CN115889996A - 基于多点触按压式激光焊接机定位装置及其定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光焊接技术领域，具体地说，涉及基于多点触按压式激光焊接机定位装置及其定位方法。其包括机体和设置在机体激光束输出侧的定位构件，所述定位构件具有前侧触端和后侧触端，所述前侧触端和所述后侧触端中任意一个触端在焊接时贴合接触面形成支撑部，余下的触端形成可脱离接触面的定位部。本发明中通过支撑部对机体进行支撑，让激光束输出侧进行灵活转向，并且在定位部的配合下，转动的激光束输出侧能够进行辅助性的定位以及限位，即保证焊接的灵活程度，由提高整体的操控性。

Description

基于多点触按压式激光焊接机定位装置及其定位方法

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，具体地说，涉及基于多点触按压式激光焊接机定位装置及其定位方法。

背景技术

激光焊接机是通过脉冲激光束来完成焊接的。

用于焊接的主要有两种激光，即CO2激光和Nd:YAG激光；CO2激光和Nd：YAG激光都是肉眼不可见红外光，其中：

Nd：YAG激光产生的光束主要是近红外光，波长为1.06Lm，热导体对这种波长的光吸收率较高，对于大部分金属，它的反射率为20％-30％；只要使用标准的光镜就能使近红外波段的光束聚焦为直径0.25mm；

CO2激光的光束为远红外光，波长为10.6Lm，大部分金属对这种光的反射率达到80％～90％，需要特别的光镜把光束聚焦成直径为0.75-0.1mm。

Nd：YAG激光功率一般能达到4000-6000W左右，现在大功率已达到10000W；而CO2激光功率却能轻易达到20000W甚至更大。

中国专利公开号CN112453732A公开了一种新型手持式激光焊接稳定器，包括激光焊枪主体和供激光焊枪主体选装的第一连接套件、第二连接套件和第三连接套件，第一连接套件包括旋转关节、连接板、伸缩杆、导轮和锁紧把手，第一连接套件可较为精准的调整激光焊枪主体和焊接件的距离，且激光焊枪主体具有两个支点，焊接过程的平稳度较高，在进行直线焊接时可起到降低焊接难度的效果。

但是现有的稳定结构常常都是比较死板的，很难配合操作人员的手法作出一些特殊的焊接方式，整体的灵活性较差，而对于手持式的激光焊接机来说灵活性是非常重要的，鉴于此，亟需提出基于多点触按压式激光焊接机定位装置及其定位方法。

发明内容

本发明的目的在于提供基于多点触按压式激光焊接机定位装置及其定位方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明目的之一在于，提供了基于多点触按压式激光焊接机定位装置，其包括机体和设置在机体激光束输出侧的定位构件，所述定位构件具有前侧触端和后侧触端，所述前侧触端和所述后侧触端中任意一个触端在焊接时贴合接触面形成支撑部，余下的触端形成可脱离接触面的定位部，其中：

所述定位部脱离接触面供激光束输出侧进行灵活转向；

所述定位部贴合接触面用于限定激光束输出侧的走向。

作为本技术方案的进一步改进，所述机体由手持焊机主体和形成激光束输出侧的脉冲激光束输出头组成，所述脉冲激光束输出头设置在手持焊机主体上；

所述定位构件包括前架和后架，所述前架设置有两个，其中：

两个所述前架设置在脉冲激光束输出头的前侧形成前侧触端，单个的所述后架设置在脉冲激光束输出头后侧形成后侧触端，通过所述前架和后架在接触面上形成三个支点；

所述脉冲激光束输出头外设置有连接板，所述连接板与前架和后架连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述后架向外弯折，所述后架的下半部分上转动连接有滚球，所述前架和后架均与连接板固定连接；

所述连接板与脉冲激光束输出头固定连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述后架在滚球所在侧延伸设置有延伸端。

作为本技术方案的进一步改进，包括选装在接触面上的两个导向轨，所述导向轨的外侧形成导槽与前架贴合。

作为本技术方案的进一步改进，所述连接板上对应前架和后架的位置开设有转接槽，所述前架和后架通过转接槽与连接板进行转动连接；

所述转接槽内设置有扭力弹簧，所述前架和后架与对应的扭力弹簧固定连接，以在所述扭力弹簧的作用下形成一个抵抗脉冲激光束输出头的下压的抵抗力；

所述连接板与脉冲激光束输出头也进行转动连接；

所述前架的下端部上转动连接有滚轮，所述滚轮的移动方向与后架所在平面平行。

作为本技术方案的进一步改进，所述前架的下方设置有支板。

作为本技术方案的进一步改进，所述前架与连接板固定连接，所述后架与连接板滑动连接；

所述后架的外部设置有环板，所述环板与连接板之间固定连接有连接弹簧；

所述脉冲激光束输出头与脉冲激光束输出头转动连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述脉冲激光束输出头的下侧开设有握持槽。

本发明目的之二在于，提供了使用基于多点触按压式激光焊接机定位装置进行定位的方法，其包括如下方法步骤：

步骤一、使支撑部贴合接触面；

步骤二、在支撑部的支撑下转动激光束输出侧，并在焊接的过程中借助定位部进行定位操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、该基于多点触按压式激光焊接机定位装置及其定位方法中，通过支撑部对机体进行支撑，让激光束输出侧进行灵活转向，并且在定位部的配合下，转动的激光束输出侧能够进行辅助性的定位以及限位，即保证焊接的灵活程度，由提高整体的操控性。

2、该基于多点触按压式激光焊接机定位装置及其定位方法中，通过后架以及滚球进行支撑，在操作人员手部的携带下控制脉冲激光束输出头朝指定方向移动，而在此过程中需要进行定点焊接时，则向后转动脉冲激光束输出头起到下压延伸端的作用，然后使延伸端接触工件表面，接触后产生的摩擦力对滚球进行限定，使整个焊接操作更加灵活，在灵活的过程中通过设置的延伸端让移动的限制也更加便捷。

3、该基于多点触按压式激光焊接机定位装置及其定位方法中，以前架作为支撑部时将后架形成的定位部抬起，此时在滚轮的滚动下只能携带脉冲激光束输出头做线性运动，对脉冲激光束输出头走向的引导性更强。

4、该基于多点触按压式激光焊接机定位装置及其定位方法中，在连接弹簧的作用下，形成支撑部的后架能够适应弧形接触面或者台阶状的接触面进行伸缩，而且后架不会与连接板转动，这样操控起来会更加简单。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的机体结构示意图；

图3为本发明的定位构件结构示意图其一；

图4为本发明的定位构件侧面结构示意图；

图5为本发明的观察槽侧面结构示意图；

图6为本发明的定位构件和导向轨结构示意图；

图7为本发明的定位构件结构示意图其二；

图8为本发明的后架和前架侧面结构示意图；

图9为本发明具有支板的前架结构示意图；

图10为本发明具有连接弹簧的后架结构示意图。

图中各个标号意义为：

100、机体；

110、手持焊机主体；120、脉冲激光束输出头；120A、握持槽；

200、定位构件；

210、连接板；210A、观察槽；210B、转接槽；211、扭力弹簧；220、前架；221、滚轮；222、支板；230、后架；230a、延伸端；231、滚球；232、环板；2321、连接弹簧；

300、导向轨。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

激光焊接机是通过脉冲激光束来完成焊接的。

但是现有手持式激光焊接机的稳定结构常常都是比较死板，很难配合操作人员的手法作出一些特殊的焊接方式，整体的灵活性较差，而对于手持式的激光焊接机来说灵活性是非常重要的，鉴于此，亟需提出基于多点触按压式激光焊接机定位装置及其定位方法。

为此，本发明提供了基于多点触按压式激光焊接机定位装置，如图1所示，该装置包括机体100和设置在机体100激光束输出侧的定位构件200，定位构件200具有前侧触端和后侧触端，焊接时前侧触端和后侧触端中任意一个触端贴合接触面形成支撑部，余下的触端形成可脱离接触面的定位部，其中：

定位部脱离接触面供激光束输出侧进行灵活转向；

定位部贴合接触面用于限定激光束输出侧的走向。

图2和图3对机体100和定位构件200进一步公开，图2中机体100由手持焊机主体110和形成激光束输出侧的脉冲激光束输出头120组成，而对于手持焊机主体110来说需要设置握柄供操作人员进行握持，而且为了提高握持的稳定性还在脉冲激光束输出头120的下侧开设有握持槽120A，这样握持脉冲激光束输出头120的手能够被握持槽120A限制，从而使激光束输出侧能够稳定的贴合操作人员手部，以在操作人员手部的携带下做出精确的走向，实现多形式的焊接。

图3中定位构件200包括连接板210、前架220和后架230，前架220设置有两个，且两个前架220设置在脉冲激光束输出头120的前侧形成前侧触端，单个的后架230设置在脉冲激光束输出头120后侧形成后侧触端，通过前架220和后架230在接触面上形成三个支点，从而提高定位后的稳定性；

前架220和后架230通过连接板210连接在脉冲激光束输出头120上，连接板210可以为圆形、方形和三角形等，优选采用三角形的连接板210，且连接板210的前侧内凹形成观察槽210A(如图4所示)，不仅如此前架220设置在观察槽210A的两侧，并向外侧延伸，在进行焊接时操作人员通过观察槽210A就能够观察到脉冲激光束输出头120的端部。

通过支撑部对机体进行支撑，让激光束输出侧进行灵活转向，并且在定位部的配合下，转动的激光束输出侧能够进行辅助性的定位以及限位，即保证焊接的灵活程度，由提高整体的操控性。

图4-图6示出了本发明的第一实施例，

图4中，后架230向外弯折，并在后架230的下半部分上转动连接有滚球231，且前架220和后架230均与连接板210固定连接，连接板210与脉冲激光束输出头120也为固定连接。

另外，本实施例中的后架230在滚球231所在侧延伸设置有延伸端230a。

使用时，将前架220和后架230贴合工件表面(也即接触面)，此时可以对工件上固定的某个点进行焊接，因为连接板210、前架220以及后架230均固定连接在脉冲激光束输出头120上，因此只需要确定连接板210和前架220形成的三个支点落位即可对工件上固定的某个点进行焊接(如图5所示)，而且通过连接板210和前架220形成的三角支架对机体100的支撑更加稳定，不会出现侧偏的现象，但在支点落位后脉冲激光束输出头120的灵活性也就降低了；

如果需要进行移位时则以滚球231为支点向上抬起脉冲激光束输出头120，请参阅图4所示，这时候的后架230成为支撑部对整体结构进行支撑，然后借助滚球231在工件表面进行移动，又因为滚球231为球型状态，所以可以实现任意方向的滚动(同理在滚球231被限定的情况下，后架230也能够朝任意方向转动)，这时候需要进行定点焊接时，就使形成定位部的前架220落位即可；

但是需要进行灵活的焊接时，则使前架220处于脱离状态，这时候通过后架230以及滚球231进行支撑，在操作人员手部的携带下控制脉冲激光束输出头120朝指定方向移动，而在此过程中需要进行定点焊接时，则向后转动脉冲激光束输出头120起到下压延伸端230a的作用，然后使延伸端230a接触工件表面，接触后产生的摩擦力对滚球231进行限定，使整个焊接操作更加灵活，在灵活的过程中通过设置的延伸端230a让移动的限制也更加便捷，因为这样就无需大范围的转动脉冲激光束输出头120使前架220与工件表面接触。

值得说明的是，前架220的下端部要低于后架230的下端部，这样在定位时脉冲激光束输出头120能朝后架230所在侧倾斜，倾斜后脉冲激光束输出头120的端部就能够暴露在通过观察槽210A观察的视线范围内，以辅助操作人员进行焊接操作。

而且脉冲激光束输出头120在倾角为45度时，延伸端230a是平行于工件表面的，而且延伸端230a在水平状态是距离工件表面的间距为0.4-1.2cm，从而控制后架230在10度-15度范围内进行转动，还能利用延伸端230a与工件表面的间距推断出后架230的转动情况，这样也能够辅助操作人员进行焊接操作。

另外，针对线性的焊缝(可以是直线，也可以是曲线)进行焊接本实施例公开了另一种实施方式，如图6所示，激光焊接机定位装置还包括选装在接触面上的两个导向轨300，导向轨300的外侧形成导槽与前架220贴合，使用时将两个前架220分别贴合在对应侧的导槽内，而导向轨300平行且对称设置在焊缝两侧的，这样在导槽的导向下后架230和滚球231支撑着脉冲激光束输出头120按照既定路线移动，这样脉冲激光束输出头120就能够精准对焊缝进行焊接。

最后强调一下前架220还有一个作用就是能够通过下压力固定两个贴合的工件，使其在焊接时不会发生偏移。

图7-图9示出了本发明的第二实施例，

图7中连接板210上对应前架220和后架230的位置开设有转接槽210B，前架220和后架230通过转接槽210B与连接板210进行转动连接，并且在转接槽210B内设置有扭力弹簧211，前架220和后架230与二者对应的扭力弹簧211固定连接，以在扭力弹簧211的作用下形成一个抵抗力，用于抵抗脉冲激光束输出头120的下压力，因为在脉冲激光束输出头120被下压时，前架220和后架230能够转动，转动的前架220和后架230迫使扭力弹簧211形变，从产生抵抗下压力的弹力作用；

连接板210与脉冲激光束输出头120也进行转动连接；

前架220的下端部上转动连接有滚轮221，滚轮221的移动方向与后架230所在平面平行。

使用时，后架230和前架220均能够形成支撑部，以后架230作为支撑部时将形成定位部的前架220抬起，此时原理同第一实施例一样(只是本实施例中没有延伸端230a的作用效果，而且由于后架230可以在转接槽210B内进行转动，所以后架230支撑高度的调节以及脉冲激光束输出头120转动的角度范围能够更广泛，更适合技术精湛的操作人员使用，因为相对于第一实施例来说整体的辅助功能效果降低)；以前架220作为支撑部时将后架230形成的定位部抬起，此时在滚轮221的滚动下只能携带脉冲激光束输出头120做线性运动，对脉冲激光束输出头120走向的引导性更强，可灵活程度随之降低；

如图8所示，面对台阶状的工件表面时，滚球231形成的定位部能够固定在台阶形成处，然后在前架220形成支持部的支撑下转动脉冲激光束输出头120以实现直线上各个点位的焊接。

在图9中，前架220的下方设置有支板222，当脉冲激光束输出头120被下压后，支板222能够与工件表面贴合，这时候通过支板222与工件表面接触产生的摩擦力将前架220进行限定，通过延伸端230a一样，支板222贴合工件表面的部分在脉冲激光束输出头120倾角为45度时平行于工件表面，而且该部分在水平状态是距离工件表面的间距为0.4-1.2cm，从而控制后架230在10度-15度范围内进行转动，还能利用延伸端230a与工件表面的间距推断出后架230的转动情况，这样也能够辅助操作人员进行焊接操作。

图10示出了本发明的第三实施例，

图10中，前架220与连接板210固定连接，后架230与连接板210滑动连接，在后架230的外部设置有环板232，环板232与连接板210之间固定连接有连接弹簧2321，且脉冲激光束输出头120与脉冲激光束输出头120转动连接。

通过设置连接弹簧2321的有点在于：在连接弹簧2321的作用下，形成支撑部的后架230能够适应弧形接触面或者台阶状的接触面进行伸缩，而且后架230不会与连接板210转动，这样操控起来会更加简单；

而作为定位部的前架220作用同第一实施例相同。

值得说明的是，握持槽120A还有个作用就是为活动状态下的后架230提供空间。

本发明还提供了使用基于多点触按压式激光焊接机定位装置进行定位的方法，其包括如下方法步骤：

步骤一、使支撑部贴合接触面(即工件表面)；

步骤二、在支撑部的支撑下转动激光束输出侧，使其进行灵活的焊接操作，而且在焊接的过程中借助定位部进行定位操作，其定位操作包括：

定点；

形成既定路线；

在进行灵活的焊接操作时提供限定作用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进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.基于多点触按压式激光焊接机定位装置，其包括机体(100)和设置在机体(100)激光束输出侧的定位构件(200)，所述定位构件(200)具有前侧触端和后侧触端，其特征在于：所述前侧触端和所述后侧触端中任意一个触端在焊接时贴合接触面形成支撑部，余下的触端形成可脱离接触面的定位部，其中：

所述定位部脱离接触面供激光束输出侧进行灵活转向；

所述定位部贴合接触面用于限定激光束输出侧的走向。

2.根据权利要求1所述的基于多点触按压式激光焊接机定位装置，其特征在于：所述机体(100)由手持焊机主体(110)和形成激光束输出侧的脉冲激光束输出头(120)组成，所述脉冲激光束输出头(120)设置在手持焊机主体(110)上；

所述定位构件(200)包括前架(220)和后架(230)，所述前架(220)设置有两个，其中：

两个所述前架(220)设置在脉冲激光束输出头(120)的前侧形成前侧触端，单个的所述后架(230)设置在脉冲激光束输出头(120)后侧形成后侧触端，通过所述前架(220)和后架(230)在接触面上形成三个支点；

所述脉冲激光束输出头(120)外设置有连接板(210)，所述连接板(210)与前架(220)和后架(230)连接。

3.根据权利要求2所述的基于多点触按压式激光焊接机定位装置，其特征在于：所述后架(230)向外弯折，所述后架(230)的下半部分上转动连接有滚球(231)，所述前架(220)和后架(230)均与连接板(210)固定连接；

所述连接板(210)与脉冲激光束输出头(120)固定连接。

4.根据权利要求3所述的基于多点触按压式激光焊接机定位装置，其特征在于：所述后架(230)在滚球(231)所在侧延伸设置有延伸端(230a)。

5.根据权利要求3所述的基于多点触按压式激光焊接机定位装置，其特征在于：包括选装在接触面上的两个导向轨(300)，所述导向轨(300)的外侧形成导槽与前架(220)贴合。

6.根据权利要求2所述的基于多点触按压式激光焊接机定位装置，其特征在于：所述连接板(210)上对应前架(220)和后架(230)的位置开设有转接槽(210B)，所述前架(220)和后架(230)通过转接槽(210B)与连接板(210)进行转动连接；

所述转接槽(210B)内设置有扭力弹簧(211)，所述前架(220)和后架(230)与对应的扭力弹簧(211)固定连接，以在所述扭力弹簧(211)的作用下形成一个抵抗脉冲激光束输出头(120)的下压的抵抗力；

所述连接板(210)与脉冲激光束输出头(120)也进行转动连接；

所述前架(220)的下端部上转动连接有滚轮(221)，所述滚轮(221)的移动方向与后架(230)所在平面平行。

7.根据权利要求6所述的基于多点触按压式激光焊接机定位装置，其特征在于：所述前架(220)的下方设置有支板(222)。

8.根据权利要求2所述的基于多点触按压式激光焊接机定位装置，其特征在于：所述前架(220)与连接板(210)固定连接，所述后架(230)与连接板(210)滑动连接；

所述后架(230)的外部设置有环板(232)，所述环板(232)与连接板(210)之间固定连接有连接弹簧(2321)；

所述脉冲激光束输出头(120)与脉冲激光束输出头(120)转动连接。

9.根据权利要求6-8任意一项所述的基于多点触按压式激光焊接机定位装置，其特征在于：所述脉冲激光束输出头(120)的下侧开设有握持槽(120A)。

10.使用权利要求1中所述的基于多点触按压式激光焊接机定位装置进行定位的方法，其特征在于，包括如下方法步骤：

步骤一、使支撑部贴合接触面；

步骤二、在支撑部的支撑下转动激光束输出侧，并在焊接的过程中借助定位部进行定位操作。

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