CN212070703U - 一种激光钎焊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光钎焊装置，其特征在于，包括机器人、激光器、送丝机、激光焊接头以及工艺柜；所述送丝机以及激光焊接头均连接所述机器人，所述激光器与所述激光焊接头通过光纤连接；所述工艺柜分别连接所述机器人、激光器、激光焊接头以及送丝机，所述工艺柜作为从站接收所述机器人发出的焊接开始指令，以及作为主站、并根据所述焊接开始指令控制激光器和/或激光焊接头和/或送丝机开始焊接工作。激光钎焊装置该便于操作人员进行操作，可有效延长生产时间，节省成本。

Description

一种激光钎焊装置

技术领域

本实用新型涉及激光焊接领域，特别是一种激光钎焊装置。

背景技术

在汽车生产中，白车身激光钎焊一直采用机器人作主站，送丝机、激光器、焊接头等外围设备作机器人从站、直接被机器人所控制的方式。但由于机器人本身的局限性，容易导致激光焊焊接工艺参数的设置、外围设备的各类报警、外围设备的状态信息无法直观的显示，不便于操作人员对故障的排查，在操作人员排查过程中浪费的时间每次至少20分钟以上。以目前主机厂的生产效率，1分钟就可以制造1台车，1台车的价值以20万计，单次排查故障就至少是400万的损失，损失严重。

尤其当机器人程序复杂而多的时候，机器人程序的刷新频率会跟不上设备信号的刷新频率，程序运行速度的降低就会引起生产节拍的降低，生产节拍的降低就会给工厂造成直接的经济损失。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种激光钎焊装置，其便于操作人员进行操作，可有效延长生产时间，节省成本。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

提供了一种激光钎焊装置，其包括机器人、激光器、送丝机、激光焊接头以及工艺柜；所述送丝机以及激光焊接头均连接所述机器人，所述激光器与所述激光焊接头通过光纤连接；所述工艺柜分别连接所述机器人、激光器、激光焊接头以及送丝机，所述工艺柜作为从站接收所述机器人发出的焊接开始指令，以及作为主站、并根据所述焊接开始指令控制激光器和/或激光焊接头和/或送丝机开始焊接工作。

优选的，所述激光焊接头与送丝机串联，且通过串联形成的接口与所述工艺柜连接。

优选的，所述工艺柜通过DEVICENET网络通讯口连接所述机器人、激光焊接头与送丝机串联形成的接口以及激光器。

优选的，所述DEVICENET网络通讯口为直径25mm，5芯的插头。

优选的，所述工艺柜包括显示屏，用于显示各设备之间的连接状态情况和/或信号传递情况，和/或展示报警信号。

优选的，所述激光钎焊装置还包括：水冷机，其用于为所述激光器、光纤、激光焊接头提供循环降温水。

优选的，所述水冷机上设有水冷机高温水出口、水冷机高温水进口、水冷机低温水出口以及水冷机低温水进口；所述激光器上设有激光器高温水出口、激光器高温水进口、激光器低温水出口以及激光器低温水进口；所述光纤上设有光纤进水口和光纤出水口；所述激光焊接头内部设有激光头进水口和激光头出水口；

所述水冷机高温水出口连通所述激光器高温水进口，所述激光器高温水出口连通所述与光纤进水口，所述光纤出水口与所述激光头进水口连通，所述激光头出水口连通所述激光器高温水进口；所述水冷机低温水出口连通所述激光器低温水进口，所述水冷机低温水进口连通所述激光器低温水出口。

优选的，所述高温水水温为30℃±2℃，低温水水温为22℃±2℃。

优选的，所述工艺柜与机器人中的倍福模块相连接。

优选的，所述工艺柜上还安装有用于对工艺柜内部进行降温的轴流风机。

与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：

本实用新型中的激光钎焊装置中，工艺柜作为从站被机器人控制，所述工艺柜作为主站控制送丝机、激光器、激光焊接头，通过工艺柜与各个设备进行信号交互，能使信号触发时间大大减少至8ms，延长生产时间，进一步增强了各关键工艺参数的匹配率，减少了接线数量，降低了线缆成本；所述工艺柜对焊接过程中的关键工艺参数提供监控，实时展示各设备之间连接的状态情况、信号的传递情况以及报警信号，可大幅减少故障排查时间，显著节省成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中激光钎焊装置的整体结构图；

图2为本实用新型中工艺柜的整体结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1-2所示，本实用新型中的激光钎焊装置包括机器人1、激光器2、送丝机3、激光焊接头4以及工艺柜5；所述送丝机3以及激光焊接头4均连接所述机器人1，所述激光器2与所述激光焊接头4通过光纤6连接，光纤6用于传输激光器2产生的激光到激光焊接头4，本实施例中的激光器4功率可达4000瓦；所述工艺柜5分别连接所述机器人1、激光器2、激光焊接头4以及送丝机3，所述工艺柜5作为从站接收所述机器人1发出的焊接开始指令，以及作为主站、并根据所述焊接开始指令控制激光器2和/或激光焊接头4和/或送丝机3开始焊接工作。

具体的，所述送丝机3装于机器人3轴上，激光焊接头4固定在机器人6轴法兰末端，所述激光焊接头4与送丝机3串联，制成5芯公头，以作为串联形成的接口WD1；

所述工艺柜5右侧设有四个接口：HD1、HD2、HD3以及HS1，其中，接口HD1为5芯母头，用于与机器人1中的倍福模块相连接，接口HD2与激光焊接头4和送丝机3串联形成的接口WD1相连接，接口HD3、接口HS1均与激光器2相连接；进一步的，接口HD1、HD2、HD3均为DEVICENET网络通讯口，且所述DEVICENET网络通讯口为直径25mm，5芯的母插头，接口HS1为24针的HARTING公插头，与激光器2的安全插口相连接，用于接入激光器2的安全信号。

由此，工艺柜5可作为信号中转站以及作为从站被机器人控制，其会检查上级设备和下挂设备的当前运行状态，确认无误后，机器人1会将激光工艺号、当前TCP速度、机器人1当前自身状态等信息实时发送给工艺柜5，等待工艺柜5判断是否具备焊接条件后发出焊接许可信号，进一步的，所述机器人1收到焊接许可信号后发出焊接开始指令至工艺柜5，工艺柜5进而作为主站、并根据所述焊接开始指令控制送丝机3、激光器2、激光焊接头4开始焊接工作，在焊接过程期间，工艺柜5还会实时监控下级设备的状态及必要信号状态和上级设备的状态及必要信号状态，一旦有信号发生偏差会在HMI(即人机界面)上显示当前的报警信息和为用户提供故障排查方向，并立即停止焊接及机器人1的运行，以保护财产安全甚至人身安全。由此，通过工艺柜5与各个设备进行信号交互，能使信号触发时间大大减少至8ms，进一步增强了各关键工艺参数的匹配率，减少了接线数量，降低了线缆成本。

进一步的，如图2所示，所述工艺柜5包括：AB触摸显示屏51，用于显示各设备之间的连接状态情况和/或信号传递情况，和/或展示报警信号；带磨砂保护帽的指示灯52(用于产生报警信号等)以及旋钮开关53(控制工艺柜电路通断等)。由此可对焊接过程中的关键工艺参数提供监控，实时展示各设备之间连接的状态情况、信号的传递情况以及报警信号(如指示灯闪亮等)，操作人员可方便的通过该触摸显示屏了解设备运作情况，并在触摸显示屏上快速进行相关操作，大幅减少故障排查时间，显著节省成本，如可对机器人速度进行监控，在焊接过程中防止机器人因死机而在同一位置长期发射激光，同时监控出光时间，防止意外长时间出光造成直接经济损失或安全事故等。

此外，因激光钎焊过程中会产热，为避免温度过高导致部件损坏，如图1所示，本实施例中的激光钎焊装置还包括：水冷机7，其用于为所述激光器2和/或光纤5和/或激光焊接头4提供循环降温水。

具体的，所述水冷机7上设有水冷机高温水出口WC1、水冷机高温水进口WC2、水冷机低温水出口WC3以及水冷机低温水进口WC4；所述激光器上设有激光器高温水出口L1、激光器高温水进口L2、激光器低温水出口L3以及激光器低温水进口L4；所述光纤6上设有光纤进水口F1和光纤出水口F2；所述激光焊接头4内部设有激光头进水口和激光头出水口(均未示出)；

所述水冷机高温水出口WC1连通所述激光器高温水进口L2，所述激光器高温水出口WC2连通所述光纤进水口F2，所述光纤出水口F1与所述激光头进水口连通，所述激光头出水口连通所述激光器高温水出口L1；所述水冷机低温水出口WC3连通所述激光器低温水进口L4，所述水冷机低温水进口WC4连通所述激光器低温水出口L3；其中，所述高温水水温为30℃±2℃，低温水水温为22℃±2℃，由此可利用低温水冷却发热较多的激光器的主电源、激光器的激光模块、激光器的合束器模块等部件，以及利用高温水冷却激光器的光纤、激光器的光耦、激光头等部件。

机器人1将激光焊接头4带到焊接位置，激光器2发射激光，并通过光纤6传输至激光焊接头4，通过激光焊接头4中的光学反射使激光束按照预定光路最终射到焊丝上，通过远心透镜聚焦实现激光融化焊丝，并填充在焊缝中。激光焊接过程中，机器人TCP移动速度优选范围为50-80mm/s。

实施例二：

本实施例与实施例一的不同之处仅在于，如图2所示，本实施例中的工艺柜5上还安装有用于对工艺柜5内部进行降温的轴流风机54，并且工艺柜上还开设有安装口55，以安装备用轴流风机。由此可通过轴流风机54对工艺柜内部进行降温，避免因高温而引起工艺柜运作异常。

综上所述，本实用新型中的激光钎焊装置中，工艺柜作为从站被机器人控制，所述工艺柜作为主站控制送丝机、激光器、激光焊接头，通过工艺柜与各个设备进行信号交互，能使信号触发时间大大减少至8ms，进一步增强了各关键工艺参数的匹配率，减少了接线数量，降低了线缆成本；所述工艺柜对焊接过程中的关键工艺参数提供监控，实时展示各设备之间连接的状态情况、信号的传递情况以及报警信号，可大幅减少故障排查时间，显著节省成本。

需要说明的是，上述实施例一至二中的技术特征可进行任意组合，且组合而成的技术方案均属于本申请的保护范围。同时，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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 (10)

1.一种激光钎焊装置，其特征在于，包括机器人、激光器、送丝机、激光焊接头以及工艺柜；所述送丝机以及激光焊接头均连接所述机器人，所述激光器与所述激光焊接头通过光纤连接；所述工艺柜分别连接所述机器人、激光器、激光焊接头以及送丝机，所述工艺柜作为从站接收所述机器人发出的焊接开始指令，以及作为主站、并根据所述焊接开始指令控制激光器和/或激光焊接头和/或送丝机开始焊接工作。

2.如权利要求1所述的激光钎焊装置，其特征在于，所述激光焊接头与送丝机串联，且通过串联形成的接口与所述工艺柜连接。

3.如权利要求2所述的激光钎焊装置，其特征在于，所述工艺柜通过DEVICENET网络通讯口连接所述机器人、激光焊接头与送丝机串联形成的接口以及激光器。

4.如权利要求3所述的激光钎焊装置，其特征在于，所述DEVICENET网络通讯口为直径25mm，5芯的插头。

5.如权利要求1所述的激光钎焊装置，其特征在于，所述工艺柜包括显示屏，用于显示各设备之间的连接状态情况和/或信号传递情况，和/或展示报警信号。

6.如权利要求1所述的激光钎焊装置，其特征在于，所述激光钎焊装置还包括：水冷机，其用于为所述激光器、光纤、激光焊接头提供循环降温水。

7.如权利要求6所述的激光钎焊装置，其特征在于，所述水冷机上设有水冷机高温水出口、水冷机高温水进口、水冷机低温水出口以及水冷机低温水进口；所述激光器上设有激光器高温水出口、激光器高温水进口、激光器低温水出口以及激光器低温水进口；所述光纤上设有光纤进水口和光纤出水口；所述激光焊接头内部设有激光头进水口和激光头出水口；

所述水冷机高温水出口连通所述激光器高温水进口，所述激光器高温水出口连通所述光纤进水口，所述光纤出水口与所述激光头进水口连通，所述激光头出水口连通所述激光器高温水进口；所述水冷机低温水出口连通所述激光器低温水进口，所述水冷机低温水进口连通所述激光器低温水出口。

8.如权利要求7所述的激光钎焊装置，其特征在于，所述高温水水温为30℃±2℃，低温水水温为22℃±2℃。

9.如权利要求1所述的激光钎焊装置，其特征在于，所述工艺柜与机器人中的倍福模块相连接。

10.如权利要求1所述的激光钎焊装置，其特征在于，所述工艺柜上还安装有用于对工艺柜内部进行降温的轴流风机。

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