CN220498068U - 一种可调节出光角度的激光焊接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调节出光角度的激光焊接头，包括固定座，固定座上设有准直镜模组和驱动模组，准直镜模组的一侧设有旋转固定块，驱动模组能够驱动旋转固定块旋转运动；旋转固定块内设有反射组件和聚焦组件，准直镜模组能够将发散激光转换成平行光束，并发射到反射组件上，反射组件能够将准直镜模组发出的平行光束反射到聚焦组件上，聚焦组件能够将平行光束聚焦成一个点，并向远离反射组件的方向发射。本实用新型在调节出光角度时，光纤不会随着一起运动，从而避免光纤随动而造成的运动干涉，也能够延长光纤的使用寿命，降低使用成本。

Description

一种可调节出光角度的激光焊接头

技术领域

本实用新型涉及激光焊接头技术领域，具体涉及一种可调节出光角度的激光焊接头。

背景技术

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，是激光材料加工技术应用的重要方面之一。激光焊接头是一种通过接入光纤,从而实现焊接过程的工具；激光焊接头在实际的加工过程中，很难根据需要自动调节焊接方位和角度。

现有技术中，通常是将激光焊接头整体安装到驱动模组上，通过控制驱动模组工作，进而带动整个激光焊接头发生转动，从而使得激光焊接头的出光角度发生改变，从而实现调节激光焊接角度的目的。上述方式虽然能够实现调节焊接出光角度的功能；但是，在此种方式中，驱动模组调节运动的过程中，光纤也会随整个激光焊接头一起运动，这不仅容易使得激光焊接头与外部设备造成运动干涉；而且光纤经常随激光焊接头运动，也必然会影响光纤的使用寿命，增加使用的成本。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种可调节出光角度的激光焊接头，包括固定座，所述固定座上设有准直镜模组和驱动模组，所述准直镜模组上设有光纤头固定件，所述光纤头固定件用于锁紧光纤，所述准直镜模组远离所述光纤头固定件的一侧设有旋转固定块，所述旋转固定块与所述准直镜模组可旋转连接，所述旋转固定块与所述驱动模组的输出端连接，所述驱动模组能够驱动所述旋转固定块旋转运动；所述旋转固定块内设有反射组件和聚焦组件，光纤发出的激光能够照射到所述准直镜模组上，所述准直镜模组能够将发散激光转换成平行光束，并发射到所述反射组件上，所述反射组件能够将准直镜模组发出的平行光束反射到所述聚焦组件上，所述聚焦组件能够将平行光束聚焦成一个点，并向远离所述反射组件的方向发射。

作为本实用新型的进一步改进，所述驱动模组包括驱动电机和传动带，所述驱动电机与所述固定座连接，所述驱动电机的输出端上设有主动轮，所述旋转固定块上设有从动轮，所述传动带分别套接在所述主动轮和从动轮上。

作为本实用新型的进一步改进，所述准直镜模组包括准直固定块，所述准直固定块与所述固定座连接，所述准直固定块内设有准直镜，所述光纤头固定件与所述准直固定块的一端连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述准直固定块上设有准直保护镜，所述准直保护镜设置在所述准直镜与所述光纤头固定件之间，所述准直保护镜与所述准直固定块可拆卸连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述准直固定块上套接有两个轴承，所述旋转固定块分别与两个所述轴承连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述反射组件包括反射镜，所述反射镜倾斜设置在所述旋转固定块内，所述反射镜与所述准直镜模组的出光方向的夹角为45°。

作为本实用新型的进一步改进，所述聚焦组件包括聚焦镜，所述聚焦镜与所述旋转固定块连接，所述聚焦镜设置在所述反射镜的正下方。

作为本实用新型的进一步改进，所述聚焦组件还包括聚焦保护镜，所述聚焦保护镜设置在所述聚焦镜远离所述反射镜的一侧，所述聚焦保护镜与所述旋转固定块可拆卸连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述旋转固定块上设有CCD相机，所述CCD相机设置在反射镜远离所述聚焦镜的一侧，所述CCD相机用于拍摄焊接区域的图像。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型中光纤通过光纤头固定件安装在准直镜模组上，使得在调节出光角度时，光纤不会随着一起运动，从而避免光纤随动而造成的运动干涉，也能够延长光纤的使用寿命，降低使用成本。工作时，光纤发出的发散光速照射到准直镜模组上，之后通过准直镜模组转换成平行光束照射到反射组件上，反射组件将平行光束反射到聚焦组件上，平行光束在穿过聚集组件后会聚到到一个点，并照射到工件上对工件进行焊接加工；需要调节出光角度时，通过控制驱动模组工作，使得驱动模组驱动旋转固定块旋转运动，进而带动反射组件和聚焦组件摆动，反射组件和聚焦组件发生旋转摆动，自然就改变了聚焦组件的出光角度，实现调节焊接出光角度的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本实用新型实施例立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例内部结构示意图；

图3是本实用新型实施例工作状态的光路示意图。

具体实施方式

除非另有定义，本实用新型所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型技术领域的技术人员通常理解的含义相同；在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，不是旨在于限制本实用新型；本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本实用新型中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的、独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本实用新型所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-3所示，一种可调节出光角度的激光焊接头，包括固定座1，固定座1用于与焊接机台连接，将该激光焊接头固定安装到焊接机台上。固定座1上设置有准直镜模组和驱动模组，准直镜模组上设置有光纤头固定件2，光纤头固定件2用于锁紧光纤100，使得光纤100与准直镜模组限位固定，便于激光器发出的激光能够照射到准直镜模组上。准直镜模组远离光纤头固定件2的一侧设有旋转固定块3，旋转固定块3与准直镜模组可旋转连接，旋转固定块3与驱动模组的输出端连接，驱动模组能够驱动旋转固定块3旋转运动。旋转固定块3内设置有反射组件和聚焦组件，反射组件用于将准直镜模组发出的平行光反射到聚焦组件上，聚焦组件用于将反射组件发射处的平行光聚焦到一个点，并向远离反射组件的方向发射对工件进行焊接加工。

具体工作时，激光器发出的激光经过光纤100照射到准直镜模组上，通过准直镜模组后，将发散的激光转换成平行光束，并发射到反射组件上，反射组件将平行光束反射到聚焦组件上，聚焦组件将平行光束进行聚焦，最终穿过聚焦组件后形成焦点向下发射，对下方的工件进行焊接加工。在工作过程中，如果要调节焊接头的出光角度，只需控制驱动模组工作，驱动旋转固定块3旋转运动，旋转固定块3带动反射组件和聚焦组件摆动，从而使得经过反射组件和聚焦组件之后射出的激光角度发生变化，实现调节出光角度的目的，满足不同工况下的加工需求。

该激光焊接头在调节出光角度时，光纤头固定件2和光纤100不需要运动；可以避免光纤100运动造成干涉的风险，从而延长光纤100的使用寿命。

驱动模组包括驱动电机4和传动带5，驱动电机4固定安装在固定座1上，驱动电机4的输出端上设有主动轮6，旋转固定块3上套接有从动轮7，传动带5分别套接在主动轮6和从动轮7上。当需要调节出光角度时，控制驱动电机4工作，驱动主动轮6旋转运动，主动轮6通过传动带5带动从动轮7旋转，从动轮7带动旋转固定块3同步运动，从而使得反射组件和聚焦组件发生摆动，使得经过反射组件和聚焦组件后的激光出光角度发生改变，以达到调节出光角度的目的。

在其它实施例中，驱动模组也可以采用其它结构形式，例如：电机齿轮组结构、电机链轮结构等。

准直镜模组包括准直固定块8，准直固定块8与固定座1通过螺丝固定连接，准直固定块8内设置有准直镜9，光纤头固定件2与准直固定块8远离旋转固定块3的一端连接，准直镜9的一端为凸面镜，光纤100上发出的发散激光能够照射到准直镜9上，通过准直镜9后能够将发散的激光转换成平行光。准直固定块8上设置有准直保护镜10，准直保护镜10设置在准直镜9与光纤固定件2之间，准直保护镜10通过准直保护镜抽屉11与准直固定块8可拆卸连接，从而便于对准直保护镜10进行更换；准直保护镜10用于对准直镜9进行防护，防止灰尘等异物进入到准直固定块8内污染准直镜9，延长准直镜9的使用寿命。

准直固定块8的外侧套接有两个轴承12，旋转固定块3分别与两个轴承12的外圈固定连接，通过设置两个轴承12能够防止旋转固定块3在转动的过程中移位，从而提高旋转固定块3与准直固定块8的同心度，提高工作的稳定性。

反射组件包括反射镜13，反射镜13固定安装在旋转固定块3内，且反射镜13呈倾斜设置，反射镜13与准直镜9的出光方向的夹角为45°，从而使得准直镜9沿水平方向平行照射到反射镜13上的光束，通过反射镜13反射后能够垂直向下发射，并照射到聚焦组件上进行聚焦。

聚焦组件包括聚焦镜14和聚焦保护镜15，聚焦镜14固定安装在旋转固定块3内，聚焦镜14设置在反射镜13正下方，聚焦镜14靠近反射镜13的一面为凸面镜，聚焦镜14能够将反射镜13反射过来的平行光束进行聚焦，使其穿过聚焦镜14后能够在聚焦镜14的下方聚焦成一个点，对工件进行焊接加工。聚焦保护镜15设置在聚焦镜14远离反射镜13的一侧，聚焦保护镜15通过聚焦保护镜抽屉16与旋转固定块3可拆卸连接，从而便于更换聚焦保护镜15；聚焦保护镜15用于对聚焦镜14提供防护，防止灰尘等异物进入到旋转固定块3内污染聚焦镜14，延长聚焦镜14的使用寿命。

旋转固定块3上设置有CCD相机17，CCD相机17固定安装在反射镜13远离聚焦镜14的一侧，且CCD相机17安装到聚焦镜14的正上方，CCD相机17用于拍摄该激光焊接头焊接点的图像，从而实时控制激光焊接头工作。具体地，反射镜13为半透光镜片，焊接区域的光线穿过聚焦保护镜15、聚焦镜14和反射镜13后照射到CCD相机17上，从而使CCD相机17能够捕捉到焊接区域的图像，以便实时监控焊接的质量，提高加工品质。

工作原理：

工作之前，将该激光焊接头安装到焊接设备上，光纤头固定件2上安装好光纤100。

工作时，光纤100发出的发散激光依次穿过准直保护镜10和准直镜9，发散激光穿过准直镜9后会转变成平行光线，之后平行光线照射到反射镜13上经过反射镜13的反射，将平行激光照射到聚焦镜14上，平行光束穿过聚焦镜14后会进行聚焦，最终在穿过聚焦镜14和聚焦保护镜15后，在聚焦保护镜15的下方聚焦成一个点对工件进行焊接加工。

当需要调节出光角度时，通过控制驱动电机4工作，驱动主动轮6旋转运动，主动轮6通过传动带5带动从动轮7旋转，从动轮7带动旋转固定块3同步运动；反射镜13、聚焦镜14和聚焦保护镜15随旋转固定块3同步摆动，从而改变反射镜13的反射方向，以实现改变出光方向，调节焊接位置的目的。

上述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种可调节出光角度的激光焊接头，其特征在于：包括固定座，所述固定座上设有准直镜模组和驱动模组，所述准直镜模组上设有光纤头固定件，所述光纤头固定件用于锁紧光纤，所述准直镜模组远离所述光纤头固定件的一侧设有旋转固定块，所述旋转固定块与所述准直镜模组可旋转连接，所述旋转固定块与所述驱动模组的输出端连接，所述驱动模组能够驱动所述旋转固定块旋转运动；

所述旋转固定块内设有反射组件和聚焦组件，光纤发出的激光能够照射到所述准直镜模组上，所述准直镜模组能够将发散激光转换成平行光束，并发射到所述反射组件上，所述反射组件能够将准直镜模组发出的平行光束反射到所述聚焦组件上，所述聚焦组件能够将平行光束聚焦成一个点，并向远离所述反射组件的方向发射。

2.根据权利要求1所述的可调节出光角度的激光焊接头，其特征在于：所述驱动模组包括驱动电机和传动带，所述驱动电机与所述固定座连接，所述驱动电机的输出端上设有主动轮，所述旋转固定块上设有从动轮，所述传动带分别套接在所述主动轮和从动轮上。

3.根据权利要求1所述的可调节出光角度的激光焊接头，其特征在于：所述准直镜模组包括准直固定块，所述准直固定块与所述固定座连接，所述准直固定块内设有准直镜，所述光纤头固定件与所述准直固定块的一端连接。

4.根据权利要求3所述的可调节出光角度的激光焊接头，其特征在于：所述准直固定块上设有准直保护镜，所述准直保护镜设置在所述准直镜与所述光纤头固定件之间，所述准直保护镜与所述准直固定块可拆卸连接。

5.根据权利要求3所述的可调节出光角度的激光焊接头，其特征在于：所述准直固定块上套接有两个轴承，所述旋转固定块分别与两个所述轴承连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的可调节出光角度的激光焊接头，其特征在于：所述反射组件包括反射镜，所述反射镜倾斜设置在所述旋转固定块内，所述反射镜与所述准直镜模组的出光方向的夹角为45°。

7.根据权利要求6所述的可调节出光角度的激光焊接头，其特征在于：所述聚焦组件包括聚焦镜，所述聚焦镜与所述旋转固定块连接，所述聚焦镜设置在所述反射镜的正下方。

8.根据权利要求7所述的可调节出光角度的激光焊接头，其特征在于：所述聚焦组件还包括聚焦保护镜，所述聚焦保护镜设置在所述聚焦镜远离所述反射镜的一侧，所述聚焦保护镜与所述旋转固定块可拆卸连接。

9.根据权利要求7所述的可调节出光角度的激光焊接头，其特征在于：所述旋转固定块上设有CCD相机，所述CCD相机设置在反射镜远离所述聚焦镜的一侧，所述CCD相机用于拍摄焊接区域的图像。