CN109175704A - 激光焊接头机构及激光焊接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光焊接头机构，属于激光焊接技术领域。该激光焊接头机构包括：光源组件、聚焦镜组件和观察镜组件，光源组件包括激光光源和补强光源，补强光源设置在激光焊接头机构内部的下端，补强光源设置在机构内部，结构更紧凑，能够更好地补充焊接工件焊点处的光源，能够减少补强光源的污染，保证了焊接质量；聚焦镜组件设置于激光光源和补强光源之间，用于将激光光束经聚焦之后作用在焊接工件上，实现了经过重新聚焦对焊接工件焊点处进行焊接的目的；观察镜组件设置在聚焦镜组件的一侧，用于将焊接工件焊点处的景象反射到工业相机处，由于本机构增加了补强光源，使得焊接工件焊点处光线更加明亮，经过反射后的观察处视野更清晰。

Description

激光焊接头机构及激光焊接装置
技术领域
本发明涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种激光焊接头机构及激光焊接装置。
背景技术
目前激光焊接是一种比较普遍的焊接方式，其工作原理大致为：激光束穿过可透过激光的工件，激光束被可吸收激光的下面工件吸收，随着激光束辐照，焊接界面变热，并使上面工件的底部表面和下面工件的上面表面熔化，冷却时，两个工件凝固在一起。其一，常用的激光焊接设备设置有用以调节激光焊接的精度的水平调节装置等装置，在一些精度不需要这样高的焊接应用场合，这样的焊接设备结构复杂，成本较高；其二，现有的激光焊接设备中的补强光源多为探头式光源，即延伸出机构外部设置，造成结构不紧凑，且光源易被污染，聚光不好，到达焊接工件焊点处的光强不够，因而观察不够清晰，易造成焊接质量不好；其三，现有的激光焊接设备在焊接前大多数没有对光源的保护结构，造成焊接前的光源易被磨损，使用寿命短。
因此，亟需提供一种结构简单、光强足够的激光焊接头机构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光焊接头机构及激光焊接装置，以实现激光焊接头机构的结构简单紧凑、补光效果更好、焊接质量更好的目的。
为实现上述目的，提供以下技术方案：
本发明提供了一种激光焊接头机构，包括外壳，还包括设置在所述外壳内的：
光源组件，所述光源组件包括激光光源和补强光源，所述补强光源设置在所述外壳内部的下端；
聚焦镜组件，所述聚焦镜组件设置于所述激光光源和所述补强光源之间，用于将激光光束经聚焦之后作用在焊接工件上；
观察镜组件，所述观察镜组件设置在所述聚焦镜组件的一侧，用于将焊接工件焊点处的景象反射到工业相机处。
进一步地，所述激光焊接头机构还包括保护气结构，所述保护气结构包括设置在所述外壳内部的气帘，所述气帘设置在所述补强光源的下部，且所述气帘的气体横向吹扫激光的出口。
进一步地，所述气帘的外部设置有挡板，所述挡板能够将所述气帘吹出的气体方向变为横向。
进一步地，所述保护气结构还包括用于吹扫所述焊接工件焊点处的喷气口，所述喷气口伸出所述激光焊接头机构的下端设置。
进一步地，所述聚焦镜组件包括准直镜、合束镜、聚焦镜和保护镜片，所述激光光源、所述准直镜、所述聚焦镜和所述保护镜片均同轴水平设置，所述准直镜设置在所述激光光源的下方，所述合束镜倾斜设置在所述准直镜和所述聚焦镜之间，所述保护镜片设置在所述聚焦镜的下方。
进一步地，所述观察镜组件包括单色透光镜、反射镜和镜头，所述单色透光镜竖向设置在与所述合束镜的一侧，所述反射镜倾斜设置在所述单色透光镜的另一侧，所述镜头竖向设置在所述反射镜和所述工业相机之间。
进一步地，所述单色透光镜所透的光的颜色与所述补强光源的颜色相同。
进一步地，所述单色透光镜为蓝色透光镜，所述补强光源为蓝色光源。
进一步地，所述补强光源呈圆环状，且与所述激光光源同轴设置。
本发明还提供了一种激光焊接装置，包括上述任一项技术方案所述的激光焊接头机构。
与现有技术相比，本发明提供的激光焊接头机构，包括：外壳及设置在外壳内的光源组件、聚焦镜组件和观察镜组件，光源组件包括激光光源和补强光源，补强光源设置在外壳内部的下端，补强光源设置在机构内部，结构更紧凑，且能够更好地补充焊接工件焊点处的光源，能够减少补强光源的污染，保证了焊接质量；聚焦镜组件设置于激光光源和补强光源之间，用于将激光光束经聚焦之后作用在焊接工件上，聚焦镜组件实现了经过重新聚焦对焊接工件焊点处进行焊接的目的；观察镜组件设置在聚焦镜组件的一侧，用于将焊接工件焊点处的景象反射到工业相机处，由于本机构增加了补强光源，使得焊接工件焊点处光线更加明亮，经过反射后的观察处视野更清晰。本发明的机构还包括保护气结构，保护气结构包括设置在外壳内部的气帘，气帘设置在补强光源的下部，且气帘的气体横向吹扫激光的出口，能够将焊渣等杂质截留在外部，且吹气装置设置在补强光源的下方，可以有效地保护光源，减缓光源的磨损，增加光源的使用寿命。可见，本发明的结构更简单、补光效果更好、焊接质量更好。
附图说明
图1为本发明实施例中的激光焊接头机构的正视图；
图2为本发明实施例中的激光焊接头机构的俯视图；
图3为图2中沿A-A方向的剖视图。
附图标记：1-外壳；2-激光光源；3-准直镜；4-合束镜；5-聚焦镜；6-保护镜片；7-补强光源；8-气帘；9-单色透光镜；10-反射镜；11-镜头；12-工业相机；13-喷气口；14-光纤锁紧装置；15-挡板。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供了一种激光焊接头机构，省略了水平调节装置，可由加工精度保证其控制精度，使得结构简单，主要应用于对焊接精度不是很高的焊接场合。如图1-图3所示，该激光焊接头机构包括：外壳1及设置在外壳1内的光源组件、聚焦镜组件和观察镜组件，其中，光源组件包括激光光源2和补强光源7，补强光源7设置在外壳1内部的下端，补强光源7设置在机构内部，结构更紧凑，且能够更好地补充焊接工件焊点处的光源，能够减少补强光源7的污染，保证了焊接质量；聚焦镜组件设置于激光光源2和补强光源7之间，用于将激光光束经聚焦之后作用在焊接工件上，聚焦镜组件实现了经过重新聚焦对焊接工件焊点处进行焊接的目的；观察镜组件设置在聚焦镜组件的一侧，用于将焊接工件焊点处的景象反射到工业相机12处，由于本机构增加了补强光源7，使得焊接工件处光线更加明亮，经过反射后的观察处视野更清晰。进一步地，本实施例的激光焊接头机构还包括保护气结构，该保护气结构包括设置在外壳1内部的气帘8，气帘8设置在补强光源7的下部，在本实施例中，气帘8的外部还设置有挡板15，挡板15能够改变气流的方向，使气体横向吹扫激光的出口，将焊渣等杂质截留在外部，且吹气装置设置在补强光源7的下方，可以有效地保护光源，减缓光源的磨损，增加光源的使用寿命。可见，本实施例的结构更简单、补光效果更好、焊接质量更好。
其中，如图3所示，激光焊接头机构的顶端设置有用于与激光发射器连接的光纤锁紧装置14。补强光源7呈圆环状，且与激光光源2同轴设置，该种结构保证了补强光源7最大程度地对激光光束进行补充。保护气结构还包括用于吹扫焊接工件焊点处的喷气口13，喷气口13伸出于激光焊接头机构的下端设置。具体地，喷气口13为带有金属软管的喷气口13，可自由调整位置，能够将焊接工件焊点处产生的焊渣等杂质吹走。
在本实施例中，如图3所示，聚焦镜组件包括：准直镜3、合束镜4、聚焦镜5和保护镜片6，准直镜3设置在激光光源2的下方，合束镜4倾斜设置在准直镜3和聚焦镜5之间，保护镜片6设置在聚焦镜5的下方，其中，激光光源2、准直镜3、聚焦镜5、保护镜片6和补强光源7均同轴设置，激光光源2发出后，通过准直镜3变成平行光线，平行光线经过合束镜4汇聚后再经过聚焦镜5重新聚焦，再通过保护镜片6与补强光源7汇合后作用在焊接工件上。保护镜片6为抽拉式结构，便于后期维修和更换，该保护镜片6的设置可以进一步地避免机构内部进入杂质，保证机器的性能。
进一步地，如图3所示，本实施例中的观察镜组件包括：单色透光镜9、反射镜10和镜头11，其中，单色透光镜9竖向设置在与合束镜4的一侧且单色透光镜9的水平位置与合束镜4平齐，反射镜10倾斜设置在单色透光镜9的另一侧，镜头11竖向设置在反射镜10和工业相机12之间。焊接工件焊点处的景象通过合束镜4的反射镜10面的反射后变成水平光线，水平光线通过单色透光镜9后到达反射镜10，经反射后传至镜头11处，镜头11上方有工业相机12拍摄出焊接工件焊点的实时情况，便于使用者观察。
其中，单色透光镜9所透的光的颜色与补强光源7的颜色相同，具体地，本实施例中的单色透光镜9为蓝色透光镜，补强光源7为蓝色光源，因为蓝色光源的相干性比较好，焊接效果比较好。
本发明还提供了一种激光焊接装置，包括上述的激光焊接头机构，该激光焊接装置增加了补强光源7，且补强光源7设置在激光焊接头机构内部的下端，使得结构更紧凑，且能够更好地补充焊接工件焊点处的光源，能够减少补强光源7的污染，保证了焊接质量；还增加了气帘8，气帘8能够横向吹扫激光的出口，将焊渣等杂质截留在外部，且吹气装置设置在补强光源7的下方，可以有效地保护光源，减缓光源的磨损，增加光源的使用寿命。可见，本实施例的结构更简单、补光效果更好、焊接质量更好。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种激光焊接头机构，包括外壳(1)，其特征在于，还包括设置在所述外壳(1)内的：
光源组件，所述光源组件包括激光光源(2)和补强光源(7)，所述补强光源(7)设置在所述外壳(1)内部的下端；
聚焦镜组件，所述聚焦镜组件设置于所述激光光源(2)和所述补强光源(7)之间，用于将激光光束经聚焦之后作用在焊接工件上；
观察镜组件，所述观察镜组件设置在所述聚焦镜组件的一侧，用于将焊接工件焊点处的景象反射到工业相机(12)处。
2.根据权利要求1所述的激光焊接头机构，其特征在于，所述激光焊接头机构还包括保护气结构，所述保护气结构包括设置在所述外壳(1)内部的气帘(8)，所述气帘(8)设置在所述补强光源(7)的下部，且所述气帘(8)的气体横向吹扫激光的出口。
3.根据权利要求2所述的激光焊接头机构，其特征在于，所述气帘(8)的外部设置有挡板(15)，所述挡板(15)能够将所述气帘(8)吹出的气体方向变为横向。
4.根据权利要求2所述的激光焊接头机构，其特征在于，所述保护气结构还包括用于吹扫所述焊接工件焊点处的喷气口(13)，所述喷气口(13)伸出所述激光焊接头机构的下端设置。
5.根据权利要求1所述的激光焊接头机构，其特征在于，所述聚焦镜组件包括准直镜(3)、合束镜(4)、聚焦镜(5)和保护镜片(6)，所述激光光源(2)、所述准直镜(3)、所述聚焦镜(5)和所述保护镜片(6)均同轴水平设置，所述准直镜(3)设置在所述激光光源(2)的下方，所述合束镜(4)倾斜设置在所述准直镜(3)和所述聚焦镜(5)之间，所述保护镜片(6)设置在所述聚焦镜(5)的下方。
6.根据权利要求5所述的激光焊接头机构，其特征在于，所述观察镜组件包括单色透光镜(9)、反射镜(10)和镜头(11)，所述单色透光镜(9)竖向设置在与所述合束镜(4)的一侧，所述反射镜(10)倾斜设置在所述单色透光镜(9)的另一侧，所述镜头(11)竖向设置在所述反射镜(10)和所述工业相机(12)之间。
7.根据权利要求6所述的激光焊接头机构，其特征在于，所述单色透光镜(9)所透的光的颜色与所述补强光源(7)的颜色相同。
8.根据权利要求6所述的激光焊接头机构，其特征在于，所述单色透光镜(9)为蓝色透光镜，所述补强光源(7)为蓝色光源。
9.根据权利要求1-8任一项所述的激光焊接头机构，其特征在于，所述补强光源(7)呈圆环状，且与所述激光光源(2)同轴设置。
10.一种激光焊接装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的激光焊接头机构。
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