CN110919170B - 一种手持激光焊接枪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种手持激光焊接枪，包含有准直单元、光路单元和控制单元，准直单元设有准直镜片以及用于固定准直镜片的准直连接筒，准直连接筒两端相对设有激光入射端和激光出射端；光路单元用于调整从准直单元出射激光的方向、并形成光斑可调激光射出；光路单元包括光路主体和摆动主体；光路主体的光路出射端呈向上折弯状并与焊接头连接，光路主体的光路入射端与准直单元激光出射端连接；摆动主体沿背离光路主体的光路入射端外端面的方向向上延伸设置；控制单元用于控制焊接头出射激光。本发明的优点是：光斑可调，能适应不同的焊缝大小，满足各种复杂的工艺，结构紧凑，自重轻，光损小，焊接效率高。

Description

一种手持激光焊接枪
技术领域
本发明涉及激光焊接技术领域，特别涉及一种手持激光焊接枪。
背景技术
激光焊接作为一种先进的焊接技术，配合自动化控制系统，现已普通应用于电子、汽车等行业。目前市场上人工手持的焊接主要要氩弧焊、手工焊及普通激光焊这三种，其中氩弧焊、手工焊对操作工人要求比较高，且易出现安全问题，而市面上极少数能用的手持激光普通应用比较少，且不好操作，容易焊穿产品；其次，现有的手持激光焊所采用的焊接头(焊接枪)中光斑大小是不可调的，不能很好的去适应不同焊缝大小要求。
发明内容
本发明的目的提供一种光斑大小可调的手持激光焊接枪，用以解决背景中的问题。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种手持激光焊接枪，包含有：
准直单元，所述准直单元设有准直镜片以及用于固定准直镜片的准直连接筒，所述准直连接筒两端相对设有激光入射端和激光出射端；
光路单元，所述光路单元用于调整从准直单元出射激光的方向、并形成光斑可调激光射出；所述光路单元包括光路主体和摆动主体；所述光路主体的光路出射端呈向上折弯状并与焊接头连接，所述光路主体的光路入射端与准直单元激光出射端连接；所述摆动主体沿背离光路主体的光路入射端外端面的方向向上延伸设置；
控制单元，所述控制单元用于控制焊接头出射激光。
进一步，所述光路主体包括全反射镜片、光斑调节聚焦单元、保护镜片、保护镜片固定座及反射镜保护座；
所述全反射镜片平行于所述准直单元光路出射端向上折弯方向、并设置在所述反射镜保护座内部，用于改变激光的出射方向；
所述光斑调节聚焦单元包括镜片盒、花螺帽及聚焦镜，在所述镜片盒和花螺帽上还分别固定有一个楔镜，所述花螺帽设置在镜片盒一端，并与所述镜片盒相转动配合连接，所述聚焦镜设置在镜片盒远离花螺帽的一端,并与所述镜片盒相固定连接；
所述保护镜片通过保护镜片固定座安装于焊接头与光路主体的光路出射端之间，且保护镜片的中心与光斑调节聚焦单元的聚焦镜共线。
进一步，所述摆动主体包括摆动电机罩及设置在摆动电机罩内的摆动电机，且所述摆动电机还与光斑调节聚焦单元的镜片盒连接，以驱动镜片盒转动；
工作时，所述摆动电机通过快频率旋转镜片盒形成摆动光斑。
上述技术方案中，所述控制单元包含微动开关和感应喷嘴，所述微动开关一部分凸设于准直连接筒靠近激光出射端的下端，用于实施适应操作者需求来控制焊接头出射激光，所述微动开关的另一端部分内置于准直连接筒内，所述感应喷嘴设置于所述焊接头上，所述感应喷嘴通过连接环可以调节长度安装于所述焊接头上。
进一步，手持激光摆动焊接枪还包括线路集成安装壳、水冷单元和气保单元；
所述线路集成安装壳扣接在所述准直连接筒下部形成有线路集成通道，用于内部走线；
所述水冷单元设置于所述准直连接筒的内部形成水路循环用于内部水冷；
所述气保单元设置于所述准直连接筒的内部以及所述保护镜片固定座上形成气路用于去除焊接产生的烟尘。
进一步，所述水冷单元包括水冷进口、水冷出口和水路管道；所述水冷进口和水冷出口分别设置于所述准直连接筒接近激光入射端的一端的上侧面；所述水路管道两端分别连接所述水冷进口和水冷出口，所述水路管道贴近所述准直镜片位设置有弧形管路形成循环冷却水路用于冷却所述准直镜片。
进一步，所述气保单元包括进气口和气路管道；所述进气口设置于所述水冷进口与所述水冷出口之间；所述气路管道两端分别连接所述进气口和所述感应喷嘴形成冷却气路。
与现有技术相比，本发明的优点有：
(1)光斑可手动调整，能适应不同焊缝大小；
(2)采用整体式水冷结构设计，避免了光学发热损坏光学镜片和激光器的QBH准直输出头；
(3)改良的气路设计让镜片更耐用，使得光损更小，焊接效率更高，解决了焊接时保护气吹太少或没吹气时烟尘进入焊接头内污染保护镜导致出光功率下降、保护镜损坏及焊接品质下降等不良情况；
(4)结构紧凑，自重轻，降低了因焊接头过重带来的不良体验。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的立体图；
图3为本发明的内部结构图；
附图标记说明：1、准直单元；11、准直连接筒；12、准直镜片；2、光路单元；21、光路主体；211、全反射镜片；212、光斑调节聚焦单元；212a、镜片盒；212b、花螺帽；212c、聚焦镜；213、保护镜片；214、保护镜片固定座；215、反射镜保护座；22、摆动主体；221、摆动电机罩；222、摆动电机；3、控制单元；31、微动开关；32、感应喷嘴；33、连接环；34、焊接头；4、线路集成安装壳；
图3中箭线表示激光传输路径。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
参阅图1和图2所示，本发明提供的一种手持激光焊接枪，包含有如下几个组成单元：
准直单元1，该准直单元1包含有准直镜片12以及用于固定准直镜片12的准直连接筒11，准直连接筒11两端相对设有激光入射端和激光出射端；
光路单元2，该光路单元2用于调整从准直单元1出射激光的方向、并形成光斑可调激光射出；该光路单元2包括光路主体21和摆动主体22；光路主体21的光路出射端呈向上折弯状并与焊接头34连接，光路主体21的光路入射端与准直单元1激光出射端连接；摆动主体22沿背离光路主体21的光路入射端外端面的方向向上延伸设置；
控制单元3，该控制单元3用于控制焊接头34出射激光。
具体的说，本发明中，参阅图3所示，光路主体21包括全反射镜片211、光斑调节聚焦单元212、保护镜片213、保护镜片固定座214及反射镜保护座215；其中，全反射镜片211平行于准直单元1光路出射端向上折弯方向、并设置在反射镜保护座215内部，用于改变激光的出射方向；光斑调节聚焦单元212包括镜片盒212a、花螺帽212b及聚焦镜212c，在镜片盒212a和花螺帽212b上还分别固定有一个楔镜(图中未示出)，花螺帽212b设置在镜片盒212a一端，并与镜片盒212a相转动配合连接，聚焦镜212c设置在镜片盒212a远离花螺帽212b的一端,并与镜片盒212a固定连接；保护镜片213通过保护镜片固定座214安装于焊接头34与光路主体21的光路出射端之间，且保护镜片213的中心与光斑调节聚焦单元212的聚焦镜212c共线。
需要说明的是，本发明中，激光是从光纤中发出的，激光穿过激光输入端进入准直连接筒11内，经过准直镜片12聚焦处理后射出激光出射端，并经光路入射端进入光路主体21内，依次经过光路主体21内的全反射镜片211发射处理后，再进入到光斑调节聚焦单元212中，最后再由光斑调节聚焦单元212调整为焊接光斑后再从感应喷嘴32射出，进而对待焊接产品进行焊接。
具体的说，本发明中，参阅图3所示，摆动主体22包括摆动电机罩221及设置在摆动电机罩221内的摆动电机222，且摆动电机222还与光斑调节聚焦单元212的镜片盒212a连接，以驱动镜片盒212a转动；工作时，摆动电机222通过快频率转动镜片盒212a，使得镜片盒212a内的楔镜与花螺帽212b内的楔镜相对角度发生改变，进而实现光斑的改变。
具体的说，本发明中，参阅图2所示，控制单元3包含微动开关31和感应喷嘴32，微动开关31一部分凸设于准直连接筒11靠近激光出射端的下端，用于实施适应操作者需求来控制焊接头34出射激光，微动开关31的另一端部分内置于准直连接筒11内，感应喷嘴32设置于焊接头34上，感应喷嘴32通过连接环33可以调节长度安装于焊接头34上；该感应喷嘴32接触并感应到金属材质才能允许出射激光；若感应喷嘴32接触并感应为非金属材质则不允许出射激光。当用户在手持操作焊接枪时，通过手轻触微动开关31即可控制焊接头34再配合感应喷嘴32感应到待焊接品是否为金属材质，进而控制焊接头34是否出射激光。
具体的说，本发明中，手持激光摆动焊接枪还包括线路集成安装壳4、水冷单元和气保单元；其中，线路集成安装壳4扣接在准直连接筒11下部形成有线路集成通道，用于内部走线；水冷单元设置于准直连接筒11的内部形成水路循环用于内部水冷；气保单元设置于准直连接筒11的内部以及保护镜片固定座214上形成气路用于去除焊接产生的烟尘。
更具体的说，本发明中，水冷单元包括水冷进口、水冷出口和水路管道；水冷进口和水冷出口分别设置于准直连接筒11接近激光入射端的一端的上侧面；水路管道两端分别连接水冷进口和水冷出口，水路管道贴近准直镜片位设置有弧形管路形成循环冷却水路用于冷却准直镜片。
更具体的说，本发明中，气保单元包括进气口和气路管道；进气口设置于水冷进口与水冷出口之间；气路管道两端分别连接进气口和感应喷嘴32形成冷却气路。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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。

Claims (5)

1.一种手持激光焊接枪，其特征在于：包含有：
准直单元(1)，所述准直单元(1)设有准直镜片(12)以及用于固定准直镜片的准直连接筒(11)，所述准直连接筒(11)两端相对设有激光入射端和激光出射端；
光路单元(2)，所述光路单元(2)用于调整从准直单元(1)出射激光的方向、并形成光斑可调激光射出；所述光路单元(2)包括光路主体(21)和摆动主体(22)；所述光路主体(21)的光路出射端呈向上折弯状并与焊接头(34)连接，所述光路主体(21)的光路入射端与准直单元(1)激光出射端连接；所述摆动主体(22)沿背离光路主体(21)的光路入射端外端面的方向向上延伸设置；
控制单元(3)，所述控制单元(3)用于控制焊接头(34)出射激光；
其中，所述光路主体(21)包括全反射镜片(211)、光斑调节聚焦单元(212)、保护镜片(213)、保护镜片固定座(214)及反射镜保护座(215)；所述全反射镜片(211)平行于所述准直单元(1)光路出射端向上折弯方向、并设置在所述反射镜保护座(215)内部，用于改变激光的出射方向；所述光斑调节聚焦单元(212)包括镜片盒(212a)、花螺帽(212b)及聚焦镜(212c)，在所述镜片盒(212a)和花螺帽(212b)上还分别固定有一个楔镜，所述花螺帽(212b)设置在镜片盒(212a)一端，并与所述镜片盒(212a)相转动配合连接，所述聚焦镜(212c)设置在镜片盒(212a)远离花螺帽(212b)的一端,并与所述镜片盒(212a)固定连接；所述保护镜片(213)通过保护镜片固定座(214)安装于焊接头(34)与光路主体(21)的光路出射端之间，且保护镜片(213)的中心与光斑调节聚焦单元(212)的聚焦镜(212c)共线；
所述摆动主体(22)包括摆动电机罩(221)及设置在摆动电机罩(221)内的摆动电机(222)，且所述摆动电机(222)还与光斑调节聚焦单元(212)的镜片盒(212a)连接，以驱动镜片盒(212a)转动；
工作时，所述摆动电机(222)通过快频率转动镜片盒(212a)形成摆动光斑。
2.根据权利要求1所述的一种手持激光焊接枪，其特征在于:所述控制单元(3)包含微动开关(31)和感应喷嘴(32)，所述微动开关(31)一部分凸设于准直连接筒(11)靠近激光出射端的下端，用于实施适应操作者需求来控制焊接头(34)出射激光，所述微动开关(31)的另一端部分内置于准直连接筒(11)内，所述感应喷嘴(32)设置于所述焊接头(34)上，所述感应喷嘴(32)通过连接环(33)可以调节长度安装于所述焊接头(34)上。
3.根据权利要求2所述的一种手持激光焊接枪，其特征在于:还包括线路集成安装壳(4)、水冷单元和气保单元；
所述线路集成安装壳(4)扣接在所述准直连接筒(11)下部形成有线路集成通道，用于内部走线；
所述水冷单元设置于所述准直连接筒(11)的内部形成水路循环用于内部水冷；
所述气保单元设置于所述准直连接筒(11)的内部以及所述保护镜片固定座(214)上形成气路用于去除焊接产生的烟尘。
4.根据权利要求3所述的一种手持激光焊接枪，其特征在于:所述水冷单元包括水冷进口、水冷出口和水路管道；所述水冷进口和水冷出口分别设置于所述准直连接筒接近激光入射端的一端的上侧面；所述水路管道两端分别连接所述水冷进口和水冷出口，所述水路管道贴近所述准直镜片位设置有弧形管路形成循环冷却水路用于冷却所述准直镜片。
5.根据权利要求4所述的一种手持激光焊接枪，其特征在于:所述气保单元包括进气口和气路管道；所述进气口设置于所述水冷进口与所述水冷出口之间；所述气路管道两端分别连接所述进气口和所述感应喷嘴(32)形成冷却气路。
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