CN208644318U

CN208644318U - 一种基于双轴变位机的激光钎焊工作系统

Info

Publication number: CN208644318U
Application number: CN201821190032.2U
Authority: CN
Inventors: 张庆芳; 宫雅婧; 宋磊; 杨龙刚; 李坦
Original assignee: Beijing Longqing Intelligent Laser Equipment Co Ltd
Current assignee: Beijing Longqing Intelligent Laser Equipment Co Ltd
Priority date: 2018-07-26
Filing date: 2018-07-26
Publication date: 2019-03-26
Anticipated expiration: 2028-07-26

Abstract

本实用新型提供了一种基于双轴变位机的激光钎焊工作系统，属于焊接辅助设备技术领域，包括工作站、冷水机、激光光源、机器人控制柜、PLC控制柜和变位机；所述冷水机与激光光源设置在工作站右侧；所述工作站后方设置有机器人控制柜和PLC控制柜，工作站前方设置有安全光幕。本实用新型的全自动的激光钎焊站基于一个六轴机器人搭载激光器聚焦透镜，配合双轴变位机，能够对复杂工件各个焊接位置进行焊接，并且一次成形，不需要二次装夹，提高了焊接效率，且焊接后焊缝美观；通过焊接房把焊接过程控制在一定密闭空间中，防止激光灼伤现在工作人员，并且统一将焊接产生的烟尘排除车间。

Description

一种基于双轴变位机的激光钎焊工作系统

技术领域

本实用新型涉及一种焊接辅助设备，具体是一种基于双轴变位机的激光钎焊工作系统。

背景技术

目前钎焊的方法有感应钎焊、火焰钎焊、电阻钎焊、炉中钎焊、烙铁钎焊等。感应钎焊工件形状、尺寸受到限制，适用于批量小件产品的焊接；火焰钎焊温度控制比较困难，操作技术要求比较高；电阻钎焊适用于小件东西钎焊，量不好控制温度，工件形状、尺寸受到限制；炉中钎焊设备费用很高，适用于比较贵工件；烙铁钎焊适用于微细钎焊。

激光钎焊工作站基于一个六轴机器人搭载激光器聚焦透镜，能够对复杂焊缝位置进行焊接，且焊接后焊缝美观，配合柔性工作台，可以快速切换不同类型的焊接工件，通过焊接房把焊接过程控制在一定密闭空间中，防止激光灼伤现在工作人员，并且统一将焊接产生的烟尘排除车间。

全自动的激光焊接站基于一个六轴机器人，具有非常高的灵活性、动作精准，能够完成复杂工件的加工，适应工件多变的情况。全自动的激光焊接方法，具有最小的热输入量，因此带来的极小的热影响区，工件变形量小。另外，钎焊采用熔点低于母材的合金作钎料，加热时钎料熔化，并靠润湿作用和毛细作用填满并保持在接头间隙内，而母材处于固态，依靠液态钎料和固态母材间的相互扩散形成钎焊接头。钎焊对母材的物理化学性能影响小，焊接应力和变形较小，可焊接性能差别较大的异种金属，能同时完成多条焊缝，接头外表美观整齐。

钎焊焊缝表面光滑干净与工件构成弧形过渡面，因此不必做后续加工，在喷漆等表面处理前只需要将产品做清洁处理，适合做外观产品的焊接方法，节省了其他焊接方法的后续美化经过处理步骤，提高生产效率，降低生产成本；钎焊也可用于两种不同熔点母材之间的焊接，解决了不同焊接母材焊接难或者不能焊接的问题。主要用于制造精密仪表、电气零部件、异种金属构件以及复杂薄板结构。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于双轴变位机的激光钎焊工作系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：

一种基于双轴变位机的激光钎焊工作系统，包括工作站、冷水机、激光光源、机器人控制柜、PLC控制柜和变位机；所述冷水机与激光光源设置在工作站右侧；所述工作站后方设置有机器人控制柜和PLC控制柜，工作站前方设置有安全光幕；所述安全光幕包括投光器和受光器，投光器发射出调制的红外光，由受光器接收，形成一个保护网；所述工作站前方设置有自动上开门，工作站左侧设置工作间；所述工作站顶部还设置有机器人；所述机器人上方固定连接走线支架，走线支架固定在机器人手臂上；所述机器人右端部设置有聚焦透镜；所述聚焦透镜右侧工作站下方还设置有变位机。

作为本实用新型进一步的改进方案：所述自动上开门上方设置有视觉系统显示屏。

作为本实用新型进一步的改进方案：所述自动上开门右侧设置有PLC触摸屏。

作为本实用新型进一步的改进方案：所述自动上开门顶部设置除尘系统。

作为本实用新型再进一步的改进方案：所述PLC触摸屏左侧还设置有按钮盒。

作为本实用新型再进一步的改进方案：所述激光光源采用碟片式激光光源。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的全自动的激光钎焊站基于一个六轴机器人搭载激光器聚焦透镜，配合双轴变位机，能够对复杂工件各个焊接位置进行焊接，并且一次成形，不需要二次装夹，提高了焊接效率，且焊接后焊缝美观；通过焊接房把焊接过程控制在一定密闭空间中，防止激光灼伤现在工作人员，并且统一将焊接产生的烟尘排除车间；本激光钎焊工作站是一整套的闭环激光焊接技术，包含激光钎焊所需的激光器、搭载激光器聚焦透镜的机器人、焊接工作间、监控系统、变位机、除尘系统以及电控系统等部分组成，能够满足不同环境下不同工件的焊接。

附图说明

图1为一种基于双轴变位机的激光钎焊工作系统的设备布局图；

图2为一种基于双轴变位机的激光钎焊工作系统的设备正视图；

图3为一种基于双轴变位机的激光钎焊工作系统的站内示意图；

图中：1-冷水机、2-激光光源、3-安全光幕、4-机器人控制柜、5-PLC控制柜、6-视觉系统显示屏、7-按钮盒、8-PLC触摸屏、9-除尘系统、10-自动上开门、11-工作间、12-走线支架、13-机器人、14-聚焦透镜、15-变位机、16-工作站。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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专利和简化描述，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专利的限制。

在本专利的描述中，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”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。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专利中的具体含义。

请参阅图1-3，本实施例提供了一种基于双轴变位机的激光钎焊工作系统，包括工作站16、冷水机1、激光光源2、机器人控制柜4、PLC控制柜5和变位机15；所述冷水机1与激光光源2设置在工作站16右侧，冷水机1设置在激光光源2上方，激光光源2产生激光的同时会产生大量热量，冷水机1通过水循环为激光光源2内部散热，避免激光光源2设备内元器件过热损坏；所述工作站16后方设置有机器人控制柜4和PLC控制柜5，通过机器人控制柜4，控制六轴机器人各个轴之间的协调，通过PLC控制柜5，控制整个工作站的电气协调，控制外部轴配合六轴机器人完成各个角度的焊接，工作站16前方设置有安全光幕3；所述安全光幕3包括投光器和受光器，投光器发射出调制的红外光，由受光器接收，形成一个保护网，当操作人员送取料时，只要有身体的任何一部分遮断光线，就会导致机器人进入安全状态而不会给操作人员带来伤害；所述工作站16前方设置有自动上开门10，自动上开门10在激光焊接前关闭，防止激光焊接过程中产生的强光损伤操作人员眼睛；所述自动上开门10上方设置有视觉系统显示屏6，工作站工作过程中，工作站封闭，视觉系统显示屏6可将站内工作情况实时拍摄通过显示屏反馈出来，供操作人员监控；所述自动上开门10右侧设置有PLC触摸屏8，左侧设置工作间11，通过工作间11作为整个焊接系统的外防护，有效避免焊接激光对操作者的伤害以及粉尘的扩散；通过PLC触摸屏8，操作人员可通过触摸屏对工作站各个环节进行调控；所述自动上开门10顶部设置除尘系统9，通过除尘系统9将焊接过程中产生的烟尘排出工作站16，防止工作者吸入有害气体及颗粒损害身体，并保持工作站16内视野清明；所述PLC触摸屏8左侧还设置有按钮盒7，操作人员可通过按钮盒7来控制工作站16的气动停止；

所述工作站16顶部还设置有机器人13；所述机器人13上方固定连接走线支架12，走线支架12固定在机器人手臂上，有效支撑光纤束缆，防止对线缆的损伤；所述机器人13右端部设置有聚焦透镜14，通过聚焦透镜14将激光聚焦在焊接位置上，从而产生了材料焊接所需的高功率密度；所述聚焦透镜14右侧工作站16下方还设置有变位机15；所述激光光源2的类型不加限定，本实施例中，优选的，所述激光光源2采用碟片式激光光源，碟片式激光光源将固体激光光源与二极管激光光源的优点集于一身，二极管激光光源作为泵浦源提供激发激光的能量，并确保工作效率高，作为固体激光光源的碟片能确保质量的光束，激光光源配有传倒光纤，方便地与机器人串联在一起。

本实用新型的工作原理是：

人在工作间11内将产品固定在变位机15上，操作人员退出工作间11，按下PLC触摸屏8，自动上开门10自动下落，准备焊接；

激光光源2产生激光通过光纤传递到聚焦透镜14上（激光光源2工作产生的热量通过冷水机1冷却），聚焦透镜14聚焦的激光将钎料融化，机器人13带动聚焦透镜14，PLC控制柜5控制变位机15协调出合适的角度配合机器人13进行焊接；

焊接过程中操作者可通过视觉系统显示屏6对工作间11内情形进行监控，焊接过程中产生的烟尘通过除尘系统9排出；

焊接完成，自动上开门10打开，人进入工作站16站内，安全光幕3检测到机器人进入安全状态；

整个激光站工作一段时间或出现问题时，可以通过视觉系统显示屏6看到工作间11内部故障点，操作者进入工作间11内对各个部分进行检测和维修。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims

1.一种基于双轴变位机的激光钎焊工作系统，包括工作站（16）、冷水机（1）、激光光源（2）、机器人控制柜（4）、PLC控制柜（5）和变位机（15）；所述冷水机（1）与激光光源（2）设置在工作站（16）右侧；所述工作站（16）后方设置有机器人控制柜（4）和PLC控制柜（5），工作站（16）前方设置有安全光幕（3）；所述安全光幕（3）包括投光器和受光器，投光器发射出调制的红外光，由受光器接收，形成一个保护网；所述工作站（16）前方设置有自动上开门（10），工作站（16）左侧设置工作间（11）；所述工作站（16）顶部还设置有机器人（13）；所述机器人（13）上方固定连接走线支架（12），走线支架（12）固定在机器人手臂上；所述机器人（13）右端部设置有聚焦透镜（14）；所述聚焦透镜（14）右侧工作站（16）下方还设置有变位机（15）。

2.根据权利要求1所述的一种基于双轴变位机的激光钎焊工作系统，其特征是，所述自动上开门（10）上方设置有视觉系统显示屏（6）。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于双轴变位机的激光钎焊工作系统，其特征是，所述自动上开门（10）右侧设置有PLC触摸屏（8）。

4.根据权利要求3所述的一种基于双轴变位机的激光钎焊工作系统，其特征是，所述自动上开门（10）顶部设置除尘系统（9）。

5.根据权利要求3所述的一种基于双轴变位机的激光钎焊工作系统，其特征是，所述PLC触摸屏（8）左侧还设置有按钮盒（7）。

6.根据权利要求1所述的一种基于双轴变位机的激光钎焊工作系统，其特征是，所述激光光源（2）采用碟片式激光光源。