CN113145961A - 一种兼具多路送丝的焊接激光振镜头及其焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种兼具多路送丝的焊接激光振镜头及其焊接方法，满足了大量焊丝填充焊缝以及高功率的需求，解决了激光焊接中宽焊缝焊接的问题；抽拉模块包括多个单轮窄槽轮组和一个单轮宽槽轮组，单轮窄槽轮组中滚轮上的窄槽相配合，单轮宽槽轮组中滚轮上的宽槽相配合，滚轮上的宽槽或窄槽均沿着滚轮的外缘环形设置，每个单轮窄槽轮组均与对应的储丝轮/筒之间均通过储丝轮/筒上的焊丝连接，焊丝穿过单轮窄槽轮组后在单轮宽槽轮组内汇合并通过送丝管送至焊接处；送丝管的末端固定在激光头外壁上，激光头的激光出口处设置有聚光透镜，激光头的激光经过聚光透镜汇聚激光后照射在焊接处进行焊接。
Description
技术领域
本发明一种兼具多路送丝的焊接激光振镜头及其焊接方法，属于激光焊接技术领域。
背景技术
现有激光焊接中，在遇到焊缝较宽时，普遍会采用激光光束的转动或者摆动来焊接，而且需要大量焊丝来填充焊缝，但此时由于焊丝较细，在送丝速度达到极限并且没有足够焊丝填充焊缝时，就不能一次性完成焊接，焊接效率较低，焊接效果差，另外焊缝较宽以及送丝速度过快时，需要大功率的激光头，大功率的激光头不仅价格昂贵，而且需要的安装空间也更大。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种兼具多路送丝的焊接激光振镜头及其焊接方法，满足了大量焊丝填充焊缝以及高功率的需求，解决了激光焊接中宽焊缝焊接的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种兼具多路送丝的焊接激光振镜头，包括抽拉模块、储丝轮/筒和激光头，所述抽拉模块包括多个单轮窄槽轮组和一个单轮宽槽轮组，每个所述单轮窄槽轮组和单轮宽槽轮组均由两个相互配合的滚轮组成，所述单轮窄槽轮组中滚轮上的窄槽相配合，所述单轮宽槽轮组中滚轮上的宽槽相配合，所述滚轮上的宽槽或窄槽均沿着滚轮的外缘环形设置，所述单轮窄槽轮组和单轮宽槽轮组均由各自或同一个动力机构驱动，多个所述单轮窄槽轮组依次排列设置，所述储丝轮/筒位于多个所述单轮窄槽轮组的同一侧，且所述单轮窄槽轮组与储丝轮/筒一一对应，每个所述单轮窄槽轮组均与对应的储丝轮/筒之间均通过储丝轮/筒上的焊丝连接，所述焊丝穿过单轮窄槽轮组后在单轮宽槽轮组内汇合并通过送丝管送至焊接处；所述送丝管的末端固定在激光头外壁上，所述激光头的内部至少设置有一个反射镜，所述反射镜由位于激光头内部的电机控制形成振镜，且通过所述电机控制反射镜动作，多个所述反射镜之间能互相协同工作，改变激光的射出轨迹及形状，所述激光头内部的激光出口处设置有聚光透镜，所述激光头的激光经过振镜动作及聚光透镜汇聚激光后照射在焊接处进行焊接，并且由通过振镜作用，控制激光光束做左右摆动或者形成S形、C形以及圆形的轨迹。
所述激光头的外壁上固定设置有导筒，所述导筒为封闭的空腔结构，所述导筒内设置有导向柱，且所述导向柱的一端位于导筒内，所述导向柱的另一端穿过导筒的底板后伸到导筒外侧，所述导向柱伸出导筒的端部设置有送丝嘴固定器，位于所述导筒内的导向柱上套装有弹簧，且位于所述导筒内的导向柱端部与导筒的顶板之间预留间隙，所述弹簧的一端固定在导筒的底板上，所述弹簧的另一端固定在导向柱的端部，使得所述送丝嘴固定器能随导向柱沿导筒轴向往复移动，所述送丝嘴固定器为内部中空的导管，所述送丝嘴固定器用于穿插引导焊丝，所述送丝嘴固定器的头部设置有逐渐缩小的送丝嘴，所述送丝嘴固定器的尾部与送丝管连接在一起，所述焊丝经送丝管进入送丝嘴固定器并从送丝嘴穿出。
所述导筒的底板外侧固定设置导向套，所述导向柱从导筒伸出后匹配的插入导向套内并伸出。
所述导筒和激光头之间通过连接杆连接在一起。
所述连接杆的两端或连接有法兰，或连接有卡箍。
所述抽拉模块和储丝轮/筒之间设置有推送模块，所述推送模块与抽拉模块的单轮窄槽轮组一一对应，所述推送模块包括两组压轮组，每组所述压轮组均由两个相互配合的压轮组成，所述压轮均为单轮单槽结构，该单槽沿压轮的外缘环形设置，两组所述压轮组之间设置有驱动装置，所述驱动装置同时驱动两组所述压轮组转动，所述储丝轮/筒内的焊丝经推送模块的压轮送入对应的抽拉模块内。
所述抽拉模块的出焊丝口侧设置有拧丝装置，所述拧丝装置可用于将汇合于抽拉模块上的焊丝旋拧成一股。
所述拧丝装置的出焊丝口侧设置有一个压轮组，所述压轮组通过对应的驱动机构驱动，所述压轮组用于将旋拧成一股的焊丝送入送丝管。
本发明一种兼具多路送丝的焊接激光振镜头的焊接方法，按下述步骤实施：
第一步：通过多个抽拉模块将各自对应的储丝轮/筒内的焊丝抽出；
第二步：抽出的焊丝在抽拉模块内依次通过单轮窄槽轮组和单轮宽槽轮组后，由多根分散的焊丝汇合在一起；
第三步：根据抽拉的距离远近确定是否采用推送模块辅助推送；
第四步：将汇合在一起的焊丝通过拧丝装置旋拧成一股；
第五步：将拧呈一股的焊丝经过送丝管送至送丝嘴备用；
第六步：所述激光头6的内部至少设置有一个反射镜，所述反射镜由位于激光头6内部的电机控制形成振镜，且通过所述电机控制反射镜动作，多个所述反射镜之间能互相协同工作，改变激光的射出轨迹及形状，控制激光光束做左右摆动或者形成S形、C形以及圆形的轨迹；
第七步：在激光头内部的激光出口方向配有聚光透镜，使得激光通过聚光透镜后聚合到焊接处，备用；
第八步：启动抽拉模块、推送模块和拧丝装置将旋拧好的焊丝从内送丝嘴中送出至焊接处，同时启动激光头即可实现焊接。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明通过抽拉模块解决了近距离传送焊丝的问题，通过推送模块解决了远距离传送焊丝的问题，通过将多股焊丝合成一股，解决了激光焊接中遇到的宽焊缝填丝量不足的问题，通过激光头内部振镜控制的激光光束摆动，解决了激光光斑小，无法焊接较宽焊缝的问题。振动的激光光束与多股焊丝结合工作，解决了激光无法焊接较宽焊缝和快速焊接过程中填丝量不足的问题，使激光焊接能更好地应用于焊缝交宽，焊缝拼接精度不高，填丝量需求大的机械制造应用中。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中抽拉模块的侧视图。
图3为本发明中抽拉模块的俯视图。
图4为本发明中推送模块的结构示意图。
图中：1为抽拉模块、101为单轮窄槽轮组、102为单轮宽槽轮组、2为储丝轮/筒、3为推送模块、31为压轮、32为驱动装置、4为拧丝装置、5为送丝管、6为激光头、7为聚光透镜、8为导筒、9为导向柱、10为送丝嘴固定器、11为弹簧、12为送丝嘴、13为导向套、14为连接杆。
具体实施方式
如图1～图4所示，本发明一种兼具多路送丝的焊接激光振镜头，包括抽拉模块1、储丝轮/筒2和激光头6，所述抽拉模块1包括多个单轮窄槽轮组101和一个单轮宽槽轮组102，每个所述单轮窄槽轮组101和单轮宽槽轮组102均由两个相互配合的滚轮组成，所述单轮窄槽轮组101中滚轮上的窄槽相配合，所述单轮宽槽轮组102中滚轮上的宽槽相配合，所述滚轮上的宽槽或窄槽均沿着滚轮的外缘环形设置，所述单轮窄槽轮组101和单轮宽槽轮组102均由各自或同一个动力机构驱动，多个所述单轮窄槽轮组101依次排列设置，所述储丝轮/筒2位于多个所述单轮窄槽轮组101的同一侧，且所述单轮窄槽轮组101与储丝轮/筒2一一对应，每个所述单轮窄槽轮组101均与对应的储丝轮/筒2之间均通过储丝轮/筒2上的焊丝连接，所述焊丝穿过单轮窄槽轮组101后在单轮宽槽轮组102内汇合并通过送丝管5送至焊接处；所述送丝管5的末端固定在激光头6外壁上，所述激光头6的内部至少设置有一个反射镜，所述反射镜由位于激光头6内部的电机控制形成振镜，且通过所述电机控制反射镜动作，多个所述反射镜之间能互相协同工作，改变激光的射出轨迹及形状，所述激光头6内部的激光出口处设置有聚光透镜7，所述激光头6的激光经过振镜动作及聚光透镜7汇聚激光后照射在焊接处进行焊接，并且由通过振镜作用，控制激光光束做左右摆动或者形成S形、C形以及圆形的轨迹。
所述激光头6的外壁上固定设置有导筒8，所述导筒8为封闭的空腔结构，所述导筒8内设置有导向柱9，且所述导向柱9的一端位于导筒8内，所述导向柱9的另一端穿过导筒8的底板后伸到导筒8外侧，所述导向柱9伸出导筒8的端部设置有送丝嘴固定器10，位于所述导筒8内的导向柱9上套装有弹簧11，且位于所述导筒8内的导向柱9端部与导筒8的顶板之间预留间隙，所述弹簧11的一端固定在导筒8的底板上，所述弹簧11的另一端固定在导向柱9的端部，使得所述送丝嘴固定器10能随导向柱9沿导筒8轴向往复移动，所述送丝嘴固定器10为内部中空的导管，所述送丝嘴固定器10用于穿插引导焊丝，所述送丝嘴固定器10的头部设置有逐渐缩小的送丝嘴12，所述送丝嘴固定器10的尾部与送丝管5连接在一起，所述焊丝经送丝管5进入送丝嘴固定器10并从送丝嘴12穿出。
所述导筒8的底板外侧固定设置导向套13，所述导向柱9从导筒8伸出后匹配的插入导向套13内并伸出。
所述导筒8和激光头6之间通过连接杆14连接在一起。
所述连接杆14的两端或连接有法兰，或连接有卡箍。
所述抽拉模块1和储丝轮/筒2之间设置有推送模块3，所述推送模块3与抽拉模块1的单轮窄槽轮组101一一对应，所述推送模块3包括两组压轮组，每组所述压轮组均由两个相互配合的压轮31组成，所述压轮31均为单轮单槽结构，该单槽沿压轮31的外缘环形设置，两组所述压轮组之间设置有驱动装置32，所述驱动装置32同时驱动两组所述压轮组转动，所述储丝轮/筒2内的焊丝经推送模块3的压轮31送入对应的抽拉模块1内。
所述抽拉模块1的出焊丝口侧设置有拧丝装置4，所述拧丝装置4用于将汇合于抽拉模块1上的焊丝旋拧成一股。
所述拧丝装置4的出焊丝口侧设置有一个压轮组，所述压轮组通过对应的驱动机构驱动，所述压轮组用于将旋拧成一股的焊丝送入送丝管5。
本发明一种兼具多路送丝的焊接激光振镜头的焊接方法，按下述步骤实施：
第一步：通过多个抽拉模块1将各自对应的储丝轮/筒2内的焊丝抽出；
第二步：抽出的焊丝在抽拉模块1内依次通过单轮窄槽轮组101和单轮宽槽轮组102后，由多根分散的焊丝汇合在一起；
第三步：根据抽拉的距离远近确定是否采用推送模块3辅助推送；
第四步：将汇合在一起的焊丝通过拧丝装置4旋拧成一股；
第五步：将拧呈一股的焊丝经过送丝管5送至送丝嘴12备用；
第六步：所述激光头6的内部至少设置有一个反射镜，所述反射镜由位于激光头6内部的电机控制形成振镜，且通过所述电机控制反射镜动作，多个所述反射镜之间能互相协同工作，改变激光的射出轨迹及形状，控制激光光束做左右摆动或者形成S形、C形以及圆形的轨迹；
第七步：在激光头6内部的激光出口方向配有聚光透镜7，使得激光通过聚光透镜后聚合到焊接处7；
第八步：启动抽拉模块1、推送模块3和拧丝装置4将旋拧好的焊丝从内送丝嘴12中送出至焊接处，同时启动激光头6即可实现焊接。
本发明中涉及的动力机构、驱动装置和驱动机构均为现有技术，或现有技术的延伸，涉及的拧丝装置也为现有技术。
本发明通过抽拉模块解决了近距离传送焊丝的问题，通过推送模块解决了远距离传送焊丝的问题，通过将多股焊丝合成一股，解决了激光焊接中遇到的宽焊缝填丝量不足的问题，通过激光头内部振镜控制的激光光束摆动，解决了激光光斑小，无法焊接较宽焊缝的问题。振动的激光光束与多股焊丝结合工作，解决了激光无法焊接较宽焊缝和快速焊接过程中填丝量不足的问题。使激光焊接能更好地应用于焊缝交宽，焊缝拼接精度不高，填丝量需求大的机械制造应用中。
上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种兼具多路送丝的焊接激光振镜头，其特征在于，包括抽拉模块（1）、储丝轮/筒（2）和激光头（6），所述抽拉模块（1）包括多个单轮窄槽轮组（101）和一个单轮宽槽轮组（102），每个所述单轮窄槽轮组（101）和单轮宽槽轮组（102）均由两个相互配合的滚轮组成，所述单轮窄槽轮组（101）中滚轮上的窄槽相配合，所述单轮宽槽轮组（102）中滚轮上的宽槽相配合，所述滚轮上的宽槽或窄槽均沿着滚轮的外缘环形设置，所述单轮窄槽轮组（101）和单轮宽槽轮组（102）均由各自或同一个动力机构驱动，多个所述单轮窄槽轮组（101）依次排列设置，所述储丝轮/筒（2）位于多个所述单轮窄槽轮组（101）的同一侧，且所述单轮窄槽轮组（101）与储丝轮/筒（2）一一对应，每个所述单轮窄槽轮组（101）均与对应的储丝轮/筒（2）之间均通过储丝轮/筒（2）上的焊丝连接，所述焊丝穿过单轮窄槽轮组（101）后在单轮宽槽轮组（102）内汇合并通过送丝管（5）送至焊接处；所述送丝管（5）的末端固定在激光头（6）外壁上，所述激光头（6）的内部至少设置有一个反射镜，所述反射镜由位于激光头（6）内部的电机控制形成振镜，且通过所述电机控制反射镜动作，多个所述反射镜之间能互相协同工作，改变激光的射出轨迹及形状，所述激光头（6）内部的激光出口处设置有聚光透镜（7），所述激光头（6）的激光经过振镜动作及聚光透镜（7）汇聚激光后照射在焊接处进行焊接，并且由通过振镜作用，控制激光光束做左右摆动或者形成S形、C形以及圆形的轨迹。
2.根据权利要求1所述的一种兼具多路送丝的焊接激光振镜头，其特征在于，所述激光头（6）的外壁上固定设置有导筒（8），所述导筒（8）为封闭的空腔结构，所述导筒（8）内设置有导向柱（9），且所述导向柱（9）的一端位于导筒（8）内，所述导向柱（9）的另一端穿过导筒（8）的底板后伸到导筒（8）外侧，所述导向柱（9）伸出导筒（8）的端部设置有送丝嘴固定器（10），位于所述导筒（8）内的导向柱（9）上套装有弹簧（11），且位于所述导筒（8）内的导向柱（9）端部与导筒（8）的顶板之间预留间隙，所述弹簧（11）的一端固定在导筒（8）的底板上，所述弹簧（11）的另一端固定在导向柱（9）的端部，使得所述送丝嘴固定器（10）能随导向柱（9）沿导筒（8）轴向往复移动，所述送丝嘴固定器（10）为内部中空的导管，所述送丝嘴固定器（10）用于穿插引导焊丝，所述送丝嘴固定器（10）的头部设置有逐渐缩小的送丝嘴（12），所述送丝嘴固定器（10）的尾部与送丝管（5）连接在一起，所述焊丝经送丝管（5）进入送丝嘴固定器（10）并从送丝嘴（12）穿出。
3.根据权利要求2所述的一种兼具多路送丝的焊接激光振镜头，其特征在于，所述导筒（8）的底板外侧固定设置导向套（13），所述导向柱（9）从导筒（8）伸出后匹配的插入导向套（13）内并伸出。
4.根据权利要求2所述的一种兼具多路送丝的焊接激光振镜头，其特征在于，所述导筒（8）和激光头（6）之间通过连接杆（14）连接在一起。
5.根据权利要求4所述的一种兼具多路送丝的焊接激光振镜头，其特征在于，所述连接杆（14）的两端或连接有法兰，或连接有卡箍。
6.根据权利要求1所述的一种兼具多路送丝的焊接激光振镜头，其特征在于，所述抽拉模块（1）和储丝轮/筒（2）之间设置有推送模块（3），所述推送模块（3）与抽拉模块（1）的单轮窄槽轮组（101）一一对应，所述推送模块（3）包括两组压轮组，每组所述压轮组均由两个相互配合的压轮（31）组成，所述压轮（31）均为单轮单槽结构，该单槽沿压轮（31）的外缘环形设置，两组所述压轮组之间设置有驱动装置（32），所述驱动装置（32）同时驱动两组所述压轮组转动，所述储丝轮/筒（2）内的焊丝经推送模块（3）的压轮（31）送入对应的抽拉模块（1）内。
7.根据权利要求1或2所述的一种兼具多路送丝的焊接激光振镜头，其特征在于，所述抽拉模块1的出焊丝口侧设置有拧丝装置（4），所述拧丝装置（4）用于将汇合于抽拉模块（1）上的焊丝旋拧成一股。
8.根据权利要求7所述的一种兼具多路送丝的焊接激光振镜头，其特征在于，所述拧丝装置（4）的出焊丝口侧设置有一个压轮组，所述压轮组通过对应的驱动机构驱动，所述压轮组用于将旋拧成一股的焊丝送入送丝管（5）。
9.一种根据权利要求1所述的兼具多路送丝的焊接激光振镜头的焊接方法，其特征在于，按下述步骤实施：
第一步：通过多个抽拉模块（1）将各自对应的储丝轮/筒（2）内的焊丝抽出；
第二步：抽出的焊丝在抽拉模块（1）内依次通过单轮窄槽轮组（101）和单轮宽槽轮组（102）后，由多根分散的焊丝汇合在一起；
第三步：根据抽拉的距离远近确定是否采用推送模块（3）辅助推送；
第四步：将汇合在一起的焊丝通过拧丝装置（4）旋拧成一股；
第五步：将拧呈一股的焊丝经过送丝管（5）送至送丝嘴（12）备用；
第六步：所述激光头（6）的内部至少设置有一个反射镜，所述反射镜由位于激光头（6）内部的电机控制形成振镜，且通过所述电机控制反射镜动作，多个所述反射镜之间能互相协同工作，改变激光的射出轨迹及形状，控制激光光束做左右摆动或者形成S形、C形以及圆形的轨迹；
第七步：在激光头（6）内部的激光出口方向配有聚光透镜（7），使得激光通过聚光透镜（7）后聚合到焊接处，备用；
第八步：启动抽拉模块（1）、推送模块（3）和拧丝装置（4）将旋拧好的焊丝从内送丝嘴（12）中送出至焊接处，同时启动激光头（6）即可实现焊接。
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