CN220739843U - 用于自动化多种焊缝填丝焊接的激光焊接头 - Google Patents
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Abstract
用于自动化多种焊缝填丝焊接的激光焊接头，包括支撑主体，支撑主体上设置有送丝机构、分光组件和两个光传输组件，光传输组件的保护镜片处设有保护气路，避免渣质污染镜片；所述送丝机构穿设在支撑主体上，所述支撑主体侧壁上穿设有降温用循环水路，所述送丝机构上设置有与焊丝同轴的单向气路，单向气路向送丝口吹气，以保证焊丝洁净，同时保护焊缝、避免氧化；送丝机构穿设在支撑主体内，相比设置在侧面的送丝机构更稳定；本实用新型极大提高了不同加工方向下的一致性以及焊丝与激光的耦合性；焊丝对于激光系统无方相性，加工时不受方向、角度限制；通过四个振镜电机组合，支持焦点在焊丝处以不同轨迹运动。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光加工设备技术领域，尤其涉及用于自动化多种焊缝填丝焊接的激光焊接头。
背景技术
目前，激光加工设备采用旁轴送丝机构，即采用的是在激光头外侧斜置一根焊丝的结构，焊丝由送丝管进行输送。其旁轴送丝机构在送丝过程中容易受到干扰，导致送丝不稳定。有的焊丝表面清洁度无法保证，影响焊接效果。在采用旁轴送丝机构所形成的光路系统下，需要焊接头运动方向与焊丝送丝方向同轴且反向，焊道为曲线或者封闭图形时，需要根据焊道轨迹旋转焊接头以维持固定角度。对机器人运动控制有较高要求。导致不同加工方向下的加工效果有极大差异性，同时不易于自动化、标准化生产。
实用新型内容
为了克服上述技术的不足，本实用新型的目的是提供用于自动化多种焊缝填丝焊接的激光焊接头。
本实用新型所采用的技术方案是：用于自动化多种焊缝填丝焊接的激光焊接头，包括支撑主体，支撑主体上设置有送丝机构、分光组件和两个光传输组件，两个光传输组件轴对称设置在送丝机构的两侧，分光组件能够将激光加工设备的QHB发出的合束光分解为能量相等的两束分光束，所述两个光传输组件能够分别将所述两束分光束传输并从两侧对称聚焦在送丝机构送出的焊丝所在轴线的同一点上，所述送丝机构穿设在支撑主体上，所述支撑主体侧壁上穿设有降温用循环水路，所述送丝机构上设置有与焊丝同轴的单向气路，单向气路向送丝口吹气，以保证焊丝洁净，同时保护焊缝、避免氧化。
进一步的，所述支撑主体上设置有第一进水口、第一出水口和第一进气口，所述降温用循环水路的进水端与第一进水口连接，降温用循环水路的出水端与第一出水口连接，所述清洁用单向气路的进气端与第一进气口连接。
进一步的，所述送丝机构上设置有调焦机构。
进一步的，所述分光组件包括水平设置的准直镜片，准直镜片的下方倾斜设置有第一反射镜片，第一反射镜片的一侧竖直设置有分光片，分光片的一侧设置有第二反射镜片，所述分光片设置在第一反射镜片与第二反射镜片之间，且分光片与第二反射镜片呈间隔平行设置，所述准直镜片的轴线与Z轴呈平行设置，第一反射镜片的轴线与X轴呈垂直设置，第一反射镜片的轴线与Y轴呈45度夹角设置，第一反射镜片的轴线与Z轴呈45度夹角设置，所述分光片的轴线与Y轴呈45度夹角设置，第二反射镜片的轴线与X轴呈45度夹角设置。
进一步的，所述光传输组件包括聚焦镜片、第一振镜电机、第二振镜电机和保护镜片，所述聚焦镜片竖直设置，第二振镜电机水平设置，保护镜片水平设置，所述聚焦镜片的轴线与X轴呈平行设置，所述第二振镜电机的旋转轴的轴线与X轴呈平行设置，第一振镜电机的旋转轴的轴线与X轴呈垂直设置，第一振镜电机的旋转轴的轴线与Z轴呈0-30度夹角设置，保护镜片的轴线与Z轴呈平行设置上，光传输组件的保护镜片处设有保护气路，避免渣质污染镜片。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：用于自动化多种焊缝填丝焊接的激光焊接头，送丝机构穿设在支撑主体内，相比设置在侧面的送丝机构更稳定；通过对送丝机构和支撑主体进行降温，避免送丝机构和支撑主体过热；本实用新型将同源激光均分为两束对称布置，送丝方向与光束对称轴同轴设置，送丝方向垂直于加工方向，且受到对称的激光辐射，极大提高了不同加工方向下的一致性以及焊丝与激光的耦合性；本实用新型通过同轴送丝的设计，焊丝对于激光系统无方相性，加工时不受方向、角度限制；本实用新型内设置有两个第一振镜电机和两个第二振镜电机，通过四个振镜电机组合，支持焦点在焊丝处以不同轨迹运动，以实现不同能量分布，适应性更强；所述送丝机构上设置有向焊丝吹气的清洁用单向气路，以保证焊丝外表洁净；本实用新型在使用时焊丝处于光斑中心的耦合结构，使得以任意角度向任意方向焊接时的填丝效果保持一致。避免了像传统焊接头需要机械手旋转对应角度来保持填丝效果。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是分光组件和两个光传输组件相配合的立体结构示意图；
图3是分光组件和两个光传输组件相配合的主视结构示意图；
图4是图3的侧视结构示意图；
图5是图3的俯视结构示意图；
图6是降温用循环水路的结构示意图；
图7是单向气路的结构示意图；
图8是保护气路的结构示意图；
图9是支撑部的结构示意图；
图10是连接座的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作详细说明。
如图1至图10所示，用于自动化多种焊缝填丝焊接的激光焊接头，包括支撑主体21，支撑主体21上设置有送丝机构22、分光组件和两个光传输组件，两个光传输组件轴对称设置在送丝机构22的两侧，分光组件能够将激光加工设备的QHB发出的合束光2分解为能量相等的两束分光束，所述两个光传输组件能够分别将所述两束分光束传输并从两侧对称聚焦在送丝机构22送出的焊丝1所在轴线的同一点上，所述送丝机构22穿设在支撑主体21上，所述支撑主体21侧壁上穿设有降温用循环水路，所述送丝机构22上设置有与焊丝同轴的单向气路，单向气路向送丝口吹气，以保证焊丝洁净，同时保护焊缝、避免氧化。
所述支撑主体21上设置有第一进水口23、第一出水口24、第一进气口25和第二进气口26，所述降温用循环水路的进水端与第一进水口23连接，降温用循环水路的出水端与第一出水口24连接，所述单向气路的进气端与第一进气口25连接。第一进水口23和第一出水口24分别连接冷凝水循环系统的冷凝水出口和循环水回收口。第一进气口25和第二进气口26均与气体供给管连接。降温用循环水路通过流通冷凝水从而对支撑主体21进行降温，第二进气口26与保护气路的进气端连接。
所述送丝机构22上设置有调焦机构。调焦机构用于调节送丝机构的焊接头到焊件的距离。
所述分光组件和两个光传输组件均设置在三维直角坐标系中。
所述分光组件包括水平设置的准直镜片3，准直镜片3的下方倾斜设置有第一反射镜片4，第一反射镜片4的一侧竖直设置有分光片5，分光片5的一侧设置有第二反射镜片6，所述分光片5设置在第一反射镜片4与第二反射镜片6之间，且分光片5与第二反射镜片6呈间隔平行设置，所述准直镜片3的轴线与Z轴呈平行设置，第一反射镜片4的轴线与X轴呈垂直设置，第一反射镜片4的轴线与Y轴呈45度夹角设置，第一反射镜片4的轴线与Z轴呈45度夹角设置，所述分光片5的轴线与Y轴呈45度夹角设置，第二反射镜片6的轴线与X轴呈45度夹角设置。
所述光传输组件包括聚焦镜片7、第一振镜电机8、第二振镜电机9和保护镜片10，所述聚焦镜片7竖直设置，第二振镜电机9水平设置，保护镜片10水平设置，所述聚焦镜片7的轴线与X轴呈平行设置，所述第二振镜电机9的旋转轴的轴线与X轴呈平行设置，第一振镜电机8的旋转轴的轴线与X轴呈垂直设置，第一振镜电机8的旋转轴的轴线与Z轴呈0-30度夹角设置，保护镜片10的轴线与Z轴呈平行设置。光传输组件的保护镜片处设有保护气路，避免渣质污染镜片。
第一振镜电机8的第一反射振镜11与第二振镜电机9的第二反射振镜12相对设置。
两个聚焦镜片7中，一个设置在分光片5的一侧，另一个设置在第二反射镜片6的一侧。分光片5和第二反射镜片6设置在焊丝1两侧。
本实用新型在工作时，合束光2垂直通过准直镜片3后发散为第一平行光束13，第一平行光束13以45度入射角射向固定的第一反射镜片4，得到垂直于第一平行光束13的第一反射光束14。第一反射光束14以45度入射角射向分光片5，分光片5不与第一反射镜片4平行，分光片5将第一反射光束14分为垂直于第一反射光束14的第一分束光15和与第一反射光束14同轴的第二分束光16，其中第一分束光15和第二分束光16的能量各占合束光2的50％，以保证最终光束能量分布的对称性，第二分束光16以45度入射角射向第二反射镜片6，得到垂直于第二分束光16的第二反射光束17
第一分束光15和第二反射光束17分别射入两个光传输组件中并经过相同的光传输过程。
第一分束光15和第二反射光束17别垂直射入两个光传输组件的聚焦镜片7中并得到两个相同的截面积更小的收束光18。收束光18射入到第一反射振镜11后得到第三反射光束19，第三反射光束19射入到第二反射振镜12后得到第四反射光束20，第四反射光束20垂直通过保护镜片10后聚焦在焊丝1上
经过两个光传输组件分别的传输，得到的两个第四反射光束20轴对称设置在焊丝1两侧。
通过设置聚焦镜片7以便可以采用面积更小的反射振镜控制光束方向，提高振镜电机的控制精度。
收束光18先后通过第一振镜电机8控制的第一反射振镜11和第二振镜电机9控制的第二反射振镜12，反射振镜在振镜电机的旋转轴带动下运动，通过改变入射角的角度实现控制出射光的聚焦点在一个平面内的任意运动。
焊丝1由送丝机构输送，送丝机构平行于第一平行光束13，与两个第四反射光束20的对称轴同轴，送丝机构设置在激光头内部，相比设置在侧面的送丝机构更稳定。
所述支撑主体内设置有电机驱动板，用以控制振镜电机的运动，而且因为驱动板和振镜电机都设置在激光枪头内部，减少的驱动板和振镜电机之间的控制线路受到的现场干扰，整体更加稳定。
所述支撑主体由支撑部和连接座连接而成，更加方便加工。
所述支撑主体上设置有保护气路，保护气路的出气口设置在保护镜片上方，对保护镜片进行环形吹气。
所述支撑主体上设置有激光光纤接口和控制电气接口，激光光纤接口方便于与激光设备连接，控制电气接口方便于与上位机连接。
上述实施例以本实用新型技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于上述的实施例。
Claims (5)
1.用于自动化多种焊缝填丝焊接的激光焊接头，其特征在于：包括支撑主体(21)，支撑主体(21)上设置有送丝机构(22)、分光组件和两个光传输组件，两个光传输组件轴对称设置在送丝机构(22)的两侧，分光组件能够将激光加工设备的QHB发出的合束光(2)分解为能量相等的两束分光束，所述两个光传输组件能够分别将所述两束分光束传输并从两侧对称聚焦在送丝机构(22)送出的焊丝(1)所在轴线的同一点上，所述送丝机构(22)穿设在支撑主体(21)上，所述支撑主体(21)侧壁上穿设有降温用循环水路，所述送丝机构(22)上设置有与焊丝同轴的单向气路，单向气路向送丝口吹气。
2.如权利要求1所述的用于自动化多种焊缝填丝焊接的激光焊接头，其特征在于：所述支撑主体(21)上设置有第一进水口(23)、第一出水口(24)和第一进气口(25)，所述降温用循环水路的进水端与第一进水口(23)连接，降温用循环水路的出水端与第一出水口(24)连接，所述第一进气口(25)连接有清洁用单向气路的进气端。
3.如权利要求1所述的用于自动化多种焊缝填丝焊接的激光焊接头，其特征在于：所述送丝机构(22)上设置有调焦机构。
4.如权利要求1所述的用于自动化多种焊缝填丝焊接的激光焊接头，其特征在于：所述分光组件包括水平设置的准直镜片(3)，准直镜片(3)的下方倾斜设置有第一反射镜片(4)，第一反射镜片(4)的一侧竖直设置有分光片(5)，分光片(5)的一侧设置有第二反射镜片(6)，所述分光片(5)设置在第一反射镜片(4)与第二反射镜片(6)之间，且分光片(5)与第二反射镜片(6)呈间隔平行设置，所述准直镜片(3)的轴线与Z轴呈平行设置，第一反射镜片(4)的轴线与X轴呈垂直设置，第一反射镜片(4)的轴线与Y轴呈45度夹角设置，第一反射镜片(4)的轴线与Z轴呈45度夹角设置，所述分光片(5)的轴线与Y轴呈45度夹角设置，第二反射镜片(6)的轴线与X轴呈45度夹角设置。
5.如权利要求1所述的用于自动化多种焊缝填丝焊接的激光焊接头，其特征在于：所述光传输组件包括聚焦镜片(7)、第一振镜电机(8)、第二振镜电机(9)和保护镜片(10)，所述聚焦镜片(7)竖直设置，第二振镜电机(9)水平设置，保护镜片(10)水平设置，所述聚焦镜片(7)的轴线与X轴呈平行设置，所述第二振镜电机(9)的旋转轴的轴线与X轴呈平行设置，第一振镜电机(8)的旋转轴的轴线与X轴呈垂直设置，第一振镜电机(8)的旋转轴的轴线与Z轴呈0-30度夹角设置，保护镜片(10)的轴线与Z轴呈平行设置上，所述保护镜片(10)处设置有保护气路。
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