CN213291380U - 具有焊接检测功能的激光焊接设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种具有焊接检测功能的激光焊接设备，包括设备平台及工装平台，工装平台上可活动地设置有用于产生激光束的光学组件，设备平台与工装平台二者间的区域为焊接加工工位，焊接加工工位内设置有用于承托位于下方的待焊接加工件的工件承托组件以及用于夹持位于上方的待焊接加工件的工件夹持组件、二者配合实现两部分待焊接加工件在激光焊接过程中的紧密贴合，工件承托组件内包括有高精密位移传感器。本实用新型通过其所设置高精密度的位移传感器，准确地获知了塑料工件在激光焊接过程中的位移量，进而使得操作者可以依据塑料工件的位移量对焊接是否完成、焊接结果是否达标进行准确判断。
Description
技术领域
本实用新型为一种激光焊接设备，具体涉及一种适用于塑料工件激光焊接过程中的、具有焊接检测功能的激光焊接设备，属于激光加工技术领域。
背景技术
随着现如今工业领域中各种新材料的应用和普及，各类与材料加工相关的新技术也开始陆续出现并持续发展。其中，激光焊接技术、特别是针对塑料工件的激光焊接技术发展迅猛。
具体而言，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，是激光材料加工技术应用的重要方面之一。考虑到塑料材质相较于金属材质而言易融化、易变形的特性，在进行塑料工件的激光焊接时，为了控制焊接工件的形变、保证最终焊接成品的质量，需要始终保持待焊接塑料工件间的紧密贴合。
在现有技术中，针对塑料工件进行激光焊接加工时，塑料工件的焊缝位置会在激光束的高温作用下融化，进而与另一部分待连接的塑料工件相结合、形成一个完整的整体，从而达到焊接效果。由上述作用原理可知，焊接加工前后的塑料工件在其整体高度和相对位置方面会存在一定的区别。由于焊缝位置的塑料融化，焊接成品的整体高度会略有缩减、焊接成品的两个结合部分间也会存在较为微小的相对位移。也正是由于焊接加工前后塑料工件的细微区别，为业内人士实现对塑料工件激光焊接过程的精密控制提供了可能。在现有的激光焊接设备中，无法对焊接时工件间的细小位移进行检测，无法通过标准化的数据信息对工件是否焊接完成、焊接结果是否符合预期进行有效地获知和监测，因此很容易出现因人工经验不足而导致的焊接判断失误，造成焊接未完成或重复焊接等问题。
针对以上问题，目前业界也出现了一些对应的技术解决方案，但是这些方案在实现时仍然存在着设备要求较高、技术难度大等问题，综上所述，如何基于上述现状，设计出一种全新的、适用于塑料工件激光焊接过程中的、具有焊接检测功能的激光焊接设备，也就成为了本领域内技术人员所共同关注的问题。
发明内容
鉴于现有技术存在上述缺陷，本实用新型的目的是提出一种适用于塑料工件激光焊接过程中的、具有焊接检测功能的激光焊接设备，具体如下。
本实用新型揭示了一种具有焊接检测功能的激光焊接设备，包括一个设备平台以及一个固定设置于所述设备平台上方的工装平台，所述工装平台上可活动地设置有用于产生激光束的光学组件，所述设备平台与所述工装平台二者间的区域为焊接加工工位，所述焊接加工工位内设置有用于承托位于下方的待焊接加工件的工件承托组件以及用于夹持位于上方的待焊接加工件的工件夹持组件，所述工件承托组件与所述工件夹持组件二者配合实现两部分待焊接加工件在激光焊接过程中的紧密贴合，所述工件承托组件内包括有一个用于持续检测激光焊接过程中位于下方的待焊接加工件运动行程的高精密位移传感器。
优选地，所述工件承托组件与所述工件夹持组件二者内均包括用于完成对待焊接加工件夹持固定的工件夹具，所述工件夹具的规格、形状分别与待焊接加工件的规格、形状一一匹配对应。
优选地，所述工件承托组件还包括一个用于固定所述工件夹具的下工装承托架以及多个用于带动所述下工装承托架运动的工件压紧气缸，所述工件压紧气缸主体固定设置于所述设备平台上且所述工件压紧气缸的中轴线方向与所述设备平台上端面所在平面相垂直，所述下工装承托架的下端面与所述工件压紧气缸的气缸轴顶端固定连接；在多个所述工件压紧气缸的同步驱动下，所述下工装承托架沿垂直于所述设备平台上端面的方向往复运动。
优选地，所述设备平台的上端面固定设置有一根支架导向柱，所述支架导向柱的中轴线方向与所述设备平台上端面所在平面相垂直，所述下工装承托架上固定连接有一块导向柱连接块，所述导向柱连接块通过其上所开设的连接通孔可活动地套设于所述支架导向柱上。
优选地，所述高精密位移传感器固定设置于所述支架导向柱的顶端位置，所述高精密位移传感器的检测端沿所述支架导向柱的设置方向正对所述导向柱连接块的上端面、用于持续检测所述导向柱连接块在所述支架导向柱上的运动行程。
优选地，所述工件夹持组件包括一个用于固定所述工件夹具的上工装固定架，所述上工装固定架可活动地连接于所述工装平台的上端面；沿垂直于所述设备平台的方向做投影，所述上工装固定架与所述下工装承托架二者的投影相重叠。
优选地，所述上工装固定架与所述下工装承托架二者的侧面均固定设置有多个用于实现对所述工件夹具的型号检测的夹具编码传感器；在所述工件夹具的固定状态下，所述夹具编码传感器的检测端正对所述工件夹具的外周侧。
优选地，还包括用于对设备内各电气部件的运作进行控制调度的设备控制中枢，所述光学组件、所述工件压紧气缸、所述高精密位移传感器以及所述夹具编码传感器均与所述设备控制中枢电性连接并由其控制驱动。
与现有技术相比，本实用新型的优点主要体现在以下几个方面：
本实用新型所提出的具有焊接检测功能的激光焊接设备，通过所设置高精密度的位移传感器，准确地获知了塑料工件在激光焊接过程中的位移量，进而使得操作者可以依据塑料工件的位移量对焊接是否完成、焊接结果是否达标进行准确判断。
同时，本实用新型中所设置的用于识别夹具类型的夹具识别组件还能够对加工过程中所使用的不同夹具进行识别和分析，从而获知当前焊接过程中激光束的移动路径，从而进一步实现针对不同产品的激光焊接检测。
此外，本实用新型的整体结构明晰，所使用的各部件也均为市面上常见的装配加工件，使用者可以通过对现有材料、现有设备的简单改装、组合而获得本实用新型的完整技术方案，为本实用新型的大规模制造和应用提供了条件，行业应用前景广阔。
以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
其中：1、设备平台；2、工装平台；3、光学组件；4、高精密位移传感器；5、下工装承托架；6、工件压紧气缸；7、支架导向柱；8、导向柱连接块；9、上工装固定架；10、夹具编码传感器。
具体实施方式
本实用新型揭示一种适用于塑料工件激光焊接过程中的、具有焊接检测功能的激光焊接设备，具体方案如下。
如图1所示，一种具有焊接检测功能的激光焊接设备，包括一个设备平台1以及一个固定设置于所述设备平台1上方的工装平台2，所述工装平台2上可活动地设置有用于产生激光束的光学组件3，所述设备平台1与所述工装平台2二者间的区域为焊接加工工位，所述焊接加工工位内设置有用于承托位于下方的待焊接加工件的工件承托组件以及用于夹持位于上方的待焊接加工件的工件夹持组件，所述工件承托组件与所述工件夹持组件二者配合实现两部分待焊接加工件在激光焊接过程中的紧密贴合，所述工件承托组件内包括有一个用于持续检测激光焊接过程中位于下方的待焊接加工件运动行程的高精密位移传感器4。
在本实施例中，为了保证对待焊接加工件的固定，所述工件承托组件与所述工件夹持组件二者内均包括用于完成对待焊接加工件夹持固定的工件夹具（图中未示出），所述工件夹具的规格、形状分别与待焊接加工件的规格、形状一一匹配对应。
所述工件承托组件还包括一个用于固定所述工件夹具的下工装承托架5以及多个用于带动所述下工装承托架5运动的工件压紧气缸6，所述工件压紧气缸6主体固定设置于所述设备平台1上且所述工件压紧气缸6的中轴线方向与所述设备平台1上端面所在平面相垂直，所述下工装承托架5的下端面与所述工件压紧气缸6的气缸轴顶端固定连接。在多个所述工件压紧气缸6的同步驱动下，所述下工装承托架5沿垂直于所述设备平台1上端面的方向往复运动。
所述设备平台1的上端面固定设置有一根支架导向柱7，所述支架导向柱7的中轴线方向与所述设备平台1上端面所在平面相垂直，所述下工装承托架5上固定连接有一块导向柱连接块8，所述导向柱连接块8通过其上所开设的连接通孔可活动地套设于所述支架导向柱7上。
所述高精密位移传感器4固定设置于所述支架导向柱7的顶端位置，为了保证所述高精密位移传感器4的有效运作，所述高精密位移传感器4的检测端沿所述支架导向柱7的设置方向正对所述导向柱连接块8的上端面、用于持续检测所述导向柱连接块8在所述支架导向柱7上的运动行程。
在实际的激光焊接过程中，由于所述工件压紧气缸6的持续工作，所述下工装承托架5持续向位于下方的待焊接加工件施力，此时如果出现待焊接加工件焊缝融化，则位于下方的待焊接加工件势必会有小幅上升。而通过所述高精密位移传感器4对所述导向柱连接块8在所述支架导向柱7上运动行程的持续检测，就可以间接得知位于下方的待焊接加工件是否上升、上升的距离，进而即可实现焊接检测的功能。
在本方案中，所述工件夹持组件包括一个用于固定所述工件夹具的上工装固定架9，所述上工装固定架9可活动地连接于所述工装平台2的上端面。沿垂直于所述设备平台1的方向做投影，所述上工装固定架9与所述下工装承托架5二者的投影相重叠。
此外，所述上工装固定架9与所述下工装承托架5二者的侧面均固定设置有多个用于实现对所述工件夹具的型号检测的夹具编码传感器10。在所述工件夹具的固定状态下，所述夹具编码传感器10的检测端正对所述工件夹具的外周侧。
为了实现设备的自动化运作，方便操作者使用，本实用新型所述的具有焊接检测功能的激光焊接设备，还包括用于对设备内各电气部件的运作进行控制调度的设备控制中枢（图中未示出），所述光学组件3、所述工件压紧气缸6、所述高精密位移传感器4以及所述夹具编码传感器10均与所述设备控制中枢电性连接并由其控制驱动。
综上所述，本实用新型所提出的具有焊接检测功能的激光焊接设备，通过所设置高精密度的位移传感器，准确地获知了塑料工件在激光焊接过程中的位移量，进而使得操作者可以依据塑料工件的位移量对焊接是否完成、焊接结果是否达标进行准确判断。
同时，本实用新型中所设置的用于识别夹具类型的夹具识别组件还能够对加工过程中所使用的不同夹具进行识别和分析，从而获知当前焊接过程中激光束的移动路径，从而进一步实现针对不同产品的激光焊接检测。
此外，本实用新型的整体结构明晰，所使用的各部件也均为市面上常见的装配加工件，使用者可以通过对现有材料、现有设备的简单改装、组合而获得本实用新型的完整技术方案，为本实用新型的大规模制造和应用提供了条件，行业应用前景广阔。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
最后，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种具有焊接检测功能的激光焊接设备，包括一个设备平台（1）以及一个固定设置于所述设备平台（1）上方的工装平台（2），所述工装平台（2）上可活动地设置有用于产生激光束的光学组件（3），其特征在于：所述设备平台（1）与所述工装平台（2）二者间的区域为焊接加工工位，所述焊接加工工位内设置有用于承托位于下方的待焊接加工件的工件承托组件以及用于夹持位于上方的待焊接加工件的工件夹持组件，所述工件承托组件与所述工件夹持组件二者配合实现两部分待焊接加工件在激光焊接过程中的紧密贴合，所述工件承托组件内包括有一个用于持续检测激光焊接过程中位于下方的待焊接加工件运动行程的高精密位移传感器（4）。
2.根据权利要求1所述的具有焊接检测功能的激光焊接设备，其特征在于：所述工件承托组件与所述工件夹持组件二者内均包括用于完成对待焊接加工件夹持固定的工件夹具，所述工件夹具的规格、形状分别与待焊接加工件的规格、形状一一匹配对应。
3.根据权利要求2所述的具有焊接检测功能的激光焊接设备，其特征在于：所述工件承托组件还包括一个用于固定所述工件夹具的下工装承托架（5）以及多个用于带动所述下工装承托架（5）运动的工件压紧气缸（6），所述工件压紧气缸（6）主体固定设置于所述设备平台（1）上且所述工件压紧气缸（6）的中轴线方向与所述设备平台（1）上端面所在平面相垂直，所述下工装承托架（5）的下端面与所述工件压紧气缸（6）的气缸轴顶端固定连接；在多个所述工件压紧气缸（6）的同步驱动下，所述下工装承托架（5）沿垂直于所述设备平台（1）上端面的方向往复运动。
4.根据权利要求3所述的具有焊接检测功能的激光焊接设备，其特征在于：所述设备平台（1）的上端面固定设置有一根支架导向柱（7），所述支架导向柱（7）的中轴线方向与所述设备平台（1）上端面所在平面相垂直，所述下工装承托架（5）上固定连接有一块导向柱连接块（8），所述导向柱连接块（8）通过其上所开设的连接通孔可活动地套设于所述支架导向柱（7）上。
5.根据权利要求4所述的具有焊接检测功能的激光焊接设备，其特征在于：所述高精密位移传感器（4）固定设置于所述支架导向柱（7）的顶端位置，所述高精密位移传感器（4）的检测端沿所述支架导向柱（7）的设置方向正对所述导向柱连接块（8）的上端面、用于持续检测所述导向柱连接块（8）在所述支架导向柱（7）上的运动行程。
6.根据权利要求5所述的具有焊接检测功能的激光焊接设备，其特征在于：所述工件夹持组件包括一个用于固定所述工件夹具的上工装固定架（9），所述上工装固定架（9）可活动地连接于所述工装平台（2）的上端面；沿垂直于所述设备平台（1）的方向做投影，所述上工装固定架（9）与所述下工装承托架（5）二者的投影相重叠。
7.根据权利要求6所述的具有焊接检测功能的激光焊接设备，其特征在于：所述上工装固定架（9）与所述下工装承托架（5）二者的侧面均固定设置有多个用于实现对所述工件夹具的型号检测的夹具编码传感器（10）；在所述工件夹具的固定状态下，所述夹具编码传感器（10）的检测端正对所述工件夹具的外周侧。
8.根据权利要求7所述的具有焊接检测功能的激光焊接设备，其特征在于：还包括用于对设备内各电气部件的运作进行控制调度的设备控制中枢，所述光学组件（3）、所述工件压紧气缸（6）、所述高精密位移传感器（4）以及所述夹具编码传感器（10）均与所述设备控制中枢电性连接并由其控制驱动。
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| CN202022038467.9U CN213291380U (zh) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | 具有焊接检测功能的激光焊接设备 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114559667A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-05-31 | 德诺克智能装备(昆山)有限公司 | 激光焊接机 |
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2020
- 2020-09-17 CN CN202022038467.9U patent/CN213291380U/zh active Active
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