CN215846326U - 激光发射头组件及激光焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光发射头组件及激光焊接设备。激光发射头组件包括：安装支架，设置在待安装部件上，安装支架相对于待安装部件沿第一方向可移动地设置；激光焊接部，设置于安装支架，激光焊接部包括用于射出激光的激光发射头，激光发射头相对于安装支架沿第一方向移动，激光发射头具有压紧工件的第一位置和与工件脱离的第二位置；一个或多个绕激光发射头的中心轴线间隔设置的浮动组件，浮动组件与激光发射头连接，以为激光发射头提供使其处于第一位置的作用力。应用本实用新型的激光发射头组件，激光发射头能够直接对铝片和电池模组等工件进行压紧并进行焊接，以适应多种尺寸的电池模组。

Description

激光发射头组件及激光焊接设备

技术领域

本实用新型涉及激光焊接设备的技术领域，具体而言，涉及一种激光发射头组件及激光焊接设备。

背景技术

电池组的焊接组装和Busbar(汇流排)焊接主要采用激光焊接的加工工艺，这样，在激光焊接的过程中，通常需要将铝片压紧在电池模组上进行焊接。

传统锂电池的焊接组装多采用独立焊接治具(即焊接夹具)来对电池模组和铝片压紧(即焊接治具与焊接设备分离，焊接治具对电池模组和铝片进行压紧，激光焊接设备对电池模组和铝片进行焊接)，而激光焊接头或激光焊接设备不能直接对工件进行压紧，这样，当电池模组或铝片的型号改变时，则需要在焊接设备工作台上安装相应型号的焊接治具，一种焊接治具只能适用于一种电池模组和与电池模组对应的铝片，上述激光焊接设备的适用性较低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种激光发射头组件及激光焊接设备，上述激光发射头组件的激光发射头能够直接对工件进行压紧，从而能够在后续将工件和电池模组焊接在一起，以适应多种尺寸电池模组和铝片的焊接。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种激光发射头组件，包括：安装支架，设置在待安装部件上，安装支架相对于待安装部件沿第一方向可移动地设置；激光焊接部，设置于安装支架，激光焊接部包括用于射出激光的激光发射头，激光发射头相对于安装支架沿第一方向移动，激光发射头具有压紧工件的第一位置和与工件脱离的第二位置；一个或多个绕激光发射头的中心轴线间隔设置的浮动组件，浮动组件与激光发射头连接，以为激光发射头提供使其处于第一位置的作用力。

进一步地，浮动组件包括：导向件，与激光发射头连接；弹性件，设置在导向件的外周，弹性件位于激光发射头和安装支架之间；安装支架上设有第一安装通孔，导向件的一端穿出第一安装通孔并沿着第一安装通孔的中心轴线可移动地设置。

进一步地，浮动组件还包括防脱件，防脱件与导向件的远离激光发射头的一端连接，以防止导向件从安装支架上脱落。

进一步地，防脱件包括第一轴段，导向件包括第二轴段，第一轴段的外径大于第二轴段的外径，第一轴段和第二轴段之间具有台阶面，且第一轴段的外径大于第一安装通孔的孔径。

进一步地，防脱件位于第一安装通孔外；或者，安装支架上设有与第一安装通孔连通的第二安装通孔，防脱件位于第二安装通孔内。

进一步地，激光发射头包括安装板、与安装板连接的发射本体以及贯通安装板和发射本体的第一通孔，激光焊接部还包括与安装板连接的连接件，连接件上设有第三通孔，激光发生器发出的激光依次经过第三通孔和第一通孔后射出。

进一步地，安装支架上设有装配通孔，连接件包括：连接部，与安装板连接；第一轴体，与连接部连接，至少部分第一轴体位于装配通孔内，且第一轴体与装配通孔滑动配合，第三通孔贯穿第一轴体和连接部。

进一步地，连接件还包括与连接部连接的第二轴体，至少部分第二轴体位于第一通孔内，且第二轴体的外壁面与第一通孔的内壁面之间具有间隙，第二轴体上设有第四通孔，第四通孔与第三通孔连通。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种激光焊接设备，激光焊接设备包括：支撑架，支撑架形成待安装部件；上述的激光发射头组件，激光发射头组件设置于支撑架；激光发生器，激光发生器设置于支撑架，且激光发生器位于安装支架的远离激光发射头的一侧，以使激光发生器发出的激光经激光发射头射出。

进一步地，激光焊接设备还包括设置于支撑架的视觉识别装置，视觉识别装置位于安装支架的背离激光发射头的一侧；或者，激光焊接设备还包括烟尘收集装置，烟尘收集装置包括：净化器；烟尘收集罩，设置于安装支架的背离激光发射头的一侧，烟尘收集罩用于收集焊接产生的废气；排气管，用于排出烟尘收集罩内的废气，排气管的一端与烟尘收集罩连通，排气管的另一端与净化器连通。

应用本实用新型的技术方案，通过设置沿第一方向可移动的安装支架和设置于安装支架上的浮动组件，并且浮动组件可以沿第一方向移动，当安装支架带动浮动组件和激光发射头朝靠近工件的方向(即第一方向)移动时，激光发射头先与工件接触，然后当安装支架继续移动直至激光发射头处于第一位置时，部分浮动组件能够为激光发射头提供较大的推动力，以使激光发射头压紧工件，从而使激光发射头在焊接工件的同时也可以对工件进行压紧，这样，利用激光发射头直接对工件需要焊接的位置进行压紧，可以使激光发射头组件不受工件的外形影响对不同尺寸的工件进行压紧并焊接。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的实施例的激光焊接设备的结构示意图；

图2示出了图1的激光焊接设备的局部放大图；

图3示出了图1的激光焊接设备的激光发射头组件的结构示意图；

图4示出了图3的激光发射头组件的剖视图；以及

图5示出了图3的激光发射头组件的局部剖视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、安装支架；11、装配通孔；20、激光焊接部；21、激光发射头；211、安装板；212、发射本体；22、第一通孔；23、连接件；231、第一轴体；232、第二轴体；233、连接部；234、第三通孔；235、第四通孔；24、气管接头；30、浮动组件；31、导向件；32、弹性件；33、防脱件；40、激光发生器；50、支撑架；60、驱动部；61、固定端；62、伸缩端；70、视觉识别装置；80、烟尘收集装置；81、烟尘收集罩；82、排气管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

发明人所知道的采用独立焊接治具来对电池模组和铝片压紧的焊接设备，会产生设备设计和制作周期长的问题，并且因需要多种治具会导致产生较高的费用和降低生产效率。

本实用新型的实施例提供了一种激光焊接设备可以焊接不同尺寸或规格的工件，无需开发新治具，大大提供了加工效率，缩短了加工周期，即使不同工件的差异较大，也可以只更换激光发射头21即可，从而降低成本。

需要说明的是，本实用新型的实施例中，第一方向是指激光发射头21朝工件移动的方向，即激光束的发射方向。也就是说，若激光发射头21沿水平方向布置，第一方向即指水平方向；若激光发射头21沿竖直方向布置，第一方向即指竖直方向。也就是说，激光焊接设备可以为卧式的，激光发射头21沿水平方向移动；激光焊接设备也可以为立式的，即激光发射头21沿竖直方向移动。

需要说明的是，本实用新型的实施例中，弹性件32位于激光发射头21和安装支架10之间并且一直处于压缩状态，即弹性件32的一端与激光发射头21抵接，弹性件32的另一端与安装支架10抵接。其中，弹性件32在激光发射头21处于第一位置时的压缩量要大于弹性件32在激光发射头21处于第二位置时的压缩量。

如图1和图2所示，本实用新型的实施例提供了一种激光发射头组件。激光发射头组件包括安装支架10、激光焊接部20和一个或多个浮动组件30。其中，安装支架10设置在待安装部件上，安装支架10相对于待安装部件沿第一方向可移动地设置；激光焊接部20设置于安装支架10，激光焊接部20包括用于射出激光的激光发射头21；一个或多个浮动组件30绕激光发射头21的中心轴线间隔设置，浮动组件30与激光发射头21连接，以为激光发射头提供使其处于第一位置的作用力，且激光发射头21相对于安装支架10沿第一方向移动，该浮动组件30用于从激光发射头21开始抵接工件至压紧的过程中，给激光发射头21提供足够的退让行程，同时给激光发射头21提供回复力，激光发射头21具有压紧工件的第一位置和与工件脱离的第二位置。

上述技术方案中，通过设置沿第一方向可移动的安装支架10和设置于安装支架10上的浮动组件30，并且部分浮动组件30可以沿第一方向移动，当安装支架10带动浮动组件30和激光发射头21朝靠近工件的方向(即第一方向)移动时，激光发射头21先与工件接触，然后当安装支架10继续移动直至激光发射头21处于第一位置时，部分浮动组件30能够为激光发射头21提供较大的推动力，从而使激光发射头21压紧在工件上，进而使激光发射头21在焊接工件的同时也可以对工件进行压紧，这样，利用激光发射头21直接对工件需要焊接的位置进行压紧，可以使激光发射头组件不受工件的外形影响能够对不同种工件进行压紧并焊接，从而适应不同尺寸或规格的工件。进一步地，这样，可以避免加工多种定位治具对工件压紧，从而降低加工成本。

当将本实施例的激光发射头组件应用于激光焊接设备后，激光发射头组件同时实现了压紧工件的功能和将不同工件焊接在一起的功能，而无需像现有技术中那样，额外设置用于压紧工件的治具。

进一步地，当焊接完成后，安装支架10带动浮动组件30和激光发射头21朝远离工件的方向移动直至激光发射头21不再接触工件，这样，激光发射头21可以与工件脱离(即激光发射头21处于与工件脱离的第二位置)，从而可以更方便地更换工件。

如图2和图5所示，本实用新型的实施例中，浮动组件30包括导向件31和弹性件32。其中，导向件31与激光发射头21连接；弹性件32设置在导向件31的外周，弹性件32位于激光发射头21和安装支架10之间；安装支架10上设有第一安装通孔，导向件31的一端穿出第一安装通孔并沿着第一安装通孔的中心轴线可移动地设置。

通过上述设置，弹性件32的一端与安装支架10抵接，弹性件32的另一端与激光发射头21抵接，这样，弹性件32可以带动激光发射头21与工件抵接，即利用弹性件32的回复力将激光发射头21始终压紧在工件上，从而可以使激光发射头21压紧工件。

具体地，本实用新型的实施例中，当安装支架10带动激光发射头21向第一位置移动时，激光发射头21先与工件接触，然后安装支架10继续移动，导向件31和激光发射头21相对于安装支架10向远离工件的方向移动，从而进一步压缩弹性件32，直至激光发射头21处于第一位置，利用弹性件32提供的回复力使激光发射头21压紧工件。

如图2和图5所示，本实用新型的实施例中，浮动组件30还包括防脱件33，防脱件33与导向件31的远离激光发射头21的一端连接，以防止导向件31从安装支架10上脱落。

上述技术方案中，当激光发射头21由第一位置向第二位置切换时，安装支架带动激光发射头21朝远离工件的方向移动，但是，由于弹性件32的回复力，激光发射头21相对于安装支架10朝图2的右方移动，而通过设置防脱件33可以防止导向件31从安装支架10上脱落。

如图5所示，本实用新型的实施例中，防脱件33包括第一轴段，导向件31包括第二轴段，第一轴段的外径大于第二轴段的外径，第一轴段和第二轴段之间具有台阶面，且第一轴段的外径大于第一安装通孔的孔径。

通过上述设置，第一轴段的外径大于第一安装通孔的孔径，这样可以防止激光发射头21从图2的右方脱离安装支架10。其中，当激光发射头21处于第二位置时，台阶面与部分安装支架抵接，以防止导向件31从安装支架10上脱落。

当然，在附图未示出的替代实施例中，防脱件33还可以包括沿第一轴段的径向设置的销轴，销轴穿设在第一轴段上，且销轴的长度大于第一轴段的直径，当激光发射头21处于第二位置时，部分销轴可以与部分安装支架抵接，以防止导向件31从安装支架10上脱落。

本实用新型的实施例中，防脱件33位于第一安装通孔外。

通过上述设置，当激光发射头21处于第二位置时，防脱件33可以与安装支架10的背离激光发射头21的端面抵接，以防止导向件31从安装支架10上脱落。

如图3和图5所示，本实用新型的实施例中，安装支架10上设有与第一安装通孔连通的第二安装通孔，防脱件33位于第二安装通孔内。

通过上述设置，当激光发射头21处于第二位置时，防脱件33可以与第二安装通孔和第一安装通孔之间的台阶结构抵接，以防止导向件31从安装支架10上脱落。

如图1、图2和图4所示，本实用新型的实施例中，激光发射头21包括安装板211、与安装板211连接的发射本体212以及贯通安装板211和发射本体212的第一通孔22，激光焊接部20还包括与安装板211连接的连接件23，连接件23上设有第三通孔234，激光发生器40发出的激光依次经过第三通孔234和第一通孔22后射出。

通过上述设置，当需要对工件进行焊接时，激光发生器40发出的激光可以依次经过第三通孔234和第一通孔22后射出并对工件进行焊接，且连接件23可以支撑激光发射头21，以使激光发射头21更稳定地沿第一方向移动，进一步地，连接件23还可以避免工件焊接产生的熔融物溅在激光发射头21周围的导向件和弹性件32上。

如图2和图4所示，本实用新型的实施例中，安装支架10上设有装配通孔11，连接件23包括连接部233和第一轴体231。其中，连接部233与安装板211连接；第一轴体231与连接部233连接，至少部分第一轴体231位于装配通孔11内，且第一轴体231与装配通孔11滑动配合，第三通孔234贯穿第一轴体231和连接部233。

通过上述设置，激光发射头21沿第一方向移动时，第一轴体231也可以沿第一方向移动，这样，第一轴体231可以为激光发射头21导向，并且可以使激光发射头21更加稳定地沿第一方向移动。

如图2所示，本实用新型的实施例中，激光发射头21还包括与第一通孔22连通的第二通孔和与第二通孔连通的气管接头24，且第一通孔22的轴线和第二通孔的轴线呈夹角设置，这样，保护气体可以通过气管接头24和第二通孔进入第一通孔，从而可以在激光发射头21对工件进行焊接时形成保护层。

如图4所示，本实用新型的实施例中，连接件还包括与连接部233连接的第二轴体232，至少部分第二轴体232位于第一通孔22内，且第二轴体232的外壁面与第一通孔22的内壁面之间具有间隙，第二轴体232上设有第四通孔235，第四通孔235与第三通孔234连通。

通过上述设置，激光依次通过第三通孔234、第四通孔235和第一通孔22射出时，保护气可以通过气管接头24和第二通孔进入第一通孔和第二轴体232之间的间隙，这样，可以形成环状保护层，在对工件进行焊接时能够进行保护，从而提高焊缝的表面质量。

如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种激光焊接设备，激光焊接设备包括支撑架50、上述的激光发射头组件和用于发出激光的激光发生器40。其中，支撑架50形成待安装部件；激光发射头组件设置于支撑架50；激光发生器40设置于支撑架50，且激光发生器40位于安装支架10的远离激光发射头21的一侧。

通过上述设置，激光发生器40发出的激光通过激光发射头组件的激光发射头21发出，以对工件进行压紧和焊接。进一步地，本实用新型的实施例的激光焊接设备具有上述激光发射头组件的全部优点。

如图1所示，本实用新型的实施例中，激光焊接设备还包括设置于支撑架50的视觉识别装置70，视觉识别装置70位于安装支架10的背离激光发射头21的一侧。

通过上述设置，激光发射头21随着安装支架10靠近工件时，即对激光发射头21进行初步定位时，视觉识别装置70可以对激光发射头21当前的位置进行拍照并且反馈，以确认第一通孔22的轴线与工件(铝片圆心)是否对齐，若对齐，即可使安装支架继续向工件移动，以对工件进行压紧和焊接，若没有对齐，则可以在调整激光发射头21的位置后，继续对工件进行压紧焊接。

如图1所示，本实用新型的实施例中，激光焊接设备还包括烟尘收集装置80，烟尘收集装置80包括净化器、烟尘收集罩81和排气管82。其中，烟尘收集罩81设置于安装支架10的背离激光发射头21的一侧，烟尘收集罩81用于收集焊接产生的废气；排气管82用于排出烟尘收集罩81内的废气，排气管82的一端与烟尘收集罩81连通，排气管82的另一端与净化器连通。

通过上述设置，将烟尘收集装置80设置于安装支架10上，这样，烟尘收集装置80距离焊缝较近，从而可以提高收集效果，进而可以使激光焊接后排出的废气流入净化器中，并对废气进行净化，以改善工人的工作环境和改善环境。

如图1所示，本实用新型的实施例中，激光焊接设备还包括驱动部60，驱动部60的固定端61与支撑架50连接，驱动部60的伸缩端62与安装支架10连接，且伸缩端62相对于固定端61沿第一方向可移动地设置。

通过上述设置，驱动部60可以驱动安装支架10以及设置于安装支架10上的激光发射头21沿第一方向移动，以使激光发射头21能够压紧工件。

优选地，本实用新型的实施例中，驱动部60为气缸。当然，在附图未示出的替代实施例中，驱动部60也可以为电动推杆等等。

如图1所示，本实用新型的实施例中，激光焊接设备还包括焊接保护装置，焊接保护装置包括储气罐和与储气罐连通的输送管，输送管与气管接头24连通，从而可以将储气罐内的保护气输送至第一通孔22内，以在焊接的过程中进行保护，从而提高焊缝的表面质量。

优选地，本实用新型的实施例中，保护气为氮气等惰性气体。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：通过设置沿第一方向可移动的安装支架和设置于安装支架上的浮动组件，并且浮动组件可以沿第一方向移动，当安装支架带动浮动组件和激光发射头朝靠近工件的方向(即第一方向)移动时，激光发射头先与工件接触，然后当安装支架继续移动直至激光发射头处于第一位置时，部分浮动组件能够为激光发射头提供较大的推动力，以使激光发射头压紧工件，从而使激光发射头在焊接工件的同时也可以对工件进行压紧，这样，利用激光发射头直接对工件需要焊接的位置进行压紧，可以使激光发射头组件不受工件的外形影响对不同尺寸的工件进行压紧并焊接。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光发射头组件，其特征在于，包括：

安装支架(10)，设置在待安装部件上，所述安装支架(10)相对于待安装部件沿第一方向可移动地设置；

激光焊接部(20)，设置于所述安装支架(10)，所述激光焊接部(20)包括用于射出激光的激光发射头(21)，所述激光发射头(21)相对于所述安装支架(10)沿所述第一方向移动，所述激光发射头(21)具有压紧工件的第一位置和与所述工件脱离的第二位置；

一个或多个绕所述激光发射头(21)的中心轴线间隔设置的浮动组件(30)，所述浮动组件(30)与所述激光发射头(21)连接，以为所述激光发射头(21)提供使其处于所述第一位置的作用力。

2.根据权利要求1所述的激光发射头组件，其特征在于，所述浮动组件(30)包括：

导向件(31)，与所述激光发射头(21)连接；

弹性件(32)，设置在所述导向件(31)的外周，所述弹性件(32)位于所述激光发射头(21)和所述安装支架(10)之间；所述安装支架(10)上设有第一安装通孔，所述导向件(31)的一端穿出所述第一安装通孔并沿着所述第一安装通孔的中心轴线可移动地设置。

3.根据权利要求2所述的激光发射头组件，其特征在于，所述浮动组件还包括防脱件(33)，所述防脱件(33)与所述导向件(31)的远离所述激光发射头(21)的一端连接，以防止所述导向件(31)从所述安装支架(10)上脱落。

4.根据权利要求3所述的激光发射头组件，其特征在于，所述防脱件(33)包括第一轴段，所述导向件(31)包括第二轴段，所述第一轴段的外径大于所述第二轴段的外径，所述第一轴段和所述第二轴段之间具有台阶面，且所述第一轴段的外径大于所述第一安装通孔的孔径。

5.根据权利要求3所述的激光发射头组件，其特征在于，所述防脱件(33)位于所述第一安装通孔外；或者，所述安装支架(10)上设有与所述第一安装通孔连通的第二安装通孔，所述防脱件(33)位于所述第二安装通孔内。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的激光发射头组件，其特征在于，所述激光发射头(21)包括安装板(211)、与所述安装板(211)连接的发射本体(212)以及贯通所述安装板(211)和所述发射本体(212)的第一通孔(22)，所述激光焊接部(20)还包括与所述安装板(211)连接的连接件(23)，所述连接件(23)上设有第三通孔(234)，激光发生器(40)发出的激光依次经过所述第三通孔(234)和所述第一通孔(22)后射出。

7.根据权利要求6所述的激光发射头组件，其特征在于，所述安装支架(10)上设有装配通孔(11)，所述连接件(23)包括：

连接部(233)，与所述安装板(211)连接；

第一轴体(231)，与所述连接部(233)连接，至少部分所述第一轴体(231)位于所述装配通孔(11)内，且所述第一轴体(231)与所述装配通孔(11)滑动配合，所述第三通孔(234)贯穿所述第一轴体(231)和所述连接部(233)。

8.根据权利要求7所述的激光发射头组件，其特征在于，所述连接件(23)还包括与所述连接部(233)连接的第二轴体(232)，至少部分所述第二轴体(232)位于所述第一通孔(22)内，且所述第二轴体(232)的外壁面与所述第一通孔(22)的内壁面之间具有间隙，所述第二轴体(232)上设有第四通孔(235)，所述第四通孔(235)与所述第三通孔(234)连通。

9.一种激光焊接设备，其特征在于，所述激光焊接设备包括：

支撑架(50)，所述支撑架(50)形成所述待安装部件；

权利要求1至8中任一项所述的激光发射头组件，所述激光发射头组件设置于所述支撑架(50)；

激光发生器(40)，所述激光发生器(40)设置于所述支撑架(50)，且所述激光发生器(40)位于所述安装支架(10)的远离所述激光发射头(21)的一侧，以使所述激光发生器(40)发出的激光经所述激光发射头(21)射出。

10.根据权利要求9所述的激光焊接设备，其特征在于，所述激光焊接设备还包括设置于支撑架(50)的视觉识别装置(70)，所述视觉识别装置(70)位于所述安装支架(10)的背离所述激光发射头(21)的一侧；或者，所述激光焊接设备还包括烟尘收集装置(80)，所述烟尘收集装置(80)包括：

净化器；

烟尘收集罩(81)，设置于所述安装支架(10)的背离所述激光发射头(21)的一侧，所述烟尘收集罩(81)用于收集焊接产生的废气；

排气管(82)，用于排出所述烟尘收集罩(81)内的废气，所述排气管(82)的一端与所述烟尘收集罩(81)连通，所述排气管(82)的另一端与净化器连通。

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