CN209850108U - 一种激光焊接机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光焊接机构，包括机架、模具、位于模具上方的激光焊接臂、可调整角度的调节机构、PLC和分别与PLC信号连接的X轴模组、Y轴模组、Z轴模组、激光焊接头和旋转机构，所述X轴模组和Z轴模组均固定设置在机架上，所述X轴模组连接并驱动Y轴模组沿X轴往返移动，所述激光焊接头固定设置在激光焊接臂上，所述Y轴模组驱动调节机构沿Y轴往返移动，所述Z轴模组连接并驱动激光焊接臂沿Z轴往返移动；所述旋转机构设置在调节机构上，所述模具设置在旋转机构上。本实用新型具有可调整工件的倾斜度，可使工件旋转，从而方便对筒状的工件的内侧进行全自动焊接的优点。

Description

一种激光焊接机构

技术领域

本实用新型涉及一种焊接机，特别涉及一种激光焊接机。

背景技术

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。

中国实用新型CN105618931B公开了一种激光焊接机构，包括主机架、激光焊接臂和设置在主机架上的工作台，所述激光焊接臂末端在工作台上方设有激光焊接头，其特征是：所述工作台包括位移装置和固定设置在位移装置上端的调节板，所述调节板上设有若干用于装夹工具的装夹孔，所述调节板与位移装置之间还设有用于调整调节板水平位置的调节机构；所述调节机构包括若干调节螺杆，所述调节板上设有若干与调节螺杆相对应的调节通孔，所述位移装置上设有若干与调节螺杆相对应的螺纹孔，所述调节螺杆贯穿调节通孔与螺纹孔螺纹连接；所述调节螺杆包括沿调节螺杆轴线螺旋旋转而成的弹簧体，所述弹簧体之间相互抵触，所述弹簧体侧壁上沿弹簧体的螺旋轴线固定设有与螺纹孔的螺纹相对应的螺纹齿。该实用新型虽然解决了使工件通过夹工具装夹完成后实现倾斜的功能，但是当需要对筒状的工件的内侧进行焊接时，操作步骤一般是使工件旋转起来并配合激光焊接头进行焊接，该实用新型显然不具备使工件旋转的功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可对筒形的五金工件内部进行焊接的激光焊接机，实现可调整工件的倾斜度，可使工件旋转，从而方便对筒状的工件的内侧进行全自动焊接，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种激光焊接机构，包括机架、模具、位于模具上方的激光焊接臂、可调整角度的调节机构、PLC和分别与PLC信号连接的X轴模组、Y轴模组、Z轴模组、激光焊接头和旋转机构，所述X轴模组和Z轴模组均固定设置在机架上，所述X轴模组连接并驱动Y轴模组沿X轴往返移动，所述激光焊接头固定设置在激光焊接臂上，所述Z轴模组连接并驱动激光焊接臂沿Z轴往返移动；

所述调节机构包括底板、侧板、调节板和把手，所述Y轴模组连接并驱动底板沿Y轴往返移动，所述侧板固定设置在底板上，所述侧板上设置有贯穿侧板的第一滑槽，所述调节板的一侧通过轴销枢接在侧板上，所述把手穿过第一滑槽与调节板的另一侧固定连接；

所述旋转机构包括第一电机、轴承、旋转轴和第一外箱，所述第一外箱固定设置在调节板上，所述第一电机的驱动轴上设置有螺旋纹，所述旋转轴上绕圈一周设置有排列方向与螺旋轴的轴心平行的牙齿，所述螺旋纹与牙齿相互啮合，所述旋转轴穿过轴承的内圈，且与轴承的内圈固定连接，所述轴承的外圈和第一电机的外壳均固定设置在第一外箱上；

所述模具固定连接在旋转轴的上端。

进一步地，所述模具包括上模和下模，所述下模的下端固定设置在旋转轴的上端，所述下模的上端设置有带有磁性的导柱，所述上模的下端设置有与导柱相配合的导孔，所述导孔内固定设置有可与导柱磁性相吸的磁铁，所述上模通过导柱和导孔设置在下模上。

进一步地，所述上模的上端固定设置有用于固定工件的固定柱。

进一步地，所述旋转机构还包括光电感应器和与光电感应器相互配合的感应条，所述光电感应器与PLC信号连接，且固定设置在第一外箱上，所述感应条固定设置在旋转轴上。

进一步地，还包括摄像头和ED蓝光灯，所述摄像头固定设置在激光焊接臂的下侧，且与PLC信号连接，所述ED蓝光灯固定设置在激光焊接臂上。

进一步地，所述X轴模组包括与PLC信号连接的第二电机、第二丝杆副和第二外箱，所述第二电机与第二丝杆副的丝杆固定连接，所述第二丝杆副固定设置在第二外箱内，所述第二外箱固定设置在机架上，所述第二外箱的侧边设置有第二滑槽；

所述Y轴模组包括与PLC信号连接的第三电机、第三丝杆副、第三外箱和第三连接块，所述第三电机与第三丝杆副的丝杆固定连接，所述第三丝杆副固定设置在第三外箱内，所述第三外箱的下端与第二外箱滑动连接，所述第三连接块的一端与第三外箱的下端固定连接，且另一端穿过第二滑槽且与第二丝杆副的螺母固定连接；

所述底板的下端与第三外箱滑动连接，所述第三外箱的侧边设置有第三滑槽，所述底板的下端固定设置有第一连接块，所述第一连接块穿过第三滑槽且与第三丝杆副的螺母固定连接。

进一步地，所述Z轴模组包括与PLC信号连接的第四电机、第四丝杆副和第四外箱，所述第四外箱固定设置在机架上，所述第四电机与第四丝杆副的丝杆固定连接，所述第四丝杆副固定设置在第四外箱内，所述第四外箱的侧边设置有第四滑槽，所述激光焊接臂与第四外箱滑动连接，且所述激光焊接臂上固定设置有第四连接块，所述第四连接块穿过第四滑槽且与第四丝杆副的螺母固定连接。

本实用新型的有益效果为：1.通过PLC控制X轴模组驱动Y轴模组沿X轴往返移动，通过PLC控制Y轴模组驱动底板沿Y轴往返移动，可以间接带动旋转机构沿X轴和Y轴两个方向进行移动调节，通过PLC控制Z轴模组驱动激光焊接臂沿着Z轴往返移动，可调节激光焊接头与工件之间的垂直距离，通过将安放工件的模具设置在旋转轴上，PLC控制系统通过控制第一电机驱动旋转轴转动，进而带动模具转动，模具带动工件转动，实现了使工件旋转的功能，工件的旋转配合工件与激光焊接头之间的X轴、Y轴和Z轴的三轴联合调距，即实现了对筒状工件的内侧进行全自动激光焊接操作；

2.通过在侧板上设置第一滑槽，使调节板的一侧通过轴销枢接在侧板上，把手穿过第一滑槽与调节板的另一侧固定连接，沿着第一滑槽来调节把手的位置，可实现调整调节板的倾斜程度，通过将旋转机构固定设置在调节板上，在调整调节板倾斜度的同时，实现调节工件倾斜度的目的；

3.通过设置摄像头，可实时将工件的焊接情况传输至PLC，通过PLC的屏显显示，无需人工肉眼直接观看焊接点是否到位，通过PLC的屏显即可观察焊接情况，然后进行相应的调整，通过设置ED蓝光灯，可过滤掉部分激光焊接时产生的亮光，使摄像头拍摄的画面效果更好。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的调节机构和旋转机构的结构示意图；

图3是本实用新型的旋转机构内部的部分结构示意图；

图4是本实用新型的旋转轴与模具的结构示意图；

图5是本实用新型的X轴模组、Y轴模组、调节机构、旋转机构和模具的结构示意图；

图6是本实用新型的部分结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行进一步说明。

如图1所示的一种激光焊接机构，包括机架11、模具2、位于模具2上方的激光焊接臂12、可调整角度的调节机构3、摄像头13、ED蓝光灯14、PLC 4和分别与PLC 4信号连接的X轴模组5、Y轴模组6、Z轴模组7、激光焊接头15和旋转机构8，所述X轴模组5和Z轴模组7均固定设置在机架11上，所述PLC 4通过控制X轴模组5驱动Y轴模组6沿X轴往返移动，所述激光焊接头15固定设置在激光焊接臂12上，所述PLC 4通过控制Z轴模组7驱动激光焊接臂12沿Z轴往返移动；

所述摄像头13固定设置在激光焊接臂12的下侧，且与PLC 4信号连接，所述ED蓝光灯14固定设置在激光焊接臂12上，摄像头13可实时将工件的焊接情况传输至PLC 4，通过PLC 4的屏显显示出来，工人可通过PLC 4的屏显即可观察焊接情况，然后进行相应的调整，ED蓝光灯14可过滤掉激光焊接时产生的部分光线，使PLC 4的屏显上显示的亮光不那么强烈，使摄像头13拍摄的画面效果更好。

如图2和图3所示的调节机构3包括底板31、侧板32、调节板33和把手34，所述Y轴模组6连接并驱动底板31沿Y轴往返移动，所述侧板32固定设置在底板31上，所述侧板32上设置有贯穿侧板32的第一滑槽321，所述调节板33的一侧通过轴销枢接在侧板32上，调节板33可沿着轴销转动，所述把手34穿过第一滑槽321与调节板33的另一侧固定连接，把手34通过螺丝固定在第一滑槽321上，可通过螺丝来松开把手34，第一滑槽321的形状为弧形，调节把手34在第一滑槽321上的位置，可以相应的调整调节板33的倾斜度；

旋转机构8包括第一电机81、轴承82、旋转轴83、第一外箱84、光电感应器85和与光电感应器85相互配合的感应条86，所述第一外箱84固定设置在调节板33上，第一电机81优选为第一伺服电机，利用了第一伺服电机反应快、无惯性和随时停的优点，所述第一电机81的驱动轴上设置有螺旋纹811，所述旋转轴83上绕圈一周设置有排列方向与螺旋轴83的轴心平行的牙齿831，所述螺旋纹811与牙齿831相互啮合，第一电机81通过螺旋纹81与牙齿831的相互啮合，驱动螺旋轴83转动，利用了涡轮蜗杆的原理；所述旋转轴83穿过轴承82的内圈，且与轴承82的内圈固定连接，所述轴承82的外圈和第一电机81的外壳均固定设置在第一外箱84上，因为轴承82承受的大部分力来至径向的方向，所以本实施例中，轴承82优选为径向轴承，方便在径向受力的同时，可以自由的旋转；所述光电感应器85与PLC 4信号连接，且固定设置在第一外箱84上，所述感应条86固定设置在旋转轴83上，当激光焊接头15将工件焊接完毕，旋转轴83带动感应条86转动，当感应条86转动至光电感应器85之间时，光电感应器85给出信号至PLC 4，PLC 4开始进行焊接下一个工件，光电感应器85和感应条86起到焊接完一个工件之后，使系统“归零”，方便开始进行焊接下一个工件的作用。

如图4所示的模具2包括上模21和下模22，所述下模22的下端固定设置在旋转轴83的上端，所述下模22的上端设置有带有磁性的导柱221，所述上模21的下端设置有与导柱221相配合的导孔211，所述导孔211内固定设置有可与导柱221磁性相吸的磁铁，所述上模21通过导柱221和导孔211设置在下模22上，磁铁可以更方便导柱221找到导孔211的位置，并在导柱221进入导孔211之后，提供一定的吸引力，使上模21更加稳固，所述上模21的上端固定设置有用于固定筒形工件的固定柱212，固定柱212的侧面形状与工件内部空腔相匹配，在更换工件时，直接将上模21从下模22上取下来，将焊接好的工件从固定柱212上取下，将需要焊接的工件套在固定柱212上，然后将上模21放在下模22上，使导柱221进入导孔211定位即可进行下一步焊接。

如图5所示的X轴模组5包括与PLC 4信号连接的第二电机51、第二丝杆副和第二外箱52，所述第二电机51与第二丝杆副的丝杆固定连接，所述第二丝杆副固定设置在第二外箱52内，且第二丝杆副的丝杆沿X轴设置，所述第二外箱52固定设置在机架11上，所述第二外箱52的侧边设置有第二滑槽521；

所述Y轴模组6包括与PLC 4信号连接的第三电机61、第三丝杆副、第三外箱62和第三连接块63，所述第三电机61与第三丝杆副的丝杆固定连接，所述第三丝杆副固定设置在第三外箱62内，且第三丝杆副的丝杆沿Y轴设置，所述第三外箱62的下端与第二外箱52滑动连接，所述第三连接块63的一端与第三外箱62的下端固定连接，且另一端穿过第二滑槽521且与第二丝杆副的螺母固定连接，PLC 4控制第二电机51转动，第二电机51通过第二丝杆副驱动第三连接块63和第三外箱62沿X轴往返移动；

所述底板31的下端与第三外箱62滑动连接，所述第三外箱62的侧边设置有第三滑槽621，所述底板31的下端固定设置有第一连接块，所述第一连接块穿过第三滑槽621且与第三丝杆副的螺母固定连接，PLC 4控制第三电机51转动，第三电机51通过第三丝杆副驱动第一连接块和底板31沿Y轴往返移动。

如图6所示的Z轴模组7包括与PLC 4信号连接的第四电机71、第四丝杆副和第四外箱72，所述第四外箱72固定设置在机架11上，所述第四电机71与第四丝杆副的丝杆固定连接，所述第四丝杆副固定设置在第四外箱72内，且第四丝杆副的丝杆沿Z轴设置，所述第四外箱72的侧边设置有第四滑槽721，所述激光焊接臂12与第四外箱72滑动连接，且所述激光焊接臂12上固定设置有第四连接块，所述第四连接块穿过第四滑槽721且与第四丝杆副的螺母固定连接，PLC 4控制第四电机71转动，第四电机71通过第四丝杆副驱动第四连接块和激光焊接臂12沿Z轴往返移动。

本实用新型的工作原理为：

1.将需要焊接的筒状的工件套在固定柱212上，将上模21合在下模22上，通过调节把手34在第一滑槽321上的位置，来调节好工件的倾斜度，开启ED蓝光灯14和摄像头13；

2.激光焊接头15开始对工件进行焊接，焊接的同时，通过第一电机81驱动旋转轴83转动进而带动工件转动、第二电机51驱动Y轴模组6进而带动工件沿X轴往返移动、第三电机61驱动底板31进而带动工件沿Y轴往返移动、第四电机71驱动激光焊接臂12进而带动激光焊接头15沿Z轴往返移动，使工件配合激光焊接头15进行焊接，同时摄像头13将焊接情况实时传输至PLC 4，通过PLC 4的屏显将焊接画面显示出来；

3.焊接完成后，第一电机51驱动旋转轴83转动进而带动感应条86转动，感应条86转动至光电感应器85之间时，光电感应器85的光信号变为电信号，并将电信号传输给PLC4，PLC 4接收到电信号之后，开始启动焊接下一个工件的程序。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种激光焊接机构，其特征在于：包括机架、模具、位于模具上方的激光焊接臂、可调整角度的调节机构、PLC和分别与PLC信号连接的X轴模组、Y轴模组、Z轴模组、激光焊接头和旋转机构，所述X轴模组和Z轴模组均固定设置在机架上，所述X轴模组连接并驱动Y轴模组沿X轴往返移动，所述激光焊接头固定设置在激光焊接臂上，所述Z轴模组连接并驱动激光焊接臂沿Z轴往返移动；

所述调节机构包括底板、侧板、调节板和把手，所述Y轴模组连接并驱动底板沿Y轴往返移动，所述侧板固定设置在底板上，所述侧板上设置有贯穿侧板的第一滑槽，所述调节板的一侧通过轴销枢接在侧板上，所述把手穿过第一滑槽与调节板的另一侧固定连接；

所述旋转机构包括第一电机、轴承、旋转轴和第一外箱，所述第一外箱固定设置在调节板上，所述第一电机的驱动轴上设置有螺旋纹，所述旋转轴上绕圈一周设置有排列方向与螺旋轴的轴心平行的牙齿，所述螺旋纹与牙齿相互啮合，所述旋转轴穿过轴承的内圈，且与轴承的内圈固定连接，所述轴承的外圈和第一电机的外壳均固定设置在第一外箱上；

所述模具固定连接在旋转轴的上端。

2.根据权利要求1所述的一种激光焊接机构，其特征在于：所述模具包括上模和下模，所述下模的下端固定设置在旋转轴的上端，所述下模的上端设置有带有磁性的导柱，所述上模的下端设置有与导柱相配合的导孔，所述导孔内固定设置有可与导柱磁性相吸的磁铁，所述上模通过导柱和导孔设置在下模上。

3.根据权利要求2所述的一种激光焊接机构，其特征在于：所述上模的上端固定设置有用于固定工件的固定柱。

4.根据权利要求1所述的一种激光焊接机构，其特征在于：所述旋转机构还包括光电感应器和与光电感应器相互配合的感应条，所述光电感应器与PLC信号连接，且固定设置在第一外箱上，所述感应条固定设置在旋转轴上。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种激光焊接机构，其特征在于：还包括摄像头和ED蓝光灯，所述摄像头固定设置在激光焊接臂的下侧，且与PLC信号连接，所述ED蓝光灯固定设置在激光焊接臂上。

6.根据权利要求5所述的一种激光焊接机构，其特征在于：所述X轴模组包括与PLC信号连接的第二电机、第二丝杆副和第二外箱，所述第二电机与第二丝杆副的丝杆固定连接，所述第二丝杆副固定设置在第二外箱内，所述第二外箱固定设置在机架上，所述第二外箱的侧边设置有第二滑槽；

所述Y轴模组包括与PLC信号连接的第三电机、第三丝杆副、第三外箱和第三连接块，所述第三电机与第三丝杆副的丝杆固定连接，所述第三丝杆副固定设置在第三外箱内，所述第三外箱的下端与第二外箱滑动连接，所述第三连接块的一端与第三外箱的下端固定连接，且另一端穿过第二滑槽且与第二丝杆副的螺母固定连接；

所述底板的下端与第三外箱滑动连接，所述第三外箱的侧边设置有第三滑槽，所述底板的下端固定设置有第一连接块，所述第一连接块穿过第三滑槽且与第三丝杆副的螺母固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种激光焊接机构，其特征在于：所述Z轴模组包括与PLC信号连接的第四电机、第四丝杆副和第四外箱，所述第四外箱固定设置在机架上，所述第四电机与第四丝杆副的丝杆固定连接，所述第四丝杆副固定设置在第四外箱内，所述第四外箱的侧边设置有第四滑槽，所述激光焊接臂与第四外箱滑动连接，且所述激光焊接臂上固定设置有第四连接块，所述第四连接块穿过第四滑槽且与第四丝杆副的螺母固定连接。