CN219944880U - 焊接装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种焊接装置，包括架体、激光发生器、视觉识别系统、位置调节组件以及焊锡头，其中，位置调节组件包括第一连接件、第二连接件以及第三连接件，焊锡头与第三连接件连接；第一连接件可转动地设于架体上，以带动焊锡头绕焊接工位的周圈转动，第三连接件可滑动地设于第二连接件上，以带动焊锡头朝向或远离焊接工位移动；视觉识别系统包括工业相机以及控制台，控制台可根据工业相机获取的焊接工位的图像控制第一连接件转动和/或第三连接件滑动。该焊接装置通过视觉识别系统及位置调节组件相配合，可根据不同的焊接产品的焊接面情况自动调整焊锡头的位置及切入角度，相较于人工手动调整，实现焊接过程自动化，大幅提高焊接效率。

Description

焊接装置

技术领域

本申请涉及焊锡加工技术领域，尤其是涉及一种焊接装置。

背景技术

激光焊接具有能量密度高、焊接效率高、热输入低、工件焊后变形量小等特点，在各种金属零件焊接加工领域被应用地越来越广泛。常见的加工流程为：通过焊锡头朝向待焊接工件的焊点位置伸出锡丝，激光发生器朝向焊点位置发射激光，利用激光的高温融化焊丝实现焊接。

但是，在实际的待焊接工件的焊接面上，不可避免会存在或大或小、或高或低的电子元器件或线路，会对送锡方向形成遮挡或与锡丝产生干涉，导致锡丝无法送达到焊接点位。现有技术中一般通过人工对焊锡头的位置及切入角度进行调整，焊接效率较低。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本申请提供一种可根据焊接面实际情况自动调整焊锡头的位置及切入角度的焊接装置。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本申请实施例提供一种焊接装置，包括架体、激光发生器、视觉识别系统、位置调节组件以及焊锡头，所述激光发生器固设于所述架体上，所述激光发生器包括用于出射激光的聚焦镜头，所述聚焦镜头朝向焊接工位设置；

所述位置调节组件包括依次连接的第一连接件、第二连接件以及第三连接件，所述焊锡头与所述第三连接件连接；所述第一连接件可转动地设于所述架体上，以带动所述焊锡头绕焊接工位的周圈转动；所述第三连接件可滑动地设于所述第二连接件上，以带动所述焊锡头朝向或远离焊接工位移动；

所述视觉识别系统包括工业相机以及控制台，所述工业相机与所述聚焦镜头同轴设置，用于获取焊接工位的图像；所述控制台被配置为：根据获取的焊接工位的图像控制所述第一连接件转动和/或所述第三连接件滑动。

在其中一个实施例中，所述第一连接件所在的平面与所述第二连接件所在的平面呈预设角度设置，所述第三连接件所在的平面与所述第二连接件所在的平面平行设置。

在其中一个实施例中，所述第一连接件呈圆环状且与所述聚焦镜头同轴设置；所述位置调节组件还包括与所述控制台电连接的驱动电机，所述驱动电机固设于所述架体上且与所述第一连接件传动连接，以驱动所述第一连接件绕所述聚焦镜头的轴线转动。

在其中一个实施例中，所述第一连接件上设有可检测所述第一连接件转动位置的传感器。

在其中一个实施例中，所述位置调节组件还包括与所述控制台电连接的驱动气缸，所述驱动气缸包括驱动件以及可滑动连接于所述驱动件的执行件，所述驱动件设于所述第二连接件上，所述第三连接件设于所述执行件上，所述驱动件驱动所述执行件滑动以带动所述第三连接件在自身所在的平面内移动。

在其中一个实施例中，所述位置调节组件还包括第四连接件，所述第四连接件可滑动地设于所述第三连接件上，所述第四连接件相对所述第三连接件的滑动方向与所述第三连接件相对所述第二连接件的滑动方向一致，所述焊锡头与所述第四连接件连接。

在其中一个实施例中，所述位置调节组件还包括第五连接件，所述第五连接件可滑动地设于所述第四连接件上，所述第五连接件相对所述第四连接件的滑动方向垂直于所述第三连接件所在的平面设置，所述焊锡头与所述第五连接件连接。

在其中一个实施例中，所述位置调节组件还包括第六连接件，所述第六连接件可转动地设于所述第五连接件上，所述第六连接件相对所述第五连接件的转动轴线垂直于所述第五连接件相对所述第四连接件滑动形成的平面，所述焊锡头与所述第六连接件连接。

在其中一个实施例中，所述焊接装置还包括吸尘管，所述吸尘管固设于所述架体上，所述吸尘管具有吸风管口，所述吸风管口朝向带焊接工件设置。

本申请的焊接装置至少具有以下有益效果：本申请的焊接装置，通过视觉识别系统及位置调节组件相配合，可根据不同的焊接产品的焊接面情况自动调整焊锡头的位置及切入角度，避免焊锡头在移动过程中与待焊接工件表面的零部件产生碰撞，进而适配不同产品的焊接。其中，通过控制第一连接件的转动，可调节焊锡头的输出端朝向焊接工位的不同焊点位置，通过控制第三连接件相对第二连接件滑动，可调节焊锡头的输出端与焊点之间的距离；相较于人工手动调整，实现焊接过程自动化，大幅提高焊接效率。

附图说明

图1为本申请一实施例的焊接装置的结构示意图；

图2为图1中焊接装置的拆分结构示意图；

图3为图2中位置调节组件的结构示意图；

图4为图3的拆分结构示意图。

图中各元件标号如下：架体10；底板11；开口111；侧板12；激光发生器20；聚焦镜头21；激光接头22；光纤口221；第一连接件31；第二连接件32；第三连接件33；第一螺纹孔331；第四连接件34；第一连接段341；第一滑槽3411；第一连接孔3412；第二连接段342；第二滑槽3421；第二螺纹孔3422；第五连接件35；滑块351；第二连接孔352；圆孔353；第三螺纹孔354；第六连接件36；固定孔361；结构连接件37；驱动电机38；安装座381；驱动气缸39；驱动件391；气源口3911；执行件392；焊锡头40；感应片51；光电开关52；吸尘管60；吸风管口61；工业相机70。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例对本申请技术方案做进一步的详细阐述。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请的实现方式。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例提供一种焊接装置，用于对位于焊接工位上的待焊接工件进行焊接。请参阅图1和图2，该焊接装置包括架体10、激光发生器20、视觉识别系统、位置调节组件以及焊锡头40。其中，架体10提供各部件的安装基础；激光发生器20包括用于出射激光的聚焦镜头21，激光发生器20固设于架体10上且聚焦镜头21朝向焊接工位设置，以使发射的激光光路可照射于待焊接工件表面的焊点位置；焊锡头40用于自输出端伸出锡丝或喷射锡球；位置调节组件用于连接固定焊锡头40，且调节焊锡头40相对焊接工位的位置；视觉识别系统用于获取焊接工位的图像且根据图像控制位置调节组件调节焊锡头的位置。

具体地，位置调节组件包括依次连接的第一连接件31、第二连接件32以及第三连接件33。第一连接件31可转动地设于架体10上，以使第一连接件31可带动第二连接件32绕焊接工位的周圈转动；第三连接件33可滑动地设于第二连接件32上，焊锡头40与第三连接件33连接，以使第三连接件33可带动焊锡头40朝向或远离焊接工位移动。焊接过程中，焊接工位位于焊接装置的下方，通过第一连接件31的转动，可调节焊锡头40的输出端朝向待焊接工件的不同焊点位置，通过第三连接件33相对第二连接件32滑动，可调节焊锡头40的输出端与焊点之间的距离，当焊锡头40与待焊接工件之间调至合适的相对位置后，激光发生器20朝向焊点位置发射激光，同时焊锡头40朝向焊点位置伸出锡丝或喷射锡球，实现焊接。另外，当一个焊点完成后需对另一焊点位置进行焊接时，可将焊锡头40退出远离工件，待第一连接件31转动至焊锡头40对准另一焊点位置时，再控制焊锡头40靠近工件进行焊接，避免焊锡头40在转动调节位置时与工件干涉，且位置调节方便快捷，有利于焊接效率的提高。

视觉识别系统包括工业相机70以及控制台(未示出)，工业相机70设于聚焦镜头21的正上方且与聚焦镜头21同轴心设置，聚焦镜头21的末端设有环形的照明光源，当照明光源发射的光照射至焊接工位的工件时，工件表面会将一部分照射光向上反射，并透过聚焦镜头21照射至工业相机70内成像，从而通过工业相机70便可观察工件表面各个零部件及焊点的位置。控制台可根据工业相机70传输的图像计算出焊锡头40相对焊点位置靠近或远离的方位及距离，进而通过位置调节组件按计算的数据控制焊锡头40移动。通过设置视觉识别系统，可根据不同的焊接产品自动调整焊锡头40的切入角度及位置，避免焊锡头40在移动过程中与待焊接工件表面的零部件产生碰撞，适配不同产品的焊接，相较于人工手动调整，实现焊接过程自动化，大幅提高焊接效率。

具体地，架体10可以包括垂直设置的底板11和侧板12，激光发生器20固设于侧板12上，例如通过螺栓固定。底板11上开设有开口111，激光发射器的聚焦镜头21穿过该开口111设置，以使激光发射器发射的激光束可射至下方的焊接工位上。激光发射器还包括并行于聚焦镜头21设置的激光接头22，其中，激光接头22的顶端设有外接光纤的光纤口221，内部设有多组准直透镜及光束整形器，准直透镜用于从多个不同的方向对激光进行准直，提高激光的光学性能，光束整形器用于对激光束进行整形和匀化，提高光整形效果和匀化效果，使激光束的能量分布更加均匀。激光接头22与聚焦镜头21之间的光路上还设置有两个平行设置的折射镜，其中一个折射镜设于激光接头22的上游，另一个折射镜设于聚焦镜头21的上游，两个折射镜配合以将激光接头22的出射光进行转向射入聚焦镜头21中。聚焦镜头21用于对光束进行聚焦，使光束的光斑更小、能量更集中，以达到焊接要求。

第一连接件31与第二连接件32之间可以通过结构连接件37连接。本实施例中，第一连接件31呈圆环状结构，第二连接件32及第三连接件33均为平板状结构，结构连接件37可以是一条形板，结构连接件37的一端与第一连接件31固定连接，另一端与第二连接件32固定连接。第一连接件31所在的平面与第二连接件32所在的平面呈一预设角度设置，第三连接件33所在的平面与第二连接件32所在的平面平行设置，该预设角度可视待焊接工件所需的焊接切入角度对应设计，便于焊锡头40以特定的焊接切入角度进行焊接操作。

位置调节组件还包括驱动电机38，驱动电机38与控制台电连接，控制台可控制驱动电机38驱动第一连接件31转动。具体地，驱动电机38可以固设于底板11上，例如通过一安装座381以螺栓连接的方式与底板11固定。第一连接件31呈圆环形结构且可转动地设于安装座381的下方，第一连接件31与聚焦镜头21同轴心设置，安装座381上开设有贯穿底板11上的开口111与第一连接件31中心圆孔的通孔，避免对激光束形成遮挡。驱动电机38与第一连接件31传动连接，以驱动第一连接件31绕聚焦镜头21的轴线周向转动。该传动连接结构不作限制，例如一可选实施例中，第一连接件31的顶端活动卡设于安装座381内，且顶端周向边缘设有轮齿，驱动电机38的转轴末端设有与第一连接件31顶端边缘的轮齿啮合连接的齿轮，通过驱动电机38驱动齿轮转动，齿轮带动第一连接件31转动，以实现第一连接件31的转动连接。

请参阅图3和图4，位置调节组件还包括驱动气缸39，驱动气缸39与控制台电连接，控制台可控制驱动气缸39驱动第三连接件33滑动。具体地，驱动气缸39可以包括驱动件391和可滑动连接于驱动件391的执行件392，驱动件391固设于第二连接件32上，例如通过螺栓固定，驱动件391上设有连接外部气源的气源口3911，执行件392与驱动件391上的推杆连接，第三连接件33固设于执行件392上，通过气压推动驱动件391的推杆移动，进而带动执行件392及第三连接件33移动，以实现第三连接件33的滑动连接。

优选地，因驱动气缸39具有固定的行程范围，当焊锡头40与待焊接工件之间的距离调节范围较大且超出驱动气缸39行程时，为进一步对该距离进行调整，位置调节组件还包括第四连接件34，第四连接件34可滑动地设于第三连接件33上，且第四连接件34相对第三连接件33的滑动方向与第三连接件33相对第二连接件32的滑动方向一致。具体地，第四连接件34的一侧设有第一滑槽3411，第一滑槽3411滑动连接于第三连接件33的一侧沿边，第三连接件33与第四连接件34连接的一侧沿第四连接件34的滑动方向设有多个间隔的第一螺纹孔331，第四连接件34上对应第一螺纹孔331设有第一连接孔3412。如此，可将第四连接件34沿第三连接件33的沿边滑动至合适位置后，将螺栓穿过第一连接孔3412拧入第一螺纹孔331内，实现第四连接件34的滑动调节及固定。

进一步地，当待焊接工件的高度发生变化时，对应的，焊锡头40在竖直方向的位置需对应变化，为调整焊锡头40的高度位置，位置调节组件还包括第五连接件35，第五连接件35可滑动地设于第四连接件34上，且第五连接件35相对第四连接件34的滑动方向垂直于第三连接件33所在的平面设置。具体地，第四连接件34可以是L形结构，包括相垂直的第一连接段341与第二连接段342，第一连接段341与第三连接件33滑动连接，第二连接段342与第五连接件35滑动连接，且第二连接段342垂直于第三连接件33所在的平面，使得第四连接件34的滑动方向位于第三连接件33所在的平面内，第五连接件35的滑动方向垂直于第三连接件33所在的平面。第二连接段342上凹设有第二滑槽3421，第五连接件35上凸设有滑块351，滑块351可滑动地设于第二滑槽3421内，第二滑槽3421的底部设有多个间隔的第二螺纹孔3422，第五连接件35上对应第二螺纹孔3422设有第二连接孔352。如此，可将第五连接件35沿第二滑槽3421滑动至合适位置后，将螺栓穿过第二连接孔352拧入第二螺纹孔3422内，实现第五连接件35的滑动调节及固定。

更进一步地，不同的焊接工位其焊接切入角度可能不同，为调节焊锡头40相对焊接工位的切入角度，位置调节组件还包括第六连接件36，第六连接件36可转动地设于第五连接件35上，且第六连接件36相对第五连接件35的转动轴线垂直于第五连接件35相对第四连接件34滑动形成的平面。具体地，第五连接件35上设有圆孔353，第六连接件36呈圆柱结构，第六连接件36的一端可转动地穿设于圆孔353内，使得第六连接件36垂直于第五连接件35所在的平面设置，即，第六连接件36的转动平面与第三连接件33所在的平面相垂直，圆孔353的侧壁设有贯穿的第三螺纹孔354。如此，可将第六连接件36在圆孔353内转动至合适位置后，将螺栓拧入第三螺纹孔354内使得螺栓的末端抵顶于第六连接件36，第六连接件36在螺栓的作用力下不易发生转动，实现第六连接件36的转动调节及固定。第六连接件36的另一端设有固定孔361，焊锡头40可以通过焊接、粘接等方式固设于固定孔361内。

可以理解地，在本申请上述实施例的指导下，位置调节组件的各个连接件在不相互矛盾的前提下可以任意进行组合而形成位置调节组件不同调节功能的结构形式，同样属于本申请的保护范围。例如：可以仅设有第一连接件31、第二连接件32和第三连接件33，焊锡头40固设于第三连接件33上；或者，不设有第四连接件34，第五连接件35直接可滑动连接于第三连接件33上；或者，不设有第五连接件35，第六连接件36直接可转动连接于第四连接件34；等。

优选地，请参阅图1，为避免第一连接件31转动导致第二连接件32、焊锡头40等部件与焊接装置的其余部件发生碰撞，第一连接件31上设有可检测第一连接件31转动位置的传感器。具体地，传感器包括感应片51和两个光电开关52，感应片51固设于结构连接件37的底部且延伸至第一连接件31的边缘外，两个光电开关52沿第一连接件31的周向间隔设于第一连接件31的外围，两个光电开关52之间的距离即为第一连接件31的转动行程。当第一连接件31转动至感应片51与任一光电开关52对应时，光电开关52可控制切断驱动电机38的电源，使第一转动件停止转动，避免产生碰撞。

优选地，焊接装置还包括吸尘管60，吸尘管60可以通过管卡、卡箍等零件固设于架体10上。吸尘管60的一端连接风机及过滤尘盒，另一端形成吸风管口61，吸风管口61朝向带焊接工件设置。在焊接过程中，风机工作使得吸风管口61吸风，以将焊接过程中产生的焊渣、灰尘等杂质吸入过滤尘盒储存，保障焊接过程的清洁，提高焊接效果。

本申请实施例的焊接装置的焊接过程为：根据待焊接工件的自身结构、焊点位置以及所需的焊接切入角度，手动设置好第四连接件34相对第三连接件33的滑动位置、第五连接件35相对第四连接件34的滑动位置以及第六连接件36相对第五连接件35的转动位置，使得焊锡头40与所需的焊接切入角度相匹配，随后焊接装置开始焊接工作；通过视觉识别系统对焊点位置及工件表面情况进行识别，控制驱动电机38驱动第一连接件31转动至焊锡头40与焊点相对应，再控制驱动气缸39驱动第三连接件33滑动至焊锡头40的输出端靠近焊点，激光发生器20朝向焊点位置发射激光，同时焊锡头40朝向焊点位置伸出锡丝。待一个焊点焊接完成后，控制焊锡头40远离待焊接工件，视觉识别系统对另一焊点位置进行识别，重复上述驱动电机38及驱动气缸39的控制动作，直至完成整个工件的焊接。通过位置调节组件及视觉识别系统相配合，可根据不同的焊接产品自动调整焊锡头40的切入角度及位置，避免焊锡头40在移动过程中与待焊接工件表面的零部件产生碰撞，适配不同产品的焊接；相较于人工手动调整，实现焊接过程自动化，大幅提高焊接效率。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围之内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种焊接装置，其特征在于，包括架体、激光发生器、视觉识别系统、位置调节组件以及焊锡头，所述激光发生器固设于所述架体上，所述激光发生器包括用于出射激光的聚焦镜头，所述聚焦镜头朝向焊接工位设置；

所述位置调节组件包括依次连接的第一连接件、第二连接件以及第三连接件，所述焊锡头与所述第三连接件连接；所述第一连接件可转动地设于所述架体上，以带动所述焊锡头绕焊接工位的周圈转动；所述第三连接件可滑动地设于所述第二连接件上，以带动所述焊锡头朝向或远离焊接工位移动；

所述视觉识别系统包括工业相机以及控制台；所述工业相机与所述聚焦镜头同轴设置，用于获取焊接工位的图像；所述控制台被配置为：根据获取的焊接工位的图像控制所述第一连接件转动和/或所述第三连接件滑动。

2.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述第一连接件所在的平面与所述第二连接件所在的平面呈预设角度设置，所述第三连接件所在的平面与所述第二连接件所在的平面平行设置。

3.根据权利要求2所述的焊接装置，其特征在于，所述第一连接件呈圆环状且与所述聚焦镜头同轴设置；所述位置调节组件还包括与所述控制台电连接的驱动电机，所述驱动电机固设于所述架体上且与所述第一连接件传动连接，以驱动所述第一连接件绕所述聚焦镜头的轴线转动。

4.根据权利要求3所述的焊接装置，其特征在于，所述第一连接件上设有可检测所述第一连接件转动位置的传感器。

5.根据权利要求2所述的焊接装置，其特征在于，所述位置调节组件还包括与所述控制台电连接的驱动气缸，所述驱动气缸包括驱动件以及可滑动连接于所述驱动件的执行件，所述驱动件设于所述第二连接件上，所述第三连接件设于所述执行件上，所述驱动件驱动所述执行件滑动以带动所述第三连接件在自身所在的平面内移动。

6.根据权利要求2所述的焊接装置，其特征在于，所述位置调节组件还包括第四连接件，所述第四连接件可滑动地设于所述第三连接件上，所述第四连接件相对所述第三连接件的滑动方向与所述第三连接件相对所述第二连接件的滑动方向一致，所述焊锡头与所述第四连接件连接。

7.根据权利要求6所述的焊接装置，其特征在于，所述位置调节组件还包括第五连接件，所述第五连接件可滑动地设于所述第四连接件上，所述第五连接件相对所述第四连接件的滑动方向垂直于所述第三连接件所在的平面设置，所述焊锡头与所述第五连接件连接。

8.根据权利要求7所述的焊接装置，其特征在于，所述位置调节组件还包括第六连接件，所述第六连接件可转动地设于所述第五连接件上，所述第六连接件相对所述第五连接件的转动轴线垂直于所述第五连接件相对所述第四连接件滑动形成的平面，所述焊锡头与所述第六连接件连接。

9.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述焊接装置还包括吸尘管，所述吸尘管固设于所述架体上，所述吸尘管具有吸风管口，所述吸风管口朝向带焊接工件设置。