CN115805374A - 激光焊接枪 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光焊接技术领域，涉及激光焊接枪，包括焊接枪体，所述焊接枪体的内部设有激光通道和气流通道，所述激光通道的内部自输入口向输出口方向依次设有激光准直筒、激光反射镜、激光聚焦镜、检测模块和保护镜，所述激光反射镜上设有校准单元，所述检测模块用于检测输出至所述保护镜上激光线的角度，所述校准单元用于校准所述激光反射镜的角度，所述气流通道的输入端设有输入气嘴，所述气流通道的内部设有输出气管，所述输出气管的输出端延伸至所述激光通道的内部，且所述输出气管输出端的端部朝向所述保护镜的输出侧。本发明可以在激光的角度出现偏差时，通过校准单元对激光的角度进行校准，同时可以快速更换激光准直筒和保护镜。

Description

激光焊接枪

技术领域

本发明属于激光焊接技术领域，尤其是涉及一种激光焊接枪。

背景技术

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。

公开号为CN113953666A的中国发明专利公开了一种手持式激光焊接枪，包括枪头部和把持部，枪头部和把持部连接，且枪头部和把持部的内部共同形成有激光通路，激光通路内依次设置有第一聚光镜、折射镜、第二聚光镜，且把持部远离枪头部的一端设置有激光发射头，激光发射头发射出的激光依次通过第一聚光镜、折射镜、第二聚光镜射出枪头部外，且激光发射头与把持部之间通过快接结构连接。该发明公开的一种手持式激光焊接枪，可将激光发射头快速接入，相比于传统的光纤QBH接头，具有接入方便、防尘等效果，且该手持式激光焊接枪公开的调节结构可以通过调节折射镜的来控制激光束的宽度，以适应不同宽度的焊缝，适用范围更广。

但是以上专利依然存在一些缺陷：1、无法对激光的角度进行校准，在激光的角度出现偏移时会影响焊接的精准性；2、无法快速更换激光准直镜、激光聚焦镜和保护镜，影响焊接的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光焊接枪，以解决现有技术中无法对激光的角度进行校准和无法快速更换激光准直镜、激光聚焦镜和保护镜的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种激光焊接枪，包括焊接枪体，所述焊接枪体的内部设有激光通道和气流通道，所述激光通道的内部自输入口向输出口方向依次设有激光准直筒、激光反射镜、激光聚焦镜、检测模块和保护镜，所述激光准直筒的输入端设有光纤头端子，所述激光准直筒的输出端设有激光准直镜，所述激光准直筒和所述激光反射镜的输出端均设有温度监测装置，所述激光反射镜上设有校准单元，所述检测模块用于检测输出至所述保护镜上激光线的角度，所述校准单元用于校准所述激光反射镜的角度，所述气流通道的输入端设有输入气嘴，所述气流通道的内部设有输出气管，所述输出气管的输出端延伸至所述激光通道的内部，且所述输出气管输出端的端部朝向所述保护镜的输出侧。

优选的，所述激光通道输入口的内壁上设有第一安装槽，所述第一安装槽用于安装所述激光准直筒，所述激光准直筒上设有第一安装螺纹槽，所述焊接枪体上设有与所述第一安装螺纹槽相适配的第一安装螺栓。

优选的，所述校准单元包括安装柱、球套、万向球、连接柱、牵拉环板、支撑环板、弹簧、安装环板、环形齿轮、电动伸缩杆、滚珠、轨道、驱动马达、驱动齿轮，所述安装柱的一端设于所述激光通道的内侧壁上，所述球套设于所述安装柱的另一端，所述万向球与所述球套转动连接，所述连接柱的一端设于所述万向球上，所述连接柱的另一端设于所述激光反射镜背侧的中心处，所述牵拉环板设于所述球套上，所述支撑环板设于所述激光反射镜的背侧，所述弹簧呈圆周阵列设于所述牵拉环板和所述支撑环板之间，所述安装环板设于所述安装柱上，所述环形齿轮转动设于所述安装环板上，所述电动伸缩杆设于所述环形齿轮上，所述滚珠设于所述电动伸缩杆的输出端，所述轨道设于所述激光反射镜的背侧，所述轨道与所述滚珠滚动连接，所述驱动马达设于所述激光通道的内侧壁上，所述驱动齿轮设于所述驱动马达的输出端，所述驱动齿轮与所述环形齿轮啮合连接。

优选的，所述校准单元包括驱动马达39，所述激光反射镜3固定设于驱动马达39的输出端上。

优选的，所述焊接枪体上设有第二安装槽，所述保护镜上设有与所述第二安装槽相适配的安装座，所述第二安装槽的内壁上设有第二安装螺纹槽，所述安装座上设有与所述第二安装螺纹槽相适配的第二安装螺栓。

优选的，所述焊接枪体为一体化结构。

优选的，所述激光通道的输入口处设有密封套，所述激光通道的输出口处设有焊接枪头。

优选的，所述焊接枪体上设有控制开关。

优选的，所述输入气嘴和所述输出气管内部的气体为惰性气体。

优选的，所述激光通道的输出口为直线结构。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

其一，本发明的激光焊接枪，可以在激光的角度出现偏差时，通过校准单元对激光的角度进行校准，同时可以快速更换激光准直镜、激光聚焦镜和保护镜。

其二，本发明的激光焊接枪，通过环形齿轮上的电动伸缩杆使激光反射镜以万向球与球套连接点为中心转动，即可快速的校准激光反射镜折射激光的角度。

其三，本发明的激光焊接枪，通过牵拉环板和支撑环板之间呈圆周阵列设置的弹簧，即可使激光反射镜在转动时保持轨道抵接于滚珠上，从而使激光反射镜在校准时保持稳定。

其四，本发明的激光焊接枪，焊接枪体为一体化结构，减少了安装配合面，可以保证焊接枪体有良好的密封性，避免了配合面之间的漏气漏水的问题。

其五，本发明的激光焊接枪，激光准直镜和激光聚焦镜处均设有温度监测装置，通过监测镜片温度，避免镜片被高温损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图中：

图1为本发明激光焊接枪的立体结构示意图；

图2为本发明激光焊接枪的剖视结构示意图；

图3为本发明图2中A处放大结构示意图；

图4为本发明图2中B处放大结构示意图；

图5为本发明图4中C处放大结构示意图；

图6为本发明激光反射镜的另一种实施例结构示意图。

图中：

1、焊接枪体；11、激光通道；12、气流通道；121、输入气嘴；122、输出气管；2、激光准直筒；21、光纤头端子；22、激光准直镜；23、第一安装螺栓；3、激光反射镜；31、安装柱；32、球套；321、万向球；33、连接柱；34、牵拉环板；35、支撑环板；36、弹簧；37、安装环板；371、环形齿轮；38、电动伸缩杆；381、滚珠；382、轨道；39、驱动马达；391、驱动齿轮；4、激光聚焦镜；5、检测模块；6、保护镜；61、安装座；62、第二安装螺栓；7、密封套；8、焊接枪头；9、控制开关。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

实施例1

请参阅图1至图5，本发明提供一种激光焊接枪，包括焊接枪体1，焊接枪体1为一体化结构，减少了安装配合面，可以保证焊接枪体1有良好的密封性，避免了配合面之间的漏气漏水的问题，焊接枪体1的内部设有激光通道11和气流通道12，激光通道11的内部自输入口向输出口方向依次设有激光准直筒2、激光反射镜3、激光聚焦镜4、检测模块5和保护镜6，激光准直筒2的输入端设有光纤头端子21，激光准直筒2的输出端设有激光准直镜22，激光准直筒2和激光反射镜3的输出端均设有温度监测装置，激光反射镜3上设有校准单元，检测模块5用于检测输出至保护镜6上激光线的角度，校准单元用于校准激光反射镜3的角度，气流通道12的输入端设有输入气嘴121，气流通道12的内部设有输出气管122，输出气管122的输出端延伸至激光通道11的内部，且输出气管122输出端的端部朝向保护镜6的输出侧，输入气嘴121和输出气管122内部的气体为惰性气体，采用惰性气体，可以防止焊缝氧化，从而使焊缝更美观，同时可以利用惰性气体吹掉保护镜6上的灰尘，保证保护镜6的整洁度，激光通道11的输出口为直线结构，激光通道11的输入口处设有密封套7，激光通道11的输出口处设有焊接枪头8，焊接枪体1上设有控制开关9。

在焊接时，通过控制开关9控制光纤头端子21连接的激光光纤头射出激光，激光首先经过激光准直镜22然后射在激光反射镜3上，激光反射镜3将激光折射后射在激光聚焦镜4上，然后经过激光聚焦镜4的聚焦后穿过检测模块5和保护镜6从焊接枪头8射出。

当检测模块5检测到激光的角度出现偏差时，便需要校准单元对激光的角度进行校准，校准单元包括安装柱31、球套32、万向球321、连接柱33、牵拉环板34、支撑环板35、弹簧36、安装环板37、环形齿轮371、电动伸缩杆38、滚珠381、轨道382、驱动马达39、驱动齿轮391，安装柱31的一端设于激光通道11的内侧壁上，球套32设于安装柱31的另一端，万向球321与球套32转动连接，连接柱33的一端设于万向球321上，连接柱33的另一端设于激光反射镜3背侧的中心处，牵拉环板34设于球套32上，支撑环板35设于激光反射镜3的背侧，弹簧36呈圆周阵列设于牵拉环板34和支撑环板35之间，安装环板37设于安装柱31上，环形齿轮371转动设于安装环板37上，电动伸缩杆38设于环形齿轮371上，滚珠381设于电动伸缩杆38的输出端，轨道382设于激光反射镜3的背侧，轨道382与滚珠381滚动连接，驱动马达39设于激光通道11的内侧壁上，驱动齿轮391设于驱动马达39的输出端，驱动齿轮391与环形齿轮371啮合连接，通过驱动马达39驱动驱动齿轮391转动，即可使驱动齿轮391啮合连接的环形齿轮371转动，当环形齿轮371转动时，即可带动电动伸缩杆38上的滚珠381在轨道382上转动，当滚珠381在轨道382上转动至预定位置时，即可通过电动伸缩杆38驱动滚珠381向轨道382的方向活动，同时通过轨道382带动激光反射镜3以万向球321与球套32连接点为中心转动，即可快速的校准激光反射镜3折射激光的角度，从而校准激光的角度，牵拉环板34和支撑环板35之间呈圆周阵列设置的弹簧36可以使激光反射镜3在转动时保持轨道382抵接于滚珠381上，从而使激光反射镜3在校准时保持稳定。

为便于更换激光准直镜22，激光通道11输入口的内壁上设有第一安装槽，第一安装槽用于安装激光准直筒2，光纤头端子21上设有第一安装螺纹槽，焊接枪体1上设有与第一安装螺纹槽相适配的第一安装螺栓23，将密封套7取下后再将第一安装螺栓23取下即可将光纤头端子21快速取下，此时即可将激光准直筒2从第一安装槽的内部抽出，然后调节激光准直镜22，当激光准直镜22更换完毕后，将激光准直筒2插入第一安装槽的内部，然后将光纤头端子21插入激光通道11的输入口，此时光纤头端子21抵接于激光准直筒2，再将第一安装螺栓23装上，即可将密封套7装上，从而完成激光准直镜22的调节，需要补充的是，激光通道11的输入口应设有密封圈，用于将激光通道11的输入口和光纤头端子21之间的缝隙密封住。

为便于快速更换激光聚焦镜4和保护镜6，焊接枪体1上设有第二安装槽，保护镜6上设有与第二安装槽相适配的安装座61，第二安装槽的内壁上设有第二安装螺纹槽，安装座61上设有与第二安装螺纹槽相适配的第二安装螺栓62，将第二安装螺栓62取下即可将安装座61和保护镜6快速取下，将安装座61和保护镜6快速取下后，即可更换激光聚焦镜4，当激光聚焦镜4和保护镜6更换完毕后，再将第二安装螺栓62装上即可将新的保护镜6快速装上。

实施例2

结合图6所示，校准单元包括驱动马达39，激光反射镜3固定设于驱动马达39的输出端上，由于光斑照在激光反射镜3上是一个点，因此驱动马达39旋转时，激光反射镜3所反射的光就是左右往返运动，且激光反射镜3所反射的光的轨迹是一个弧线，可以适用于不同宽度的焊缝。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种激光焊接枪，包括焊接枪体（1），其特征在于：所述焊接枪体（1）的内部设有激光通道（11）和气流通道（12），所述激光通道（11）的内部自输入口向输出口方向依次设有激光准直筒（2）、激光反射镜（3）、激光聚焦镜（4）、检测模块（5）和保护镜（6），所述激光准直筒（2）的输入端设有光纤头端子（21），所述激光准直筒（2）的输出端设有激光准直镜（22），所述激光准直筒（2）和所述激光反射镜（3）的输出端均设有温度监测装置，所述激光反射镜（3）上设有校准单元，所述检测模块（5）用于检测输出至所述保护镜（6）上激光线的角度，所述校准单元用于校准所述激光反射镜（3）的角度，所述气流通道（12）的输入端设有输入气嘴（121），所述气流通道（12）的内部设有输出气管（122），所述输出气管（122）的输出端延伸至所述激光通道（11）的内部，且所述输出气管（122）输出端的端部朝向所述保护镜（6）的输出侧。

2.根据权利要求1所述的激光焊接枪，其特征在于：所述激光通道（11）输入口的内壁上设有第一安装槽，所述第一安装槽用于安装所述激光准直筒（2），所述光纤头端子（21）上设有第一安装螺纹槽，所述焊接枪体（1）上设有与所述第一安装螺纹槽相适配的第一安装螺栓（23）。

3.根据权利要求1所述的激光焊接枪，其特征在于：所述校准单元包括安装柱（31）、球套（32）、万向球（321）、连接柱（33）、牵拉环板（34）、支撑环板（35）、弹簧（36）、安装环板（37）、环形齿轮（371）、电动伸缩杆（38）、滚珠（381）、轨道（382）、驱动马达（39）、驱动齿轮（391），所述安装柱（31）的一端设于所述激光通道（11）的内侧壁上，所述球套（32）设于所述安装柱（31）的另一端，所述万向球（321）与所述球套（32）转动连接，所述连接柱（33）的一端设于所述万向球（321）上，所述连接柱（33）的另一端设于所述激光反射镜（3）背侧的中心处，所述牵拉环板（34）设于所述球套（32）上，所述支撑环板（35）设于所述激光反射镜（3）的背侧，所述弹簧（36）呈圆周阵列设于所述牵拉环板（34）和所述支撑环板（35）之间，所述安装环板（37）设于所述安装柱（31）上，所述环形齿轮（371）转动设于所述安装环板（37）上，所述电动伸缩杆（38）设于所述环形齿轮（371）上，所述滚珠（381）设于所述电动伸缩杆（38）的输出端，所述轨道（382）设于所述激光反射镜（3）的背侧，所述轨道（382）与所述滚珠（381）滚动连接，所述驱动马达（39）设于所述激光通道（11）的内侧壁上，所述驱动齿轮（391）设于所述驱动马达（39）的输出端，所述驱动齿轮（391）与所述环形齿轮（371）啮合连接。

4.根据权利要求1所述的激光焊接枪，其特征在于：所述校准单元包括驱动马达（39），所述激光反射镜（3）固定设于驱动马达（39）的输出端上。

5.根据权利要求1所述的激光焊接枪，其特征在于：所述焊接枪体（1）上设有第二安装槽，所述保护镜（6）上设有与所述第二安装槽相适配的安装座（61），所述第二安装槽的内壁上设有第二安装螺纹槽，所述安装座（61）上设有与所述第二安装螺纹槽相适配的第二安装螺栓（62）。

6.根据权利要求1所述的激光焊接枪，其特征在于：所述焊接枪体（1）为一体化结构。

7.根据权利要求1所述的激光焊接枪，其特征在于：所述激光通道（11）的输入口处设有密封套（7），所述激光通道（11）的输出口处设有焊接枪头（8）。

8.根据权利要求1所述的激光焊接枪，其特征在于：所述焊接枪体（1）上设有控制开关（9）。

9.根据权利要求1所述的激光焊接枪，其特征在于：所述输入气嘴（121）和所述输出气管（122）内部的气体为惰性气体。

10.根据权利要求1所述的激光焊接枪，其特征在于：所述激光通道（11）的输出口为直线结构。

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