器电源模块12和PC机13通过RS232串口相连接。
使用时，光纤激光器11发出的激光穿过透明的灯罩51到达灯罩51与壳体52的接合面，瞬时高温熔化壳体52的焊接面，与灯罩51的焊接面结合在一起，达到焊接目的。
对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种车灯同步激光焊接系统，其特征在于：它包括激光控制系统(1)、PLC控制系统(2)、光学整形系统(3)和冷却系统(4)，所述激光控制系统(1)包括依次相连的光纤激光器(11)、激光器电源模块(12)和PC机(13)，PC机(13)用于控制激光器电源模块(12)，设定光纤激光器(11)的工作输出电流和功率；
所述PLC控制系统(2)包括PLC控制器(21)、上方电缸(22)、侧面电缸(23)和定位夹紧工装(24)，PLC控制器(21)用于驱动上方电缸(22)和侧面电缸(23)，上方电缸(22)和侧面电缸(23)分别施加压力给灯罩(51)上方和侧面，定位夹紧工装(24)用于固定车灯(5)的位置以及激光光纤；
所述PC机(13)与PLC控制器(21)相连；
所述光学整形系统(3)包括多只光学整形透镜，用于将圆形光斑整形成直线形或者环形光条；
所述冷却系统(4)用于对光纤激光器(11)进行冷却。
2.根据权利要求1所述的车灯同步激光焊接系统，其特征在于：若干个所述光纤激光器(11)分别放置在车灯(5)的灯罩(51)边缘上方；
一个所述激光器电源模块(12)控制若干个光纤激光器(11)的输出功率和焊接时间，光纤激光器(11)发出激光将车灯(5)的灯罩(51)与壳体(52)的接触面相熔合。
3.根据权利要求1或2所述的车灯同步激光焊接系统，其特征在于：所述光纤激光器(11)采用980nm的红外激光。
4.根据权利要求1或2所述的车灯同步激光焊接系统，其特征在于：所述激光器电源模块(12)与PC机(13)通过RS232串口相连。
5.根据权利要求1或2所述的车灯同步激光焊接系统，其特征在于：所述光学整形系统(3)包括多只直线形或者环形整形透镜。
6.根据权利要求1或2所述的车灯同步激光焊接系统，其特征在于：所述冷却系统(4)采用循环水冷却方式。
CN201810062013.XA 2018-01-23 2018-01-23 一种车灯同步激光焊接系统 Pending CN108581190A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810062013.XA CN108581190A (zh) 2018-01-23 2018-01-23 一种车灯同步激光焊接系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810062013.XA CN108581190A (zh) 2018-01-23 2018-01-23 一种车灯同步激光焊接系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108581190A true CN108581190A (zh) 2018-09-28

Family

ID=63608542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810062013.XA Pending CN108581190A (zh) 2018-01-23 2018-01-23 一种车灯同步激光焊接系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108581190A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101022914A (zh) * 2004-04-08 2007-08-22 陈子运 用于将激光能量输送给接合件的方法和装置
CN101692159A (zh) * 2009-09-03 2010-04-07 富美科技有限公司 一种借助激光焊接硒鼓粉仓和废粉仓的系统及方法
JP2011134735A (ja) * 2008-04-25 2011-07-07 Panasonic Corp パルスファイバレーザ光源、及び、波長変換レーザ光源
CN204382658U (zh) * 2015-01-12 2015-06-10 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 激光焊接装置
CN106526872A (zh) * 2016-12-13 2017-03-22 华中科技大学 一种透射式激光光束整形系统
CN107512003A (zh) * 2016-06-16 2017-12-26 常州星宇车灯股份有限公司 一种车灯透镜的焊接装置
CN207840401U (zh) * 2018-01-23 2018-09-11 常州星宇车灯股份有限公司 一种车灯同步激光焊接系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101022914A (zh) * 2004-04-08 2007-08-22 陈子运 用于将激光能量输送给接合件的方法和装置
JP2011134735A (ja) * 2008-04-25 2011-07-07 Panasonic Corp パルスファイバレーザ光源、及び、波長変換レーザ光源
CN101692159A (zh) * 2009-09-03 2010-04-07 富美科技有限公司 一种借助激光焊接硒鼓粉仓和废粉仓的系统及方法
CN204382658U (zh) * 2015-01-12 2015-06-10 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 激光焊接装置
CN107512003A (zh) * 2016-06-16 2017-12-26 常州星宇车灯股份有限公司 一种车灯透镜的焊接装置
CN106526872A (zh) * 2016-12-13 2017-03-22 华中科技大学 一种透射式激光光束整形系统
CN207840401U (zh) * 2018-01-23 2018-09-11 常州星宇车灯股份有限公司 一种车灯同步激光焊接系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201002157Y (zh) 基于振镜扫描的选择性激光微钎焊系统
JP6105781B2 (ja) レーザーシンクロ溶接プロセスと装置
CN202528467U (zh) 一种激光塑料焊接装置
CN111215752A (zh) 一种多模式丝粉混合激光增材制造系统与方法
CN202861569U (zh) 基于电路板焊接的焊接系统
CN101898419B (zh) 塑料激光焊接方法
CN201320841Y (zh) 基于振镜扫描的热塑性塑料的光纤激光焊接装置
CN103252573B (zh) 声发射辅助同轴视觉热丝小功率激光模具修复方法和设备
CN101502916A (zh) 金属化光纤传感器的激光多点自动焊封方法及焊接装置
CN207840401U (zh) 一种车灯同步激光焊接系统
CN205889886U (zh) 一种车灯透镜的焊接装置
CN205097540U (zh) 一种用于塑料双面焊接的激光双光束焊接头
CN102059444A (zh) 一种汽车灯具的灯体与灯镜焊接方法及装置
CN105856553B (zh) 一种三维半导体激光塑料焊接系统
CN108581190A (zh) 一种车灯同步激光焊接系统
CN104552921A (zh) 一种塑料激光复合焊接系统
CN208743921U (zh) 一种在线激光焊接机
CN107512003A (zh) 一种车灯透镜的焊接装置
CN110899972A (zh) 一种高压油泵支架焊接装置及焊接方法
CN103358022A (zh) 一种涡轮增压器壳体的激光焊接方法
CN1277661C (zh) 大功率激光旋转扫描焊接方法
CN212943805U (zh) 摩托车车灯led模组装配用热熔胶机枪头保温装置
CN114807927A (zh) 一种用于部件修复的激光熔覆设备及方法
CN204451196U (zh) 一种塑料激光复合焊接系统
CN211307433U (zh) 一种激光束连接塑料工件的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination