CN113210865A - 一种激光焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于焊接技术领域，公开了一种激光焊接设备。激光焊接设备包括工作台、调控屏、焊接机构、防护箱、抽气机构和监测机构。焊接机构设置于工作台上。焊接机构包括滑设于工作台的下表面的焊枪。防护箱的上端开口，并设置于工作台的下方，工作台封堵防护箱的开口端，以使防护箱内形成密闭空腔，焊枪位于密闭空腔内。抽气机构设置于工作台上，抽气机构与密闭空腔连通，以抽取密闭空腔内焊枪产生的烟尘。监测机构位于密闭空腔内，监测机构与调控屏通讯连接，监测机构对焊枪的焊接过程进行图像采集，并将图像传输至调控屏，以通过调控屏监测焊接过程。防护箱将焊接环境与操作人员隔离，提高了焊接的安全性。通过调控屏进行监测，提高监测的准确性。

Description

一种激光焊接设备

技术领域

本发明属于焊接技术领域，尤其涉及一种激光焊接设备。

背景技术

在船舶的建造过程中，船舶上各个钢板之间经常需要使用激光焊接完成拼装。

激光焊接设备在进行焊接时，会产生大量的高温飞溅物，部分高温飞溅物容易飞溅到操作人员的身上，可能会对操作人员的人身安全造成伤害，降低了激光焊接设备的安全性。而且，现有的激光焊接设备在焊接时，还会产生较多的有害烟尘，若有害烟尘直接扩散到周围环境中，不仅会污染环境，而且会影响操作人员的身体健康。

同时，在激光焊接过程中，通常采用人眼进行粗略监测焊缝的形成，焊接产生的烟尘容易影响观察者的视线，导致监测不准确或有延误。此外，长时间观察激光焊接容易造成眼睛疲劳或损伤，增加了监测难度和工作量，不利于提高激光焊接的焊接效率和焊接质量。

因此，需要一种激光焊接设备来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光焊接设备，以隔离焊接飞溅物与操作人员，并收集焊接产生的烟尘，提高焊接安全性。同时，对焊接过程进行图像监测，降低监测难度和工作量，提高焊接效率和焊接质量。

为达此目的，本发明所采用的技术方案是：

一种激光焊接设备，包括：

工作台；

调控屏，设置于所述工作台上；

焊接机构，包括焊枪，所述焊枪滑设于所述工作台的下表面；

防护箱机，其上端开口，所述防护箱机设置于所述工作台的下方，所述工作台封堵所述防护箱机的开口端，以使所述防护箱机内形成密闭空腔，所述焊枪位于所述密闭空腔内；

抽气机构，设置于所述工作台上，所述抽气机构与所述密闭空腔连通，以抽取所述密闭空腔内所述焊枪产生的烟尘；

监测机构，位于所述密闭空腔内，所述监测机构与所述调控屏通讯连接，且被配置为能够对所述焊枪的焊接过程进行图像采集，并将所述图像传输至所述调控屏，以通过所述调控屏监测焊接过程。

进一步地，所述防护箱机内设置有水平板，所述水平板将所述密闭空腔分隔形成上下设置的保护腔和工作腔，所述水平板上开设有连通所述保护腔与所述工作腔的通孔，所述焊枪穿过所述通孔伸入所述工作腔内。

进一步地，所述水平板上开设有透气孔，所述透气孔连通所述保护腔与工作腔；所述抽气机构的抽气口设置所述工作台内，所述工作腔内的烟尘依次通过所述透气孔与所述抽气口进入所述抽气机构内。

进一步地，所述防护箱机包括上挡板与下挡板，所述上挡板与所述下挡板安装于所述防护箱机的一侧，所述上挡板能够打开或关闭所述保护腔，所述下挡板能够打开或关闭所述工作腔。

进一步地，所述工作腔内安装有光源，所述光源用于照射所述焊枪。

进一步地，所述防护箱机的底部的边角位置安装有万向轮。

进一步地，所述监测机构包括相机和伸缩杆，所述伸缩杆的一端固定安装于所述工作台的下表面，所述伸缩杆的另一端与所述相机相连，以调节所述相机在竖直方向的高度。

进一步地，所述相机螺纹连接于所述伸缩杆的另一端，以使所述相机能够绕所述伸缩杆转动。

进一步地，所述监测机构还包括吹气管路，所述吹气管路的出气口正对所述焊枪，以吹散所述焊枪焊接时产生的烟尘。

所述激光焊接设备还包括报警装置，所述报警装置与所述调控屏电连接，且被配置为能够在所述调控屏显示的所述图像异常时发出警报。

本发明的有益效果为：

本发明提出的一种激光焊接设备，工作台的下方安装有焊接机构和防护箱，工作台封堵防护箱的开口端，使得防护箱形成密闭空腔，焊枪位于密闭空腔内，抽气机构与密闭空腔连通，能够收集焊枪产生的烟尘，避免烟尘扩散到周围环境中，污染环境和危害操作人员的健康。防护箱能够将焊接环境与操作人员隔离，避免高温飞溅颗粒飞溅，提高了焊接的安全性。

同时，通过监测机构对焊接过程进行图形采集，并传输至调控屏上，操作人员通过调控屏观察焊缝形成的过程。相对于操作人员直接观测或通过透明玻璃观测焊接过程，本发明的激光焊接设备避免了激光损伤操作人员的视力，而且不会受到烟尘等影响操作人员的观测，有利于提高监测的准确性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的激光焊接设备的端面视图；

图2是本发明实施例提供的去除防护箱后的激光焊接设备的端面视图；

图3是本发明实施例提供的工作台上表面的激光焊接设备的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的去除部分侧板的防护箱的结构示意图。

图中部件名称和标号如下：

1、工作台；2、控制箱；21、调控屏；22、报警装置；23、急停按钮；31、焊枪；32、电机；33、联轴器；4、防护箱；41、框架；42、水平板；421、透气孔；43、侧板；431、上挡板；432、下挡板；44、底板；45、万向轮；46、保护腔；47、工作腔；5、抽气机构；51、抽气口；6、监测机构；61、相机；62、伸缩杆。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本实施例公开了一种激光焊接设备，用于船舶的建造，但不限于此。该激光焊接设备还可以用于其他需要进行焊接操作的工况中。

如图2-图4所示，该激光焊接设备包括工作台1、焊接机构和防护箱4。工作台1为水平延伸的承载平台，焊接机构包括电机32、联轴器33以及焊枪31，电机32、联轴器33与焊枪31均安装于工作台1的下表面，且焊枪31滑设于工作台1的下表面，以对待焊工件进行激光焊接。防护箱4的上端开口并设置于工作台1的下方，工作台1封堵防护箱4的开口端，以使防护箱4内形成密闭空腔，焊枪31位于密闭空腔内。

在本实施例中，通过在工作台1的下方加装防护箱4，使得焊枪31位于防护箱4的密闭空腔内。防护箱4将外部环境与焊枪31隔离，使得焊接时飞溅的高温颗粒全部落入防护箱4内，避免飞溅到周围环境或操作人员身上，提高了焊接过程的安全性。

如图1-图3所示，激光焊接设备还包括抽气机构5，抽气机构5设置于工作台1上，抽气机构5与密闭空腔连通，以抽取密闭空腔内焊枪31产生的烟尘。抽气机构5能够将焊接产生的烟尘全部吸走，保证了干净整洁的焊接环境。同时，避免有害烟尘扩散到周围环境中，进一步降低了对操作人员的危害。

继续如图1和图2所示，激光焊接设备还包括调控屏21和监测机构6，调控屏21设置于工作台1上。监测机构6位于密闭空腔内，监测机构6与调控屏21通讯连接，监测机构6能够对焊枪31的焊接过程进行图像采集，并将图像传输至调控屏21，以通过调控屏21监测焊接过程。相对于操作人员直接观测或通过透明玻璃观测激光焊接过程，本实施例的激光焊接设备能够通过调控屏21进行观察、监测，避免了激光损伤操作人员的视力，而且不会受到烟尘等影响操作人员的视线，有利于提高监测的准确性。

具体地，本实施例的工作台1的上表面安装有控制箱2，该控制箱2为立方箱体，并与抽气机构5的外壳紧密贴合，以减少占用工作台1的面积。控制箱2的前侧壁具有能够开合的箱盖，调控屏21嵌置于箱盖内，便于操作人员进行查看。

本实施例的监控机构包括相机61，相机61具备摄录功能，能够将焊枪31的焊接过程进行录像并拍照，以便将焊接的实况或图片传输至调控屏21上，操作人员通过调控屏21进行监测，以实时获取焊缝的质量，避免出现质量较差的焊缝。

继续如图1-图3所示，本实施例的激光焊接设备还包括报警装置22和急停按钮23。报警装置22为声光报警器，具体安装于控制箱2的顶端，有利于扩大报警装置22的声音与光的传输范围和速率。报警装置22与调控屏21电连接，报警装置22能够在调控屏21显示的图像异常时发出警报。此处的异常情况指焊缝质量较差、分布不均等情况。急停按钮23主要用于在激光焊接设备出现紧急情况或危险情况时进行急停操作。

如图2所示，电机32水平固定安装于工作台1的下表面，减少了占用空间。电机32的输出轴与联轴器33垂直连接，联轴器33与焊枪31沿竖直方向传动连接。本实施例的电机32通过联轴器33调节焊枪31沿竖直方向的高度。例如，联轴器33与齿轮相连，焊枪31安装于齿条上，通过齿轮与齿条的啮合，使得电机32能够驱动焊枪31沿竖直方向移动。本实施例的电机32为伺服电机，以精确控制焊枪31的位移量。

在其他可替代的实施例中，电机32还可以通过丝杠与螺母之间的配合与焊枪31传动连接。

需要说明的是，工作台1的下表面还设置有滑轨和调距机构(图中均未显示)。焊枪31能够在滑轨上滑动，以按照预定路径进行激光焊接。调距机构与焊枪31传动连接，以调节焊枪31在滑轨上的移动位移。由于焊接机构为本领域内的常规技术手段，对于其具体的结构以及焊接过程，在此不再进行赘述。

如图2所示，监测机构6还包括伸缩杆62，伸缩杆62的一端固定安装于工作台1的下表面，伸缩杆62的另一端与相机61相连，以调节相机61在竖直方向的高度。通过调整相机61的高度，以获取最佳的拍摄位置，并能够辅助相机61对焦，有利于获得清晰度较高的图像。

本实施例的伸缩杆62可以为手动伸缩或自动伸缩。由于伸缩杆62为本领域内的常规技术手段，在此不再进行赘述。

具体地，相机61位于焊枪31的上方，且摄像头朝下并对准焊枪31。相机61螺纹连接于伸缩杆62的另一端，以使相机61能够绕伸缩杆62转动。通过旋转相机61，使得相机61能够绕伸缩杆62实现水平方向360°转动，从而可以调节相机61的拍摄范围。

优选地，监测机构6还包括吹气管路，吹气管路的出气口正对焊枪31，以吹散焊枪31焊接时产生的烟尘，从而便于相机61进行图像采集，避免烟尘影响图像质量。

需要说明的是，吹气管路与外部的气体发生装置连通，气体发生装置将惰性气体通过吹气管路吹向焊枪31周围的烟尘，使得焊枪31与焊缝附近位置保持良好的可视环境。

本实施例的防护箱4为上端开口的立方体箱体，通过将防护箱4安装于工作台1的下方，不仅能够进行安全焊接，而且能够保护焊接机构，方便激光焊接设备移动。

如图1和图4所示，防护箱4内设置有水平板42，水平板42将密闭空腔分隔形成上下设置的保护腔46和工作腔47，水平板42上开设有连通保护腔46与工作腔47的通孔(图中未显示)，焊枪31穿过通孔伸入工作腔47内。由于水平板42将密闭空腔分隔成保护腔46和工作腔47两个腔室，焊枪31在工作腔47内进行焊接操作，能够避免焊接过程中高温的飞溅物飞溅到具有焊接机构的保护腔46内，进一步提高了焊接的安全性。此外，水平板42的上表面能够承载焊接机构之间的连接线束，避免线束杂乱无章地分布于整体密闭空腔内。

如图4所示，水平板42上开设有透气孔421，透气孔421连通保护腔46与工作腔47。抽气机构5的抽气口51设置工作台1内，工作腔47内的烟尘依次通过透气孔421与抽气口51进入抽气机构5内。

需要说明的是，通孔位于水平板42的中间位置，透气孔421可以为四个，四个透气孔421分别开设于水平板42的边角位置，使得工作腔47内的烟尘能够从通孔与多个透气孔421进入抽气机构5，有利于提高抽气机构5的抽气效率，避免烟尘在工作腔47的边角部位积聚。当然，透气孔421的数量还可以为一个、两个、三个或五个以上。对于透气孔421的尺寸不作具体限定。

本实施例的防护箱4由框架41、侧板43以及底板44拼装而成。框架41可以为铝型材搭接形成，具有结构强度高，重量轻的优点。底板44和侧板43通过螺栓等紧固件分别固定安装于框架41的底部与侧面，以形成上端开口的密闭的防护箱4。

如图1所示，防护箱4包括上挡板431与下挡板432，上挡板431与下挡板432安装于防护箱4的一侧。具体地，防护箱4的保护腔46与工作腔47能够打开或关闭。其中两个侧板43分别为上挡板431和下挡板432，上挡板431与下挡板432通过铰接轴转动地连接于框架41上，使得上挡板431能够打开或关闭保护腔46，以便于对焊接机构进行维护。下挡板432能够打开或关闭工作腔47，以将待焊工件放入工作腔47内或将焊接完成后的工件从工作腔47中取出。

需要说明的是，在工作腔47内还安装有光源，光源用于照射焊枪31。该光源可以为灯光，以照亮焊枪31产生的焊缝，便于相机61完成较高清晰度的图像采集。

继续如图1和图4所示，防护箱4的底部的边角位置安装有万向轮45。具体地，万向轮45由铸铁制成，具有良好的承重性。本实施例的防护箱4的底部具有四个边角位置，因此，在每个边角位置均安装一个万向轮45。激光焊接设备能够通过万向轮45快速地转向和移动，并于将激光焊接设备移动到不同的焊接工位，扩大了激光焊接设备的使用场景。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种激光焊接设备，其特征在于，包括：

工作台(1)；

调控屏(21)，设置于所述工作台(1)上；

焊接机构，包括焊枪(31)，所述焊枪(31)滑设于所述工作台(1)的下表面；

防护箱机(4)，其上端开口，所述防护箱机(4)设置于所述工作台(1)的下方，所述工作台(1)封堵所述防护箱机(4)的开口端，以使所述防护箱机(4)内形成密闭空腔，所述焊枪(31)位于所述密闭空腔内；

抽气机构(5)，设置于所述工作台(1)上，所述抽气机构(5)与所述密闭空腔连通，以抽取所述密闭空腔内所述焊枪(31)产生的烟尘；

监测机构(61)，位于所述密闭空腔内，所述监测机构(61)与所述调控屏(21)通讯连接，且被配置为能够对所述焊枪(31)的焊接过程进行图像采集，并将所述图像传输至所述调控屏(21)，以通过所述调控屏(21)监测焊接过程。

2.根据权利要求1所述的激光焊接设备，其特征在于，所述防护箱机(4)内设置有水平板(42)，所述水平板(42)将所述密闭空腔分隔形成上下设置的保护腔(46)和工作腔(47)，所述水平板(42)上开设有连通所述保护腔(46)与所述工作腔(47)的通孔，所述焊枪(31)穿过所述通孔伸入所述工作腔(47)内。

3.根据权利要求2所述的激光焊接设备，其特征在于，所述水平板(42)上开设有透气孔(421)，所述透气孔(421)连通所述保护腔(46)与工作腔(47)；所述抽气机构(5)的抽气口(51)设置所述工作台(1)内，所述工作腔(47)内的烟尘依次通过所述透气孔(421)与所述抽气口(51)进入所述抽气机构(5)内。

4.根据权利要求2所述的激光焊接设备，其特征在于，所述防护箱机(4)包括上挡板(431)与下挡板(432)，所述上挡板(431)与所述下挡板(432)安装于所述防护箱机(4)的一侧，所述上挡板(431)能够打开或关闭所述保护腔(46)，所述下挡板(432)能够打开或关闭所述工作腔(47)。

5.根据权利要求2所述的激光焊接设备，其特征在于，所述工作腔(47)内安装有光源，所述光源用于照射所述焊枪(31)。

6.根据权利要求1所述的激光焊接设备，其特征在于，所述防护箱机(4)的底部的边角位置安装有万向轮(45)。

7.根据权利要求1所述的激光焊接设备，其特征在于，所述监测机构(61)包括相机(61)和伸缩杆(62)，所述伸缩杆(62)的一端固定安装于所述工作台(1)的下表面，所述伸缩杆(62)的另一端与所述相机(61)相连，以调节所述相机(61)在竖直方向的高度。

8.根据权利要求7所述的激光焊接设备，其特征在于，所述相机(61)螺纹连接于所述伸缩杆(62)的另一端，以使所述相机(61)能够绕所述伸缩杆(62)转动。

9.根据权利要求7所述的激光焊接设备，其特征在于，所述监测机构(61)还包括吹气管路，所述吹气管路的出气口正对所述焊枪(31)，以吹散所述焊枪(31)焊接时产生的烟尘。

10.根据权利要求1所述的激光焊接设备，其特征在于，所述激光焊接设备还包括报警装置(22)，所述报警装置(22)与所述调控屏(21)电连接，且被配置为能够在所述调控屏(21)显示的所述图像异常时发出警报。

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