CN216966634U - 一种真空负压装置及激光焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空负压装置，用于形成容纳工件的真空负压环境，包括：治具平台，用于承载工件；密封腔，具有开口端，密封腔和治具平台中的至少一者可活动，以使开口端能够与治具平台贴合或分离，开口端与治具平台贴合时，两者形成用于容纳工件的密闭空间；真空口，开设于密封腔，真空口用于连接真空发生装置，以使所述密闭空间形成真空负压环境。将该真空负压装置应用于激光焊接设备时，该真空负压装置能够为工件焊接提供真空负压环境，以使工件在真空负压环境中完成焊接加工。由于真空负压环境下氧气量极少，因此可减少焊料与氧气发生反应产生焊渣，从而可减少焊渣飞溅，提升焊接质量，减少产品返工成本。

Description

一种真空负压装置及激光焊接设备

技术领域

本实用新型涉及激光焊接技术领域，更具体地说，涉及一种真空负压装置。此外，本实用新型还涉及一种包括上述真空负压装置的激光焊接设备。

背景技术

在手机、手表、VR眼镜、平板电脑、家电以及汽车等行业中，目前主要采用激光焊接设备对3C电子产品的金属结构件进行焊接，然而，现有的激光焊接设备焊接过程中，焊渣飞溅严重，使得焊接不良率高，导致产品返工成本高。

因此，如何降低焊渣导致的激光焊接设备的焊接不良率，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种真空负压装置，以解决焊渣导致的激光焊接设备的焊接不良率高的技术问题。

本实用新型的另一目的是提供一种包括上述真空负压装置的激光焊接设备，其焊接不良率低。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种真空负压装置，用于形成容纳工件的真空负压环境，包括：

治具平台，用于承载所述工件；

密封腔，具有开口端，所述密封腔和所述治具平台中的至少一者可活动，以使所述开口端能够与所述治具平台贴合或分离，所述开口端与所述治具平台贴合时，两者形成用于容纳所述工件的密闭空间；

真空口，开设于密封腔，所述真空口用于连接真空发生装置，以使所述密闭空间形成真空负压环境。

优选地，所述密封腔连接有第一直线驱动机构，所述第一直线驱动机构用于驱使所述密封腔贴合或远离所述治具平台。

优选地，所述密封腔连接有导向轴，所述导向轴相对于所述第一直线驱动机构的运动方向平行设置；所述真空负压装置还包括位置固定的限位块，所述导向轴与所述限位块滑动连接。

优选地，所述密封腔背离所述开口端的一侧设有盖板，所述第一直线驱动机构的输出端和所述导向轴分别与所述盖板相连。

优选地，所述密封腔抵接所述盖板的一侧的外壁设有窗口，所述外壁设有覆盖所述窗口的透镜。

优选地，所述真空负压装置还包括与所述密封腔连接的连接板，所述盖板上开设有与所述窗口位置对应的安装口，所述连接板安装于所述安装口内并抵压于所述透镜的周侧，以将所述透镜固定于所述窗口，所述连接板与所述窗口对应的内壁设有镂空区；所述透镜夹设于所述连接板的镂空区和所述密封腔的窗口之间，所述透镜与所述连接板的镂空区的周缘之间以及所述透镜与所述密封腔的外壁之间均设有密封圈。

优选地，所述治具平台连接有第二直线驱动机构，所述第二直线驱动机构用于驱使所述治具平台在所述真空负压装置的上下料工位和加工工位之间移动，所述第二直线驱动机构的运动方向与所述第一直线驱动机构的运动方向垂直。

优选地，所述密封腔与所述真空发生装置通过真空管相连，所述真空管设有用于控制所述真空发生装置通断的开关阀。

一种激光焊接设备，用于对工件进行激光焊接，包括上述任意一种真空负压装置，所述真空负压装置容纳所述工件。

优选地，所述激光焊接设备还包括：

视觉镭射模组，用于对所述工件进行CCD定位并对所述工件进行镭射焊接加工；

三轴运动模组，与所述视觉镭射模组相连，用于调整所述视觉镭射模组的位置。

本实用新型提供的真空负压装置，当治具平台承载工件，密封腔和治具平台中的至少一者活动，使密封腔的开口端与治具平台贴合时，密封腔与治具平台形成用于容纳工件的密闭空间，进而在真空发生装置的作用下，使该密闭空间形成容纳工件的真空负压环境，将上述真空负压装置应用于激光焊接设备时，该真空负压装置能够为工件焊接提供真空负压环境，以使工件在真空负压环境中完成焊接加工。由于真空负压环境下氧气量极少，因此可减少焊料与氧气发生反应产生焊渣，从而可减少焊渣飞溅，提升焊接质量，减少产品返工成本。当密封腔和治具平台中的至少一者活动，使得密封腔的开口端与治具平台分离时，可使密封腔让位治具平台上的工件，以便于实现工件在治具平台的上料和下料。

由此可以看出，本实用新型提供的真空负压装置，通过密封腔和治具平台的贴合和分离，实现密封腔的密封和打开，也即，利用治具平台来封堵或打开密封腔的开口端，治具平台封堵密封腔的开口端时，可形成密闭空间，有利于形成真空负压环境；治具平台打开密封腔的开口端时，方便工件在治具平台的上下料，在降低激光焊接设备的焊渣的同时，结构简单，方便形成密闭空间，且便于工件上下料，方便快捷，效率高。

本实用新型提供的激光焊接设备，包括上述真空负压装置，具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其它的附图。

图1为本实用新型具体实施例所提供的真空负压装置的密封腔和治具平台分离时的结构示意图；

图2为图1中的密封腔和治具平台贴合时的结构示意图；

图3为图1中密封腔的另一视角的结构示意图；

图4为图1中密封腔的剖视图；

图5为图4中密封腔、端盖、透镜、连接板和密封圈的爆炸图；

图6为本实用新型具体实施例所提供的激光焊接设备的结构示意图；

图7为图6的俯视图；

图8为图6中三轴运动模组的结构示意图；

图9为图6中视觉镭射模组的结构示意图。

图1至图9中的附图标记如下：

1为治具平台、2为密封腔、21为开口端、22为真空口、23为窗口、24为真空度测量口、3为第一直线驱动机构、4为导向轴、5为盖板、51为安装口、6为第二直线驱动机构、7为真空管、8为开关阀、9为透镜、10为连接板、101为镂空区、11为密封圈、12为缓冲器、13为导轨、14为限位块、15为凸台、16为定位槽、17为真空度测量仪器、100为真空负压装置、200为三轴运动模组、201为X轴直线模组、202为Y轴线直线模组、203为Z轴直线模组、204为支撑导轨、300为视觉镭射模组、301为振镜、302为反射镜片、303为场镜、304为光源、305为准直器、306为工业镜头、307为CCD相机、308为安装板。

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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种真空负压装置，以解决焊渣导致的激光焊接设备的焊接不良率高的技术问题。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述真空负压装置的激光焊接设备，其焊接不良率低。

请参考图1-图5，图1为本实用新型具体实施例所提供的真空负压装置的密封腔和治具平台分离时的结构示意图；图2为图1中的密封腔和治具平台贴合时的结构示意图；图3为图1中的密封腔的另一视角的结构示意图；图4为图1中的密封腔的剖视图；图5为图4中密封腔、端盖、透镜、连接板和密封圈的爆炸图。

本实用新型提供一种真空负压装置(即，也将在下文参照图6或7说明的真空负压装置100)，用于形成容纳工件(图未示)的真空负压环境，该真空负压装置包括治具平台1、密封腔2和真空口22，其中，治具平台1用于承载工件；密封腔2具有开口端21，密封腔2和治具平台1中的至少一者可活动，以使密封腔2的开口端21能够与治具平台1贴合或分离，密封腔2的开口端21与治具平台1贴合时，两者形成用于容纳工件的密闭空间；真空口22，开设于密封腔2，真空口22用于连接真空负压装置自带或外接的真空发生装置，以使密闭空间形成真空负压环境。真空发生装置例如可以为真空发生器，包括基于文丘里原理、伯努利原理或康恩达原理的真空发生器，也可以为任何其他已知的真空发生器。

可以理解的是，当治具平台1承载工件，密封腔2和治具平台1中的至少一者活动，使密封腔2的开口端21与治具平台1贴合时，密封腔2与治具平台1形成用于容纳工件的密闭空间，进而在真空发生装置的作用下，使该密闭空间形成容纳工件的真空负压环境，将该真空负压装置应用于激光焊接设备时，该真空负压装置能够为工件焊接提供真空负压环境，以使工件在真空负压环境中完成焊接加工。由于真空负压环境下氧气量极少，因此可减少焊料与氧气发生反应产生焊渣，从而可减少焊渣飞溅，提升焊接质量，减少产品返工成本。

另外，可以理解的是，当密封腔2和治具平台1中的至少一者活动，使得密封腔2的开口端21与治具平台1分离时，可使密封腔2让位治具平台1上的工件，以便于实现工件在治具平台1的上料和下料。

由此可以看出，本实用新型提供的真空负压装置，通过密封腔2和治具平台1的贴合和分离，实现密封腔2的密封和打开，也即，利用治具平台1来封堵或打开密封腔2的开口端21，治具平台1封堵密封腔2的开口端21时，可形成密闭空间，有利于形成真空负压环境；治具平台1打开密封腔2的开口端21时，方便工件的上下料，在降低激光焊接设备的焊渣的同时，结构简单，方便形成密闭空间，且便于工件上下料，方便快捷，效率高。

需要说明的是，本实施例对密封腔2和治具平台1中的至少一者可活动的具体实现方式不做限定，例如，可以是密封腔2和治具平台1同时活动，以实现两者的贴合或分离；也可以是两者中的一者活动，如密封腔2活动，以主动贴合治具平台1或与之分离，或者相反。

另外，本实施例对密封腔2和/或治具平台1的具体活动方式以及活动轨迹不做限定，只要能够实现密封腔2和治具平台1的贴合和分离即可。

作为一种优选方案，在上述实施例的基础之上，密封腔2连接有第一直线驱动机构3，第一直线驱动机构3用于驱使密封腔2贴合或远离治具平台1。顾名思义，第一直线驱动机构3能够输出直线运动，以驱动密封腔2做直线往复运动，从而使密封腔2主动贴合或远离治具平台1。一方面，通过第一直线驱动机构3驱动密封腔2运动，使得密封腔2的运动形式和运动轨迹简单，另一方面，可避免治具平台1运动，也即，在形成密闭空间的过程中，工件随治具平台1保持位置不动，有利于确保工件的位置精度。

进一步地，为了确保密封腔2运动的平稳性，在上述实施例的基础之上，密封腔2连接有导向轴4，导向轴4相对于第一直线驱动机构3的运动方向平行设置；真空负压装置还包括位置固定的限位块14，导向轴4与限位块14滑动连接。可以理解的是，限位块14设有导向孔，密封腔2运动时，带动导向轴4沿导向孔所限定的方向滑动，从而可确保密封腔2的运动方向及其运动的平稳性。

考虑到连接的方便性，在上述实施例的基础之上，密封腔2背离其开口端21的一侧设有盖板5，第一直线驱动机构3的输出端和导向轴4分别与盖板5相连。也就是说，本实施例通过在密封腔2远离其开口端21的一侧增设盖板5，使得密封腔2通过盖板5分别与第一直线驱动机构3的输出端和导向轴4相连，这样，有利于合理布局第一直线驱动机构3和导向轴4的位置，方便优化整体结构，同时有利于避免它们影响密封腔2与治具平台1贴合。

需要说明的是，本实施例对盖板5与密封腔2的具体连接方式不做限定，优选地，盖板5与密封腔2通过螺栓等紧固件固定。

另外，为了方便对治具平台1进行上下料，在上述实施例的基础之上，治具平台1连接有第二直线驱动机构6，第二直线驱动机构6用于驱使治具平台1在真空负压装置的上下料工位和加工工位之间移动，其中，第二直线驱动机构6的运动方向与第一直线驱动机构3的运动方向垂直。也就是说，本实施例通过第二直线驱动机构6驱使治具平台1做直线往复运动，从而实现治具平台1在上下料工位和加工工位之间切换，可以理解的是，治具平台1在上下料工位时，可实现工件在治具平台1的上料或下料；治具平台1在加工工位时，也即，治具平台1与密封腔2对准的位置，以便于密封腔2与治具平台1贴合，以便在形成真空负压环境后对工件进行焊接加工。第二直线驱动机构6驱使治具平台1做直线往复运动的运动形式简单，方便上下料。而且，第二直线驱动机构6的运动方向与第一直线驱动机构3的运动方向垂直，这有利于合理利用空间，使得该真空负压装置整体所占空间更均衡。

进一步地，为了避免治具平台1在上下料工位和加工工位定位时的冲击过大，优选地，该真空负压装置还包括缓冲器12，其优选设于上下料工位和加工工位，用于缓冲治具平台1的运动，避免治具平台1受到较大的冲击等。

另外，为了确保治具平台1运动的平稳性，优选地，该真空负压装置还包括用于对治具平台1的运动进行导向的导轨13，治具平台1优选通过滑块与导轨13滑动连接。优选地，导轨13的数量为两个。

需要说明的是，在上述实施例中，对第一直线驱动机构3的运动方向不做限定，优选地，第一直线驱动机构3的运动方向为竖直方向，对应地，第二直线驱动机构6的运动方向为水平方向。

另外，上述实施例对第一直线驱动机构3以及第二直线驱动机构6的具体实现方式不做限定，例如，第一直线驱动机构3和第二直线驱动机构6可以分别为气缸、直线模组或其它能够输出直线运动的机构。

另外，在上述实施例的基础之上，真空口22与真空发生装置通过真空管7相连，真空管7设有用于控制真空口22与真空发生装置通断的开关阀8。可以理解的是，当开关阀8打开(即，接通)时，真空发生装置通过真空管7与真空口22连通；当开关阀8关闭(即，关断)时，可切断真空发生装置与真空口22之间的连通，这样，当密封腔2的开口端21与治具平台1贴合时，可通过打开开关阀8，使密封腔2与治具平台1形成的密封空间形成真空负压环境，而当密封腔2与治具平台1分离时，则可切断真空口22与真空发生装置的连通，以节省能源。

为了监测密封腔2内的真空度，密封腔2还开设有真空度测量口24，例如开设在与真空口22同一侧壁上。真空负压装置自带或外接的真空度测量仪器17通过真空度测量口24实时或每隔预定时间地监测密封腔2内的真空度，例如真空度测量仪器17穿过真空度测量口24到达密封腔2内部以进行监测。据此，保证密封腔2内的真空度满足实际激光焊接需要。

需要说明的是，本实施例对开关阀8的具体结构不做限定，优选地，开关阀8为电磁阀。真空口22也可以直接与真空发生装置连接，此时的真空发生装置可以具有开关和连接管道等，真空发生装置通过自身的连接管道连接到真空口22，并通过自身的开关控制与真空口22的通断。

另外，当将本实用新型提供的真空负压装置应用于激光焊接设备时，为了便于激光焊接设备的激光束在真空负压环境下对工件进行焊接，作为一种优选方案，在上述实施例的基础之上，密封腔2抵接盖板5的一侧的外壁设有窗口23，该外壁设有覆盖窗口23的透镜9，激光焊接设备的激光束能够穿过透镜9而作用于密封腔2内工件的焊接位置，实现工件在真空负压环境下焊接。

当然，也可以采用这样的方案，将激光焊接设备的激光发生器设置在密封腔2内，使得当密封腔2与治具平台1贴合时，激光发生器位于密封腔2与治具平台1所形成的密闭空间内，进而实现激光焊接。

为了便于设置透镜9，优选地，在上述实施例的基础之上，真空负压装置还包括与密封腔2连接的连接板10，盖板5上开设有与窗口23位置对应的安装口51，连接板10安装于安装口51内，并且抵压于透镜9的周侧，以将透镜9固定于窗口23，连接板10与窗口23对应的位置设有镂空区101；透镜9夹设于连接板10的镂空区101和密封腔2的窗口23之间，透镜9与连接板10的镂空区101的周缘之间以及透镜9与密封腔2的外壁之间均设有密封圈11。也就是说，本实施例中，透镜9压设于密封腔2的窗口23边缘部，然后，再将连接板10压设于透镜9背离密封腔2的一侧，从而使得透镜9位于连接板10与密封腔2之间，通过使连接板10与密封腔2的固定连接即可实现透镜9的固定，同时，由于透镜9与连接板10之间以及透镜9与密封腔2之间均设有密封圈11，可确保透镜9与连接板10之间以及透镜9与密封腔2之间的密封性，实现透镜9与窗口23的密封连接。

需要说明的是，本实施例对连接板10与密封腔2的固定连接方式不做限定，优选地，两者通过螺栓等锁紧件连接。

另外，在上述各个实施例中，对工件在治具平台1的定位方式不做限定，优选地，治具平台1设有用于设置工件的凸台15，凸台15设有用于对工件进行定位的定位槽16，例如工件放置于定位槽16中。

进一步地，上述各个实施例对真空发生装置的具体结构不做限定，优选地，真空发生装置为真空泵，以利用真空泵对密封腔2进行抽真空，使得密闭空间形成真空负压环境。

请参考图6-图9，图6为本实用新型具体实施例所提供的激光焊接设备的结构示意图；图7为图6的俯视图；图8为图6中三轴运动模组的结构示意图；图9为图6中视觉镭射模组的结构示意图。

除了上述真空负压装置100，本实用新型还提供一种包括上述实施例公开的真空负压装置100的激光焊接设备，用于对工件进行激光焊接，该激光焊接设备的其它各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本实施例的重点在于，采用上述实施例公开的真空负压装置100形成真空负压环境，以使激光焊接设备对处于该真空负压环境内的工件进行焊接，减少焊渣飞溅，提升焊接质量，减少产品返工成本。

如图6和图7所示。在上述实施例的基础之上，激光焊接设备还包括视觉镭射模组300和三轴运动模组200，视觉镭射模组300用于对工件进行CCD定位并对工件进行镭射焊接加工；三轴运动模组200与视觉镭射模组300相连，用于调整视觉镭射模组300的位置。

需要说明的是，本实用新型中三轴运动模组200的主体结构与现有技术中常规三轴运动模组200的结构相同，优选地，如图8所示，三轴运动模组200包括X轴直线模组201、Y轴线直线模组202、Z轴直线模组203以及支撑导轨204，X轴直线模组201可实现视觉镭射模组300沿空间坐标系的X轴方向移动，Y轴直线模组202可实现视觉镭射模组300沿空间坐标系的Y轴方向移动，Z轴直线模组203可实现视觉镭射模组300沿空间坐标系的Z轴方向移动。这里讨论的X、Y、Z轴方向例如为如图8所示的X轴直线模组201的横向方向，Y轴方向例如为如图8所示的Y轴直线模组202的纵向方向，Z轴方向例如为如图8所示的Z轴直线模组203的竖直方向。

另外，本实用新型中视觉镭射模组300的主体结构与现有技术中常规视觉镭射模组300的结构相同，优选地，如图9所示，视觉镭射模组300包括振镜301、反射镜片302、场镜303、光源304、准直器305、工业镜头306、CCD相机307以及安装板308。

可以理解的是，本实施例通过三轴运动模组200来实现视觉镭射模组300在空间坐标系的X轴、Y轴和Z轴三个方向的移动，使得视觉镭射模组300能够对准工件的加工位置，从而可避免工件在加工过程中移位，确保激光焊接设备加工时的稳定性和高精度。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的真空负压装置及激光焊接设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种真空负压装置，用于形成容纳工件的真空负压环境，其特征在于，所述真空负压装置包括：

治具平台(1)，用于承载所述工件；

密封腔(2)，具有开口端(21)，所述密封腔(2)和所述治具平台(1)中的至少一者可活动，以使所述开口端(21)能够与所述治具平台(1)贴合或分离，所述开口端(21)与所述治具平台(1)贴合时，两者形成用于容纳所述工件的密闭空间；

真空口(22)，开设于所述密封腔(2)，所述真空口(22)用于连接真空发生装置，以使所述密闭空间形成真空负压环境。

2.根据权利要求1所述的真空负压装置，其特征在于，所述密封腔(2)连接有第一直线驱动机构(3)，所述第一直线驱动机构(3)用于驱使所述密封腔(2)贴合或远离所述治具平台(1)。

3.根据权利要求2所述的真空负压装置，其特征在于，所述密封腔(2)连接有导向轴(4)，所述导向轴(4)相对于所述第一直线驱动机构(3)的运动方向平行设置；所述真空负压装置还包括位置固定的限位块(14)，所述导向轴(4)与所述限位块(14)滑动连接。

4.根据权利要求3所述的真空负压装置，其特征在于，所述密封腔(2)背离所述开口端(21)的一侧设有盖板(5)，所述第一直线驱动机构(3)的输出端和所述导向轴(4)分别与所述盖板(5)相连。

5.根据权利要求4所述的真空负压装置，其特征在于，所述密封腔(2)抵接所述盖板(5)的一侧的外壁设有窗口(23)，所述外壁设有覆盖所述窗口(23)的透镜(9)。

6.根据权利要求5所述的真空负压装置，其特征在于，所述真空负压装置还包括与所述密封腔(2)连接的连接板(10)，所述盖板(5)上开设有与所述窗口(23)位置对应的安装口(51)，所述连接板(10)安装于所述安装口(51)内并抵压于所述透镜(9)的周侧，以将所述透镜(9)固定于所述窗口(23)，所述连接板(10)与所述窗口(23)对应的位置设有镂空区(101)，所述透镜(9)夹设于所述连接板(10)的所述镂空区(101)和所述密封腔(2)的所述窗口(23)之间，所述透镜(9) 与所述连接板(10)的所述镂空区(101)的周缘之间以及所述透镜(9)与所述密封腔(2)的外壁之间均设有密封圈(11)。

7.根据权利要求2所述的真空负压装置，其特征在于，所述治具平台(1)连接有第二直线驱动机构(6)，所述第二直线驱动机构(6)用于驱使所述治具平台(1)在所述真空负压装置的上下料工位和加工工位之间移动，所述第二直线驱动机构(6)的运动方向与所述第一直线驱动机构(3)的运动方向垂直。

8.根据权利要求1所述的真空负压装置，其特征在于，所述密封腔(2)与所述真空发生装置通过真空管(7)相连，所述真空管(7)设有用于控制所述真空发生装置通断的开关阀(8)。

9.一种激光焊接设备，用于对工件进行激光焊接，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的真空负压装置(100)，所述真空负压装置容纳所述工件。

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：

视觉镭射模组(300)，用于对所述工件进行CCD定位并对所述工件进行镭射焊接加工；

三轴运动模组(200)，与所述视觉镭射模组(300)相连，用于调整所述视觉镭射模组(300)的位置。

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