CN210548837U - 激光焊接机 - Google Patents

Abstract

一种激光焊接机，包括工作台、位移组件、激光头、定位组件，激光头通过位移组件设于工作台的上方，定位组件包括正反转电机、传动轴、主动齿轮、第一齿板、第二齿板、第一夹板、第二夹板，正反转电机固设于工作台的一侧，正反转电机的机轴与传动轴驱动连接，主动齿轮套设于传动轴表面，第一齿板和第二齿板上下相对，第一齿板和第二齿板分别位于主动齿轮的上下两边并分别与主动齿轮啮合，第一夹板固设于第一齿板上，第二夹板固设于第二齿板上，第一夹板和第二夹板竖直相对；激光头包括激光发生器、激光头本体、水冷组件、吹气组件。本实用新型能避免焊渣进入激光头本体内、对不同规格大小的工件进行夹紧定位、减小激光焊接的高温对送粉嘴的损害。

Description

激光焊接机

技术领域

本实用新型涉及激光加工设备领域，尤指一种激光焊接机。

背景技术

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。

激光焊接设备在进行激光焊接的过程中，会产生很多细小的碎屑及粉尘停留在工件上，对激光头的对准造成不良的影响，因而，一般在焊接过程中会同步向焊接部位吹送保护气体。而现有的保护气体以及激光束一般会从激光出射头内部共同通过一个射出口射出。为了满足吹送需要，射出口的口径通常都达8-10mm，射出口距离工件表面高度通常为9-11mm，并且焊接过程保护气流量较小，通常为25L/min左右，因此使得焊接产生的烟尘和焊渣从射出口进入到激光出射头的内部，污染激光出射头内部。

激光焊接机只能对一种大小的待焊接物进行有效夹紧，不能对不同规格大小的待焊接物进行夹紧，从而导致激光焊接机出现通用性较低的问题，给使用带来不便。

现有的激光焊接设备的激光头对送粉机构的保护不到位，导致送粉机构在高温的损害下寿命短暂，提高了维修成本。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种激光焊接机，能够避免焊渣进入激光头本体内部污染聚焦镜、可以对不同规格大小的工件进行夹紧定位、可以减小激光焊接产生高温对送粉嘴的损害。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种激光焊接机，包括工作台、位移组件、激光头、定位组件，所述激光头通过位移组件设于工作台的上方，所述定位组件包括正反转电机、传动轴、主动齿轮、第一齿板、第二齿板、第一夹板、第二夹板，所述正反转电机固设于工作台的一侧，所述正反转电机的机轴与所述传动轴驱动连接，所述传动轴延伸至所述工作台的内部，且所述主动齿轮套设于所述传动轴表面，所述第一齿板和所述第二齿板上下相对地设于工作台内，且所述第一齿板与第二齿板均与工作台滑动连接，所述第一齿板和第二齿板分别位于主动齿轮的上下两边并分别与所述主动齿轮啮合，所述第一夹板固设于所述第一齿板上并延伸至工作台的上方，所述第二夹板固设于所述第二齿板上并延伸至工作台的上方，所述第一夹板和所述第二夹板竖直相对，所述工作台上端设有供所述第一夹板和第二夹板活动的开槽；

所述激光头包括激光发生器、激光头本体、水冷组件、吹气组件，所述激光发生器与所述激光头本体的上端连接，所述激光头本体的底端设有送粉嘴，所述激光头本体内设有连通所述送粉嘴的激光通道，所述激光通道内设有聚焦镜，所述激光头本体的上端设有进水管和出水管，所述送粉嘴内设有螺旋冷却管，所述进水管与所述螺旋冷却管的进水口连接，所述出水管与所述螺旋冷却管的出水口连接；所述吹气组件设于所述激光头本体的外侧，并能够朝所述送粉嘴的射出口吹送保护气体。

具体地，所述吹气组件包括控制装置及多个吹气管，所述多个吹气管围绕所述激光头本体的周侧排布，且所述吹气管的轴线与所述射出口的轴线存在夹角，使由所述吹气管吹出的气体能够朝向所述射出口的延伸方向，所述控制装置用于控制每个吹气管的开闭状态。

具体地，所述吹气管共设置有四个，四个所述吹气管围绕所述激光头本体以90°等间距设置。

具体地，所述吹气组件还包括固定架，所述吹气管通过所述固定架与所述激光头本体固定连接。

具体地，所述吹气组件还包括软接管，所述吹气管为硬质管，所述吹气管通过软接管与控制装置连接。

具体地，每个所述吹气管分别通过一个所述控制装置控制。

具体地，所述控制装置为电磁阀。

具体地，所述送粉嘴由上至下呈锥形渐缩结构，所述送粉嘴的两侧分别设有送粉通道。

具体地，所述位移组件包括两电动伸缩杆、两纵向驱动模组、横向驱动模组，所述两电动伸缩杆分别设于所述定位组件的两侧，所述两纵向驱动模组沿工作台的纵向设置并分别与所述两电动伸缩杆驱动连接，所述两电动伸缩杆的驱动端之间横向固定有滑杆，所述激光头与滑杆滑动连接，所述横向驱动模组设于滑杆上上并与激光头驱动连接。

本实用新型的有益效果在于：

1)通过将吹气组件设置在激光头本体的外侧，将吹气与激光束射出相互独立，从而能够缩小射出口的口径，避免焊接产生的焊渣从射出口进入到激光头本体的内部污染聚焦镜。

2)在使用时，利用外设控制器控制正反转电机运行，通过正反转电机机轴的旋转带动传动轴旋转，通过传动轴旋转带动主动齿轮旋转，通过主动齿轮旋转带动第一齿板和第二齿板朝相对或相反的方向移动，通过第一齿板和第二齿板的移动带动第一夹板和第二夹板朝相对或相反方向移动，使两个夹块之间的距离发生变化，从而对不同大小的待焊接工件进行有效夹紧，大大方便了激光焊接机的使用，值得推广。

3)本实用新型中，水冷机构包括激光头本体的上部设置的进水管和出水管，所述送粉嘴内设置有螺旋冷却管，所述螺旋冷却管的两端分别与进水管、出水管相连通，送粉嘴内的螺旋冷却管能够快速对其冷却降温，减少高温损害，可以起到保护作用，避免激光焊接时的高温对其造成直接损害。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的激光头结构示意图；

图3是本实用新型的激光头剖视图。

附图标号说明：1-工作台；3-激光头；11-开槽；12-支撑腿；21-电动伸缩杆；22-纵向驱动模组；231-横向驱动电机；232-横向驱动丝杆；233-横向驱动螺母；234-支架；235-滑杆；31-激光头本体；311-激光通道；312-聚焦镜；313-送粉嘴；314-光纤接口；315-射出口；321-进水管；322-出水管；323-螺旋冷却管；331-吹气管；332-控制装置；333-软接管；334-固定架；42-传动轴；43-主动齿轮；44-第一齿板；45-第二齿板；46-第一夹板；47-第二夹板；48-滑块；49-支撑杆。

具体实施方式

请参阅图1，本实用新型关于一种激光焊接机，包括工作台1、位移组件、激光头3、定位组件，所述激光头3通过位移组件设于工作台1的上方，所述定位组件包括正反转电机、传动轴42、主动齿轮43、第一齿板44、第二齿板45、第一夹板46、第二夹板47，所述正反转电机固设于工作台1的一侧，所述正反转电机的机轴与所述传动轴42驱动连接，所述传动轴42延伸至所述工作台1的内部，且所述主动齿轮43套设于所述传动轴42表面，所述第一齿板44和所述第二齿板45上下相对地设于工作台1内，且所述第一齿板44与第二齿板45均与工作台1滑动连接，所述第一齿板44和第二齿板45分别位于主动齿轮43的上下两边并分别与所述主动齿轮43啮合，所述第一夹板46固设于所述第一齿板44上并延伸至工作台1的上方，所述第二夹板47固设于所述第二齿板45上并延伸至工作台1的上方，所述第一夹板46和所述第二夹板47竖直相对，所述工作台1上端设有供所述第一夹板46和第二夹板47活动的开槽11；

请参阅图2-3，所述激光头3包括激光发生器、激光头本体31、水冷组件、吹气组件，所述激光发生器与所述激光头本体31的上端连接，所述激光头本体31的底端设有送粉嘴313，所述激光头本体31内设有连通所述送粉嘴313的激光通道311，所述激光通道311内设有聚焦镜312，所述激光头本体31的上端设有进水管321和出水管322，所述送粉嘴313内设有螺旋冷却管323，所述进水管321与所述螺旋冷却管323的进水口连接，所述出水管322与所述螺旋冷却管323的出水口连接；所述吹气组件设于所述激光头本体31的外侧，并能够朝所述送粉嘴313的射出口315吹送保护气体。

本实用新型中，待加工的工件放置于工作台1上并通过定位组件定位，激光头3通过位移组件在工作台1上移动，对工件进行焊接加工。工作台1底部的四个角上均固定连接有支撑腿12，支撑腿12的底部固定连接有吸盘。

本实施例中，激光头本体31为方形筒状结构，其内设有激光通道311，其上端设有一光纤接口314，所述激光发生器的光纤连接该光纤接口314，激光头本体31的底端设有与激光通道311连通的送粉嘴313，送粉嘴313的下端为激光射出口315。激光发生器发射的激光束经过激光通道311内的聚焦镜312的校准、聚焦后能够从射出口315射出。射出口315的口径通常仅为0.1-0.5mm，考虑到安装误差，射出口315的口径可以扩展到3mm左右。由于射出口315的口径相较于相关技术变得很小，因此送粉嘴313可以由上至下呈锥形渐缩结构，其两侧分别设置有送粉通道，所述送粉通道的口径为圆形或矩形，送粉通道将焊接粉送入激光通道311内，所述送粉嘴313为紫铜材料制成。

本实施例中，通过将吹气组件设置在激光头本体31的外侧，将吹气与激光束射出相互独立，从而能够缩小射出口315的口径，避免焊接产生的焊渣从射出口315进入到激光头本体31的内部污染聚焦镜312。

本实施例中，水冷机构包括激光头本体31的上部设置的进水管321和出水管322，所述送粉嘴313内设置有螺旋冷却管323，所述螺旋冷却管323的两端分别与进水管321、出水管322相连通，送粉嘴313内的螺旋冷却管323能够快速对其冷却降温，减少高温损害，可以起到保护作用，避免激光焊接时的高温对其造成直接损害。

本实施例中，第二齿板45的底部通过滑块48与工作台1内底面的滑轨滑动连接，第一齿板44的底部通过支撑杆49与工作台1内底面的滑轨滑动连接。

在使用时，利用外设控制器控制正反转电机运行，通过正反转电机机轴的旋转带动传动轴42旋转，通过传动轴42旋转带动主动齿轮43旋转，通过主动齿轮43旋转带动第一齿板44和第二齿板45朝相对或相反的方向移动，通过第一齿板44和第二齿板45的移动带动第一夹板46和第二夹板47朝相对或相反方向移动，使两个夹块之间的距离发生变化，从而对不同大小的待焊接工件进行有效夹紧，这样激光焊接机的使用效果更好，解决了激光焊接机在使用时，因激光焊接机只能对一种规格大小的工件进行夹紧焊接，从而导致激光焊接机出现通用性较低的问题，大大方便了激光焊接机的使用，值得推广。

本实施例中，所述吹气组件包括控制装置332及多个吹气管331，所述多个吹气管331围绕所述激光头本体31的周侧排布，且所述吹气管331的轴线与所述射出口315的轴线存在夹角，使由所述吹气管331吹出的气体能够朝向所述射出口315的延伸方向，所述控制装置332用于控制每个吹气管331的开闭状态。

本实施例中，所述吹气管331共设置有四个，四个所述吹气管331围绕所述激光头本体31以90°等间距设置。

吹气组件包括控制装置332以及吹气管331，吹气管331能够控制保护气体的吹送方向。激光焊接过程中，保护气的吹送角度对于焊接效果有很大影响。当吹气方向与激光头3的射出方向呈钝角时，焊接区熔池固化效果好，焊接表面较光洁，出现焊接不良的概率低；当吹气方向与激光头3的射出方向呈锐角时，焊接区熔池固化效果较差，焊接表面略显粗糙，焊接不良概率相对较高。

因此，吹气管331的数量不能只有一个，而是需要围绕射出口315的周向排布数个，每个吹气管331的轴线与射出口315的轴线均存在夹角，由于夹角的存在，由吹气管331吹出的气体能够朝向射出口315的前方。控制装置332用于控制每个吹气管331的开闭状态。这样便能够根据激光头本体31的射出方向的不同控制吹气管331的开闭状态，进而使用最适合的吹气管331，从而获得最佳的吹气效果。本实施例中的吹气管331的数量优选为四个，四个吹气管331围绕射出口315以90°等间距设置。

本实施例中，所述吹气组件还包括固定架334，所述吹气管331通过所述固定架334与所述激光头本体31固定连接。

由于吹气管331的位置以及朝向均不能相对于射出口315发生变化，因此吹气管331最好采用硬质管，例如铜管。吹气管331通过固定架334固定在激光头本体31上。

本实施例中，所述吹气组件还包括软接管333，所述吹气管331为硬质管，所述吹气管331通过软接管333与控制装置332连接。

由于吹气管331是被固定在激光头本体31上的，并且为硬质管，自身结构很难改变，因此在与控制装置332进行连接时有一定难度。正因为如此，本实施例采用连接软管来连接吹气管331以及控制装置332。

本实施例中，每个所述吹气管331分别通过一个所述控制装置332控制。

这些吹气管331可以通过一个控制装置332进行统一控制，也可以分别由单独的控制装置332进行控制。对于气体而言，采用控制阀作为控制装置332是一种简单实用的控制手段，同时考虑到自动化控制，最好采用电磁阀。这些电磁阀可以固定在激光头本体31的外壳上。

本实施例中，所述位移组件包括两电动伸缩杆21、两纵向驱动模组22、横向驱动模组，所述两电动伸缩杆21分别设于所述定位组件的两侧，所述两纵向驱动模组22沿工作台1的纵向设置并分别与所述两电动伸缩杆21驱动连接，所述两电动伸缩杆21的驱动端之间横向固定有滑杆235，所述激光头3与滑杆235滑动连接，所述横向驱动模组设于滑杆235上上并与激光头3驱动连接。

本实施例中，横向驱动模组和两纵向驱动模组22均可采用电机和丝杆驱动副的组合，两电动伸缩杆21通过纵向驱动模组22在工作台1上沿纵向水平移动，且两电动伸缩杆21同时移动，以保证两电动伸缩杆21之间的滑杆235始终与工作台1的纵向垂直，从而带动滑杆235上的激光头3沿工作台1纵向水平移动。两电动伸缩杆21通过上下驱动滑杆235来到达调节激光头3的高度的目的。横向驱动模组通过支架234设于滑杆235上，横向驱动模组的横向驱动电机231设于支架234上，横向驱动模组的横向驱动丝杆232平行于滑杆235设于支架234上，横向驱动丝杆232上的横向驱动螺母233与激光头3固定连接，横向驱动电机231驱动横向驱动丝杆232转动使横向驱动螺母233移动，带动激光头3沿滑杆235移动，从而使得激光头3沿工作台1的横向水平移动。通过调节激光头3在三维空间内移动，来满足激光头3焊接点的调节。

以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种激光焊接机，其特征在于：包括工作台、位移组件、激光头、定位组件，所述激光头通过位移组件设于工作台的上方，所述定位组件包括正反转电机、传动轴、主动齿轮、第一齿板、第二齿板、第一夹板、第二夹板，所述正反转电机固设于工作台的一侧，所述正反转电机的机轴与所述传动轴驱动连接，所述传动轴延伸至所述工作台的内部，且所述主动齿轮套设于所述传动轴表面，所述第一齿板和所述第二齿板上下相对地设于工作台内，且所述第一齿板与第二齿板均与工作台滑动连接，所述第一齿板和第二齿板分别位于主动齿轮的上下两边并分别与所述主动齿轮啮合，所述第一夹板固设于所述第一齿板上并延伸至工作台的上方，所述第二夹板固设于所述第二齿板上并延伸至工作台的上方，所述第一夹板和所述第二夹板竖直相对，所述工作台上端设有供所述第一夹板和第二夹板活动的开槽；所述激光头包括激光发生器、激光头本体、水冷组件、吹气组件，所述激光发生器与所述激光头本体的上端连接，所述激光头本体的底端设有送粉嘴，所述激光头本体内设有连通所述送粉嘴的激光通道，所述激光通道内设有聚焦镜，所述激光头本体的上端设有进水管和出水管，所述送粉嘴内设有螺旋冷却管，所述进水管与所述螺旋冷却管的进水口连接，所述出水管与所述螺旋冷却管的出水口连接；所述吹气组件设于所述激光头本体的外侧，并能够朝所述送粉嘴的射出口吹送保护气体。

2.根据权利要求1 所述的激光焊接机，其特征在于：所述吹气组件包括控制装置及多个吹气管，所述多个吹气管围绕所述激光头本体的周侧排布，且所述吹气管的轴线与所述射出口的轴线存在夹角，使由所述吹气管吹出的气体能够朝向所述射出口的延伸方向，所述控制装置用于控制每个吹气管的开闭状态。

3.根据权利要求2 所述的激光焊接机，其特征在于：所述吹气管共设置有四个，四个所述吹气管围绕所述激光头本体以90°等间距设置。

4.根据权利要求3 所述的激光焊接机，其特征在于：所述吹气组件还包括固定架，所述吹气管通过所述固定架与所述激光头本体固定连接。

5.根据权利要求3 所述的激光焊接机，其特征在于：所述吹气组件还包括软接管，所述吹气管为硬质管，所述吹气管通过软接管与控制装置连接。

6.根据权利要求2-5 任一项所述的激光焊接机，其特征在于：每个所述吹气管分别通过一个所述控制装置控制。

7.根据权利要求6 所述的激光焊接机，其特征在于：所述控制装置为电磁阀。

8.根据权利要求1 所述的激光焊接机，其特征在于：所述送粉嘴由上至下呈锥形渐缩结构，所述送粉嘴的两侧分别设有送粉通道。

9.根据权利要求1 所述的激光焊接机，其特征在于：所述位移组件包括两电动伸缩杆、两纵向驱动模组、横向驱动模组，所述两电动伸缩杆分别设于所述定位组件的两侧，所述两纵向驱动模组沿工作台的纵向设置并分别与所述两电动伸缩杆驱动连接，所述两电动伸缩杆的驱动端之间横向固定有滑杆，所述激光头与滑杆滑动连接，所述横向驱动模组设于滑杆上并与激光头驱动连接。

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