CN109732204A - 激光焊接装置及激光焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光焊接装置以及激光焊接方法。激光焊接装置，包括焊接组件以及防护组件；焊接组件至少包括相对的设置的第一焊接单元和第二焊接单元；防护组件设置在第一焊接单元和第二焊接单元之间，防护组件至少包括两个第一防护单元和第二防护单元，第一防护单元和第二防护单元位于工位两侧，防护单元能够打开或隔断对应的焊接单元发出的光束通过的路径。激光焊接方法包括：第一焊接单元和第二焊接单元交替进行焊接，第一防护单元和第二防护单元交替打开或隔断对应的焊接单元发出的光束通过的路径。具有焊接效率高，焊接安全性好的优点。

Description

激光焊接装置及激光焊接方法

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，特别是涉及一种激光焊接装置以及激光焊接方法。

背景技术

随着激光技术的日益完善和提升，激光焊接工艺取得了广泛应用，并越来越多地取代传统的焊接方式。

通常，在对工件的相对的两侧进行焊接时，通过焊接头在工件的一侧完成焊接，然后移动焊接头在工件的另一侧进行焊接；或者通过焊接头在工件的一侧完成焊接，然后转动工件后通过焊接头在工件的另一侧完成焊接。

然而不管通过哪种方式，均导致了焊接效率低，无法满足生产要求的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种激光焊接装置以及激光焊接方法。

一种激光焊接装置，包括：

焊接组件，所述焊接组件至少包括相对的设置的第一焊接单元和第二焊接单元，所述第一焊接单元和所述第二焊接单元之间形成用于通过工件的工位，所述第一焊接单元和所述第二焊接单元均能够发射光束以对所述工位上的工件进行焊接；以及

防护组件，设置在所述第一焊接单元和所述第二焊接单元之间，所述防护组件至少包括两个第一防护单元和第二防护单元，所述第一防护单元和所述第二防护单元位于所述工位两侧，防护单元能够打开或隔断对应的焊接单元发出的光束通过的路径。

在其中一个实施例中，所述第一防护单元或第二防护单元至少包括：

挡光支架；以及

设于所述挡光支架上的挡光单元，所述挡光单元能够相对于所述挡光支架运动以打开或隔断对应的焊接单元发出的光束通过的路径。

在其中一个实施例中，所述挡光单元包括层叠设置的挡光板和石墨板，所述挡光单元转动或滑动连接于所述挡光支架。

在其中一个实施例中，所述挡光单元滑动连接于所述挡光支架。

在其中一个实施例中，所述挡光支架上设置有驱动组件，所述驱动组件包括：

检测块，设于所述挡光单元上；

至少两个检测开关，两个所述检测开关间隔设置在所述挡光支架上；以及

驱动件，一端连接所述挡光支架、另一端连接所述挡光单元，所述驱动件驱动所述挡光单元相对于所述挡光支架运动时，所述检测块能够依次运动到两个所述检测开关的感应区域。

在其中一个实施例中，所述第一焊接单元和所述第一防护单元之间以及所述第二焊接单元和所述第二防护单元之间均设置有吹气单元。

在其中一个实施例中，所述第一防护单元和所述第二防护单元之间设置有吸尘组件，所述吸尘组件至少包括第一吸尘单元和第二吸尘单元，所述第一吸尘单元靠近所述第一防护单元设置，所述第二吸尘单元靠近所述第二防护单元设置。

一种利用上述任意一项所述的激光焊接装置进行激光焊接的方法，包括如下步骤：

第一焊接单元发出的光束通过第一防护单元后，对所述工位内的工件进行焊接；

所述第一焊接单元焊接时，所述第二防护单元隔断第二焊接单元发出的光束通过的路径；

所述第一焊接单元和所述第二焊接单元交替进行焊接，所述第一防护单元和所述第二防护单元交替打开或隔断对应的焊接单元发出的光束通过的路径。

在其中一个实施例中，在焊接时，位于工位两侧的防护单元中，只有一个防护单元处于打开对应焊接单元发出的光束通过的路径的状态。

在其中一个实施例中，在焊接时，在处于焊接过程中的焊接单元附近进行除尘操作，所述除尘操作包括在所述焊接单元对应的防护单元相对的两侧分别进行吸尘和吹尘操作。

有益效果：1、焊接组件在工件两侧进行焊接，提高了焊接效率；2、在焊接时，防护组件对不工作的那个焊接单元进行防护，防止工作的焊接单元发射的光束对不工作的焊接单元发射的光束造成损伤，保证了焊接过程的安全性。

附图说明

图1为本申请一个实施例中的激光焊接装置的结构示意图；

图2为图1所示实施例中的激光焊接装置的俯视图；

图3为本申请一个实施例中的激光焊接装置的防护组件的结构示意图；

图4为本申请一个实施例中的激光焊接装置的防护组件中的一个防护单元的结构示意图。

附图标记：100、机架；200、焊接组件；210、第一焊接单元；220、第二焊接单元；300、防护组件；310、第一防护单元；320、第二防护单元；330、挡光支架；331、滑轨组件；332、通道；340、挡光单元；341、挡光板；342、石墨板；350、驱动组件；351、检测块；352、检测开关；353、驱动件；410、吹气单元；411、吹气刀；412、气流；420、吸尘组件；421、第一吸尘单元；422、第二吸尘单元；500、工件；510、工位；600、光束；601、烟尘。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明公开内容的理解更佳透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

图1为一个实施例中的激光焊接装置的结构示意图，图2为图1所示实施例中的激光焊接装置的俯视图。如图1和图2所示，激光焊接装置包括机架100和设置在机架100上的焊接组件200。

其中，焊接组件200至少包括相对设置的第一焊接单元210和第二焊接单元220；相对设置可以为对称设置或对面设置，例如，参见图2，在第一焊接单元210和第二焊接单元220之间形成用于通过工件500的工位510，第一焊接单元210和第二焊接单元220对称的设置在工位510的两侧，且第一焊接单元210和第二焊接单元220均可以朝向它们之间的工位510发射光束600以对工位510上的工件500进行焊接。又如，第一焊接单元210和第二焊接单元220位于工位510两侧，第一焊接单元210和第二焊接单元220发射光束，这两道光束所在的路径的延长线是存在相交区域的。如此，通过第一焊接单元210和第二焊接单元220能够在工件500的两个相对的侧面进行焊接，在对两侧需要焊接的工件500进行焊接时，不需要对工件500进行翻转，大大提高了焊接效率。

由于第一焊接单元210和第二焊接单元220是相对于工位510对称设置的，例如，第一焊接单元210能够发射光束600以对工位510上的工件500的一个面进行焊接，该光束600可能穿过整个工位510到达第一焊接单元210对面的第二焊接单元220处，如此，可能导致第二焊接单元220被第一焊接单元210发生的光束600损坏。

为此，机架100上还设置有防护组件300，防护组件300设置在第一焊接单元210和第二焊接单元220之间，在其中一个焊接单元(210或220)对工件500的一侧进行焊接时，通过防护组件300隔断另一个焊接单元发出的光束通过的路径，这样设置能够防止处于焊接过程中的焊接单元发出的光束到达与之相对的焊接单元处，从而损坏焊接单元。

在一个实施例中，如图1和图2所示，防护组件300包括第一防护单元310和第二防护单元320。以图2所示的状态自上向下(以图1所示的状态自左向右)依次设置为第一焊接单元210、第一防护单元310、工件500、第二防护单元320和第二焊接单元220。其中，第一防护单元310和第二防护单元320可以类似于拖拉门式的结构，能够打开或隔断焊接单元发出的光束通过的路径。例如，第一焊接单元210进行焊接且第二焊接单元220不进行焊接时，第一防护单元310打开第一焊接单元210发出的光束600通过的路径，第二防护单元320隔断第二焊接单元220发出的光束通过的路径，这样第二防护单元320就能够防止第一焊接单元210发出的光束600到达第二焊接单元220，从而保护第二焊接单元220。

在一些实施例中，焊接组件200还可以包括三个、四个或更多个焊接单元，至少有两个焊接单元位于工件500两侧，且相对设置。在一个实施例中，防护组件300包括与焊接单元一一对应的防护单元，即防护单元的数量与焊接单元的数量相同，且相互对应的防护单元和焊接单元中，防护单元是位于焊接单元和工件500之间的。

图3为一个实施例中的防护组件300的结构示意图。如图3所示，防护组件300包括相对设置的第一防护单元310和第二防护单元320，第一防护单元310和第二防护单元320之间为工位510。第一防护单元310和第二防护单元320结构基本相同，均包括挡光支架330和挡光单元340。

挡光单元340，滑动设置在挡光支架330上。例如，在挡光支架330的上端和下端分别设置有滑轨组件331，挡光单元340滑动连接在滑轨组件331上，以使挡光单元340相对于挡光支架330能够水平滑动。在挡光支架330上可以设置气缸等驱动件353，以驱动挡光单元340相对于挡光支架330滑动。

挡光支架330，可以由钢材焊接成的框架结构，挡光支架330包括用于通过光束的通道332。挡光单元340在挡光支架330上滑动时，能够打开或隔断该通道332，焊接单元发出的光束的路径能够穿过该通道332。

在一个实施例中，如图3所示，挡光单元340包括挡光板341和石墨板342。例如，挡光板341可以由钢板制成，石墨板342安装在挡光板341上，以使挡光单元340实际上为双层或多层板状结构。如果只设置挡光板341作为防护，若出现误操作，光束长时间照射挡光板341容易使其穿透，对另一侧的焊接单元造成损伤。而石墨板342具有耐高温特性，熔点高达3800℃，光束几乎无法击穿石墨板342，对焊接单元起到很好的保护作用。同时，石墨材料相对于钢板几乎没有发射光，进一步保护了焊接单元，提高了整个激光焊接装置的可靠性。

在一些实施例中，挡光单元340不限于上述实施例中沿水平方向滑动连接于挡光支架330，也可以沿竖直方向或其他方向滑动连接于挡光支架330，也可以铰接于挡光支架330。只要使挡光单元340能够打开或隔断焊接单元发出的光束通过的路径都可。

图4为一个实施例中的防护组件中的一个防护单元的结构示意图。如图4所示，挡光支架330上设置有驱动组件350，驱动组件350包括检测块351、检测开关352和上述的驱动件353。例如，检测块351设置在挡光单元340上，检测开关352至少设置有两个，两个检测开关352间隔设置在挡光支架330上，驱动件353一端连接挡光支架330、另一端连接挡光单元340。在一个实施例中，检测块351可以设置在挡光支架330上，检测开关352设置在挡光单元340上。使用时，驱动件353驱动挡光单元340相对于挡光支架330运动，检测块351能够依次运动到两个检测开关352的感应区域，从而可以感应到防护单元相对于挡光支架330的具体位置。例如，检测开关352将检测到的感应信号传递到PLC上，由PLC分析挡光单元340相对于挡光支架330的位置，然后PLC向驱动件353发送信号来驱动防护单元打开或隔断焊接单元发出的光束通过的路径。

在一个实施例中，如图1和图2所示，第一焊接单元210和第一防护单元310之间，以及第二焊接单元220和第二防护单元320之间均设置有吹气单元410。吹气单元410可以为吹气刀411(参见图3)，吹气刀411安装在挡光支架330上，用于横向吹出气流412。如图2所示，吹气单元410发出气流412，当焊接过程中产生的烟尘或废屑会飞溅并通过防护单元后，通过吹气单元410将烟尘或废屑吹走，以保护焊接组件200。一个实施例中，焊接组件200包括焊接头和保护镜片，通过将这些烟尘和废屑吹走，以防止保护镜片被刮花或破坏。

在一个实施例中，如图1和图2所示，第一防护单元310和第二防护单元320之间设置有吸尘组件420，吸尘组件420包括第一吸尘单元421和第二吸尘单元422，第一吸尘单元421靠近第一防护单元310设置，第二吸尘单元422靠近第二防护单元320设置，在焊接过程中产生的烟尘601可以通过吸尘组件420吸走，以防止这些烟尘污染环境，或对焊接效果产生不利影响。

在一个实施例中提供一种激光焊接方法，该焊接方法通过上述任意一个实施例中的激光焊接装置实现。该方法包括以下步骤：

S100、第一焊接单元发出的光束通过第一防护单元后，对工位内的工件进行焊接。

S200、第一焊接单元焊接时，第二防护单元隔断第二焊接单元发出的光束通过的路径。

S300、第一焊接单元和第二焊接单元交替进行焊接，第一防护单元和第二防护单元交替打开或隔断对应的焊接单元发出的光束通过的路径。

例如，第一防护单元310打开第一焊接单元210发出的光束通过的路径，第一焊接单元210发出光束穿过第一防护单元310在工件500的一侧进行焊接，此时，第二防护单元320隔断第二焊接单元220发出的光束通过的路径，以防止第一焊接单元210发出的光束穿过第二防护单元320损坏第二焊接单元220。

需要说明的是，上述的第一焊接单元210和第二焊接单元220交替进行焊接指的是焊接单元的切换：当第一焊接单元210焊接时，第二焊接单元220不焊接；当第二焊接单元220焊接时，第一焊接单元210不焊接。例如，若第一焊接单元210原本连续的焊接停顿后，接着又在第一焊接单元210上完成焊接，此时不应理解为焊接单元的切换。

在一个实施例中，在焊接过程中，只有一个焊接单元处于打开状态。即位于工位510两侧的防护单元中，只有一个防护单元处于打开对应焊接单元发出的光束通过的路径的状态。例如，若工位510两侧设置有若干个防护单元和若干个焊接单元，在焊接过程中，第一焊接单元210发光，第一防护单元310打开，而其他的焊接单元和防护单元均处于关闭状态。

在一个实施例中，在处于焊接过程中的焊接单元附近进行除尘操作，除尘操作包括在焊接单元对应的防护单元相对的两侧分别进行吸尘和吹尘操作。例如，在第一焊接单元210进行焊接时，第一防护单元310两侧的吹气单元410和第一吸尘单元421工作，以进行吸尘和吹尘操作，将焊接产生的烟尘吹走以及吸走，防止烟尘污染环境或对焊接过程产生不良影响。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种激光焊接装置，其特征在于，包括：

焊接组件，所述焊接组件至少包括相对的设置的第一焊接单元和第二焊接单元，所述第一焊接单元和所述第二焊接单元之间形成用于通过工件的工位，所述第一焊接单元和所述第二焊接单元均能够发射光束以对所述工位上的工件进行焊接；以及

防护组件，设置在所述第一焊接单元和所述第二焊接单元之间，所述防护组件至少包括两个第一防护单元和第二防护单元，所述第一防护单元和所述第二防护单元位于所述工位两侧，防护单元能够打开或隔断对应的焊接单元发出的光束通过的路径。

2.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述第一防护单元或第二防护单元至少包括：

挡光支架；以及

设于所述挡光支架上的挡光单元，所述挡光单元能够相对于所述挡光支架运动以打开或隔断对应的焊接单元发出的光束通过的路径。

3.根据权利要求2所述的激光焊接装置，其特征在于，所述挡光单元包括层叠设置的挡光板和石墨板，所述挡光单元转动或滑动连接于所述挡光支架。

4.根据权利要求2所述的激光焊接装置，其特征在于，所述挡光单元滑动连接于所述挡光支架。

5.根据权利要求4所述的激光焊接装置，其特征在于，所述挡光支架上设置有驱动组件，所述驱动组件包括：

检测块，设于所述挡光单元上；

至少两个检测开关，两个所述检测开关间隔设置在所述挡光支架上；以及

驱动件，一端连接所述挡光支架、另一端连接所述挡光单元，所述驱动件驱动所述挡光单元相对于所述挡光支架运动时，所述检测块能够依次运动到两个所述检测开关的感应区域。

6.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述第一焊接单元和所述第一防护单元之间以及所述第二焊接单元和所述第二防护单元之间均设置有吹气单元。

7.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述第一防护单元和所述第二防护单元之间设置有吸尘组件，所述吸尘组件至少包括第一吸尘单元和第二吸尘单元，所述第一吸尘单元靠近所述第一防护单元设置，所述第二吸尘单元靠近所述第二防护单元设置。

8.一种利用如权利要求1-7任意一项所述的激光焊接装置进行激光焊接的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一焊接单元发出的光束通过第一防护单元后，对所述工位内的工件进行焊接；

所述第一焊接单元焊接时，所述第二防护单元隔断第二焊接单元发出的光束通过的路径；

所述第一焊接单元和所述第二焊接单元交替进行焊接，所述第一防护单元和所述第二防护单元交替打开或隔断对应的焊接单元发出的光束通过的路径。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在焊接时，位于工位两侧的防护单元中，只有一个防护单元处于打开对应焊接单元发出的光束通过的路径的状态。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在焊接时，在处于焊接过程中的焊接单元附近进行除尘操作，所述除尘操作包括在所述焊接单元对应的防护单元相对的两侧分别进行吸尘和吹尘操作。