CN212286284U - 一种可调焦光纤激光焊接头 - Google Patents

Abstract

一种可调焦光纤激光焊接头，涉及到激光焊接领域，包括工作台、设置于工作台两侧的直线导轨、架空设置于两直线导轨之上的横梁、设置于横梁上的横向移动组件、固定于横向移动组件上的高度升降组件及固定于高度升降组件上的激光焊接头；还包括固定于所述横向移动组件上并与所述高度升降组件电连接的测距传感组件；和升降台面组件，固定在所述工作台内，所述升降台面组件的上升或者下降控制工件与所述激光焊接头之间距离的变长或者变短，通过利用测距传感组件实现对工件平面待焊点进行检测，使激光焊接头根据待焊点实时做出相应的微调补偿，保证激光焊接头与待焊点之间的焦距保持在合理的区间，达到保质保量焊接的目的。

Description

一种可调焦光纤激光焊接头

技术领域

本实用新型涉及到激光焊接领域，具体为一种可调焦光纤激光焊接头。

背景技术

激光焊接作为现代加工业应用较为广泛的技术之一，其拥有速度快，深度大，变形小等特点。

在实际的加工工作中发现，同一工件上不同的待焊点会出现有尺寸误差或者凹凸不平，也就导致待焊点与激光焊接头之间的焦距超出合理波动焊接时处于不同的焦距内进行焊接，这样待焊点之间的细微变化也对最终形成的焊缝熔深、熔宽以及焊缝截面积的大小造成影响影响，因此目前的处理方式为，通过对工件更为严格的精度加工要求，争取保证待焊点的一致性，来避免因为待焊接点之间的差异，影响与焊接头之间的焦距，对最终焊接质量造成的影响。

但是工件加工存在误差是无法避免的，而且更为严格的加工要求势必造成各种成本的增加，因此，能否通过对设备结构的改进来解决上述问题带来的影响，是目前需要考虑的问题所在。

实用新型内容

针对上述背景中出现的问题，本实用新型设计了新的改进方案，用于达到进一步提高焊接质量的目的。

本实用新型提出的技术方案如下：

一种可调焦光纤激光焊接头，包括工作台、沿工作台长度方向设置于两侧的直线导轨、架空设置于两直线导轨之上且可沿两直线导轨滑动的横梁、设置于横梁上且可沿其长度方向滑动的横向移动组件、固定于横向移动组件上的高度升降组件及固定于高度升降组件上的激光焊接头，还包括测距传感组件，固定于所述横向移动组件上并与所述高度升降组件电连接，所述测距传感组件通过信号传输控制高度升降组件的上下微调；

升降台面组件，固定在所述工作台内，用于放置待焊接工件；

所述升降台面组件的上升或者下降控制工件与所述激光焊接头之间距离的变长或者变短。

进一步的，所述横向移动组件包括设置在所述横梁上的导轨和与所述导轨滑动连接的滑座；所述滑座上固定有支架；所述测距传感组件固定在所述支架上或所述滑座上，所述高度升降组件固定在所述支架上端。

进一步的，所述高度升降组件包括滑轨、设在滑轨上的滑台和驱动所述滑台上下移动的电机，所述激光焊接头固定在所述滑台上；所述测距传感组件包括安装块和固定在所述安装块上的测距传感器；所述安装块安装在支架或者滑座上；所述测距传感器与所述电机电连接。

进一步的，所述升降台面组件包括升降台、固定台和用于控制升降台相对于固定台上下移动的连杆机构；所述固定台固定在工作台内；所述连杆机构位于所述升降台和固定台之间且分别与两者铰接相连；所述连杆机构上设有驱动机构，所述驱动机构驱使所述连杆机构运动。

进一步的，所述连杆机构的数量有两个，两个连杆机构左右对称设置在升降台与固定台之间的两端。

进一步的，所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆和转轴，所述第一连杆通过安装座与升降台铰接，所述第二连杆通过安装座与固定台铰接，所述第一连杆与第二连杆通过所述转轴铰接相连。

进一步的，所述驱动机构包括正反丝杆和设在其一端的轮把手，所述正反丝杆贯穿每个所述转轴，其中一个所述转轴与正反丝杆的正向螺纹螺旋连接，另一个所述转轴与正反丝杆的反向螺纹处螺旋连接。

采用本技术方案所达到的有益效果为：

通过利用测距传感组件实现对工件平面待焊点进行检测，实时检测待焊点的平均高度值，并控制高度升降组件的上下移动，从而达到控制激光焊接头的目的；使激光焊接头根据待焊点实时做出相应的微调补偿，保证激光焊接头与待焊点之间的焦距保持在合理的区间，达到保质保量焊接的目的。

附图说明

图1为整体立体结构示意图；

图2为图1中的局部放大图，展现横向移动组件、高度升降组件和测距传感组件之间的连接关系；

图3为测距传感器与电机之间的控制方式关系图；

图4为升降台面组件的结构示意图；

图5为整体结构的正面示意图，展现升降台面组件在工作台内的安装关系。

其中：100工作台、200直线导轨、300横向移动组件、301导轨、302滑座、303支架、400高度升降组件、401滑轨、402滑台、500激光焊接头、600测距传感组件、601安装块、602测距传感器、700升降台面组件、701升降台、702连杆机构、702-1第一连杆、702-2第二连杆、702-3转轴、703固定台、704驱动机构、704-1正反丝杆、704-2轮把手。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本技术的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。

一种可调焦光纤激光焊接头，参见图1，包括工作台100、沿工作台100长度方向设置于两侧的直线导轨200、架空设置于两直线导轨200之上且可沿两直线导轨200滑动的横梁、设置于横梁上且可沿横梁的长度方向滑动的横向移动组件300、固定于横向移动组件300上的高度升降组件400及固定于高度升降组件400上的激光焊接头500。

激光焊接头500通过直线导轨200、横向移动组件300和高度升降组件400实现在工作台100上的前后左右上下移动，以此完成对工件上各个待焊点的焊接。

为了实现保证对工件焊接的一致性，还设置了测距传感组件600，利用测距传感组件600实时的监测测量工件上各个待焊点之间的误差，所述测距传感组件600固定于所述横向移动组件300上并与所述高度升降组件400电连接，当测距传感组件600将误差数据检测出来后，通过信号传输的方式传输给高度升降组件400，达到控制高度升降组件400的上下微调的目的。

比如，测距传感组件600在检测到工件上的待焊点A周围的平均高度偏低，这时传输信号到高度升降组件400，高度升降组件400带动激光焊接头500下微调，在激光焊接头500与待焊点A的焦距保持在正常的范围后，再启动激光焊接头500对待焊点A进行焊接；同理的，测距传感组件600在检测到工件上的待焊点B周围的平均高度偏高，传输信号到高度升降组件400并带动激光焊接头500上微调，在激光焊接头500与待焊点B的焦距保持在正常的范围后，再启动激光焊接头500对待焊点B进行焊接。

通过设置测距传感组件600来避免因为工件的加工问题对焊接质量的影响。

具体的，参见图2-图3，所述测距传感组件600包括安装块601和固定在所述安装块601上的测距传感器602；所述高度升降组件400包括滑轨401、设在滑轨401上的滑台402和驱动所述滑台402上下移动的电机(未画出)，所述激光焊接头500固定在所述滑台402上，滑台402的上下移动带动激光焊接头500的上下移动。

需要说明的是，测距传感组件600与高度升降组件400之间的信号传输是通过PLC控制器实现的，即测距传感组件600通过PLC控制器与高度升降组件400电连接，具体方式为，测距传感器602收集工件上待焊点的平均高度值，通过数字传输的方式将信号反馈到PLC控制器内，PLC控制器处理收到的数字信息，并转换为控制信号传输给高度升降组件400中的电机使其启动，电机的正向转动或者反向转动驱动滑台402的上下移动，也就实现对激光焊接头500的上下移动；在激光焊接头500移动到位后，PLC控制器控制激光焊接头500启动焊接操作。

通过以上结构的设计，实现了根据待焊点的实际情况修正微调激光焊接头500的高度，保证激光焊接的焦距一致性要求，避免因为工件误差造成的焊接质量问题。

所述安装块601固定安装在横向移动组件300上，这样横向移动组件300能保证激光焊接头500与测距传感器602在工作台100上同步移动，保证检测数据的可靠性。

具体的，所述横向移动组件300包括设置在所述横梁上的导轨301和与所述导轨301滑动连接的滑座302；所述滑座302上固定有支架303；所述高度升降组件400固定在所述支架303上端，而所述安装块601固定在支架303上或所述滑座302上。

在本方案中，安装块601垂直固定在支架303侧边，测距传感器602设置在安装块601远离支架303的一端面上，这样设置的目的在于，避免激光焊接头500在焊接工件时，产生的光束对测距传感器602产生影响(图中虚线为光束线)，安装块601不仅用于测距传感器602的固定，还用于遮挡激光焊接头500产生的激光光束，保护测距传感器602。

针对不同工件，需要能够实时的调节激光焊接头500与工件之间的距离，使其焊接距离处于正常范围，如果大幅度的上下调节激光焊接头500，在安装误差存在的情况下，很有可能造成激光焊接头500投射在工件上的基准焦点偏移，为后期的使用造成极大的麻烦。

因此设计了升降台面组件700替换大幅度调节激光焊接头500这一操作，参见图4-图5。

需要说明的是，高度升降组件400虽然能使激光焊接头500上下移动，但是高度升降组件400主要用于激光焊接头500的微调，激光焊接头500的上下移动距离较短，因此高度升降组件400的存在不会对激光焊接头500投射在工件上的基准焦点产生较大的误差，高度升降组件400也无法实现大幅度的上下调节激光焊接头500达到缩短激光焊接头500与工件之间距离的目的。

可以理解为，升降台面组件700用于调整激光焊接头500与工件之间的焦距，而高度升降组件400用于微调激光焊接头500与工件上待焊点之间的焦距。

所述升降台面组件700固定在所述工作台100内，升降台面组件700面向激光焊接头500的一面用于放置待焊接工件。

通过控制升降台面组件700的上升或者下降，就能控制工件与所述激光焊接头500之间距离的变长或者变短，即实现工件与激光焊接头500焦距的调节。

具体的，所述升降台面组件700包括升降台701、固定台703和用于控制升降台701相对于固定台703上下移动的连杆机构702，其中，所述固定台703固定在工作台100内；工件放置在升降台701上，连杆机构702位于所述升降台701和固定台703之间且分别与两者铰接相连，在连杆机构702上设有驱动机构704，所述驱动机构704驱使所述连杆机构702运动实现工件的上下升降。

优选的，所述连杆机构702的数量有两个，两个连杆机构702左右对称设置在升降台701与固定台703之间的两端。

通过驱动机构704对连杆机构702的驱动，实现升降台701相对于固定台703上升或者下降，从而达到升降工件，达到调节工件与激光焊接头500距离的目的。

具体的，所述连杆机构702包括第一连杆702-1、第二连杆702-2和转轴702-3，所述第一连杆702-1通过安装座与升降台701铰接，所述第二连杆702-2通过安装座与固定台703铰接，而第一连杆702-1与第二连杆702-2通过所述转轴702-3铰接相连。

而所述驱动机构704包括正反丝杆704-1和设在其一端的轮把手704-2，所述正反丝杆704-1贯穿每个所述转轴702-3，其中一个所述转轴702-3与正反丝杆704-1的正向螺纹螺旋连接，另一个所述转轴702-3与正反丝杆704-1的反向螺纹处螺旋连接。

在使用时，转动轮把手704-2，使正反丝杆704-1转动，在正反丝杆704-1的正反螺纹的作用下，转轴702-3相向运动或者反向运动。

在本技术方案中，当转轴702-3之间相向运动时，第一连杆702-1与第二连杆702-2被推动，使升降台701下降；同理，当转轴702-3之间反向运动时，第一连杆702-1与第二连杆702-2被拉动，使升降台701上升。

升降台701的上升或者下降，使设在升降台701上的工件同步的上升或者下降，在工件上升时，工件与激光焊接头500的距离缩短；在工件下降时，工件与激光焊接头500的距离拉长，通过这样的方式，增强对不同尺寸工件的适用性，同时，采取调节工件的方式相比于调节激光焊接头500，能够有效的保证激光焊接的精度，保证激光焊接头500焦点基准的一致性。

以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将技术的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本技术的保护范围。

Claims (7)

1.一种可调焦光纤激光焊接头，包括工作台(100)、沿工作台(100)长度方向设置于两侧的直线导轨(200)、架空设置于两直线导轨(200)之上且可沿两直线导轨(200)滑动的横梁、设置于横梁上且可沿其长度方向滑动的横向移动组件(300)、固定于横向移动组件(300)上的高度升降组件(400)及固定于高度升降组件(400)上的激光焊接头(500)，其特征在于，还包括

测距传感组件(600)，固定于所述横向移动组件(300)上并与所述高度升降组件(400)电连接，所述测距传感组件(600)通过信号传输控制高度升降组件(400)的上下微调；

升降台面组件(700)，固定在所述工作台(100)内，用于放置待焊接工件；

所述升降台面组件(700)的上升或者下降控制工件与所述激光焊接头(500)之间距离的变长或者变短。

2.根据权利要求1所述的一种可调焦光纤激光焊接头，其特征在于，所述横向移动组件(300)包括设置在所述横梁上的导轨(301)和与所述导轨(301)滑动连接的滑座(302)；所述滑座(302)上固定有支架(303)；所述测距传感组件(600)固定在所述支架(303)上或所述滑座(302)上，所述高度升降组件(400)固定在所述支架(303)上端。

3.根据权利要求2所述的一种可调焦光纤激光焊接头，其特征在于，所述高度升降组件(400)包括滑轨(401)、设在滑轨(401)上的滑台(402)和驱动所述滑台(402)上下移动的电机，所述激光焊接头(500)固定在所述滑台(402)上；所述测距传感组件(600)包括安装块(601)和固定在所述安装块(601)上的测距传感器(602)；所述安装块(601)安装在支架(303)或者滑座(302)上；所述测距传感器(602)与所述电机电连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种可调焦光纤激光焊接头，其特征在于，所述升降台面组件(700)包括升降台(701)、固定台(703)和用于控制升降台(701)相对于固定台(703)上下移动的连杆机构(702)；所述固定台(703)固定在工作台(100)内；所述连杆机构(702)位于所述升降台(701)和固定台(703)之间且分别与两者铰接相连；所述连杆机构(702)上设有驱动机构(704)，所述驱动机构(704)驱使所述连杆机构(702)运动。

5.根据权利要求4所述的一种可调焦光纤激光焊接头，其特征在于，所述连杆机构(702)的数量有两个，两个连杆机构(702)左右对称设置在升降台(701)与固定台(703)之间的两端。

6.根据权利要求5所述的一种可调焦光纤激光焊接头，其特征在于，所述连杆机构(702)包括第一连杆(702-1)、第二连杆(702-2)和转轴(702-3)，所述第一连杆(702-1)通过安装座与升降台(701)铰接，所述第二连杆(702-2)通过安装座与固定台(703)铰接，所述第一连杆(702-1)与第二连杆(702-2)通过所述转轴(702-3)铰接相连。

7.根据权利要求6所述的一种可调焦光纤激光焊接头，其特征在于，所述驱动机构(704)包括正反丝杆(704-1)和设在其一端的轮把手(704-2)，所述正反丝杆(704-1)贯穿每个所述转轴(702-3)，其中一个所述转轴(702-3)与正反丝杆(704-1)的正向螺纹螺旋连接，另一个所述转轴(702-3)与正反丝杆(704-1)的反向螺纹处螺旋连接。

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