CN207668702U - 一种光纤焊接机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及激光焊接技术领域，尤其是一种光纤焊接机。它包括机柜、激光发生器、工作平台、治具台、激光焊接头以及伺服机构；伺服机构包括X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴升降机构以及旋转支撑机构；X轴移动机构包括第一伺服电机，Y轴移动机构包括第二伺服电机，Z轴升降机构包括第三伺服电机，旋转支撑机构包括旋转驱动组件。本实用新型通过第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机以及旋转驱动组件控制激光焊接头的运动，从而精确地控制焊点的位置，以提高焊接的效率和焊接的质量。同时通过Y轴移动机构和旋转支撑机构分布于X轴移动机构两侧来平衡整个伺服机构的重心位置，有效地提高了整个伺服机构运行的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光焊接技术领域，尤其是一种光纤焊接机。
背景技术
激光焊接机是激光材料加工用的机器，按其工作方式分为激光模具烧焊机、自动激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机，激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的，激光焊接相对于传统氩弧焊有着天然优势，广泛应用于工业电子，汽车制造和航空航天等精密机械部件领域。
现有的光纤传输激光焊接机结构设计不够合理完善，体积庞大，工作效率低，自动化程度低，焊接质量较差，生产成本高，难以满足使用需要。
因此，有必要对现有的光纤传输激光焊接机提出改进方案，以最大限度地提升光纤焊接机的性能并满足实际应用过程中的实际需求。
实用新型内容
针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种光纤焊接机。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种光纤焊接机，它包括机柜、设置于机柜内的激光发生器、设置于机柜上端面的工作平台、设置于工作平台上的治具台、设置于治具台上方的激光焊接头以及设置于工作平台上且用于驱动激光焊接头在三维空间内运动的伺服机构；所述伺服机构包括X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴升降机构以及用于安装激光焊接头的旋转支撑机构；
所述X轴移动机构包括设置于工作平台上且沿X轴方向分布的第一滑动模组、设置于第一滑动模组一端的第一伺服电机以及设置于第一滑动模组上且与第一伺服电机传动连接的第一滑台；
所述Y轴移动机构包括固定于第一滑台上且沿Y轴方向分布的Y轴安装底板、设置于Y轴安装底板上且沿Y轴方向分布的第二滑动模组、设置于第二滑动模组一端的第二伺服电机以及设置于第二滑动模组上且与第二伺服电机传动连接的第二滑台；
所述Z轴升降机构包括固定于第二滑台上的Z轴安装底板、设置于Z轴安装底板上且沿Z轴分布的第三滑动模组、设置于第三滑动模组一端的第三伺服电机以及设置于第三滑动模组上且与第三伺服电机传动连接的第三滑台；
所述旋转支撑机构包括固定于第三滑台上的焊接安装底板、后端固定于焊接安装底板上且沿Y轴方向分布的伸出架以及设置于伸出架的前端用于安装和控制激光焊接头进行旋转运动的旋转驱动组件；
所述激光焊接头与旋转驱动组件转轴连接，所述激光焊接头通过传输光纤与激光发生器连接。
优选地，所述Y轴移动机构还包括一用于固定第二滑动模组的加强筋组件，所述加强筋组件包括设置于第一滑台的Y轴方向的后端侧壁上的加强筋座、设置于加强筋座后端面上且沿Y轴方向分布的第一左加强筋和第一右加强筋以及用于连接第一左加强筋和第一右加强筋的后端部的加强筋连接板，所述Y轴安装底板的下端面的前端与第一滑台连接、后端分别与第一左加强筋和第一右加强筋连接，所述第二滑动模组的下端面的前端与Y轴安装底板的上端面连接、后端与第一左加强筋和第一右加强筋连接。
优选地，所述第一左加强筋和第一右加强筋之间还设置有至少一个加强筋连接杆。
优选地，所述第三滑动模组的后端面上还设置有两个沿Z轴方向分布的第二左加强筋和第二右加强筋，所述第二左加强筋和第二右加强筋的下端面固定连接于Z轴安装底板的上端面上。
优选地，所述旋转驱动组件包括沿Y轴方向同轴依次分布的旋转电机、减速机、轴承座以及焊接头连接板，所述伸出架的前端设置有一旋转安装板，所述减速机的前端固定于旋转安装板的后端面上、后端配合连接于旋转电机的旋转轴上，所述轴承座固定于旋转安装板的前端面上，所述减速机的传动轴依次贯穿旋转安装板和轴承座与焊接头连接板连接，所述激光焊接头设置于焊接头连接板的前端。
优选地，所述工作平台上还设置有一光纤线支撑机构，所述光纤线支撑机构包括下端固定于工作平台上且沿Z轴方向分布的调节管、套接于调节管内的支撑杆、设置于支撑杆上端的托架以及至少一个螺纹连接于调节管的侧壁上且沿调节管的径向方向贯穿调节管的侧壁分布的调节把手。
优选地，它还包括一控制机构，所述控制机构包括设置于机柜内的工控机、悬吊于工作平台上的显示器以及设置于机柜内的鼠标和键盘，所述显示器、鼠标和键盘分别与工控机电连接，所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机以及旋转电机分别与工控机电连接，所述机柜的侧壁上设置有一抽屉，所述鼠标和键盘设置于抽屉内。
优选地，所述工作平台上设置有一下端固定于工作平台上且沿Z轴方向分布的支撑架、一端与支撑架转轴连接的第一关节臂、一端与第一关节臂的另一端转轴连接的第二关节臂、与第二关节臂的另一端转轴连接的旋转关节以及设置于旋转关节上的显示器安装板，所述显示器设置于显示器安装板上。
优选地，所述显示器安装板上还设置有一CCD监控器，所述激光焊接头上设置有一摄像头以采集焊点的图像。
优选地，所述机柜的底部设置有万向脚轮和脚杯。
由于采用了上述方案，本实用新型通过对第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机以及旋转驱动组件的自动化数字控制来控制激光焊接头的运动，从而精确地控制焊点的位置，以提高焊接的效率和焊接的质量。同时通过Y轴移动机构和旋转支撑机构分布于X轴移动机构两侧来平衡整个伺服机构的重心位置，使伺服机构的重心位置处于第一滑台的轮廓范围内，从而有效地提高了整个伺服机构运行的稳定性，从而可以精确地控制激光焊接头的焊接位置。基于此，本装置的结构合理，数字自动化可控程度高，结构紧凑，安装方便，具有很强的实用价值和市场推广价值。
附图说明
图1是本实用新型实施例的整体装配的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的伺服机构的结构示意图；
图3是本实用新型实施例的Y轴移动机构的分解结构示意图；
图4是本实用新型实施例的Z轴移动机构的结构示意图；
图5是本实用新型实施例的旋转驱动组件的结构示意图；
图6是本实用新型实施例的光纤线支撑机构和控制机构的结构示意图；
图7是本实用新型实施例的光纤线支撑机构的结构示意图；
图8是本实用新型实施例的控制机构的部分结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图8所示，本实用新型实施例提供的一种光纤焊接机，它包括机柜10、设置于机柜10内的激光发生器(图中未示出)、设置于机柜10上端面的工作平台11、设置于工作平台11上的治具台12、设置于治具台12上方的激光焊接头13以及设置于工作平台11上且用于驱动激光焊接头13在三维空间内运动的伺服机构；其中伺服机构包括X轴移动机构20、Y轴移动机构 30、Z轴升降机构40以及用于安装激光焊接头13的旋转支撑机构50，X轴移动机构20包括设置于工作平台11上且沿X轴方向分布的第一滑动模组21、设置于第一滑动模组21一端的第一伺服电机22以及设置于第一滑动模组21 上且与第一伺服电机22传动连接的第一滑台23；Y轴移动机构30包括固定于第一滑台23上且沿Y轴方向分布的Y轴安装底板31、设置于Y轴安装底板 31上且沿Y轴方向分布的第二滑动模组32、设置于第二滑动模组32一端的第二伺服电机33以及设置于第二滑动模组32上且与第二伺服电机33传动连接的第二滑台34；Z轴升降机构40包括固定于第二滑台34上的Z轴安装底板41、设置于Z轴安装底板41上且沿Z轴分布的第三滑动模组42、设置于第三滑动模组42一端的第三伺服电机43以及设置于第三滑动模组42上且与第三伺服电机43传动连接的第三滑台44；旋转支撑机构50包括固定于第三滑台44上的焊接安装底板51、后端固定于焊接安装底板51上且沿Y轴方向分布的伸出架52以及设置于伸出架52的前端且用于安装和控制激光焊接头 13进行旋转运动的旋转驱动组件53；激光焊接头13与旋转驱动组件53转轴连接，激光焊接头13通过传输光纤(图中未示出)与激光发生器连接。
由此，可利用第一伺服电机22驱动激光焊接头13在治具台12上方沿X 轴方向作直线运动，利用第二伺服电机33驱动激光焊接头13在治具台12上方沿Y轴方向作直线运动，利用第三伺服电机43驱动激光焊接头13在治具台12上方沿Z轴方向作直线运动,利用旋转驱动组件53驱动激光焊接头13 在治具台12上方以Y轴方向为旋转轴作旋转运动，从而可通过第一伺服电机 22、第二伺服电机33、第三伺服电机43以及旋转驱动组件53的自动化数字控制来控制激光焊接头13的运动，从而精确地控制焊点的位置，以提高焊接的效率和焊接的质量。同时通过Y轴移动机构30和旋转支撑机构50分布于X 轴移动机构20两侧来平衡整个伺服机构的重心位置，使伺服机构的重心位置处于第一滑台23的轮廓范围内，从而有效地提高了整个伺服机构运行的稳定性，从而可以精确地控制激光焊接头13的焊接位置。基于此，本装置的结构合理，数字自动化可控程度高，结构紧凑安装方便，具有很强的实用价值和市场推广价值。
为了进一步提高Y轴移动机构30运行的稳定性，本实施例的Y轴移动机构30还包括一用于固定第二滑动模组32的加强筋组件35，其中加强筋组件 35包括设置于第一滑台23的Y轴方向的后端侧壁上的加强筋座351、设置于加强筋座351后端面上且沿Y轴方向分布的第一左加强筋352和第一右加强筋353以及用于连接第一左加强筋352和第一右加强筋353的后端部的加强筋连接板354，Y轴安装底板31的下端面的前端与第一滑台23连接、后端分别与第一左加强筋352和第一右加强筋353连接，第二滑动模组32的下端面的前端与Y轴安装底板31的上端面连接、后端与第一左加强筋352和第一右加强筋353连接。由此，可利用加强筋组件35与Y轴安装底板31共同配合将Y轴移动机构30稳定地固定于第一滑台23上，从而使伺服机构的重心位置即使偏移出第一滑台23的后侧端，Y轴移动机构30也能稳定地运行，从而保证了整个装置运行地稳定性。
作为优选方案，本实施例的第一左加强筋352和第一右加强筋353之间还设置有至少一个加强筋连接杆355。由此，可利用加强筋连接杆355增强加强筋组件35的结构稳定性。
为了提高Z轴升降机构40的结构稳定性，本实施例的第三滑动模组42 的后端面上还设置有两个沿Z轴方向分布的第二左加强筋45和第二右加强筋 46，第二左加强筋45和第二右加强筋46的下端面固定连接于Z轴安装底板 41的上端面上。由此，可利用第二左加强筋45和第二右加强筋46使第三滑动模组42稳定地固定于第二滑台34上，从而保证了Z轴升降机构40运行的稳定性。
为了有效地控制激光焊接头13的旋转运动，作为优选方案，本实施例的旋转驱动组件53包括沿Y轴方向同轴依次分布的旋转电机531、减速机532、轴承座533以及焊接头连接板534，在伸出架52的前端设置有一旋转安装板 521，减速机532的前端固定于旋转安装板521的后端面上、后端配合连接于旋转电机531的旋转轴上，轴承座533固定于旋转安装板521的前端面上，减速机532的传动轴依次贯穿旋转安装板521和轴承座533与焊接头连接板534连接，激光焊接头13设置于焊接头连接板534的前端。由此，可利用旋转电机531控制激光焊接头13的旋转运动，利用减速机532来调节对激光焊接头13旋转运动的控制精度。
为了提高激光焊接头13运行的稳定性，作为优选方案，本实施例的工作平台11上还设置有一光纤线支撑机构60，其中光纤线支撑机构60包括下端固定于工作平台11上且沿Z轴方向分布的调节管61、套接于调节管61内的支撑杆62、设置于支撑杆62上端的托架63以及至少一个螺纹连接于调节管 61的侧壁上且沿调节管61的径向方向贯穿调节管61的侧壁分布的调节把手 64。由此，托架63支撑用于连接激光焊接头13与激光发生器之间的传输光纤，并通过调节把手64调节和固定支撑杆62在调节管61内的高度，从而有效地提高了装置布局的合理性和装置运行的稳定性。
为了提高装置的自动化性能，作为优选方案，本实施例的焊接装置它还包括一控制机构，控制机构包括设置于机柜内的工控机(图中未示出)、悬吊于工作平台11上的显示器71以及设置于机柜10内的鼠标72和键盘73，其中显示器71、鼠标72和键盘73分别与工控机电连接，第一伺服电机22、第二伺服电机33、第三伺服电机43以及旋转电机531分别与工控机电连接,机柜10的侧壁上设置有一抽屉14，鼠标72和键盘73设置于抽屉14内。由此，可利用工控机分别对第一伺服电机22、第二伺服电机33、第三伺服电机43 以及旋转电机531进行自动化控制，可在工控机内编写和预存不同的控制程序来对不同的产品进行定点精确地焊接，从而提高对产品焊接的效率和焊接的稳定性，同时利用鼠标72和键盘73便于操作人员在显示器71上选择不同的程序对不同型号的产品进行焊接；利用抽屉14的设置可减小装置的体积，在使用鼠标72和键盘73时将抽屉14拉出，在不使用鼠标72和键盘73时时将抽屉14推入机柜10内，从而提高了装置的紧凑性。作为优选方案，在机柜10的侧壁上设置有若干个控制按钮15，控制按钮包括电源开关、急停开关等，从而使简化操作，提高操作人员操作的便利性。
为了进一步提高装置的紧凑性，减小装置的体积，作为优选方案，本实施例的工作平台11上设置有一下端固定于工作平台11上且沿Z轴方向分布的支撑架75、一端与支撑架74转轴连接的第一关节臂751、一端与第一关节臂751的另一端转轴连接的第二关节臂752、与第二关节臂752的另一端转轴连接的旋转关节753以及设置于旋转关节753上的显示器安装板754，显示器 71设置于显示器安装板754上。由此，可利用第一关节臂751、第二关节臂752以及旋转关节753的结构设置，可对显示器71进行旋转各种角度和方位，从而提高了显示器71的使用便利性；同时不使用显示器71时，可将显示器 71进行折叠收拢，以减小装置的体积，提高装置的紧凑性。
为了便于操纵员对焊点的位置进行检测和校正，本实施例的显示器安装板754上还设置有一CCD监控器76，在激光焊接头13上设置有一摄像头(图中未示出)以采集焊点的图像。由此，可利用摄像头采集焊点的图像并将采集的图像放大显示于CCD监控器76上，从而便于操纵员对焊点的位置进行检测以及对焊点的位置的校正。作为优选方案，在支撑架75上端设置有一警示报警灯77，从而在装置运行不正常时或紧急情况下进行灯光报警，从而提高生产的安全性。
为了便于焊接装置的移动，本实施例的机柜10的底部设置有万向脚轮16 和脚杯17。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种光纤焊接机，它包括机柜、设置于机柜内的激光发生器、设置于机柜上端面的工作平台、设置于工作平台上的治具台、设置于治具台上方的激光焊接头以及设置于工作平台上且用于驱动激光焊接头在三维空间内运动的伺服机构；其特征在于：所述伺服机构包括X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴升降机构以及用于安装激光焊接头的旋转支撑机构；
所述X轴移动机构包括设置于工作平台上且沿X轴方向分布的第一滑动模组、设置于第一滑动模组一端的第一伺服电机以及设置于第一滑动模组上且与第一伺服电机传动连接的第一滑台；
所述Y轴移动机构包括固定于第一滑台上且沿Y轴方向分布的Y轴安装底板、设置于Y轴安装底板上且沿Y轴方向分布的第二滑动模组、设置于第二滑动模组一端的第二伺服电机以及设置于第二滑动模组上且与第二伺服电机传动连接的第二滑台；
所述Z轴升降机构包括固定于第二滑台上的Z轴安装底板、设置于Z轴安装底板上且沿Z轴分布的第三滑动模组、设置于第三滑动模组一端的第三伺服电机以及设置于第三滑动模组上且与第三伺服电机传动连接的第三滑台；
所述旋转支撑机构包括固定于第三滑台上的焊接安装底板、后端固定于焊接安装底板上且沿Y轴方向分布的伸出架以及设置于伸出架的前端用于安装和控制激光焊接头进行旋转运动的旋转驱动组件；
所述激光焊接头与旋转驱动组件转轴连接，所述激光焊接头通过传输光纤与激光发生器连接。
2.如权利要求1所述的一种光纤焊接机，其特征在于：所述Y轴移动机构还包括一用于固定第二滑动模组的加强筋组件，所述加强筋组件包括设置于第一滑台的Y轴方向的后端侧壁上的加强筋座、设置于加强筋座后端面上且沿Y轴方向分布的第一左加强筋和第一右加强筋以及用于连接第一左加强筋和第一右加强筋的后端部的加强筋连接板，所述Y轴安装底板的下端面的前端与第一滑台连接、后端分别与第一左加强筋和第一右加强筋连接，所述第二滑动模组的下端面的前端与Y轴安装底板的上端面连接、后端与第一左加强筋和第一右加强筋连接。
3.如权利要求2所述的一种光纤焊接机，其特征在于：所述第一左加强筋和第一右加强筋之间还设置有至少一个加强筋连接杆。
4.如权利要求1所述的一种光纤焊接机，其特征在于：所述第三滑动模组的后端面上还设置有两个沿Z轴方向分布的第二左加强筋和第二右加强筋，所述第二左加强筋和第二右加强筋的下端面固定连接于Z轴安装底板的上端面上。
5.如权利要求1所述的一种光纤焊接机，其特征在于：所述旋转驱动组件包括沿Y轴方向同轴依次分布的旋转电机、减速机、轴承座以及焊接头连接板，所述伸出架的前端设置有一旋转安装板，所述减速机的前端固定于旋转安装板的后端面上、后端配合连接于旋转电机的旋转轴上，所述轴承座固定于旋转安装板的前端面上，所述减速机的传动轴依次贯穿旋转安装板和轴承座与焊接头连接板连接，所述激光焊接头设置于焊接头连接板的前端。
6.如权利要求1-5中任一项所述的一种光纤焊接机，其特征在于：所述工作平台上还设置有一光纤线支撑机构，所述光纤线支撑机构包括下端固定于工作平台上且沿Z轴方向分布的调节管、套接于调节管内的支撑杆、设置于支撑杆上端的托架以及至少一个螺纹连接于调节管的侧壁上且沿调节管的径向方向贯穿调节管的侧壁分布的调节把手。
7.如权利要求1-5中任一项所述的一种光纤焊接机，其特征在于：它还包括一控制机构，所述控制机构包括设置于机柜内的工控机、悬吊于工作平台上的显示器以及设置于机柜内的鼠标和键盘，所述显示器、鼠标和键盘分别与工控机电连接，所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机以及旋转电机分别与工控机电连接，所述机柜的侧壁上设置有一抽屉，所述鼠标和键盘设置于抽屉内。
8.如权利要求7所述的一种光纤焊接机，其特征在于：所述工作平台上设置有一下端固定于工作平台上且沿Z轴方向分布的支撑架、一端与支撑架转轴连接的第一关节臂、一端与第一关节臂的另一端转轴连接的第二关节臂、与第二关节臂的另一端转轴连接的旋转关节以及设置于旋转关节上的显示器安装板，所述显示器设置于显示器安装板上。
9.如权利要求8所述的一种光纤焊接机，其特征在于：所述显示器安装板上还设置有一CCD监控器，所述激光焊接头上设置有一摄像头以采集焊点的图像。
10.如权利要求8或9所述的一种光纤焊接机，其特征在于：所述机柜的底部设置有万向脚轮和脚杯。
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| GR01 | Patent grant | ||
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