CN208614006U - 激光焊接头及激光焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于焊接设备技术领域，尤其涉及一种激光焊接头及激光焊接设备，激光焊接头包括安装箱、激光发射组件、红外测温器和反射镜组件，激光发射组件安装于安装箱内，反射镜组件包括第一反射镜和第二反射镜，第一反射镜安装于安装箱内并对应激光发射组件，红外测温器安装于安装箱内，第二反射镜安装于安装箱内并对应红外测温器和第一反射镜，安装箱底部形成有通光孔，通光孔对应第二反射镜设置，测温红外线穿过第二反射镜并与激光束同轴。通过第一反射镜和第二反射镜的反射作用，测温红外线与激光束就得以实现同轴，测温红外线能够准确的测量出待焊接件受到激光束照射处的激光能量密度。如此便实现了对激光束能量密度的实时监控。

Description

激光焊接头及激光焊接设备

技术领域

本实用新型属于焊接设备技术领域，尤其涉及一种激光焊接头及激光焊接设备。

背景技术

得益于激光高能量密度的特性，应用激光作为加热源的激光焊接设备可在金属表面通过激光进行瞬间高温加热，从而进行焊接作业。在实际生产中，通常是通过检测待焊接件表面的温度以获知作用于待焊接件表面的激光束的能量大小。进而对焊接过程进行控制。

现有技术中，通常是在激光焊接设备的激光发射头外加装测温元件以实时检测待焊接件的温度变化，然而，外部装设的测温元件所发射出的红外光束往往难以与激光头所发射出的激光束保持同轴，进而不能准确测量出待焊接件上受到激光束照射处的实际温度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光焊接头及激光焊接设备，旨在解决现有技术中的焊接件在激光焊接过程中，其受到激光束照射处的温度不能得到准确测量的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种激光焊接头，包括安装箱、用于发射激光束的激光发射组件、用于发射测温红外线的红外测温器和反射镜组件，所述激光发射组件固定安装于所述安装箱内，所述反射镜组件包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜固定安装于所述安装箱内并对应于所述激光发射组件设置，所述红外测温器固定安装于所述安装箱内，所述第二反射镜安装于所述安装箱内并对应于所述红外测温器和所述第一反射镜设置，所述安装箱的底部形成有通光孔，所述通光孔对应所述第二反射镜设置，所述测温红外线穿过所述第二反射镜并与依序经过所述第一反射镜和所述第二反射镜所反射的所述激光束保持同轴。

进一步地，所述安装箱内还固定安装有视觉成像模组，所述视觉成像模组固定安装于所述安装箱的侧壁上并伸入所述安装箱内，反射镜组件还包括第三反射镜，所述第三反射镜安装于所述安装箱内并位于所述第二反射镜背离所述红外测温器的一侧且对应所述第二反射镜和所述通光孔设置，所述视觉成像模组对应所述第三反射镜设置。

进一步地，所述激光发射组件包括激光发射器、固定筒和准直透镜，所述激光发射器固定安装于所述安装箱的内壁上，所述固定筒固定安装于所述激光发射器上，所述准直透镜固定安装于所述固定筒内并正对于所述激光发射器设置。

进一步地，所述激光发射组件还包括装配件，所述装配件固定安装于所述固定筒背离所述激光发射器的一端，所述准直透镜固定安装于所述装配件内。

进一步地，所述反射镜组件还包括第一固定架，所述第一固定架固定安装于所述安装箱的内侧壁上且位于所述装配件背离所述固定筒的一侧，所述第一反射镜固定安装于所述第一固定架上并对应所述准直透镜设置。

进一步地，所述反射镜组件还包括第二固定架，所述第二固定架固定安装于所述安装箱相对于所述第一固定架的一侧内壁上，所述第二反射镜固定安装于所述第二固定架上。

进一步地，所述反射镜组件还包括第三固定架，所述第三固定架安装于所述安装箱的内侧壁上并位于所述第二固定架背离所述红外测温器的一侧，所述第三固定架对应于所述视觉成像模组设置，所述第三固定架的上端固定安装于聚焦透镜，所述聚焦透镜对应所述第二反射镜设置，所述第三反射镜倾斜安装于所述第三固定架的侧端。

进一步地，所述安装箱内还安装有装配架，所述装配架上开设有三个相互连通的安装腔，所述第一固定架、所述第二固定架和所述第三固定架分别安装于三个所述安装腔内，所述安装箱的底部开设有装配孔，所述装配架的底部嵌设固定于所述装配孔中，所述通光孔开设于所述装配架的底部。

进一步地，所述装配架的底部安装有连接盘件，所述连接盘件封设于所述通光孔的外孔边，所述连接盘件开设有光束通孔，所述光束通孔正对所述通光孔设置，所述连接盘件的相对两端固定安装有吹气嘴，两所述吹气嘴均朝向所述连接盘件的中轴线方向倾斜。

本实用新型的有益效果：本实用新型的激光焊接头，通过将红外测温器和激光发射组件共同固定装设于安装箱内，并使得第一反射镜对应激光发射组件设置，第二反射镜对应第一反射镜和红外测温器设置，这样激光发射组件所发射出的激光束即可通过第一反射镜被反射至第二反射镜上，再自第二反射镜被反射至通光孔处，而红外测温器所发射出的测温红外线即可透过第二反射镜并与经第二反射镜反射的激光束保持同轴，这样通过将红外测温器装设于安装箱内部，并通过第一反射镜和第二反射镜的反射作用，测温红外线与激光束就得以实现同轴，进而在激光焊接的过程中，测温红外线便能够准确的测量出待焊接件受到激光束照射处的激光能量密度，同时也能够测量得到待焊接件焊接处的温度变化。如此便实现了在激光焊接过程中，对激光束能量密度和待焊接件焊接部位升温变化的实时监控。

本实用新型提供的另一技术方案是：一种激光焊接设备，包括有上述的激光焊接头。

本实用新型的激光焊接设备，由于包括有上述的激光焊接头。那么得益于激光焊接头所发出的激光束的能量密度能够得到实时的精准监测的优势，装设有上述激光焊接头的激光焊接设备即能够在激光焊接过程中根据实际情况实时监控并调整激光束的能量密度，从而保证了待焊接件的焊接处所受到的激光束的照射强度在焊接过程中始终保持一致，进而便保证了待焊接件的焊接质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的激光焊接头的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的激光焊接头的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的激光焊接头的光路布局图。

其中，图中各附图标记：

10—安装箱 11—装配架 12—连接盘件

20—激光发射组件 21—激光发射器 22—固定筒

23—准直透镜 24—装配件 30—红外测温器

40—反射镜组件 41—第一反射镜 42—第二反射镜

43—第三反射镜 44—第一固定架 45—第二固定架

46—第三固定架 50—视觉成像模组 60—待焊接件

111—安装腔 112—通过孔 113—保护镜

121—光束通孔 122—吹气嘴 461—聚焦透镜

462—固定环罩。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～3描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1～3所示，本实用新型实施例提供的激光焊接头，包括安装箱10、用于发射激光束的激光发射组件20、用于发射测温红外线的红外测温器30和反射镜组件40，激光发射组件20固定安装于安装箱10内，反射镜组件40包括第一反射镜41、第二反射镜42和第三反射镜43，第一反射镜41固定安装于安装箱10内并对应于激光发射组件20设置，红外测温器30固定安装于安装箱10内，第二反射镜42安装于安装箱10内并对应于红外测温器30和第一反射镜41设置，安装箱10的底部形成有通光孔，通光孔对应第二反射镜42设置，测温红外线穿过第二反射镜42并与依序经过第一反射镜41和第二反射镜42所反射的激光束保持同轴。

本实用新型实施例的激光焊接头，通过将红外测温器30和激光发射组件20共同固定装设于安装箱10内，并使得第一反射镜41对应激光发射组件20设置，第二反射镜42对应第一反射镜41和红外测温器30设置，这样激光发射组件20所发射出的激光束即可通过第一反射镜41被反射至第二反射镜42上，再自第二反射镜42被反射至通光孔处，而红外测温器30所发射出的测温红外线即可透过第二反射镜42并与经第二反射镜42反射的激光束保持同轴，这样通过将红外测温器30装设于安装箱10内部，并通过第一反射镜41和第二反射镜42的反射作用，测温红外线与激光束就得以实现同轴，进而在激光焊接的过程中，测温红外线便能够准确的测量出待焊接件60受到激光束照射处的激光能量密度，同时也能够测量得到待焊接件焊接处的温度变化。如此便实现了在激光焊接过程中，对激光束能量密度和待焊接件焊接部位升温变化的实时监控。

在本实施例中，如图1～3所示，安装箱10内还固定安装有视觉成像模组50，视觉成像模组50固定安装于安装箱10的侧壁上并伸入安装箱10内，反射镜组件40还包括第三反射镜43，第三反射镜43安装于安装箱10内并位于第二反射镜42背离红外测温器30的一侧且对应第二反射镜42和通光孔设置，视觉成像模组50对应第三反射镜43设置。具体地，通过装设有视觉成像模组50，且在安装箱10内第二反射镜42背离红外测温器30的一侧装设第三反射镜43，这样第三反射镜43即可将外界的可见光线反射至视觉成像模组50的成像端，由于第三反射镜43对应第二反射镜42和通光孔设置，这样与激光束和测温红外线保持同轴的可见光线即可在第三反射镜43的反射下到达视觉成像模组50处，这样视觉成像模组50既能够实时精准地监控激光焊接过程。

进一步地，视觉成像模组50为CCD成像模组，CCD成像模组可在激光焊接工序进行之前对放射于激光焊接设备的工作台上的待焊接件60进行摄录，进而对待焊接件60进行精准定位，实现对激光焊接路径的提前规划，有利于激光焊接工序的顺利进行。

在本实施例中，如图1～3所示，激光发射组件20包括激光发射器21、固定筒22和准直透镜23，激光发射器21固定安装于安装箱10的内壁上，固定筒22固定安装于激光发射器21上，准直透镜23固定安装于固定筒22内并正对于激光发射器21设置。具体地，通过将准直透镜23固定安装于固定筒22上并正对于激光发射器21设置，这样激光发射器21所发出的激光束即可透过准直透镜23而对其传播路径实现了修正。保证了激光束能够被精准地传递至第一反射镜41处。

在本实施例中，如图1～2所示，激光发射组件20还包括装配件24，装配件24固定安装于固定筒22背离激光发射器21的一端，准直透镜23固定安装于装配件24内。具体地，由于装配件24的存在，准直透镜23即能够相对于激光发射器21而得到稳固地安放。

进一步地，装配件24盖设于固定筒22背离激光发射器21的一端，且装配件24开设有激光通孔，准直透镜23位于固定筒22和装配件24之间并正对激光通孔设置，这样一方面保证了准直透镜23的暗装稳定性，另一方面也保证了激光线能够通过准直透镜23和激光通孔而穿出装配件24，进而到达第一反射镜41处。

在本实施例中，如图1～2所示，反射镜组件40还包括第一固定架44，第一固定架44固定安装于安装箱10的内侧壁上且位于装配件24背离固定筒22的一侧，第一反射镜41固定安装于第一固定架44上并对应准直透镜23设置。具体地，第一固定架44朝向固定筒22的一侧开设有第一斜切缺口，第一反射镜41固定安装于第一斜切缺口上。由于第一固定架44的存在，这样第一反射镜41便能够通过固定安装于第一固定架44上以实现在安装箱10内的稳固安设。又由于第一固定架44开设有第一斜切缺口，那么安装于第一固定架44的第一斜切缺口上的第一反射镜41便能够相对于激光发射器21的中轴线方向形成夹角，进而实现其反射激光束的功能。

在本实施例中，如图1～2所示，反射镜组件40还包括第二固定架45，第二固定架45固定安装于安装箱10相对于第一固定架44的一侧内壁上，第二反射镜42固定安装于第二固定架45上。具体地，第二固定架45朝向第一固定架44的一侧开设有第二斜切缺口，第二反射镜42固定安装于第二斜切缺口上。由于第二固定架45的存在，这样第二反射镜42便能够通过固定安装于第二固定架45上以实现在安装箱10内的稳固安设。又由于第二固定架45开设有第二斜切缺口，那么安装于第二固定架45的第二斜切缺口上的第二反射镜42便能够相对于红外测温器30的中轴线方向形成夹角，进而实现其反射激光束的功能，同时红外测温器30所发出的测温红外线可透过第二反射镜42并与经由第二反射镜42反射的激光束保持同轴。

在本实施例中，如图1～2所示，反射镜组件40还包括第三固定架46，第三固定架46安装于安装箱10的内侧壁上并位于第二固定架45背离红外测温器30的一侧，第三固定架46对应于视觉成像模组50设置，第三固定架46的上端固定安装于聚焦透镜461，聚焦透镜461对应第二反射镜42设置，第三反射镜43倾斜安装于第三固定架46的侧端。具体地，第三固定架46朝向视觉成像模组50的一侧开设有第三斜切缺口，第三反射镜43固定安装于第三斜切缺口上。由于第三固定架46的存在，这样第三反射镜43便能够通过固定安装于第三固定架46上以实现在安装箱10内的稳固安设。又由于第三固定架46开设有第三斜切缺口，那么安装于第三固定架46的第三斜切缺口上的第三反射镜43便能够相对于视觉成像模组50的中轴线方向形成夹角，进而实现其反射可见光的功能，这样，与激光束和测温红外线保持同轴的可见光便可经由第三反射镜43的反射而到达视觉成像模组50处。

进一步地，第三固定架46的上端还可固定安装有固定环罩462，聚焦透镜461嵌设固定于固定环罩462内。如此，聚焦透镜461便能够实现在第三固定架上端的稳定安设。

进一步地，以图3所示为例，激光发射器21和红外测温器30间隔设置于安装箱10内的同一侧，且激光发射器21所发射出的激光束和红外测温器所发射出的测温红外线保持平行。准直透镜23位于激光发射器21的下端，第一反射镜位于准直透镜的下端并与准直透镜的中轴线形成有一定角度(一般为45°)，第二反射镜42位于红外测温器30的下端并与第一反射镜41处于同一高度并保持平行，这样激光束经由准直透镜23到达第一反射镜41，再经第一反射镜41反射后即可到达第二反射镜42处，经由第二反射镜42反射后即能够与测温红外线保持同轴。聚焦透镜461位于第二反射镜42的下端，第三反射镜43位于聚焦透镜的下端并与第二反射镜42保持平行，视觉成像模组位于第三反射镜43的右侧，这样激光束和测温红外线在穿过第三反射镜即可与视觉成像模组50产生的可见光线汇合，而在第三反射镜43的反射作用下，激光束、测温红外线和可见光线既能够保持同轴。

在本实施例中，如图1～2所示，安装箱10内还安装有装配架11，装配架11上开设有三个相互连通的安装腔111，第一固定架44、第二固定架45和第三固定架46分别安装于三个安装腔111内，安装箱10的底部开设有装配孔，装配架11的底部嵌设固定于装配孔中，通光孔开设于装配架11的底部。具体地，由于装配架11的存在，且装配架11上开设有三个相互连通的安装腔111，这样第一固定架44、第二固定架45和第三固定架46便可通过分别安装于三个安装腔111内而实现在安装箱10内的稳定安设。

进一步地，装配架11上还开设有两通过孔112，两通过孔112分别正对装配件24和红外测温器30设置，且两通过孔112分别与容置有第一固定架44和第二固定架45的两安装腔111相连通。如此，激光束和测温红外线即可通过两通过孔112进入到装配架11内并分别抵达第一反射镜41和第二反射镜42处。

在本实施例中，如图1～2所示，装配架11的底部安装有连接盘件12，连接盘件12封设于通光孔的外孔边，连接盘件12开设有光束通孔121，光束通孔121正对通光孔设置，连接盘件12的相对两端固定安装有吹气嘴122，两吹气嘴122均朝向连接盘件12的中轴线方向倾斜。具体地，由于连接盘件12的相对两端固定安装有吹气嘴122，且两吹气嘴122均朝向连接盘件12的中轴线方向倾斜。这样当进行激光焊接作业时，两吹气嘴122即可朝向待焊接件60吹气，进而及时地吹走焊接作业过程中形成的烟雾和杂质，避免待焊接件60在焊接完成后残留有焊接残留物，同时也保证了待焊接件60在焊接过程中其焊接区域始终清晰可见，能够被视觉成像模组50观察到。

进一步地，光束通孔121内嵌设固定有保护镜113，如此外界的杂质和烟雾便会受到保护镜113的阻挡而无法进入到安装箱10内部。连接盘件12上还设有发光光源(图未示)，发光光源正对待焊接件设置以为视觉成像模组50提供光照。

本实用新型实施例还提供了一种激光焊接设备，包括有上述的激光焊接头。本实用新型实施例的激光焊接设备，由于包括有上述的激光焊接头。那么得益于激光焊接头所发出的激光束的能量密度能够得到实时的精准监测的优势，装设有上述激光焊接头的激光焊接设备即能够在激光焊接过程中根据实际情况实时监控并调整激光束的能量密度，从而保证了待焊接件60的焊接处所受到的激光束的照射强度在焊接过程中始终保持一致，进而便保证了待焊接件60的焊接质量。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光焊接头，其特征在于：包括安装箱、用于发射激光束的激光发射组件、用于发射测温红外线的红外测温器和反射镜组件，所述激光发射组件固定安装于所述安装箱内，所述反射镜组件包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜固定安装于所述安装箱内并对应于所述激光发射组件设置，所述红外测温器固定安装于所述安装箱内，所述第二反射镜安装于所述安装箱内并对应于所述红外测温器和所述第一反射镜设置，所述安装箱的底部形成有通光孔，所述通光孔对应所述第二反射镜设置，所述测温红外线穿过所述第二反射镜并与依序经过所述第一反射镜和所述第二反射镜所反射的所述激光束保持同轴。

2.根据权利要求1所述的激光焊接头，其特征在于：所述安装箱内还固定安装有视觉成像模组，所述视觉成像模组固定安装于所述安装箱的侧壁上并伸入所述安装箱内，所述反射镜组件还包括第三反射镜，所述第三反射镜安装于所述安装箱内并位于所述第二反射镜背离所述红外测温器的一侧且对应所述第二反射镜和所述通光孔设置，所述视觉成像模组对应所述第三反射镜设置。

3.根据权利要求2所述的激光焊接头，其特征在于：所述激光发射组件包括激光发射器、固定筒和准直透镜，所述激光发射器固定安装于所述安装箱的内壁上，所述固定筒固定安装于所述激光发射器上，所述准直透镜固定安装于所述固定筒内并正对于所述激光发射器设置。

4.根据权利要求3所述的激光焊接头，其特征在于：所述激光发射组件还包括装配件，所述装配件固定安装于所述固定筒背离所述激光发射器的一端，所述准直透镜固定安装于所述装配件内。

5.根据权利要求4所述的激光焊接头，其特征在于：所述反射镜组件还包括第一固定架，所述第一固定架固定安装于所述安装箱的内侧壁上且位于所述装配件背离所述固定筒的一侧，所述第一反射镜固定安装于所述第一固定架上并对应所述准直透镜设置。

6.根据权利要求5所述的激光焊接头，其特征在于：所述反射镜组件还包括第二固定架，所述第二固定架固定安装于所述安装箱相对于所述第一固定架的一侧内壁上，所述第二反射镜固定安装于所述第二固定架上。

7.根据权利要求6所述的激光焊接头，其特征在于：所述反射镜组件还包括第三固定架，所述第三固定架安装于所述安装箱的内侧壁上并位于所述第二固定架背离所述红外测温器的一侧，所述第三固定架对应于所述视觉成像模组设置，所述第三固定架的上端固定安装于聚焦透镜，所述聚焦透镜对应所述第二反射镜设置，所述第三反射镜倾斜安装于所述第三固定架的侧端。

8.根据权利要求7所述的激光焊接头，其特征在于：所述安装箱内还安装有装配架，所述装配架上开设有三个相互连通的安装腔，所述第一固定架、所述第二固定架和所述第三固定架分别安装于三个所述安装腔内，所述安装箱的底部开设有装配孔，所述装配架的底部嵌设固定于所述装配孔中，所述通光孔开设于所述装配架的底部。

9.根据权利要求8所述的激光焊接头，其特征在于：所述装配架的底部安装有连接盘件，所述连接盘件封设于所述通光孔的外孔边，所述连接盘件开设有光束通孔，所述光束通孔正对所述通光孔设置，所述连接盘件的相对两端固定安装有吹气嘴，两所述吹气嘴均朝向所述连接盘件的中轴线方向倾斜。

10.一种激光焊接设备，其特征在于：包括有权利要求1～9任一项所述的激光焊接头。