CN108994457B - 一种基于光纤激光的轨道焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于光纤激光的轨道焊接装置，包括焊接箱、焊接装置主体和智能处理系统，所述焊接装置主体包括转盘一和转盘二，所述转盘一和转盘二的中心位置处均开设有凸型通孔，所述凸型通孔较粗的开口端内固定安装有轴承，所述轴承内安装有固定管，所述转盘二上设置有齿轮齿，所述转盘一和转盘二的顶部均通过螺栓安装有液压杆固定架，所述转盘一与转盘二相对的一侧均开设有滑槽，所述焊接箱的前侧与后侧均开设有安装孔，所述焊接装置主体设置在焊接箱内，所述转盘一和转盘二上的固定管的一端分别固定安装在焊接箱前侧与后侧的安装孔内，该基于光纤激光的轨道焊接装置设计合理，使用方便，焊接精度高。

Description

一种基于光纤激光的轨道焊接装置

技术领域

本发明是一种基于光纤激光的轨道焊接装置，属于光纤激光焊接设备技术领域。

背景技术

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一，20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池，由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中，将激光焊接应用到轨道焊接领域，能够极大的提升轨道焊接的效率和质量，为此，本发明提供一种基于光纤激光的轨道焊接装置。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于光纤激光的轨道焊接装置，以解决上述背景技术中提出的问题，该基于光纤激光的轨道焊接装置设计合理，使用方便，焊接精度高。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于光纤激光的轨道焊接装置，包括焊接箱、焊接装置主体和智能处理系统，所述焊接装置主体包括转盘一和转盘二，所述转盘一和转盘二的中心位置处均开设有凸型通孔，所述凸型通孔较粗的开口端内固定安装有轴承，所述轴承内安装有固定管，所述转盘二上设置有齿轮齿，所述转盘一和转盘二的顶部均通过螺栓安装有液压杆固定架，所述转盘一与转盘二相对的一侧均开设有滑槽，所述焊接箱的前侧与后侧均开设有安装孔，所述焊接装置主体设置在焊接箱内，所述转盘一和转盘二上的固定管的一端分别固定安装在焊接箱前侧与后侧的安装孔内，所述焊接箱内设置有隔板，所述焊接箱一侧的内侧壁上通过转动轴安装有齿轮杆，所述齿轮杆上固定安装有传动大齿轮和小齿轮，所述小齿轮与转盘二上的齿轮齿相啮合，所述焊接箱的后侧安装有电源线，所述焊接箱的一侧安装有电源按钮，所述智能处理系统包括计算机、伺服电机、操作按键、距离传感器、三维扫描仪、光纤激光器、2个液压杆一、2个液压杆二和显示屏，所述伺服电机安装在焊接箱的内侧壁上，且伺服电机处于齿轮杆的底部，所述伺服电机的输出轴上安装有原动齿轮，所述原动齿轮与传动大齿轮相啮合，所述操作按键和显示屏均安装在焊接箱顶部的一侧，2个所述液压杆一分别安装在转盘一和转盘二上的液压杆固定架上，所述转盘一和转盘二上的滑槽内均设置有滑杆，所述滑杆处于滑槽内的一端与对应的液压杆一的活塞杆形成固定连接，2个所述液压杆二分别安装在转盘一和转盘二上的滑杆的另一端，2个所述液压杆二的活塞杆之间安装有固定盘，所述固定盘的中心位置处开设有通孔，所述距离传感器安装在固定盘的底部，所述计算机、三维扫描仪和光纤激光器均安装在焊接箱内的隔板顶部，所述光纤激光器上连接有激光发射头，所述激光发射头安装在通孔内。

作为本发明的一种优选实施方式，所述电源线的一端连接有插头。

作为本发明的一种优选实施方式，所述液压杆固定架与滑槽的位置相对应。

作为本发明的一种优选实施方式，所述电源线通过供电电路分别与计算机、伺服电机、操作按键、距离传感器、三维扫描仪、光纤激光器、液压杆一、液压杆二和显示屏电性连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述转盘一和转盘二上的滑槽的位置相对应。

作为本发明的一种优选实施方式，所述固定管的内径大于凸型通孔细端的内径。

作为本发明的一种优选实施方式，所述计算机通过监测电路分别与操作按键、距离传感器和三维扫描仪电性连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述计算机通过指令电路分别与伺服电机、光纤激光器、液压杆一、液压杆二和显示屏电性连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述焊接箱上开设有散热孔。

作为本发明的一种优选实施方式，所述焊接箱的底部安装有支撑腿。

本发明的有益效果：本发明的一种基于光纤激光的轨道焊接装置，包括焊接箱、焊接装置主体、转盘一、转盘二、凸型通孔、轴承、固定管、齿轮齿、液压杆固定架、滑槽、安装孔、激光发射头、隔板、齿轮杆、伺服电机、原动齿轮、传动大齿轮、小齿轮、电源线、电源按钮、计算机、操作按键、距离传感器、三维扫描仪、光纤激光器、液压杆一、液压杆二、显示屏、滑杆和固定盘；

1.此基于光纤激光的轨道焊接装置能够对轨道进行全自动焊接，通过计算机控制，能够极大的提高轨道焊接的精度和效率。

2.此基于光纤激光的轨道焊接装置在距离传感器、液压杆一、液压杆二和伺服电机的配合下，能够使激光发射头以一定的距离和速度围绕待焊接的轨道转动，并精准的对准焊缝，从而能够适应于不同形状的轨道的焊接，提高其精确度和焊接质量。

3.此基于光纤激光的轨道焊接装置能够根据待焊接轨道的材料和需要选择焊接焊速、缝宽和深宽比，适应性广，原动齿轮、传动大齿轮和小齿轮配合能够对伺服电机进行减速，使激光发射头达到需要的转速。

附图说明

图1为本发明一种基于光纤激光的轨道焊接装置的结构示意图；

图2为本发明一种基于光纤激光的轨道焊接装置的焊接装置主体结构示意图；

图3为本发明一种基于光纤激光的轨道焊接装置的剖面示意图；

图4为本发明一种基于光纤激光的轨道焊接装置的焊接装置主体剖面示意图；

图5为本发明一种基于光纤激光的轨道焊接装置的智能处理系统示意图；

图中：1-焊接箱、2-焊接装置主体、3-转盘一、4-转盘二、5-凸型通孔、6-轴承、7-固定管、8-齿轮齿、9-液压杆固定架、10-滑槽、11-安装孔、12-激光发射头、13-隔板、14-齿轮杆、15-伺服电机、16-原动齿轮、17-传动大齿轮、18-小齿轮、19-电源线、20-电源按钮、21-计算机、22-操作按键、23-距离传感器、24-三维扫描仪、25-光纤激光器、26-液压杆一、27-液压杆二、28-显示屏、29-滑杆、30-固定盘。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种基于光纤激光的轨道焊接装置，包括焊接箱1、焊接装置主体2和智能处理系统，所述焊接装置主体2包括转盘一3和转盘二4，所述转盘一3和转盘二4的中心位置处均开设有凸型通孔5，所述凸型通孔5较粗的开口端内固定安装有轴承6，所述轴承6内安装有固定管7，所述转盘二4上设置有齿轮齿8，所述转盘一3和转盘二4的顶部均通过螺栓安装有液压杆固定架9，所述转盘一3与转盘二4相对的一侧均开设有滑槽10，所述焊接箱1的前侧与后侧均开设有安装孔11，所述焊接装置主体2设置在焊接箱1内，所述转盘一3和转盘二4上的固定管7的一端分别固定安装在焊接箱1前侧与后侧的安装孔11内，所述焊接箱1内设置有隔板13，所述焊接箱1一侧的内侧壁上通过转动轴安装有齿轮杆14，所述齿轮杆14上固定安装有传动大齿轮17和小齿轮18，所述小齿轮18与转盘二4上的齿轮齿8相啮合，所述焊接箱1的后侧安装有电源线19，所述焊接箱1的一侧安装有电源按钮20，所述智能处理系统包括计算机21、伺服电机15、操作按键22、距离传感器23、三维扫描仪24、光纤激光器25、2个液压杆一26、2个液压杆二27和显示屏28，所述伺服电机15安装在焊接箱1的内侧壁上，且伺服电机15处于齿轮杆14的底部，所述伺服电机15的输出轴上安装有原动齿轮16，所述原动齿轮16与传动大齿轮17相啮合，所述操作按键22和显示屏28均安装在焊接箱1顶部的一侧，2个所述液压杆一26分别安装在转盘一3和转盘二4上的液压杆固定架9上，所述转盘一3和转盘二4上的滑槽10内均设置有滑杆29，所述滑杆29处于滑槽10内的一端与对应的液压杆一26的活塞杆形成固定连接，2个所述液压杆二27分别安装在转盘一3和转盘二4上的滑杆29的另一端，2个所述液压杆二27的活塞杆之间安装有固定盘30，所述固定盘30的中心位置处开设有通孔，所述距离传感器23安装在固定盘30的底部，所述计算机21、三维扫描仪24和光纤激光器25均安装在焊接箱1内的隔板13顶部，所述光纤激光器25上连接有激光发射头12，所述激光发射头12安装在通孔内。

作为本发明的一种优选实施方式，所述电源线19的一端连接有插头。

作为本发明的一种优选实施方式，所述液压杆固定架9与滑槽10的位置相对应。

作为本发明的一种优选实施方式，所述电源线19通过供电电路分别与计算机21、伺服电机15、操作按键22、距离传感器23、三维扫描仪24、光纤激光器25、液压杆一26、液压杆二27和显示屏28电性连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述转盘一3和转盘二4上的滑槽10的位置相对应。

作为本发明的一种优选实施方式，所述固定管7的内径大于凸型通孔5细端的内径。

作为本发明的一种优选实施方式，所述计算机21通过监测电路分别与操作按键22、距离传感器23和三维扫描仪24电性连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述计算机21通过指令电路分别与伺服电机15、光纤激光器25、液压杆一26、液压杆二27和显示屏28电性连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述焊接箱1上开设有散热孔。

作为本发明的一种优选实施方式，所述焊接箱1的底部安装有支撑腿。

工作原理：在使用此基于光纤激光的轨道焊接装置时，将此基于光纤激光的轨道焊接装置放置到合适的地方，通过插头将电源线19连接到外接电源，将2个待焊接的轨道分别插入2个固定管7，并对接在一起，打开电源按钮20，通过操作按键22发出焊缝扫描指令，计算机21接收指令后，控制三维扫描仪24打开，三维扫描仪24能够将轨道的几何构造与外观数据扫描出来并传递给计算机21，计算机21控制显示屏28将待焊接轨道的三维信息显示出来，根据待焊接轨道的三维信息，人工将2个待焊接轨道对齐并使其保持固定，通过操作按键输22入焊接的焊接焊速、缝宽和深宽比，通过操作按键22发出焊接指令，计算机21根据最终的待焊接轨道的三维信息控制液压杆二27工作，液压杆二27将固定盘30和其上的激光发射头12移动到与焊缝对应的位置处，根据输入焊接焊速、缝宽和深宽比，计算机21控制液压杆一26、伺服电机15和光纤激光器25工作，液压杆一26通过滑杆29将固定盘30和其上的激光发射头12移动到距离焊缝合适的位置，伺服电机15通过原动齿轮16、传动大齿轮17、小齿轮18和转盘二4上的齿轮齿8配合带动转盘一3和转盘二4以一定的速率转动，从而带动激光发射头12围绕待焊接轨道的焊缝转动，由于固定管7的内径大于凸型通孔5细端的内径并且固定管7不会转动，因此待焊接轨道不会转动，光纤激光器25通过激光发射头12发出激光对待焊接轨道进行焊接，在此过程中，距离传感器23能够监测到激光发射头12距离待焊接轨道的距离并将信息传递给计算机21，计算机21控制液压杆一26实时工作，使激光发射头12距离焊缝的距离始终保持固定，此基于光纤激光的轨道焊接装置能够对轨道进行全自动焊接，通过计算机21控制能够极大的提高轨道焊接的精度和效率，此基于光纤激光的轨道焊接装置在距离传感器23、液压杆一26、液压杆二27和伺服电机15的配合下，能够使激光发射头12以一定的距离和速度围绕待焊接的轨道转动，并精准的对准焊缝，从而能够适应于不同形状的轨道的焊接，提高其精确度和焊接质量，此基于光纤激光的轨道焊接装置能够根据待焊接轨道的材料和需要选择焊接焊速、缝宽和深宽比，适应性广，原动齿轮16、传动大齿轮17和小齿轮18配合能够对伺服电机15进行减速，使激光发射头12达到需要的转速，该基于光纤激光的轨道焊接装置设计合理，使用方便，焊接精度高。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种基于光纤激光的轨道焊接装置，包括焊接箱(1)、焊接装置主体(2)和智能处理系统，其特征在于，所述焊接装置主体(2)包括转盘一(3)和转盘二(4)，所述转盘一(3)和转盘二(4)的中心位置处均开设有凸型通孔(5)，所述凸型通孔(5)较粗的开口端内固定安装有轴承(6)，所述轴承(6)内安装有固定管(7)，所述转盘二(4)上设置有齿轮齿(8)，所述转盘一(3)和转盘二(4)的顶部均通过螺栓安装有液压杆固定架(9)，所述转盘一(3)与转盘二(4)相对的一侧均开设有滑槽(10)，所述焊接箱(1)的前侧与后侧均开设有安装孔(11)，所述焊接装置主体(2)设置在焊接箱(1)内，所述转盘一(3)和转盘二(4)上的固定管(7)的一端分别固定安装在焊接箱(1)前侧与后侧的安装孔(11)内，所述焊接箱(1)内设置有隔板(13)，所述焊接箱(1)一侧的内侧壁上通过转动轴安装有齿轮杆(14)，所述齿轮杆(14)上固定安装有传动大齿轮(17)和小齿轮(18)，所述小齿轮(18)与转盘二(4)上的齿轮齿(8)相啮合，所述焊接箱(1)的后侧安装有电源线(19)，所述焊接箱(1)的一侧安装有电源按钮(20)，所述智能处理系统包括计算机(21)、伺服电机(15)、操作按键(22)、距离传感器(23)、三维扫描仪(24)、光纤激光器(25)、2个液压杆一(26)、2个液压杆二(27)和显示屏(28)，所述伺服电机(15)安装在焊接箱(1)的内侧壁上，且伺服电机(15)处于齿轮杆(14)的底部，所述伺服电机(15)的输出轴上安装有原动齿轮(16)，所述原动齿轮(16)与传动大齿轮(17)相啮合，所述操作按键(22)和显示屏(28)均安装在焊接箱(1)顶部的一侧，2个所述液压杆一(26)分别安装在转盘一(3)和转盘二(4)上的液压杆固定架(9)上，所述转盘一(3)和转盘二(4)上的滑槽(10)内均设置有滑杆(29)，所述滑杆(29)处于滑槽(10)内的一端与对应的液压杆一(26)的活塞杆形成固定连接，2个所述液压杆二(27)分别安装在转盘一(3)和转盘二(4)上的滑杆(29)的另一端，2个所述液压杆二(27)的活塞杆之间安装有固定盘(30)，所述固定盘(30)的中心位置处开设有通孔，所述距离传感器(23)安装在固定盘(30)的底部，所述计算机(21)、三维扫描仪(24)和光纤激光器(25)均安装在焊接箱(1)内的隔板(13)顶部，所述光纤激光器(25)上连接有激光发射头(12)，所述激光发射头(12)安装在通孔内。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光的轨道焊接装置，其特征在于：所述电源线(19)的一端连接有插头。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光的轨道焊接装置，其特征在于：所述液压杆固定架(9)与滑槽(10)的位置相对应。

4.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光的轨道焊接装置，其特征在于：所述电源线(19)通过供电电路分别与计算机(21)、伺服电机(15)、操作按键(22)、距离传感器(23)、三维扫描仪(24)、光纤激光器(25)、液压杆一(26)、液压杆二(27)和显示屏(28)电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光的轨道焊接装置，其特征在于：所述转盘一(3)和转盘二(4)上的滑槽(10)的位置相对应。

6.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光的轨道焊接装置，其特征在于：所述固定管(7)的内径大于凸型通孔(5)细端的内径。

7.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光的轨道焊接装置，其特征在于：所述计算机(21)通过监测电路分别与操作按键(22)、距离传感器(23)和三维扫描仪(24)电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光的轨道焊接装置，其特征在于：所述计算机(21)通过指令电路分别与伺服电机(15)、光纤激光器(25)、液压杆一(26)、液压杆二(27)和显示屏(28)电性连接。

9.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光的轨道焊接装置，其特征在于：所述焊接箱(1)上开设有散热孔。

10.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光的轨道焊接装置，其特征在于：所述焊接箱(1)的底部安装有支撑腿。

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