CN110625245A - 振镜系统、激光焊接方法以及激光焊接设备 - Google Patents

振镜系统、激光焊接方法以及激光焊接设备 Download PDF

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CN110625245A CN201810659171.3A CN201810659171A CN110625245A CN 110625245 A CN110625245 A CN 110625245A CN 201810659171 A CN201810659171 A CN 201810659171A CN 110625245 A CN110625245 A CN 110625245A
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Abstract

本发明实施例属于激光焊接技术领域，公开了振镜系统、激光焊接方法以及激光焊接设备。所述振镜系统，应用于激光焊接设备，其特征在于，包括：变焦模块、聚焦模块、X振镜模块、Y振镜模块、第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块以及控制模块；指示激光和焊接激光依次经过所述变焦模块、所述聚焦模块、所述X振镜模块以及所述Y振镜模块后输出；所述第一驱动模块与所述变焦模块传动连接，所述第二驱动模块与所述X振镜模块传动连接，所述第三驱动模块与所述Y振镜模块传动连接；所述控制模块用于控制所述第一驱动模块、所述第二驱动模块以及所述第三驱动模块驱动所述变焦模块、所述X振镜模块以及所述Y振镜模块。本发明实施例中的振镜系统克服了工件运动产生的焊接误差。

Description

振镜系统、激光焊接方法以及激光焊接设备
技术领域
本发明实施例属于激光焊接技术领域，公开了振镜系统、激光焊接方法以及激光焊接设备。
背景技术
传统的激光焊接系统(如振镜焊接系统、准直聚焦焊接系统等)主要用于平面焊接。针对空间曲线焊缝，则需要多轴联动工作台配合激光焊接，价格昂贵且速率不高。通常工件装设在多轴联动工作台上，激光焊接系统输出的焊接激光的焊接焦点相对不动，多轴联动工作台带动工件运动，使得工件上的预设焊缝按照预设的焊接轨迹运动，焊接激光熔蚀工件使得预设焊缝熔合形成焊缝。当预设焊缝由多个工件拼接时，需要将多个工件装设在多轴联动工作台上，并对每一个工件进行定位和固定，才能得到预设焊缝。因此多个工件在多轴联动工作台上的定位和固定将会影响焊接的精度。此外，多轴联动工作台的运动路径是固定的，因此当多个工件在多轴联动工作台上的定位和固定不够精确时也会影响焊接的精度。此外对于笨重的工件和占用空间大的工件按照预设的焊接轨迹运动会造成极大的不便，而且不利于实现空间曲线焊缝。
发明人在研究本发明的过程中发现，现有技术中通过多轴联动工作台带动工件运动配合激光焊接容易影响焊接的精度，也不利于实现空间曲线焊缝。
发明内容
本发明公开的技术方案至少能够解决以下技术问题：现有技术中通过多轴联动工作台带动工件运动配合激光焊接容易影响焊接的精度，也不利于实现空间曲线焊缝。
本发明的一个或者多个实施例公开了一种振镜系统，应用于激光焊接设备。所述振镜系统包括：变焦模块、聚焦模块、X振镜模块、Y振镜模块、第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块以及控制模块；指示激光和焊接激光依次经过所述变焦模块、所述聚焦模块、所述X振镜模块以及所述Y振镜模块后输出；所述第一驱动模块与所述变焦模块传动连接，所述第二驱动模块与所述X振镜模块传动连接，所述第三驱动模块与所述Y振镜模块传动连接；所述控制模块与所述第一驱动模块、所述第二驱动模块以及所述第三驱动模块以电路或者通信的方式连接；所述控制模块用于控制所述第一驱动模块、所述第二驱动模块以及所述第三驱动模块驱动所述变焦模块、所述X振镜模块以及所述Y振镜模块。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述变焦模块包括准直透镜，所述第一驱动模块驱动所述变焦模块运动时改变所述准直透镜与工件之间的距离，进而改变激光焦点的位置和焦深。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述控制模块还用于获取工件的数字模型，并基于所述数字模型对所述工件进行姿态计算，直至所述工件的姿态与所述数字模型重合。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述振镜系统还包括保护镜片，所述指示激光和所述焊接激光从所述Y振镜模块输出后穿过所述保护镜片。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述第一驱动模块和所述第二驱动模块均为电机；所述指示激光和所述焊接激光在X轴上的偏移量Px＝rx×sinθx，其中rx为所述X振镜模块沿光路到所述指示激光和所述焊接激光的焦点位置的距离，θx为所述第一驱动模块转动的角度；所述指示激光和所述焊接激光在Y轴上的偏移量Py＝ry×sinθy，其中其中ry为所述Y振镜模块到所述指示激光和所述焊接激光的焦点位置的距离，θy为所述第二驱动模块转动的角度。
本发明的一个或者多个实施例公开一种激光焊接方法，应用于上述任意一种振镜系统。所述激光焊接方法包括：确定焊接激光的焦点位置；形成工件的预设焊缝；基于所述工件的数字模型生成待焊接轨迹；输出指示激光，所述指示激光基于所述待焊接轨迹运动；当所述指示激光的运动轨迹与所述预设焊缝的重合度满足要求时，输出所述焊接激光对工件进行焊接。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述激光焊接方法还包括：所述指示激光与所述焊接激光同轴，基于所述指示激光对焊接激光的焦点位置进行定位，以确定所述焊接激光的焦点位置。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述激光焊接方法还包括：基于所述数字模型上的四个特征点，采用三维空间四点定位算法对所述工件进行姿态计算；调整所述工件的姿态直至所述工件的姿态与所述数字模型重合。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述激光焊接方法还包括：在所述焦点位置所述焊接激光的光斑半径r＝(d×f1)÷(2×f2)；其中d为光纤直径，f1为前聚焦透镜的焦距，f2为准直透镜的焦距；所述焊接激光在Z轴的焦深Zr＝(π×r2)÷(M2×λ)，其中M2为光束质量因子，λ为所述焊接激光的波长。
本发明的一个或者多个实施例公开一种激光焊接设备，所述激光焊接设备包括上述任意一种振镜系统。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述激光焊接设备的振镜系统包括：变焦模块、聚焦模块、X振镜模块、Y振镜模块、第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块以及控制模块；指示激光和焊接激光依次经过所述变焦模块、所述聚焦模块、所述X振镜模块以及所述Y振镜模块后输出；所述第一驱动模块与所述变焦模块传动连接，所述第二驱动模块与所述X振镜模块传动连接，所述第三驱动模块与所述Y振镜模块传动连接；所述控制模块与所述第一驱动模块、所述第二驱动模块以及所述第三驱动模块以电路或者通信的方式连接；所述控制模块用于控制所述第一驱动模块、所述第二驱动模块以及所述第三驱动模块驱动所述变焦模块、所述X振镜模块以及所述Y振镜模块。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述振镜系统的所述变焦模块包括准直透镜，所述第一驱动模块驱动所述变焦模块运动时改变所述准直透镜与工件之间的距离，进而改变激光焦点的位置和焦深。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述振镜系统的所述控制模块还用于获取工件的数字模型，并基于所述数字模型对所述工件进行姿态计算，直至所述工件的姿态与所述数字模型重合。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述振镜系统还包括保护镜片，所述指示激光和所述焊接激光从所述Y振镜模块输出后穿过所述保护镜片。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述振镜系统的所述第一驱动模块和所述第二驱动模块均为电机；所述指示激光和所述焊接激光在X轴上的偏移量Px＝rx×sinθx，其中rx为所述X振镜模块沿光路到所述指示激光和所述焊接激光的焦点位置的距离，θx为所述第一驱动模块转动的角度；所述指示激光和所述焊接激光在Y轴上的偏移量Py＝ry×sinθy，其中其中ry为所述Y振镜模块到所述指示激光和所述焊接激光的焦点位置的距离，θy为所述第二驱动模块转动的角度。
与现有技术相比，本发明公开的技术方案主要有以下有益效果：
在本发明的实施例中，所述振镜系统包括：变焦模块、聚焦模块、X振镜模块、Y振镜模块、第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块以及控制模块；指示激光和焊接激光依次经过所述变焦模块、所述聚焦模块、所述X振镜模块以及所述Y振镜模块后输出；所述第一驱动模块与所述变焦模块传动连接，所述第二驱动模块与所述X振镜模块传动连接，所述第三驱动模块与所述Y振镜模块传动连接；所述控制模块与所述第一驱动模块、所述第二驱动模块以及所述第三驱动模块以电路或者通信的方式连接；所述控制模块用于控制所述第一驱动模块、所述第二驱动模块以及所述第三驱动模块驱动所述变焦模块、所述X振镜模块以及所述Y振镜模块。在本发明的实施例中，所述振镜系统通过所述第一驱动模块驱动所述变焦模块改变激光的焦点的焦深，通过所述第二驱动模块驱动所述X振镜模块转动使得所述激光的焦点做弧线运动，通过所述第三驱动模块驱动所述Y振镜模块转动也使得所述激光的焦点做弧线运动。其中，在所述第二驱动模块和所述第三驱动模块的共同驱动下，所述X振镜模块和所述Y振镜模块使得所述激光的焦点将能够在一个向下凹陷的曲面内运动。当所述激光的焦点在一个向下凹陷的曲面内运动时还可以通过所述第一驱动模块驱动所述变焦模块改变激光的焦点的焦深，使得所述激光的焦点从一个向下凹陷的曲面变换到另一个向下凹陷的曲面。当所述激光的焦点连续不断地在多个向下凹陷的曲面间变换时，所述激光的焦点将能够以垂直于任意向下凹陷的曲面的方向运动。可以理解，当所述第一驱动模块、所述第二驱动模块以及所述第三驱动模块驱动所述变焦模块、所述X振镜模块以及所述Y振镜模块运动时，所述激光的焦点的运动范围将构成一个四棱锥，并且在所述四棱锥内所述激光的焦点将能够以任意的焊接轨迹运动，进而对工件进行焊接。综上所述，在本发明的实施例中，所述振镜系统能够在工件不动的情况下于一个四棱锥的范围内以任意的焊接轨迹运动，实现了三维空间内的任意焊接轨迹。与通过工件运动实现三维空间内的任意焊接轨迹相比，在本发明实施例中的振镜系统克服了工件运动产生的焊接误差。在焊缝是由多个工件拼接而成以及工件过于笨重的情况下，上述实施例中的振镜系统有利于提高焊接的精度和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明的一实施例中一种振镜系统的构造示意图；
图2为本发明的一实施例中所述X振镜模块和所述Y振镜模块运动让激光的焦点形成一个向下凹陷的曲面的示意图；
图3为本发明的一实施例中一种激光焊接方法的步骤示意图；
图4为本发明的一实施例中一种电子装置的示意图。
附图标记说明：
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将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的较佳实施例。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对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明的一个或者多个实施例公开了一种振镜系统，应用于激光焊接设备。
参考图1，为本发明的一实施例中一种振镜系统的构造示意图。如图1中所示意的，所述振镜系统包括：变焦模块100、聚焦模块200、X振镜模块300、Y振镜模块400、第一驱动模块500、第二驱动模块600、第三驱动模块700以及控制模块800。指示激光和焊接激光依次经过所述变焦模块100、所述聚焦模块200、所述X振镜模块300以及所述Y振镜模块400后输出。所述第一驱动模块500与所述变焦模块100传动连接，所述第二驱动模块600与所述X振镜模块300传动连接，所述第三驱动模块700与所述Y振镜模块400传动连接。所述控制模块800与所述第一驱动模块500、所述第二驱动模块600以及所述第三驱动模块700以电路或者通信的方式连接。所述控制模块800用于控制所述第一驱动模块500、所述第二驱动模块600以及所述第三驱动模块700驱动所述变焦模块100、所述X振镜模块300以及所述Y振镜模块400。
上述实施例中的振镜系统通过所述第一驱动模块500驱动所述变焦模块100改变激光的焦点的焦深，通过所述第二驱动模块600驱动所述X振镜模块300转动使得所述激光的焦点做弧线运动，通过所述第三驱动模块700驱动所述Y振镜模块400转动也使得所述激光的焦点做弧线运动。其中，在所述第二驱动模块600和所述第三驱动模块700的共同驱动下，所述X振镜模块300和所述Y振镜模块400使得所述激光的焦点将能够在一个向下凹陷的曲面内运动。当所述激光的焦点在一个向下凹陷的曲面内运动时还可以通过所述第一驱动模块500驱动所述变焦模块100改变激光的焦点的焦深，使得所述激光的焦点从一个向下凹陷的曲面变换到另一个向下凹陷的曲面。当所述激光的焦点连续不断地在多个向下凹陷的曲面间变换时，所述激光的焦点将能够以垂直于任意向下凹陷的曲面的方向运动。可以理解，当所述第一驱动模块500、所述第二驱动模块600以及所述第三驱动模块700驱动所述变焦模块100、所述X振镜模块300以及所述Y振镜模块400运动时，所述激光的焦点的运动范围将构成一个四棱锥，并且在所述四棱锥内所述激光的焦点将能够以任意的焊接轨迹运动，进而对工件进行焊接。综上所述，上述实施例中的振镜系统能够在工件不动的情况下于一个四棱锥的范围内以任意的焊接轨迹运动，实现了三维空间内的任意焊接轨迹。与通过工件运动实现三维空间内的任意焊接轨迹相比，上述实施例中的振镜系统克服了工件运动产生的焊接误差。在焊缝是由多个工件拼接而成以及工件过于笨重的情况下，上述实施例中的振镜系统有利于提高焊接的精度和效率。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述变焦模块100包括准直透镜，所述第一驱动模块500驱动所述变焦模块100运动时改变所述准直透镜与工件之间的距离，进而改变激光焦点的位置和焦深。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述控制模块800还用于获取工件的数字模型，并基于所述数字模型对所述工件进行姿态计算，直至所述工件的姿态与所述数字模型重合。可以理解，通过基于所述数字模型对所述工件进行姿态计算，在所述工件的姿态与所述数字模型不重合时可以反复调整所述工件的姿态，直至所述工件的姿态与所述数字模型重合。如此可以提高待焊接轨迹与焊缝的重合度，进而提高焊接的精度。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述振镜系统还包括保护镜片，所述指示激光和所述焊接激光从所述Y振镜模块400输出后穿过所述保护镜片。所述指示激光和所述焊接激光穿过所述保护镜片即可射向工件。
参考图2，为本发明的一实施例中所述X振镜模块300和所述Y振镜模块400运动让激光的焦点形成一个向下凹陷的曲面的示意图。在本发明的一个或者多个实施例中，所述第一驱动模块500和所述第二驱动模块600均为电机。所述电机能够快速地进行小角度转动。所述指示激光和所述焊接激光在X轴上的偏移量Px＝rx×sinθx，其中rx为所述X振镜模块300沿光路到所述指示激光和所述焊接激光的焦点位置的距离，θx为所述第一驱动模块500转动的角度。所述指示激光和所述焊接激光在Y轴上的偏移量Py＝ry×sinθy，其中其中ry为所述Y振镜模块400到所述指示激光和所述焊接激光的焦点位置的距离，θy为所述第二驱动模块600转动的角度。
本发明的一个或者多个实施例公开一种激光焊接方法，应用于上述任意一种振镜系统。参考图3，为本发明的一实施例中一种激光焊接方法的步骤示意图。如图3中所示意的，所述激光焊接方法包括：
步骤1：确定焊接激光的焦点位置。
步骤2：形成工件的预设焊缝。
步骤3：基于所述工件的数字模型生成待焊接轨迹。
步骤4：输出指示激光，所述指示激光基于所述待焊接轨迹运动。
步骤5：当所述指示激光的运动轨迹与所述预设焊缝的重合度满足要求时，输出所述焊接激光对工件进行焊接。
上述实施例中的激光焊接方法，通过基于所述工件的数字模型生成待焊接轨迹，一方面可以快速生成待焊接轨迹，另一方面可以避免直接从工件上获取待焊接轨迹。上述实施例中的激光焊接方法，通过输出指示激光并让所述指示激光基于所述待焊接轨迹运动，以此将基于所述工件的数字模型生成待焊接轨迹与工件的预设焊缝重合。当所述指示激光的运动轨迹与所述预设焊缝的重合度满足要求时，输出所述焊接激光对工件进行焊接。上述实施例中的激光焊接方法无需从工件上获取待焊接轨迹，可以快速生成待焊接轨迹，有利于提高焊接精度。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述激光焊接方法还包括：所述指示激光与所述焊接激光同轴，基于所述指示激光对焊接激光的焦点位置进行定位，以确定所述焊接激光的焦点位置。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述激光焊接方法还包括：基于所述数字模型上的四个特征点，采用三维空间四点定位算法对所述工件进行姿态计算。调整所述工件的姿态直至所述工件的姿态与所述数字模型重合。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述激光焊接方法还包括：在所述焦点位置所述焊接激光的光斑半径r＝(d×f1)÷(2×f2)。其中d为光纤直径，f1为前聚焦透镜的焦距，f2为准直透镜的焦距。所述焊接激光在Z轴的焦深Zr＝(π×r2)÷(M2×λ)，其中M2为光束质量因子，λ为所述焊接激光的波长。
本发明的一个或者多个实施例公开一种激光焊接设备，所述激光焊接设备包括上述任意一种振镜系统。
参考图1，所述激光焊接设备的振镜系统包括：变焦模块100、聚焦模块200、X振镜模块300、Y振镜模块400、第一驱动模块500、第二驱动模块600、第三驱动模块700以及控制模块800。指示激光和焊接激光依次经过所述变焦模块100、所述聚焦模块200、所述X振镜模块300以及所述Y振镜模块400后输出。所述第一驱动模块500与所述变焦模块100传动连接，所述第二驱动模块600与所述X振镜模块300传动连接，所述第三驱动模块700与所述Y振镜模块400传动连接。所述控制模块与所述第一驱动模块500、所述第二驱动模块600以及所述第三驱动模块700以电路或者通信的方式连接。所述控制模块用于控制所述第一驱动模块500、所述第二驱动模块600以及所述第三驱动模块700驱动所述变焦模块100、所述X振镜模块300以及所述Y振镜模块400。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述振镜系统的所述变焦模块100包括准直透镜，所述第一驱动模块500驱动所述变焦模块100运动时改变所述准直透镜与工件之间的距离，进而改变激光焦点的位置和焦深。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述振镜系统的所述控制模块还用于获取工件的数字模型，并基于所述数字模型对所述工件进行姿态计算，直至所述工件的姿态与所述数字模型重合。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述振镜系统还包括保护镜片，所述指示激光和所述焊接激光从所述Y振镜模块400输出后穿过所述保护镜片。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述振镜系统的所述第一驱动模块500和所述第二驱动模块600均为电机。所述指示激光和所述焊接激光在X轴上的偏移量Px＝rx×sinθx，其中rx为所述X振镜模块300沿光路到所述指示激光和所述焊接激光的焦点位置的距离，θx为所述第一驱动模块500转动的角度。所述指示激光和所述焊接激光在Y轴上的偏移量Py＝ry×sinθy，其中其中ry为所述Y振镜模块400到所述指示激光和所述焊接激光的焦点位置的距离，θy为所述第二驱动模块600转动的角度。
本发明的一实施例公开一种电子装置，所述电子装置应用于所述控制模块800。参考图4，为本发明的一实施例中一种电子装置的示意图。所述提高玻璃纤维增强塑料表面抗划伤能力的电子装置包括：处理器101、存储器102、输入装置103以及输出装置104。所述处理器101、所述存储器102、所述输入装置103以及所述输出装置104通过总线105连接。所述电子装置用于控制实现：确定焊接激光的焦点位置；形成工件的预设焊缝；基于所述工件的数字模型生成待焊接轨迹；输出指示激光，所述指示激光基于所述待焊接轨迹运动；当所述指示激光的运动轨迹与所述预设焊缝的重合度满足要求时，输出所述焊接激光对工件进行焊接。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述电子装置还用于控制实现：所述指示激光与所述焊接激光同轴，基于所述指示激光对焊接激光的焦点位置进行定位，以确定所述焊接激光的焦点位置。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述电子装置还用于控制实现：基于所述数字模型上的四个特征点，采用三维空间四点定位算法对所述工件进行姿态计算。调整所述工件的姿态直至所述工件的姿态与所述数字模型重合。
在本发明的一个或者多个实施例中，在所述焦点位置所述焊接激光的光斑半径r＝(d×f1)÷(2×f2)。其中d为光纤直径，f1为前聚焦透镜的焦距，f2为准直透镜的焦距。所述焊接激光在Z轴的焦深Zr＝(π×r2)÷(M2×λ)，其中M2为光束质量因子，λ为所述焊接激光的波长。
本发明的一个或者多个实施例还公开了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质中存储有计算机指令，所述计算机指令适于处理器加载，以实现上述任意一种激光焊接方法。
当上述各个实施例中的技术方案使用到软件实现时，可以将实现上述各个实施例的计算机指令和/或数据存储在计算机可读介质中或作为可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机电子装置和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。电子装置可以是计算机能够存储的任何可用介质。以此为例但不限于此：计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘电子装置或者其他磁存储设备、或者能够携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。此外，任何连接可以适当的成为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光钎光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或者其他远程源传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术包括在所属介质的定义中。
最后应说明的是：显然，以上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，附图中给出了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种振镜系统，应用于激光焊接设备，其特征在于，包括：变焦模块(100)、聚焦模块(200)、X振镜模块(300)、Y振镜模块(400)、第一驱动模块(500)、第二驱动模块(600)、第三驱动模块(700)以及控制模块(800)；指示激光和焊接激光依次经过所述变焦模块(100)、所述聚焦模块(200)、所述X振镜模块(300)以及所述Y振镜模块(400)后输出；所述第一驱动模块(500)与所述变焦模块(100)传动连接，所述第二驱动模块(600)与所述X振镜模块(300)传动连接，所述第三驱动模块(700)与所述Y振镜模块(400)传动连接；所述控制模块(800)与所述第一驱动模块(500)、所述第二驱动模块(600)以及所述第三驱动模块(700)以电路或者通信的方式连接；所述控制模块(800)用于控制所述第一驱动模块(500)、所述第二驱动模块(600)以及所述第三驱动模块(700)驱动所述变焦模块(100)、所述X振镜模块(300)以及所述Y振镜模块(400)。
2.根据权利要求1所述的振镜系统，其特征在于，所述变焦模块(100)包括准直透镜，所述第一驱动模块(500)驱动所述变焦模块(100)运动时改变所述准直透镜与工件之间的距离，进而改变激光焦点的位置和焦深。
3.根据权利要求1所述的振镜系统，其特征在于，所述控制模块(800)还用于获取工件的数字模型，并基于所述数字模型对所述工件进行姿态计算，直至所述工件的姿态与所述数字模型重合。
4.根据权利要求1所述的振镜系统，其特征在于，还包括保护镜片，所述指示激光和所述焊接激光从所述Y振镜模块(400)输出后穿过所述保护镜片。
5.根据权利要求1所述的振镜系统，其特征在于，所述第一驱动模块(500)和所述第二驱动模块(600)均为电机；所述指示激光和所述焊接激光在X轴上的偏移量Px＝rx×sinθx，其中rx为所述X振镜模块(300)沿光路到所述指示激光和所述焊接激光的焦点位置的距离，θx为所述第一驱动模块(500)转动的角度；所述指示激光和所述焊接激光在Y轴上的偏移量Py＝ry×sinθy，其中其中ry为所述Y振镜模块(400)到所述指示激光和所述焊接激光的焦点位置的距离，θy为所述第二驱动模块(600)转动的角度。
6.一种激光焊接方法，应用于权利要求1至5任意一项所述的振镜系统，其特征在于，包括：
确定焊接激光的焦点位置；
形成工件的预设焊缝；
基于所述工件的数字模型生成待焊接轨迹；
输出指示激光，所述指示激光基于所述待焊接轨迹运动；
当所述指示激光的运动轨迹与所述预设焊缝的重合度满足要求时，输出所述焊接激光对工件进行焊接。
7.根据权利要求6所述的激光焊接方法，其特征在于，所述指示激光与所述焊接激光同轴，基于所述指示激光对焊接激光的焦点位置进行定位，以确定所述焊接激光的焦点位置。
8.根据权利要求6所述的激光焊接方法，其特征在于，基于所述数字模型上的四个特征点，采用三维空间四点定位算法对所述工件进行姿态计算；调整所述工件的姿态直至所述工件的姿态与所述数字模型重合。
9.根据权利要求6所述的激光焊接方法，其特征在于，在所述焦点位置所述焊接激光的光斑半径r＝(d×f1)÷(2×f2)；其中d为光纤直径，f1为前聚焦透镜的焦距，f2为准直透镜的焦距；所述焊接激光在Z轴的焦深Zr＝(π×r2)÷(M2×λ)，其中M2为光束质量因子，λ为所述焊接激光的波长。
10.一种激光焊接设备，其特征在于，包括权利要求1至5任意一项所述的振镜系统。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021226733A1 (zh) * 2020-05-12 2021-11-18 济南森峰科技有限公司 一种具有棱台状转镜的激光装置
RU2782513C1 (ru) * 2020-05-12 2022-10-28 Цзинань СЭНЬФЭН Текнолоджи Ко., Лтд. Лазерное устройство с призматическим вращающимся зеркалом

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005347415A (ja) * 2004-06-01 2005-12-15 Miyachi Technos Corp 電気部品実装方法
CN101327549A (zh) * 2008-07-31 2008-12-24 华南理工大学 一种网络变压器的无钎料激光焊接方法及装置
CN101673868A (zh) * 2009-09-22 2010-03-17 成都宏明电子股份有限公司 多层板式阵列结构陶瓷滤波器成型方法
CN105880828A (zh) * 2015-06-09 2016-08-24 广州创乐激光设备有限公司 一种延迟振镜动作的激光打标系统及激光打标方法
CN205899130U (zh) * 2016-07-15 2017-01-18 北京金海创科技发展有限公司 高速动态聚焦激光振镜模组

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005347415A (ja) * 2004-06-01 2005-12-15 Miyachi Technos Corp 電気部品実装方法
CN101327549A (zh) * 2008-07-31 2008-12-24 华南理工大学 一种网络变压器的无钎料激光焊接方法及装置
CN101673868A (zh) * 2009-09-22 2010-03-17 成都宏明电子股份有限公司 多层板式阵列结构陶瓷滤波器成型方法
CN105880828A (zh) * 2015-06-09 2016-08-24 广州创乐激光设备有限公司 一种延迟振镜动作的激光打标系统及激光打标方法
CN205899130U (zh) * 2016-07-15 2017-01-18 北京金海创科技发展有限公司 高速动态聚焦激光振镜模组

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国机械工程学会再制造工程分会: "《再制造技术路线图》", 30 November 2016, 中国科学技术出版社 *
曾峦: "《侦查图像获取与融合技术》", 31 May 2015, 国防工业出版社 *
杨威: "《电子科学与技术专业实验》", 31 January 2018, 西安电子科技大学出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021226733A1 (zh) * 2020-05-12 2021-11-18 济南森峰科技有限公司 一种具有棱台状转镜的激光装置
RU2782513C1 (ru) * 2020-05-12 2022-10-28 Цзинань СЭНЬФЭН Текнолоджи Ко., Лтд. Лазерное устройство с призматическим вращающимся зеркалом

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