CN110181821A - 激光焊接车灯系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光焊接车灯系统，包括机柜，机柜的顶部安装有型材架体，型材架体包括平行设置的两个支撑臂，在两个支撑臂的顶部之间连接有横梁臂；横梁臂上对称设置有两组焊接组件，焊接组件包括横移直线模组、纵移直线模组和3D振镜，横移直线模组安装在横梁臂上，纵移直线模组安装在横移直线模组的滑台上，3D振镜安装在纵移直线模组的滑台上，在两组焊接组件的两个3D振镜下方的机柜顶部设置有工作台，工作台上安装有工装夹具，工装夹具夹持待焊接工件，外部激光器产生的激光束被传输导向至3D振镜，3D振镜发出激光束对待焊接工件进行焊接；本发明采用激光焊接技术，降低焊接难度，提高焊接效率，焊接效果好，产品质量一致性好，成品合格率高。

Description

激光焊接车灯系统及方法

技术领域

本发明涉及一种激光焊接设备，尤其涉及一种激光焊接车灯系统及方法，属于激光焊接技术领域。

背景技术

汽车车灯在制造的过程中，需要焊接各种车灯组件，车灯组件均是塑料材料，目前的焊接方式主要采用超声波焊接或者热板焊接，由于车灯大部分是三维形状的结构体，因此采用超声波焊接或者热板焊接的难度非常大，焊接效率比较低，成品率不高，产品质量参差不齐，因此，需要研发新的焊接方法，来解决这种汽车车灯存在的焊接问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种激光焊接车灯系统及方法，采用激光焊接技术，将车灯组件焊接固定连接，降低焊接难度，同时利用自动化控制，有效提高焊接效率，焊接效果好，产品质量一致性好，成品合格率高，降低生产成本，提高企业经济效益。

本发明所采用的技术方案为：

激光焊接车灯系统，包括机柜，所述机柜的顶部安装有型材架体，所述型材架体包括平行设置的两个支撑臂，在两个支撑臂的顶部之间连接有横梁臂；所述横梁臂上对称设置有两组焊接组件，所述焊接组件包括横移直线模组、纵移直线模组和3D振镜，所述横移直线模组安装在横梁臂上，所述纵移直线模组安装在横移直线模组的滑台上，且纵移直线模组竖直悬空在机柜顶部上方，所述3D振镜安装在纵移直线模组的滑台上，且3D振镜与外部激光器连接，在两组焊接组件的两个3D振镜下方的机柜顶部设置有工作台，所述工作台上安装有工装夹具，所述工装夹具夹持待焊接工件，外部激光器产生的激光束被传输导向至3D振镜，3D振镜发出激光束对待焊接工件进行焊接。

作为本发明的进一步优选，所述的横移直线模组和纵移直线模组之间通过矩形吊框连接，横移直线模组安装在横梁臂的顶部，横移直线模组的滑台位于横移直线模组的顶部，矩形吊框的顶板与横移直线模组的滑台固定连接，矩形吊框的两个侧板分别位于横梁臂的两侧，矩形吊框的底板与竖直设置的纵移直线模组顶端固定连接，两组焊接组件的纵移直线模组的滑台相对设置；通过矩形吊框传动，提高横移直线模组和纵移直线模组之间在位移工作过程中的稳定性。

作为本发明的进一步优选，在两个纵移直线模组之间设置有下压支臂，所述下压支臂的顶端与横梁臂的底部固定连接，所述下压支臂的底端悬空，所述下压支臂的前侧面安装有直行下压气缸，直行下压气缸的输出端安装有夹紧头，直行下压气缸驱动夹紧头向下移动抵住待焊接工件或向上移动释放待焊接工件；直行下压气缸在垂直方向上给予待焊接工件压紧力，这个压紧力可以作用在待焊接工件的中心点或其它位置。

作为本发明的进一步优选，在工作台后侧的机柜顶部设置有与外部排烟装置连通的除烟管，在除烟管的顶部安装有除烟喇叭口；外部排烟装置起动后，激光焊接过程中产生的烟雾经除烟喇叭口被吸入除烟管，最后由除烟管排出，保证焊接环境空气质量。

作为本发明的进一步优选，所述的工装夹具包括模座，所述模座的顶部形成有与待焊接工件配合的凹槽，在模座的其中一侧设置有夹紧气缸，夹紧气缸的输出端传动连接有夹紧臂，夹紧臂上安装有夹紧头，夹紧气缸驱动夹紧臂上下动作使夹紧臂上的夹紧头夹紧待焊接工件或释放待焊接工件；在模座的两侧分别设置有旋动夹紧气缸，旋动夹紧气缸的输出端传动连接有旋动臂，旋动臂上安装有夹紧头，旋动夹紧气缸驱动旋动臂左右旋转动作使旋动臂上的夹紧头夹紧待焊接工件或释放待焊接工件；待焊接工件放置在模座顶部形成的凹槽内，夹紧气缸驱动夹紧臂上下动作使夹紧臂上的夹紧头夹紧待焊接工件或释放待焊接工件；旋动夹紧气缸驱动旋动臂左右旋转动作使旋动臂上的夹紧头夹紧待焊接工件或释放待焊接工件；从而实现将待焊接工件夹紧在模座上，防止待焊接工件在焊接过程中发生位移。

作为本发明的进一步优选，所述机柜的顶部设置有外壳，所述外壳的顶部设置有通风盖，所述外壳的前面设置有与工作台对应的门口，在门口处上下滑动设置有用于打开或关闭门口的门板；外壳起到隔离作用，通风盖上形成有通风孔用于外壳内部通风，外壳上的门口位置用于取放工件，提高工作过程的安全性。

作为本发明的进一步优选，在机柜的底部四角位置分别设置有移动支撑组件，所述移动支撑组件包括万向轮和螺杆支撑脚；万向轮便于机柜整体移动，机柜整体移动到放置位置后，通过螺杆支撑脚撑起机柜整体，万向轮被架空，防止机柜整体移动。

作为本发明的进一步优选，所述的横移直线模组、纵移直线模组以及外部激光器通过工控机控制动作，工控机设置在工作台后侧的机柜顶部；实现自动化控制，有效提高焊接效率，焊接效果好，产品质量一致性好，成品合格率高。

作为本发明的进一步优选，所述的工控机上连接有显示操作组件，所述显示操作组件通过旋转支臂安装在机柜的侧面，所述显示操作组件包括显示器、键盘以及鼠标。

激光焊接车灯方法，包括以下步骤：

（1）首先利用工装夹具将待焊接工件夹紧；

（2）工控机控制两个横移直线模组横向位移动作，调整两个纵移直线模组和3D振镜的横向位置；然后工控机控制两个纵移直线模组纵向位移动作，调整两个3D振镜的纵向位置；使两个3D振镜分别与待焊接工件上的焊接点对应；

（3）工控机控制开启激光器，激光器发出激光束，激光束被传输导向至3D振镜，3D振镜发出激光束对待焊接工件进行焊接，待焊接工件吸收激光束的能量用以完成焊接；

（4）焊接完成后，工控机控制关闭激光器，工控机控制两个横移直线模组横向位移动作，调整两个纵移直线模组和3D振镜恢复至横向初始位置；然后工控机控制两个纵移直线模组纵向位移动作，调整两个3D振镜恢复至纵向初始位置；工装夹具释放焊接完成的工件，完成焊接过程。

本发明的有益效果在于：改变了车灯组件在制造过程中的传统焊接方式，采用激光焊接技术，将车灯组件焊接固定连接，降低焊接难度，同时利用自动化控制，有效提高焊接效率，焊接效果好，产品质量一致性好，成品合格率高，降低生产成本，提高企业经济效益；同时，本发明采用双振镜可以对各种三维形状结构体的车灯组件进行焊接，便于汽车车灯设计师更加灵活的设计车灯面型。

附图说明

图1为本发明外观立体结构示意图；

图2为本发明除去外壳后的前侧立体结构示意图；

图3为本发明除去外壳后的后侧立体结构示意图；

图4为本发明型材架体立体结构示意图；

图5为本发明除去外壳后的正视结构示意图；

图6为本发明工装夹具的结构示意图；

图中主要附图标记含义如下：

1-机柜，2-型材架体，21-支撑臂，22-横梁臂，3-工作台，4-工装夹具，41-模座，42-夹紧气缸，43-夹紧臂，44-旋动夹紧气缸，45-旋动臂，46-夹紧头，5-待焊接工件，6-凹槽，7-工控机，8-显示操作组件，9-旋转支臂，10-外壳，11-横移直线模组，12-纵移直线模组，13-3D振镜，14-矩形吊框，15-下压支臂，16-直行下压气缸，17-除烟管，18-除烟喇叭口，19-螺杆支撑脚，20-万向轮，21-通风盖，22-门板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做具体的介绍。

如图1-5所示：本实施例是一种激光焊接车灯系统，包括机柜1，机柜1的顶部安装有型材架体2，型材架体2包括平行设置的两个支撑臂21，在两个支撑臂21的顶部之间连接有横梁臂22；横梁臂22上对称设置有两组焊接组件，焊接组件包括横移直线模组11、纵移直线模组12和3D振镜13，横移直线模组11安装在横梁臂22上，纵移直线模组12安装在横移直线模组11的滑台上，且纵移直线模组12竖直悬空在机柜1顶部上方，3D振镜13安装在纵移直线模组12的滑台上，且3D振镜13与外部激光器连接，在两组焊接组件的两个3D振镜13下方的机柜1顶部设置有工作台3，工作台3上安装有工装夹具4，工装夹具4夹持待焊接工件5，外部激光器产生的激光束被传输导向至3D振镜13，3D振镜13发出激光束对待焊接工件5进行焊接。

如图2-5所示，本实施例中，横移直线模组11和纵移直线模组12之间通过矩形吊框14连接，横移直线模组11安装在横梁臂22的顶部，横移直线模组11的滑台位于横移直线模组11的顶部，矩形吊框14的顶板与横移直线模组11的滑台固定连接，矩形吊框14的两个侧板分别位于横梁臂22的两侧，矩形吊框14的底板与竖直设置的纵移直线模组12顶端固定连接，两组焊接组件的纵移直线模组12的滑台相对设置；横移直线模组11和纵移直线模组12通过矩形吊框14传动，提高横移直线模组11和纵移直线模组12之间在位移工作过程中的稳定性。

如图4和5所示，本实施例在两个纵移直线模组12之间设置有下压支臂15，下压支臂15的顶端与横梁臂22的底部固定连接，下压支臂15的底端悬空，下压支臂15的前侧面安装有直行下压气缸16，直行下压气缸16的输出端安装有夹紧头46，直行下压气缸16驱动夹紧头46向下移动抵住待焊接工件5或向上移动释放待焊接工件5；直行下压气缸16在垂直方向上给予待焊接工件5压紧力，这个压紧力可以作用在待焊接工件5的中心点或其它位置。

如图3所示，本实施例在工作台3后侧的机柜1顶部设置有与外部排烟装置连通的除烟管17，在除烟管17的顶部安装有除烟喇叭口18；外部排烟装置起动后，激光焊接过程中产生的烟雾经除烟喇叭口18被吸入除烟管17，最后由除烟管17排出，保证焊接环境空气质量。

如图6所示，本实施例中的工装夹具4包括模座41，模座41的顶部形成有与待焊接工件5配合的凹槽6，在模座41的其中一侧设置有夹紧气缸42，夹紧气缸42的输出端传动连接有夹紧臂43，夹紧臂43上安装有夹紧头46，夹紧气缸42驱动夹紧臂43上下动作使夹紧臂43上的夹紧头46夹紧待焊接工件5或释放待焊接工件5；在模座41的两侧分别设置有旋动夹紧气缸44，旋动夹紧气缸44的输出端传动连接有旋动臂45，旋动臂45上安装有夹紧头46，旋动夹紧气缸44驱动旋动臂45左右旋转动作使旋动臂45上的夹紧头46夹紧待焊接工件5或释放待焊接工件5；待焊接工件5放置在模座41顶部形成的凹槽6内，夹紧气缸42驱动夹紧臂43上下动作使夹紧臂43上的夹紧头46夹紧待焊接工件5或释放待焊接工件5；旋动夹紧气缸44驱动旋动臂45左右旋转动作使旋动臂45上的夹紧头46夹紧待焊接工件5或释放待焊接工件5；从而实现将待焊接工件5夹紧在模座41上，防止待焊接工件5在焊接过程中发生位移。

如图1所示，本实施例在机柜1的顶部设置有外壳10，外壳10的顶部设置有通风盖21，外壳10的前面设置有与工作台3对应的门口，在门口处上下滑动设置有用于打开或关闭门口的门板22；外壳10起到隔离作用，通风盖21上形成有通风孔用于外壳10内部通风，外壳10上的门口位置用于取放工件，提高工作过程的安全性。

如图1和5所示，在机柜1的底部四角位置分别设置有移动支撑组件，移动支撑组件包括万向轮20和螺杆支撑脚19；万向轮20便于机柜1整体移动，机柜1整体移动到放置位置后，通过螺杆支撑脚19撑起机柜1整体，万向轮20被架空，防止机柜1整体移动。

本实施例中，横移直线模组11、纵移直线模组12以及外部激光器通过工控机7控制动作，如图2和3所示，工控机7设置在工作台3后侧的机柜1顶部；实现自动化控制，有效提高焊接效率，焊接效果好，产品质量一致性好，成品合格率高；如图1所示，本实施例中，工控机7上连接有显示操作组件8，显示操作组件8通过旋转支臂9安装在机柜1的侧面，显示操作组件8包括显示器、键盘以及鼠标。

激光焊接车灯方法，包括以下步骤：

（1）首先利用工装夹具4将待焊接工件5夹紧；

（2）工控机7控制两个横移直线模组11横向位移动作，调整两个纵移直线模组12和3D振镜13的横向位置；然后工控机7控制两个纵移直线模组12纵向位移动作，调整两个3D振镜13的纵向位置；使两个3D振镜13分别与待焊接工件5上的焊接点对应；

（3）工控机7控制开启激光器，激光器发出激光束，激光束被传输导向至3D振镜13，3D振镜13发出激光束对待焊接工件5进行焊接，待焊接工件5吸收激光束的能量用以完成焊接；在实际应用时，也可以在横移直线模组11和纵移直线模组12调整3D振镜13位置的移动过程中对待焊接工件5进行同步焊接；实现对待焊接工件5的连续焊接点进行连续焊接；

（4）焊接完成后，工控机7控制关闭激光器，工控机7控制两个横移直线模组11横向位移动作，调整两个纵移直线模组12和3D振镜13恢复至横向初始位置；然后工控机7控制两个纵移直线模组12纵向位移动作，调整两个3D振镜13恢复至纵向初始位置；工装夹具4释放焊接完成的工件，完成焊接过程。

本发明改变了车灯组件在制造过程中的传统焊接方式，采用激光焊接技术，将车灯组件焊接固定连接，降低焊接难度，同时利用自动化控制，有效提高焊接效率，焊接效果好，产品质量一致性好，成品合格率高，降低生产成本，提高企业经济效益；同时，本发明采用双振镜可以对各种三维形状结构体的车灯组件进行焊接，便于汽车车灯设计师更加灵活的设计车灯面型。

以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.激光焊接车灯系统，其特征在于：包括机柜，所述机柜的顶部安装有型材架体，所述型材架体包括平行设置的两个支撑臂，在两个支撑臂的顶部之间连接有横梁臂；所述横梁臂上对称设置有两组焊接组件，所述焊接组件包括横移直线模组、纵移直线模组和3D振镜，所述横移直线模组安装在横梁臂上，所述纵移直线模组安装在横移直线模组的滑台上，且纵移直线模组竖直悬空在机柜顶部上方，所述3D振镜安装在纵移直线模组的滑台上，且3D振镜与外部激光器连接，在两组焊接组件的两个3D振镜下方的机柜顶部设置有工作台，所述工作台上安装有工装夹具，所述工装夹具夹持待焊接工件，外部激光器产生的激光束被传输导向至3D振镜，3D振镜发出激光束对待焊接工件进行焊接。

2.根据权利要求1所述的激光焊接车灯系统，其特征在于，所述的横移直线模组和纵移直线模组之间通过矩形吊框连接，横移直线模组安装在横梁臂的顶部，横移直线模组的滑台位于横移直线模组的顶部，矩形吊框的顶板与横移直线模组的滑台固定连接，矩形吊框的两个侧板分别位于横梁臂的两侧，矩形吊框的底板与竖直设置的纵移直线模组顶端固定连接，两组焊接组件的纵移直线模组的滑台相对设置。

3.根据权利要求1所述的激光焊接车灯系统，其特征在于，在两个纵移直线模组之间设置有下压支臂，所述下压支臂的顶端与横梁臂的底部固定连接，所述下压支臂的底端悬空，所述下压支臂的前侧面安装有直行下压气缸，直行下压气缸的输出端安装有夹紧头，直行下压气缸驱动夹紧头向下移动抵住待焊接工件或向上移动释放待焊接工件。

4.根据权利要求1所述的激光焊接车灯系统，其特征在于，在工作台后侧的机柜顶部设置有与外部排烟装置连通的除烟管，在除烟管的顶部安装有除烟喇叭口。

5.根据权利要求1所述的激光焊接车灯系统，其特征在于，所述的工装夹具包括模座，所述模座的顶部形成有与待焊接工件配合的凹槽，在模座的其中一侧设置有夹紧气缸，夹紧气缸的输出端传动连接有夹紧臂，夹紧臂上安装有夹紧头，夹紧气缸驱动夹紧臂上下动作使夹紧臂上的夹紧头夹紧待焊接工件或释放待焊接工件；在模座的两侧分别设置有旋动夹紧气缸，旋动夹紧气缸的输出端传动连接有旋动臂，旋动臂上安装有夹紧头，旋动夹紧气缸驱动旋动臂左右旋转动作使旋动臂上的夹紧头夹紧待焊接工件或释放待焊接工件。

6.根据权利要求1所述的激光焊接车灯系统，其特征在于，所述机柜的顶部设置有外壳，所述外壳的顶部设置有通风盖，所述外壳的前面设置有与工作台对应的门口，在门口处上下滑动设置有用于打开或关闭门口的门板。

7.根据权利要求1所述的激光焊接车灯系统，其特征在于，在机柜的底部四角位置分别设置有移动支撑组件，所述移动支撑组件包括万向轮和螺杆支撑脚。

8.根据权利要求1所述的激光焊接车灯系统，其特征在于，所述的横移直线模组、纵移直线模组以及外部激光器通过工控机控制动作，工控机设置在工作台后侧的机柜顶部。

9.根据权利要求8所述的激光焊接车灯系统，其特征在于，所述的工控机上连接有显示操作组件，所述显示操作组件通过旋转支臂安装在机柜的侧面，所述显示操作组件包括显示器、键盘以及鼠标。

10.基于权利要求8所述系统的激光焊接车灯方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）首先利用工装夹具将待焊接工件夹紧；

（2）工控机控制两个横移直线模组横向位移动作，调整两个纵移直线模组和3D振镜的横向位置；然后工控机控制两个纵移直线模组纵向位移动作，调整两个3D振镜的纵向位置；使两个3D振镜分别与待焊接工件上的焊接点对应；

（3）工控机控制开启激光器，激光器发出激光束，激光束被传输导向至3D振镜，3D振镜发出激光束对待焊接工件进行焊接，待焊接工件吸收激光束的能量用以完成焊接；

（4）焊接完成后，工控机控制关闭激光器，工控机控制两个横移直线模组横向位移动作，调整两个纵移直线模组和3D振镜恢复至横向初始位置；然后工控机控制两个纵移直线模组纵向位移动作，调整两个3D振镜恢复至纵向初始位置；工装夹具释放焊接完成的工件，完成焊接过程。