CN217045092U - 一种激光填丝焊送丝调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光填丝焊送丝调节装置，包括X、Y、Z轴调节机构、角度调节机构、送丝枪、连接固定板。具体地，所述X轴调节机构固定于所述连接固定板，所述Z轴调节机构连接于所述X轴调节机构，所述Y轴调节机构连接于所述Z轴调节机构，所述X、Y、Z轴调节机构的空间位置相互垂直，互不干扰；所述角度调节机构固定于所述Y轴调节机构延伸板，而所述送丝枪连接固定于所述角度调节机构。本调节装置既有三维调节机构，又有角度调节机构，送丝调节灵活。

Description

一种激光填丝焊送丝调节装置

技术领域

本实用新型涉及激光焊接技术领域，特别涉及一种激光填丝焊送丝调节装置。

背景技术

常用的激光焊接为自熔焊接方式。对于焊缝成形要求极高的航空航天领域，激光自熔焊的焊缝表面易形成凹陷，同时激光自熔拼焊的间隙敏感性，使其在易变形的薄板焊接中对夹具精度和防变形能力提出了很高要求。而激光填丝焊技术不仅能够降低接头的装配精度要求，补充焊接过程中的合金元素烧损，同时焊丝的熔入可以使焊缝组织细化，从而使焊缝性能得以提升。

在激光填丝焊技术中，由于焊丝的添加，焊丝的送进条件以及焊丝与激光之间的相互作用，使激光焊接过程的控制更加复杂和困难。其中，焊丝熔入熔池的送丝方向、送丝角度、送丝速度以及光丝间相对位置等对焊接过程稳定性和最终焊缝成形质量具有重要影响。为了保证焊丝正好送到光轴与母材的交汇点，使焊丝与焊缝呈一定角度平稳地送入焊接熔池，需要设计一套焊枪调节装置保证激光填丝焊接送丝的稳定性。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术存在的问题，提供一种用于激光填丝焊送丝调节装置，本装置不仅可以实现送丝枪的X、Y、Z轴方向的三维调节，还可以实现对送丝焊枪的角度调节作用。整体装置可方便灵活地组装与调节，且可靠性良好，能解决现有送丝枪调节装置的不足。

一种激光填丝焊送丝调节装置，包括用于在X轴、Y轴、Z轴方向调节行程的三轴轴调节机构和角度调节机构，角度调节机构设置在三轴调节机构上，送丝枪安装在角度调节机构上。

作为一种优选技术方案，三轴轴调节机构包括调节X轴方向行程的X轴调节机构、调节Y轴行程的Y轴调节机构、调节Z轴行程的Z轴调节机构。

作为一种优选技术方案，所述Z轴调节机构连接于所述X轴调节机构中的直线运动件上，所述Y轴调节机构连接于所述Z轴调节机构的直线运动件上，所述X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构的空间位置相互垂直，角度调节机构设置在Y轴调节机构的直线运动件上。

作为一种优选技术方案，X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构中的任意一种或多种调节机构为下述A结构；

A结构包括滑槽、滑块、调节螺杆；滑块设置在滑槽内，滑块上设有螺纹孔，螺纹孔的的轴向与滑槽的槽向相同；调节螺杆与滑块螺纹连接，调节螺杆与滑槽可旋转连接；滑块即为直线运动件。

作为一种优选技术方案，滑槽为燕尾槽，滑块为燕尾块；调节螺杆通过连接件与燕尾槽可旋转连接；连接件包括固定锁板；燕尾槽的开槽端部设有固定锁板，固定锁板上设有供调节螺杆穿过的通孔，调节螺杆上设有固定环，燕尾块上螺纹孔顶部设有与固定环匹配的光孔，固定环与螺杆固定连接；固定环部分位于固定锁板的通孔，部分位于光孔内。

作为一种优选技术方案，所述角度调节机构包括弧形滑轨支架，弧形滑轨支架上开有弧形滑槽，弧形滑槽内设有滑块，送丝枪安装在滑块上。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型操作简单、定位准确、稳定性高、可靠性好，可实现激光填丝焊接送丝的有效三维调节以及角度调节。在三维调节机构中，使用固定环与调节丝杆相互贴紧于固定锁板，通过限制调节丝杆的移动进而实现燕尾与燕尾槽相对运动，从而实现送丝的调节作用，其结构简单，可拆性好，且三个行程调节机构相互独立、互不干扰，提升了使用性能。对于送丝枪的角度调节机构，其可调节角度范围大，结构简单且可靠性好，也能保证焊接时的送丝稳定。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，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。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的三轴调节机构的结构示意图；

图3为本实用新型的三轴调节机构的拆装示意图；

图4为本实用新型的角度调节机构的拆装示意图。

其中，附图标记如下所示：

100-连接固定板，200-三轴调节机构，210-Z轴调节机构，211-Z轴调节丝杆，2111-Z轴调节丝杆把手，2112-Z轴调节丝杆粗光轴，2113-Z轴调节丝杆细光轴，2114-Z轴小盲孔，2115-Z轴光轴固定环，2116-Z轴光轴固定环螺纹孔，2117-Z轴紧固十字螺钉，212-Z轴固定锁板，2121-Z轴固定锁板大阶梯通孔，2122-Z轴固定锁板小阶梯通孔，213-Z轴燕尾槽，214-Z轴燕尾，215-Z轴光轴固定环，216-Z轴固定锁板螺钉，217-Z轴燕尾槽螺纹盲孔，218-Z轴间隙调节螺钉，219-Z轴燕尾槽阶梯螺纹通孔，220-Y轴调节机构，221-Y轴调节丝杆，222-Y轴固定锁板，223-Y轴燕尾槽，224-Y轴燕尾，2241-Y轴燕尾螺纹孔，225-Y轴间隙调节螺钉，230-X轴调节机构，231-X轴燕尾，232-X轴调节丝杆，233-X轴燕尾槽，300-角度调节机构，301-弧形滑轨支架，3011-通孔，3012-弧形滑轨，302-滑块，303-固定螺栓，304-送丝枪支撑板，3041-阶梯通孔，305-内六角螺栓，400-送丝枪，401-螺纹盲孔，500-焊丝，600-激光束，700-激光头，800-连接支架。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

100-连接固定板，200-三轴调节机构，210-Z轴调节机构，220-Y轴调节机构，230-X轴调节机构，300-角度调节机构，400-送丝枪。

如图1和图2所示，一个激光填丝焊接送丝调节装置，包括三轴调节机构200、角度调节机构300、连接固定板100。三轴调节机构200通过连接固定板100安装在激光头700上，角度调节结构300安装在三轴调节机构上，送丝枪400安装在角度调节机构上，从而实现对送丝角度的调节。

具体的说，三轴调节机构200包括用于送丝枪400左右调节的X轴调节机构230、前后调节的Y轴调节机构220以及上下调节的Z轴调节机构210。本实施例中，X轴调节机构230、Y轴调节机构220、Z轴调节机构210本质是用于调节直线行程，三者的结构相同，但设置方向不同，从而实现分别在X轴、Y轴、Z轴进行行程调节。

本实施例中，送丝枪400较长，需要通过延伸的连接固定板100将三轴调节机构200架设于远离激光头700位置，具体地，将X轴方向调节机构230通过螺栓固定于连接固定板100上，所述连接固定板100为减轻重量开有两长条孔；将Z轴调节机构210连接于X轴调节机构230，Y轴调节机构220连接于Z轴调节机构210，整个三轴调节机构200的空间位置相互垂直，互不干扰。

本实施例中，X轴调节机构230与Y轴调节机构220的可调节行程均为12mm，而Z轴调节机构210的可调节行程为18mm。

由于所述X轴调节机构230、Y轴调节机构220、Z轴调节机构210的结构均相同，本实施例以Z轴调节机构210为例，对三轴调节机构200设计原理进行说明。

如图2和图3所示，所述Z轴调节机构210包括Z轴燕尾槽213、Z轴燕尾214、Z轴调节丝杆211、Z轴固定锁板212、Z轴间隙调节螺钉218以及Z轴光轴固定环2115；所述Z轴燕尾槽213侧面开有两个Z轴燕尾槽阶梯螺纹通孔219，可供所述Z轴间隙调节螺钉218钻入，进而实现Z轴燕尾槽213与Z轴燕尾214达到可平稳滑移的间隙配合。

进一步的，所述Z轴固定锁板212宽度大于所述Z轴燕尾槽213厚度，为了实现有效调节作用，需要将Z轴固定锁板212与Z轴燕尾槽213形成锁紧固定。具体地，在所述Z轴燕尾槽213开口侧开有呈对称分布的两个Z轴燕尾槽螺纹盲孔217，而与其相配合的所述Z轴固定锁板212正面一侧开有两个Z轴固定锁板小阶梯通孔2122，供所述Z轴固定锁板螺钉216钻入，进而实现Z轴固定锁板212的紧固。

进一步地，所述Z轴燕尾214长度小于所述Z轴燕尾槽213，所述Z轴燕尾214靠近燕尾中部开有供所述Z轴调节丝杆211旋入的Z轴燕尾阶梯螺纹通孔215，所述Z轴燕尾阶梯螺纹通孔215上部设有与所述Z轴光轴固定环2115间隙配合的光孔，为自由旋转的Z轴调节丝杆211带动所述Z轴燕尾214与所述Z轴燕尾槽213提供相对运动的行程范围，从而实现有效地调节作用。

进一步地，为实现Z轴调节丝杆211的固定旋转运动，形成由Z轴调节丝杆211、Z轴固定锁板212以及Z轴光轴固定环2115组成的固定组件。具体地，在所述Z轴固定锁板212还开有与所述Z轴燕尾阶梯螺纹通孔215同轴的Z轴固定锁板大阶梯通孔2121；Z轴调节丝杆211的一端为Z轴调节丝杆把手2111，Z轴调节丝杆211贴近所述Z轴调节丝杆把手2111处依次设有Z轴调节丝杆细光轴2113和Z轴调节丝杆粗光轴2112，Z轴调节丝杆细光轴直径小于Z轴调节丝杆粗光轴直径。Z轴调节丝杆粗光轴2112与所述Z轴固定锁板大阶梯通孔2121的大孔间隙配合，而所述Z轴调节丝杆细光轴2113与所述Z轴固定锁板大阶梯通孔2121的小孔形成间隙配合，使所述Z轴调节丝杆211能够自由旋转；所述Z轴光轴固定环2115开有Z轴光轴固定环螺纹孔2116，与其相配合的有Z轴紧固十字螺钉2117和Z轴调节丝杆细光轴2113上开设的Z轴小盲孔2114。使所述Z轴光轴固定环2115紧贴固定于所述Z轴固定锁板212背面（即Z轴固定锁板212位于Z轴光轴固定环2115与Z轴调节丝杆把手2111之间），通过两端锁紧，实现所述Z轴调节丝杆211嵌在所述Z轴固定锁板212上产生固定旋转运动，不产生相对位移运动，结构简单且可靠性高。

进一步地，所述整个Z轴调节机构的装配流程如下：首先，将Z轴燕尾214插入所述Z轴燕尾槽213，而后将Z轴间隙调节螺钉218钻入所述Z轴燕尾槽阶梯螺纹通孔219调节间隙，使Z轴燕尾214在Z轴燕尾槽213上平稳滑动；再将所述Z轴固定锁板212与Z轴光轴固定环2115依次插入Z轴调节丝杆211，而后使用Z轴十字螺钉2117将Z轴光轴固定环2115固定于Z轴调节丝杆细光轴2113，再将Z轴调节丝杆211旋入Z轴燕尾阶梯螺纹通孔215；最后用Z轴固定锁板螺钉216固定于Z轴燕尾槽213。通过手动转动Z轴调节丝杆把手2111进行行程内的调节，此时Z轴燕尾214相对于Z轴燕尾槽213滑动，从而调节行程。

本实用新型中的X轴调节机构230、Y轴调节机构220、Z轴调节机构210的结构均相同，相应地，其中X轴调节机构230也包括X轴燕尾槽233、X轴燕尾231、X轴调节丝杆232、X轴固定锁板、X轴间隙调节螺钉以及X轴光轴固定环等。还有Y轴调节机构220也包括Y轴燕尾槽223、Y轴燕尾224、Y轴调节丝杆221、Y轴固定锁板222、Y轴间隙调节螺钉225以及Y轴光轴固定环等。三个机构的安装与连接方式一样，不再赘述。特别地，X轴燕尾槽233与Z轴燕尾214呈垂直分布在同一工件的两边，Z轴燕尾槽213与Y轴燕尾槽223设置在“L型”工件外侧，整体结构紧凑，工件利用率高，能保证三轴调节结构200的相互稳定送丝调节。

整个三轴调节机构200固定于连接固定板100，具体的，将X轴燕尾231与连接固定板100连接处设置为U型卡槽的形式，并通过螺栓将三轴调节机构200固定在连接固定板100上；而所述连接固定板100又使用螺钉固定在连接支架800上；最后通过所述连接支架800将激光头700连接固定于机械臂上。

用于送丝的角度调节机构300通过螺钉固定于Y轴方向调节机构延伸板224，而送丝枪400也通过螺钉连接固定于角度调节机构300。如图4所示，所述送丝枪角度调节机构300包括弧形滑轨支架301、两个滑块302、固定螺栓303以及送丝枪支撑板304。其中所述弧形滑轨支架301中部开有弧形滑轨3012，所述弧形滑轨3012为弧形滑轨支架301正面及背面开设的长条槽，且长条槽槽底设有槽孔连通正面及背面的结构（槽孔的宽度小于槽底的宽度），且长条槽侧边标注有角度刻度，以进行标识，方便调整所述送丝枪400与焊缝之间形成35º-75º的角度调节；所述两个滑块302分别嵌入所述弧形滑轨3012的正背面，且所述滑块302外表面与所述弧形滑轨支架301外表面齐平，并保证其自由滑动；所述两个滑块302皆开有直径略小于所述弧形滑轨3012槽孔宽度的通孔，且所述送丝支撑板304侧面开有一螺纹盲孔3042，使用所述固定螺栓303将所述两个滑块302与所述送丝支撑板304固定于所述弧形滑轨支撑架301，使三个零件形成紧贴的稳固配合，通过松紧所述固定螺栓303进而手动调节所述送丝枪400的送丝角度，达到不同角度的稳定送丝的目的。

进一步地，所述送丝枪400开有连接固定的两个螺纹盲孔401，且两个螺纹盲孔呈倾斜分布，与两个所述螺纹盲孔401相配合的送丝枪支撑板304上开有两个阶梯通孔3041，使用两个内六角螺栓305穿过所述阶梯通孔3041，进而实现所述送丝枪400的紧固；所述弧形滑轨支架301的上部设有连接于所述Y轴燕尾224的契合平台，且平台上开有两个通孔3011，并与Y轴燕尾224所开的两个螺纹孔2241相配合，通过螺栓将所述送丝枪角度调节机构300连接在所述三轴调节机构200上。

焊接时，将送丝机中焊丝500装入送丝枪400，而后将所述送丝枪400架设在角度调节机构300上，并固定其送丝角度；手动调节X、Y、Z轴调节机构200，在保证焊丝500稳定送入焊缝的前提下，可进一步地调节激光束600与焊丝500的丝光间距。

以上仅就本实用新型的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型保护范围内。

Claims (6)

1.一种激光填丝焊送丝调节装置，其特征在于，包括用于在X轴、Y轴、Z轴方向调节行程的三轴轴调节机构和角度调节机构，角度调节机构设置在三轴轴调节机构上，送丝枪安装在角度调节机构上。

2.根据权利要求1所述的一种激光填丝焊送丝调节装置，其特征在于，三轴轴调节机构包括调节X轴方向行程的X轴调节机构、调节Y轴行程的Y轴调节机构、调节Z轴行程的Z轴调节机构。

3.根据权利要求2所述的一种激光填丝焊送丝调节装置，其特征在于，所述Z轴调节机构连接于所述X轴调节机构中的直线运动件上，所述Y轴调节机构连接于所述Z轴调节机构的直线运动件上，所述X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构的空间位置相互垂直，角度调节机构设置在Y轴调节机构的直线运动件上。

4.根据权利要求3所述的一种激光填丝焊送丝调节装置，其特征在于，X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构中的任意一种或多种调节机构为下述A结构；

A结构包括滑槽、滑块、调节螺杆；滑块设置在滑槽内，滑块上设有螺纹孔，螺纹孔的轴向与滑槽的槽向相同；调节螺杆与滑块螺纹连接，调节螺杆与滑槽可旋转连接；滑块即为直线运动件。

5.根据权利要求4所述的一种激光填丝焊送丝调节装置，其特征在于，滑槽为燕尾槽，滑块为燕尾块；调节螺杆通过连接件与燕尾槽可旋转连接；连接件包括固定锁板；燕尾槽的开槽端部设有固定锁板，固定锁板上设有供调节螺杆穿过的通孔，调节螺杆上设有固定环，燕尾块上螺纹孔顶部设有与固定环匹配的光孔，固定环与螺杆固定连接；固定环部分位于固定锁板的通孔，部分位于光孔内。

6.根据权利要求1~5任一项所述的一种激光填丝焊送丝调节装置，其特征在于，所述角度调节机构包括弧形滑轨支架，弧形滑轨支架上开有弧形滑槽，弧形滑槽内设有滑块，送丝枪安装在滑块上。

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