CN217799603U - 一种高适应性的光纤激光焊接一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高适应性的光纤激光焊接一体机，包括：箱体，箱体内部设有中隔板，中隔板将箱体内部分隔为焊接室与机箱室，焊接室内设有激光焊接组件与真空箱，机箱室设有激光控制箱、抽真空机，通过抽真空机与真空箱可以实现在真空条件下焊接，满足一台设备中可以完成真空条件下与大气条件下的焊接工作；中隔板上安设有用于调节焊接工件位置的平移组件，平移组件上密封连接有真空箱，真空箱上方设有光纤激光头与照明灯，真空箱外侧设有高清CCD相机，可进行工件精确定位，焊接时操作人员无需直视焊接处，有利于保护眼睛；本实用新型将各个组件集成一体，实现了光纤焊接、滑台运动控制、相机图像与数据采集、焊接温度实时检测功能。

Description

一种高适应性的光纤激光焊接一体机

技术领域

本实用新型涉及焊接设备领域，尤其涉及一种高适应性的光纤激光焊接一体机。

背景技术

激光焊接是一种高效精密焊接方式，其原理是利用高能量的激光脉冲对材料进行局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。由于其焊接能量密度高，可实现金属以及如陶瓷、硅、玻璃等非金属之间的焊接，常用于高尖端制造领域。现有的激光焊接设备虽然可以达到较好的焊接效果，但在操作时激光容易伤害人的眼睛，存在安全隐患，通常需要配备激光防护罩、激光防护眼镜或者其他激光防护装置；其次，现有的激光焊接设备工作效率低、功能单一，不能在一台设备上同时完成真空条件下和大气条件下地焊接，不具有一体化多功能的优势。相比于其他种类的激光设备，光纤具有很好的柔韧性，因此光纤激光器具有小巧灵活，结构紧凑，性价比较高，且具有易于系统集成的特点，光纤激光器基本组成为激光主机箱、光纤线、光纤激光头。

实用新型内容

本实用新型提供了一种高适应性的光纤激光焊接一体机，解决现有激光焊接设备适应性不佳的问题。

一种高适应性的光纤激光焊接一体机，包括：箱体，箱体内部设有中隔板，中隔板将箱体内部分隔为焊接室与机箱室，焊接室内设有激光焊接组件，机箱室设有激光控制箱、抽真空机；

中隔板上安设有用于调节工件位置的平移组件，平移组件上密封连接有真空箱，真空箱上方设有光纤激光头与照明灯，真空箱外侧设有高清CCD相机与用于探测焊点温度的红外测温头。

采用上述技术方案的有益效果：将光纤激光焊接组件、真空箱与抽真空机设置在同一箱体内，可以分别进行真空条件下的焊接和大气条件下的焊接，此外，在箱体内还设有高清CCD相机与红外测温头，可以实时观测焊接进程、调节焊接位置；平移组件可以对不同尺寸和形状的工件进行调节，满足工件不同位置的焊接，进而达到一台焊接设备可以满足不同条件下的焊接需求。

进一步地，上述激光焊接组件包括光纤激光头、激光控制箱与透镜，光纤激光头与透镜设置在固定架上，透镜安装在光纤激光头的激光路径上，激光控制箱与光纤激光头光纤连接，固定架连接在箱体的箱顶下方。

采用上述技术方案的有益效果：透镜设置在激光头下方，可以对激光束进行聚焦，提高焊接效率。

进一步地，上述真空箱内部设有压力表，真空箱与抽真空机通过管道连通，并通过真空控制阀控制管道内气流的通断。

进一步地，上述平移组件包括横向滑台与纵向滑台，横向滑台滑动设置在纵向滑台上，横向滑台上滑动连接有滑板，滑板上设有夹具。

进一步地，上述纵向滑台与横向滑台上均设有丝杆，丝杆与驱动电机传动连接，驱动电机与箱体外部的电脑通信连接。

进一步地，上述焊接室设有用于阻挡散射激光的防护箱门，机箱室活动连接有机箱门。

进一步地，上述高清CCD相机安装在活动臂上，通过活动臂调节高清CCD相机的摄像角度与距离。

进一步地，上述箱体下方连接有滚轮。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)功能齐全；本实用新型将焊接的部件和各个组件集成至一个箱体中，实现了光纤焊接、滑台运动控制、相机图像与数据采集、焊接温度实时检测等功能。

(2)适用性好；在一台设备中可以完成真空条件下与大气条件下两种不同的焊接工作，简单操作就可以实现这两种焊接条件的切换，根据不同的焊接需求，可实现所需条件下的焊接，提高了焊接效率，节约了成本，而且设备可以方便的运移。

(3)安全防护等级高；箱体上设置了防护箱门，可实现在焊接时对散射的激光进行遮挡，并且设备中安装有高清CCD相机，可以利用电脑实时监测和操作，焊接时可避免眼睛直视焊接处，实现对人眼睛的保护。

附图说明

图1为本实用新型一体机的立体结构示意图；

图2为本实用新型一体机的正视结构示意图；

图3为本实用新型中平移组件的结构示意图；

图4为本实用新型中光纤激光头与透镜的位置关系图；

图5为本实用新型中红外测温头的结构示意图；

图6为本实用新型中红外测温头与活动臂的连接示意图。

图中：1-箱体；101-箱顶；102-箱壁；103-底板；104-中隔板；105-防护箱门；106-机箱门；107-焊接室；108-机箱室；109-滚轮；201-光纤激光头；202-激光控制箱；203-透镜；301-真空箱；302-抽真空机；303-压力表；304-真空控制阀；401-平移组件；402-夹具；403-横向滑台；404-纵向滑台；405-丝杆；406-滑板；501-高清CCD相机；502-红外测温头；503-照明灯；504-固定架。

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。

参考图1至图6，本实用新型提供了一种高适应性的光纤激光焊接一体机，包括：箱体1，箱体1包括顶部的箱顶101、三面合围的箱壁102以及与箱壁102连接的底板103；箱体1内部设有中隔板104，中隔板104将箱体1内部分隔为上部的焊接室107与下部的机箱室108，焊接室107内设有激光焊接组件与真空箱301，机箱室108放置有激光控制箱202、抽真空机302，焊接室107的箱壁102上通过合页连接有防护箱门105，用于阻挡向外散射的激光，防护箱门105的材质可选用激光防护玻璃，可遮挡400nm-1100nm波段的激光，防止伤害人的眼睛；机箱室108的箱壁102上通过合页连接有机箱门106，机箱门106用于保护内部的激光控制箱202、抽真空机302，同时这些部件工作时会产生热量，因此选用带散热孔的铁门便于散热；箱体1下方连接有万向滚轮109，方便使用时可以灵活地移动设备。

箱体1内部的中隔板104上安设有用于调节焊接工件位置的平移组件401，平移组件401包括横向滑台403与纵向滑台404，横向滑台403滑动设置在纵向滑台404上，横向滑台403上滑动连接有滑板406，滑板406上设有夹具402，用于夹持待焊接的工件；纵向滑台404与横向滑台403上均设有丝杆405，丝杆405与驱动电机传动连接，通过驱动电机带动丝杆405旋转，进而拖动横向滑台403及其上的滑板406移动，便于调节焊接工件的部位；驱动电机与箱体1外部的电脑通信连接，通过对电脑进行操控，使驱动电机正反转或停止，调节横向滑台403与纵向滑台404的位置，实现激光找点和对准焊接路径。

平移组件401上的滑板406密封连接有真空箱301，夹具402位于真空箱301内部，便于真空条件下焊接时夹持工件；真空箱301内部设有压力表303，用于检测真空箱301内部的真空度，侧壁设有真空控制阀304，真空控制阀304与抽真空机302通过管道相连通，用于抽排真空箱301内的空气。

真空箱301为无色透明玻璃制作而成，激光在穿过玻璃层时能量损失很少，不会破坏真空箱301本体，激光照射在工件上，其能量被工件吸收，不会对工件外的其余部件造成损伤。

真空箱301的上方设有光纤激光头201与照明灯503，光纤激光头201与照明灯503均安装在固定架504上，光纤激光头201与机箱室108内的激光控制箱202光纤连接，通过激光控制箱202可以改变激光的强度和种类；光纤激光头201的出光口垂直于底板103，使激光头在竖直方向上出光，固定架504连接在箱顶101下方，为安装其余部件提供方便。

固定架504上还设有透镜203，透镜203位于光纤激光头201的激光路径上，将激光聚集与工件的焊接处，提高焊接速度。

真空箱301的外侧设有高清CCD相机501与用于探测焊点温度的红外测温头502；高清CCD相机501安装在活动臂上，通过活动臂调节高清CCD相机501的摄像角度与焊接处的距离，高清CCD相机501和红外测温头502分别与电脑通信连接，将采集的图像和数据传输至电脑内，达到实时监控的目的，而且在进行焊接操作时，操作人员无需直视焊接处的激光，只需要通过电脑观测高清CCD相机501实时采集的画面即可完成操作，安全性较高。

真空条件下焊接时，将工件放置在真空箱301中，然后抽真空即可焊接；大气条件下焊接时，取下真空箱301即可。

本实用新型焊接一体机的工作原理：

光纤激光头固定于箱顶，通过不同焦距的透镜，将激光聚焦于所需焊接的工件表面(真空焊接条件则通过将工件固定于真空箱内的夹具之上，然后通过真空机抽真空实现真空环境，压力表可清晰反映真空箱内的气压环境)，工件通过夹具固定于平移组件上，通过调节平移组件上滑板的位置实现对焊接位置的精准控制。在实现焊接的过程中，通过高清CCD相机对焊接过程进行观察和记录，利用红外测温头对焊接温度进行监测，采集的数据传输至电脑中，通过收集已有的焊接数据，可以对焊接参数进行调整，以达到良好的焊接效果。

以上所述仅为本实用新型的较优实施例，该实施例不代表本实用新型的所有可能形式，本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种变形与改进，这些变形与改进仍然在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高适应性的光纤激光焊接一体机，其特征在于，包括：箱体(1)，所述箱体(1)内部设有中隔板(104)，所述中隔板(104)将所述箱体(1)内部分隔为焊接室(107)与机箱室(108)，所述焊接室(107)内设有激光焊接组件，所述机箱室(108)设有激光控制箱(202)、抽真空机(302)；

所述中隔板(104)上安设有用于调节工件位置的平移组件(401)，所述平移组件(401)上密封连接有真空箱(301)，所述真空箱(301)上方设有光纤激光头(201)与照明灯(503)，所述真空箱(301)外侧设有高清CCD相机(501)与用于探测焊点温度的红外测温头(502)。

2.根据权利要求1所述的高适应性的光纤激光焊接一体机，其特征在于：所述激光焊接组件包括所述光纤激光头(201)、激光控制箱(202)与透镜(203)，所述光纤激光头(201)与所述透镜(203)设置在固定架(504)上，所述透镜(203)安装在所述光纤激光头(201)的激光路径上，所述激光控制箱(202)与所述光纤激光头(201)光纤连接，所述固定架(504)连接在所述箱体(1)的箱顶(101)下方。

3.根据权利要求1所述的高适应性的光纤激光焊接一体机，其特征在于：所述真空箱(301)内部设有压力表(303)，所述真空箱(301)与所述抽真空机(302)通过管道连通，并通过真空控制阀(304)控制所述管道内气流的通断。

4.根据权利要求1所述的高适应性的光纤激光焊接一体机，其特征在于：所述平移组件(401)包括横向滑台(403)与纵向滑台(404)，所述横向滑台(403)滑动设置在所述纵向滑台(404)上，所述横向滑台(403)上滑动连接有滑板(406)，所述滑板(406)上设有夹具(402)。

5.根据权利要求4所述的高适应性的光纤激光焊接一体机，其特征在于：所述纵向滑台(404)与所述横向滑台(403)上均设有丝杆(405)，所述丝杆(405)与驱动电机传动连接，所述驱动电机与所述箱体(1)外部的电脑通信连接。

6.根据权利要求1所述的高适应性的光纤激光焊接一体机，其特征在于：所述焊接室(107)设有用于阻挡散射激光的防护箱门(105)，所述机箱室(108)活动连接有机箱门(106)。

7.根据权利要求1所述的高适应性的光纤激光焊接一体机，其特征在于：所述高清CCD相机(501)安装在活动臂上，通过所述活动臂调节所述高清CCD相机(501)的摄像角度与距离。

8.根据权利要求1至7任一项所述的高适应性的光纤激光焊接一体机，其特征在于：所述箱体(1)下方连接有滚轮(109)。

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