CN208991968U - 激光焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光焊接设备，该激光焊接设备包括工作台、载料机构和焊接机构；载料机构包括旋转组件和载料治具，旋转组件包括转盘以及与转盘相连接的动力源，转盘可转动地设于工作台，以在动力源的驱动下相对工作台旋转运动，载料治具设于转盘并用于承载工件；焊接机构包括移动组件和焊接头，移动组件设于工作台并用于移动焊接头，使得焊接头所出射的激光束入射工件，以对工件进行焊接。本实用新型实施例的激光焊接设备中，通过转盘相对工作台的旋转运动将载料治具移至相应的工位，以便进行上下料，提升自动化程度，改善焊接效率。

Description

激光焊接设备

技术领域

本实用新型焊接技术领域，尤其涉及激光焊接设备。

背景技术

随着焊接技术的发展，激光焊接在越来越多的工业制品加工中得到了广泛的应用。然而，目前的焊接设备自动化程度低，焊接效率低。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种激光焊接设备，以解决焊接效率低的问题。

一种激光焊接设备，包括：

工作台；

载料机构，包括旋转组件和载料治具，所述旋转组件包括转盘以及与所述转盘相连接的动力源，所述转盘可转动地设于所述工作台，以在所述动力源的驱动下相对所述工作台旋转运动，所述载料治具设于所述转盘并用于承载工件；

焊接机构，包括移动组件和焊接头，所述移动组件设于所述工作台并用于移动所述焊接头，使得所述焊接头所出射的激光束入射所述工件，以对所述工件进行焊接。

在其中一个实施方式中，所述载料治具包括基座、透光板和预压气缸，所述基座开设有用于容置工件的槽位，所述预压气缸设于所述基座，所述透光板与所述预压气缸的伸缩杆相连并与所述槽位相对，以在所述预压气缸的伸缩杆伸缩运动时，所述透光板相对基座移动以压紧或松开所述工件。

在其中一个实施方式中，所述载料治具还包括测量块，所述测量块滑设于所述基座且具有突出于所述基座的突出端，所述基座设有弹性件，在工件放置于所述槽位时，所述测量块在所述弹性件的作用下抵压于所述工件，所述基座上设有测距传感器，所述测距传感器与所述测量块的突出端相对并用于测量所述测量块相对所述基座的位移量。

在其中一个实施方式中，所述工作台上设有抵料架，所述激光焊接设备包括顶起机构，所述顶起机构包括第一连接板、第二连接板、导向件和气缸，所述导向件可活动地穿设于所述转盘，所述第一连接板和第二连接板分别设于所述导向件的两端，所述载料治具设于所述第一连接板，所述气缸能够驱使所述第二连接板相对所述转盘升降运动，使得所述第一连接板在所述导向件的带动下相对所述转盘移动，以将所述载料治具抵紧于所述抵料架或离开所述抵料架。

在其中一个实施方式中，抵料架包括两侧板和横板，所述横板通过两所述侧板与所述工作台相连且跨设于所述转盘上方，所述横板上开设有透光槽，在所述转盘旋转预设角度时，所述载料治具位于所述横板下方并与所述透光槽相对，使得所述焊接头出射的激光能够穿过所述透光槽对工件进行焊接。

在其中一个实施方式中，所述第二连接板距离所述转盘较近的一侧设有限位柱，所述气缸驱使第二连接板向所述转盘移动至所述限位柱与所述转盘相抵时，所述限位柱限制所述第二连接板继续靠近所述转盘。

在其中一个实施方式中，所述载料治具为多个，多个所述载料治具均匀的布置于所述转盘。

在其中一个实施方式中，所述动力源为DD马达。

在其中一个实施方式中，所述移动组件包括X轴移动组件、Y轴移动组件和Z轴移动组件；所述X轴移动组件能够带动所述Y轴移动组件沿X轴移动；所述Y轴移动组件能够带动所述Z轴移动组件沿Y轴移动，所述Z轴移动组件能够带动所述焊接头Z轴移动。

在其中一个实施方式中，所述X轴移动组件包括X轴驱动电机和安装板，所述X轴驱动电机能够驱使所述安装板沿X轴移动，所述Y轴移动组件设于所述安装板，所述安装板上设有支架，所述支架包括支撑部和导引部，所述支撑部的一端与所述安装板相连，另一端与所述导引部相连，所述导引部具有过线槽，与所述焊接头相连的光纤置于所述过线槽，当所述Y轴移动机构带动所述Z轴移动组件沿Y轴移动时，所述光纤能够沿所述过线槽移动。

本实用新型的激光焊接设备，该激光焊接设备包括工作台、载料机构和焊接结构，载料机构包括旋转组件和载料治具，旋转组件包括转盘和与转盘相连接的动力源，转盘可转动地设于工作台，载料治具设于转盘，动力源驱使工作台相对工作台旋转运动，使得载料治具能够相对工作台移动至相应位置进行上下料，提升自动化程度，改善焊接效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一实施方式中激光焊接设备的结构示意图；

图2为图1示出的激光焊接设备中，焊接机构结构示意图；

图3为一实施方式激光焊接设备的工作台上设置抵料架时结构示意图；

图4为一实施方式中激光焊接设备的顶起机构以及载料机构的旋转组件的结构示意图；

图5为一实施方式中激光焊接设备的载料机构的载料治具结构示意图；

图6为图5示出的载料治具结构分解示意图；

图7为图6中示出的载料治具的I处局部结构放大示意图；

图8为一实施方式中工件放置于载料治具时，测量块与工件相抵状态示意图；

图9为图3示出的激光焊接设备的顶起机构及载料机构的侧面示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1至图4所示，本实用新型的一种激光焊接设备100，能够焊接塑料车灯等工件，该激光焊接设备100包括工作台10、载料机构20和焊接机构30。其中，载料机构20包括旋转组件21和载料治具22，旋转组件21包括转盘211以及与转盘211相连接的动力源212，转盘211可转动地设于工作台10，以在动力源212的驱动下相对工作台10旋转运动；载料治具22设于转盘211并用于承载工件，从而载料治具22能够随着转盘211一起相对工作台10转动，以转动到相应位置进行上下料。可理解的，在载料治具22完成上料操作后，会带着工件移动至相应的焊接工位，以便焊接机构30对工件进行焊接。该焊接机构30包括移动组件31和焊接头32，移动组件31设于工作台10并用于移动焊接头32，以便将焊接头32移动至合适位置，使得焊接头32所出射的激光束入射工件，以对工件进行焊接。

该实施例中，由于载料治具22设置在转盘211上，从而在动力源212驱使转盘211相对工作台10旋转时，载料治具22所承载的工件将移动至相应工位，实现自动化作业。

需要说明的是，动力源212可以是DD马达，从而可以利用DD马达较高的精度，使得工件能够准确的移动至相应工位。在其他实施方式中，动力源212也可以是转动电机，在此不作限定。

在一些实施方式中，移动组件31包括X轴移动组件311、Y轴移动组件312和Z轴移动组件313；X轴移动组件311能够带动Y轴移动组件312沿X轴移动；Y轴移动组件312能够带动Z轴移动组件313沿Y轴移动，Z轴移动组件313能够带动焊接头32Z轴移动。从而利用X轴移动组件311、Y轴移动组件312和Z轴移动组件313分别实现焊接头32在X-Y-Z三个维度的移动，以满足对工件的焊接需要。

例如，在一实施方式中，在转盘211将承载工件的载料治具22移动至焊接工位时，通过X轴移动组件311和Y轴移动组件312实现X-Y平面维度的移动，将焊接头32移至工件的上方，从而利用Z轴移动组件313驱使焊接头32沿Z轴移动至合适高度，将焊接头32出射的激光束聚集于工件以对工件进行焊接加工。

需要说明的是，焊接头32可以通过光纤32a与激光器相连接，激光器产生的激光能够通过光纤32a传输至焊接头32并从焊接头32出射，以对工件进行焊接，通过这种方式，焊接头32比较轻盈，便于在移动组件31的驱动下移动，提高焊接效率。激光器可以采用半导体激光器，波长可以根据实际焊接需要进行配置，例如，在焊接汽车车灯等塑料制品时，可以采用波长为980nm的激光束对工件进行焊接加工。可理解的，激光器以及激光焊接设备100的其他电气控制结构可以设置位于工作台10下方的机柜A中，使得载料机构20和焊接机构30等结构具有独立的运动空间。

在一些实施方式中，X轴移动组件311包括X轴驱动电机和安装板311a，X轴驱动电机能够驱使安装板311a沿X轴移动，Y轴移动组件312设于安装板311a，安装板311a上设有支架，支架包括支撑部101和导引部102，支撑部101的一端101a与安装板311a相连，另一端101b与导引部102相连，导引部102具有过线槽102a，与焊接头32相连的光纤32a置于过线槽102a。结合图1和图2所示，当Y轴移动机构带动Z轴移动组件313沿Y轴移动时，光纤32a能够沿过线槽102a移动，通过这种设置，由于支架能够随安装板311a一起沿X轴移动，光纤32a能够沿过线槽102a移动，因而在移动组件31移动焊接头32时，光纤32a在支架的支撑下不会被载料机构20或焊接机构30等运动结构刮伤而影响激光传输效率。

结合图5和图6所示，载料治具22包括基座221、透光板222和预压气缸44223，基座221开设有用于容置工件的槽位221a，该槽位221a的形状可以根据工件的形态进行配置，例如，在所加工的工件为长条状的车灯时，槽位221a可以截面为长条形的凹槽，以使用工件的放置需要。预压气缸44223设于基座221，透光板222与预压气缸44223的伸缩杆223a相连并与槽位221a相对，以在预压气缸44223的伸缩杆223a伸缩运动时，透光板222相对基座221移动以压紧或松开工件。

该实施方式中，在预压气缸44223的驱使下，透光板222能够将工件压紧于基座221，从而在转盘211旋转运动时，工件不会移出槽位221a而滑出载料治具22，使得载料治具22能够适用转盘211快速切换工作位的需要，提高加工效率。此外，通过预压气缸44223这种方式使得透光板222压紧工件，也可以使得工件中待焊接的部分能够贴紧，从而在激光束透过透光板222对工件进行焊接时，工件的待焊接处焊缝小，结构强度高。例如，在焊接汽车车灯这类塑料工件时，由于预压气缸44223驱使透光板222具有较好的预压效果，焊接时，待焊接的两部分能够紧贴，从而具有较好的密封性能，起到较好的防水、防尘，满足汽车车灯的加工需要。需要说明的是，透光板222可以是透光材质制成的板材，例如亚克力板或透明塑料板，在此不作限定。

结合图6和图7所示，载料治具22还包括测量块223，测量块223滑设于基座221且具有突出于基座221的突出端223a；测量块223与基座221之间可以通过滑动连接件实现滑动配合，例如，如图7所示，基座221上设有滑轨22a，测量块223与滑轨22a滑动配合，以使得测量块223能够相对基座221滑动。该实施方式中，基座221设有弹性件224，弹性件224可以是压缩弹簧或弹片，也可以是由弹性材料制成的弹性棒或弹性杆，在此不作赘述。

结合图8所示，在工件B放置于槽位221a时，测量块223在弹性件224的作用下抵压于工件B，基座221上设有测距传感器225，测距传感器225与测量块223的突出端223a相对并用于测量测量块223相对基座221的位移量。从而利用测距传感器225对测量块223相对基座221的位移量测量，实现对工件B尺寸规格的检测，进而在焊接多种不同工件时，通过这种检测判断工件的类型，以便针对性选用不同的焊接轨迹对不同工件进行加工。例如，在加工不同规格的车灯时，焊接头32在移动组件31的驱动下对工件进行焊接的焊接轨迹与对应车灯的待焊接轮廓相对应，车灯的待焊接轮廓为圆形时，焊接头32出射的激光束将沿着车灯的圆形轮廓移动，以进行焊接。在待焊接轮廓为矩形时，焊接头32出射的激光束将沿着车灯的矩形轮廓移动。由于测距传感器225对测量块223相对基座221的位移量测量能够检测出工件的尺寸规格，从而通过对尺寸规调用对应的焊接轨迹，以便焊接头32出射的激光束能够准确的沿工件的待焊接轮廓进行焊接。

需要说明的是，载料治具22的结构形式可以根据工件做适应性调整，以满足各种工件的承载需要。此外，载料治具22的数量不受限制，在转盘211的设置空间充足的情况下，可以设置多个，从而在焊接机构30对其中一个载料治具22所承载的工件进行加工时，可以同步对其他载料治具22进行上下料操作，从而有效节约待料等待时间，有效提高加工效率。在载料治具22为多个时，多个载料治具22均匀的布置于转盘211，以便转盘211每转动固定的预设角度时，承载有待焊接工件的载料治具22移动至焊接工作位，同时，承载有已焊接工件的载料治具22离开焊接工作位，以便进行上下料。例如，如图1和图3所示，在一实施方式中，转盘211上设有2个载料治具22，2个载料治具22均匀布置于转盘211，也就是说，转盘211每转动180°，不同的载料治具22将工件移动至待焊接工作位，以供焊接机构30焊接加工，从而可以利用这种设置方式，在焊接机构30对其中一个载料治具22的工件进行焊接加工时，可以同时在其他载料治具22上进行上下料操作，有效避免焊接机构30的待料时间，提高激光焊接设备100的自动化作业效率。

结合图1、图3和图4所示，在一些实施方式中，工作台10上设有抵料架11。激光焊接设备100包括顶起机构40，顶起机构40包括第一连接板41、第二连接板42、导向件43和气缸44，导向件43可活动地穿设于转盘211，第一连接板41和第二连接板42分别设于导向件43的两端。在一实施方式中，导向件43可以是滑杆，从而在第二连接板42相对转盘211移动时，滑杆能够联动第一连接板41升降运动。

该实施例中，载料治具22设于第一连接板41，气缸44能够驱使第二连接板42相对转盘211升降运动，使得第一连接板41在导向件43的带动下相对转盘211移动，以将载料治具22抵紧于抵料架11或离开抵料架11，在载料治具22抵紧于抵料架11时，受抵料架11的抵持力作用，工件能够贴合得更紧，从而使得激光对工件焊接时，工件焊接得更为牢固。

需要说明的是，在转盘211转动的过程中，气缸44不会作用于第二连接板42，从而使得转盘211不受顶起机构40的约束，能够自由转动以将载料治具22移动至相应工位实现上下料或焊接操作。在载料治具22随着转盘211移动至焊机工位，需要利用顶起机构40能够将载料治具22顶起时，气缸44会驱使第二连接板42向抵料架11移动。

如图4所示，在一些实施方式中，气缸44设于工作台10，且工作台10上开设有供气缸44的伸缩杆穿过的通孔10a，从而在转盘211将载料治具22移至与通孔10a相对的位置时，气缸44的伸缩杆223a穿过通孔10a并驱使第二连接板42向抵料架11移动，进而将载料治具22抵压于抵料架11，以便焊接机构30对载料治具22上的工件进行焊接。相应的，在焊接好工件后，气缸44的伸缩杆收缩以脱离对第二连接板42的抵持作用，使得载料治具22离开抵料架11，且由于此时气缸44不再作用于第二连接板42，从而转盘211能够将已焊接好的工件移动至相应的工位进行下料操作。

结合图3和图9所示，在一些实施方式中，抵料架11包括两侧板111和横板112，横板112通过两侧板111与工作台10相连且跨设于转盘211上方，横板112上开设有透光槽112a，以便焊接头32出射的激光束穿过透光槽112a入射载料治具22上的工件。具体的，在转盘211旋转预设角度时，载料治具22位于横板112下方并与透光槽112a相对，使得焊接头32出射的激光能够穿过透光槽112a对工件进行焊接。从而通过这种设置，在确保激光能够入射工件的情况下，使得载料治具22在顶起机构40的作用下抵压于抵料架11，以在焊接工件时对工件形成挤压，确保良好的焊接效果。

需要说明的是，上述实施方式中，预设角度是根据载料治具22移动至相应工位，转盘211需要旋转的角度来确定，并预先对激光焊接设备100进行设置。例如，在转盘211从初始状态时需要旋转180度才能将载料治具22从上料的位置转移到焊接工位，此时，预设角度设置为180度。再如，在转盘211上均匀布置有3个载料治具22时，也就是说，相邻载料治具22在移至焊接工位时，转盘211需要相对工作台10旋转120度，从而此时的预设角度为120度，使得转盘211每旋转预设角度，均有对应的载料治具22移至焊接工位。

继续参阅图9所示，第二连接板42距离转盘211较近的一侧设有限位柱45，气缸44驱使第二连接板42向转盘211移动至限位柱45与转盘211相抵时，限位柱45限制第二连接板42继续靠近转盘211，也就是说，通过这种方式，有效限制载料治具22向抵料架11移动的行程，从而防止过渡挤压工件而导致工件变形，影响焊接效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种激光焊接设备，其特征在于，包括：

工作台；

载料机构，包括旋转组件和载料治具，所述旋转组件包括转盘以及与所述转盘相连接的动力源，所述转盘可转动地设于所述工作台，以在所述动力源的驱动下相对所述工作台旋转运动，所述载料治具设于所述转盘并用于承载工件；

焊接机构，包括移动组件和焊接头，所述移动组件设于所述工作台并用于移动所述焊接头，使得所述焊接头所出射的激光束入射所述工件，以对所述工件进行焊接。

2.根据权利要求1所述的激光焊接设备，其特征在于，所述载料治具包括基座、透光板和预压气缸，所述基座开设有用于容置工件的槽位，所述预压气缸设于所述基座，所述透光板与所述预压气缸的伸缩杆相连并与所述槽位相对，以在所述预压气缸的伸缩杆伸缩运动时，所述透光板相对基座移动以压紧或松开所述工件。

3.根据权利要求2所述的激光焊接设备，其特征在于，所述载料治具还包括测量块，所述测量块滑设于所述基座且具有突出于所述基座的突出端，所述基座设有弹性件，在工件放置于所述槽位时，所述测量块在所述弹性件的作用下抵压于所述工件，所述基座上设有测距传感器，所述测距传感器与所述测量块的突出端相对并用于测量所述测量块相对所述基座的位移量。

4.根据权利要求1所述的激光焊接设备，其特征在于，所述工作台上设有抵料架，所述激光焊接设备包括顶起机构，所述顶起机构包括第一连接板、第二连接板、导向件和气缸，所述导向件可活动地穿设于所述转盘，所述第一连接板和第二连接板分别设于所述导向件的两端，所述载料治具设于所述第一连接板，所述气缸能够驱使所述第二连接板相对所述转盘升降运动，使得所述第一连接板在所述导向件的带动下相对所述转盘移动，以将所述载料治具抵紧于所述抵料架或离开所述抵料架。

5.根据权利要求4所述的激光焊接设备，其特征在于，抵料架包括两侧板和横板，所述横板通过两所述侧板与所述工作台相连且跨设于所述转盘上方，所述横板上开设有透光槽，在所述转盘旋转预设角度时，所述载料治具位于所述横板下方并与所述透光槽相对，使得所述焊接头出射的激光能够穿过所述透光槽对工件进行焊接。

6.根据权利要求4所述的激光焊接设备，其特征在于，所述第二连接板距离所述转盘较近的一侧设有限位柱，所述气缸驱使第二连接板向所述转盘移动至所述限位柱与所述转盘相抵时，所述限位柱限制所述第二连接板继续靠近所述转盘。

7.根据权利要求1所述的激光焊接设备，其特征在于，所述载料治具为多个，多个所述载料治具均匀的布置于所述转盘。

8.根据权利要求1所述的激光焊接设备，其特征在于，所述动力源为DD马达。

9.根据权利要求1所述的激光焊接设备，其特征在于，所述移动组件包括X轴移动组件、Y轴移动组件和Z轴移动组件；所述X轴移动组件能够带动所述Y轴移动组件沿X轴移动；所述Y轴移动组件能够带动所述Z轴移动组件沿Y轴移动，所述Z轴移动组件能够带动所述焊接头Z轴移动。

10.根据权利要求9所述的激光焊接设备，其特征在于，所述X轴移动组件包括X轴驱动电机和安装板，所述X轴驱动电机能够驱使所述安装板沿X轴移动，所述Y轴移动组件设于所述安装板，所述安装板上设有支架，所述支架包括支撑部和导引部，所述支撑部的一端与所述安装板相连，另一端与所述导引部相连，所述导引部具有过线槽，与所述焊接头相连的光纤置于所述过线槽，当所述Y轴移动机构带动所述Z轴移动组件沿Y轴移动时，所述光纤能够沿所述过线槽移动。