TWI647047B - 雷射送線系統 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種雷射送線系統，其係以送線裝置、雷射裝置、第一控制器及第二控制器來構成一系統，而能藉第一控制器及第二控制器分別感測送線裝置是否正常送線以及送線裝置之出線端是否偏移於雷射裝置其雷射光束的照射位置，並依據偏移位置驅動馬達使固定有送線裝置之平行擺座偏擺，以即時進行送線位置之微調。

Description

雷射送線系統

本發明係關於一種雷射送線系統，尤指能偵測送線裝置之送線端位置是否偏移，並即時調整偏移方向，使雷射焊接裝置能準確並快速進行加工者。

按，送線裝置係用於輸送細微金屬線材以供補焊機、焊接機或結合於修補精密物件之機台使用。且近年來，隨著3D列印機問世並快速發展之下，不僅使3D列印技術逐漸普及，與3D列印相關之材料或線材進給裝置亦成為相關業者研發或改良之重點。

由於送線裝置係用於配合雷射焊接機進行熔融焊接或金屬物件的修補作業，因此，線材輸送是否穩定以及線材之出線位置及角度是否準確，係為影響焊接與修補品質的關鍵，是以，送線裝置若無法配合焊接機作業位置，或於送線過程中即時導正偏移的出線位置，則會造成作業時間冗長以及作業品質不佳…等缺失。

而與雷射焊接機之送線裝置相關的先前技術，請參閱中華民國公告第M523533號專利，係揭露一種「雷射送線機」，其係於本體內部設經動力源驅動之動力輪及第一、二連桿，且於動力輪下方設有調整押送鬆緊度的滾輪，而第一、二連桿之間設有微調機構，並使位於第二連桿末端之導引針嘴設於角度調整機構上，以藉微調機構與角度調整機構使焊條能準確、穩定經滾輪押送至導引針嘴之路徑，以進行接觸焊接加工作業。

有鑑於習知雷射焊接機的焊接作業經常因送線裝置之送線位置偏移而影響焊接時程及品質，故顯然具有待改進之缺失。

因此，本發明之目的乃是於雷射焊接機設調整出線位置之控制器，使送線裝置能配合雷射焊接位置進行即時微調並導正送線位置。

本發明之另一目的係透過於用以控制出線之控制器上利用導線連結金屬基板及金屬線材，以藉由偵測迴路訊號之方式控制送線裝置出線。

為達前揭目的，本發明提供一種雷射送線系統，包含︰一送線裝置，該送線裝置係透過一動力源將金屬線材由入線端輸送至出線端輸出；一雷射裝置，用以熔融焊接由出線端輸出之金屬線材，並設有一鏡頭及一螢幕，該鏡頭用以拍攝出線端之畫面並顯示於螢幕，且以該雷射裝置之光束照射位置為該螢幕之基準點；一金屬基板，供作為該雷射裝置焊接金屬線材之工作面；一固定座，固設於該雷射裝置；一平行擺座，設有一第一馬達，且於固定座與平行擺座之間設有一第二馬達，使平行擺座能以第二馬達之驅動軸為軸心偏擺；一垂直擺座，鎖固於送線裝置，並使第一馬達之驅動軸穿設固定於垂直擺座，而能以第一馬達之驅動軸為軸心偏擺；一第一控制器，連接有二導線，並使二導線末端分別接觸於金屬線材及金屬基板以構成一迴路，且能於通電後感測該迴路之訊號，並依據該訊號控制送線裝置輸送金屬線材；以及一第二控制器，包含一影像計算單元且電性連結於螢幕，用以接收螢幕之影像畫面，並利用影像計算單元計算送線裝置之金屬線材輸出位置是否偏移基準點，且於金屬線材之輸出位置偏移時，驅動第二馬達使平行擺座偏擺以進行微調。

基於上述，使第一控制器輸出一電壓予二導線所構成之迴路時，能通過迴路訊號判斷金屬線材是否接觸於金屬基板，以便於未接觸時控制動力源驅使送線裝置進行送線，且於出線端進行送線之同時利用鏡頭拍攝出線端位置並顯示於螢幕，以利用影像計算單元運算出線端與基準點的偏移位置，進而依據偏移位置驅動第二馬達使平行擺座偏擺，以即時進行送線位置之微調。

為使 貴審查委員瞭解本發明欲達成目的所運用之技術、手段及功效，餘下，茲列舉一較佳實施例並配合圖式，詳細說明如后︰

首先，請參閱第1圖並配合第2圖所示，該雷射送線系統１包含一送線裝置２、一雷射裝置３、一金屬基板４、一固定座５、一平行擺座６、一垂直擺座７、一第一控制器８以及一第二控制器９。該送線裝置２係透過一動力源２１將捲收於線軸２５上之金屬線材２２由入線端２３輸送至出線端２４輸出，於本發明之一實施例中，動力源２１為馬達，而金屬線材２２之線徑為0.1~0.5MM；該雷射裝置３用以熔融焊接由送線裝置２之出線端２４輸出之金屬線材２２，並設有一鏡頭３１及以訊號線３３連結於鏡頭３１之螢幕３２，其中，鏡頭３１用以拍攝出線端２４之畫面並顯示於螢幕３２，且以雷射裝置３之光束照射位置為螢幕３２之基準點３２１（配合參閱第3圖）；該金屬基板４位於送線裝置２下方，並供作為雷射裝置３焊接金屬線材２２之工作面；該固定座５固設於雷射裝置３；該平行擺座６設有一第一馬達６１，且於固定座５與平行擺座６之間設有一第二馬達６２，使平行擺座６能以第二馬達６２之驅動軸６２１為軸心偏擺；該垂直擺座７係透過固定件７１鎖固於送線裝置２，並使第一馬達６１之驅動軸６１１穿設固定於垂直擺座７，而能以第一馬達６１之驅動軸６１１為軸心偏擺；該第一控制器８固定於平行擺座６，並連接有二軟質且可導電之導線８１，且使二導線８１末端８１１分別接觸於金屬線材２２及金屬基板４以構成一迴路，且能於通電後感測該迴路之訊號，並依據該訊號控制送線裝置２輸送金屬線材２２；該第二控制器９包含一影像計算單元９１且電性連結於螢幕３２，第二控制器９用以接收螢幕３２之影像畫面，並利用影像計算單元９１計算送線裝置２之金屬線材２２輸出位置是否偏移基準點３２１，且於影像畫面失焦或輸出位置偏移基準點３２１時，分別藉第二馬達６２或第一馬達６１驅動平行擺座６或垂直擺座７偏擺以進行微調。

其次，請仍然參閱第2圖並配合第3圖所示，本發明之雷射送線系統１運作時，係使動力源２１驅動送線裝置２進行送線動作，同時讓第一控制器８於導線８１輸出一弱電壓，當電力通過金屬基板４與金屬線材２２所構成之迴路後，第一控制器８係利用所接收到的電路訊號判斷送線裝置２是否有正常運作，當第一控制器８接收到導通的電路訊號時，代表送線裝置２之出線端２４所輸送的金屬線材２２確實有接觸金屬基板４或接觸位於金屬基板４上之金屬線材２２，反之，當第一控制器８無法接收到導通的電路訊號時，代表送線裝置２之出線端２４所輸送的線材２２並未接觸金屬基板４或接觸位於金屬基板４上之金屬線材２２，此時，第一控制器８會控制動力源２１驅動送線裝置２進行送線動作，以利用雷射裝置３其雷射頭所發射之雷射光束來熔融金屬線材２２，並供進行焊接、金屬件修補以及反覆堆疊製作物件…等作業。

接著，請配合參閱第4圖，當送線裝置２與雷射裝置３持續進行送線以及熔融焊接作業時，鏡頭３１會拍攝出線端２４的位置影像，且能於所拍攝之位置影像失焦時，藉第二控制器９控制第一馬達６１之驅動軸６１１使垂直擺座７呈垂直方向偏擺，以微調出線端２４之上、下位置直至鏡頭３１所拍攝之出線端２４對焦，並利用影像計算單元９１計算所拍攝之出線端２４位置是否偏移於雷射裝置３其光束照射位置（即螢幕３２基準點３２１）（配合參閱第5圖），且於出線端２４位置偏移時，藉第二控制器９驅動第二馬達６２讓平行擺座６呈平行方向偏擺（配合參閱第6圖），使送線裝置２之出線端２４能微調至對應於基準點３２１的位置，並達成自動修正送線端２４位置之目的。

是以，使用本發明之雷射送線系統顯然能達成如下之功效︰ 1. 本發明之雷射送線系統能透過第一控制器及第二控制器自動化感測送線裝置是否有正常送線以及出線端位置是否偏移基準點，並做出即時修正，使雷射送線系統能精確定位且持續穩定供給金屬線材，進而運用於細微焊接、金屬件修補以及金屬3D列印…等需精細作業之範疇，並能縮減人力與工時。 2. 本發明之雷射送線系統透過於第一控制器利用導線連結金屬基板與金屬線材以構成單純之迴路，而能藉由簡單的結構確保金屬線材有接觸於基板，以便利用雷射焊接反覆披覆金屬線材，進而藉堆疊效果製作物件並達成金屬3D列印之作業目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之實施範圍，凡未脫離本發明技術精神所為之變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

綜上所述，本發明確實已突破傳統並具有改良及創新之創作內容且能具體實施，理應符合發明專利之法定要件，爰依法提出專利申請，懇請　鈞局審查委員授予合法專利權，以勵創作，至感德便。

本發明︰

1‧‧‧雷射送線系統

2‧‧‧送線裝置

21‧‧‧動力源

22‧‧‧金屬線材

23‧‧‧入線端

24‧‧‧出線端

25‧‧‧線軸

31‧‧‧鏡頭

32‧‧‧螢幕

321‧‧‧基準點

33‧‧‧訊號線

4‧‧‧金屬基板

5‧‧‧固定座

6‧‧‧平行擺座

61‧‧‧第一馬達

611‧‧‧驅動軸

62‧‧‧第二馬達

621‧‧‧驅動軸

7‧‧‧垂直擺座

71‧‧‧固定件

8‧‧‧第一控制器

81‧‧‧導線

811‧‧‧末端

9‧‧‧第二控制器

91‧‧‧影像計算單元

第1圖係本發明之立體分解圖。 第2圖係本發明之立體圖。 第3圖係本發明之前視圖。 第4~6圖係本發明調整位置之示意圖。

Claims (8)

1. 一種雷射送線系統，包含：一送線裝置，該送線裝置係透過一動力源將金屬線材由入線端輸送至出線端輸出；一雷射裝置，用以熔融焊接由該出線端輸出之金屬線材，並設有一鏡頭及一螢幕，該鏡頭用以拍攝該出線端之畫面並顯示於該螢幕，且以該雷射裝置之光束照射位置為該螢幕之基準點；一金屬基板，供作為該雷射裝置焊接該金屬線材之工作面；一固定座，固設於該雷射裝置；一平行擺座，設有一第一馬達，且於該固定座與該平行擺座之間設有一第二馬達，使該平行擺座能以該第二馬達之驅動軸為軸心偏擺；一垂直擺座，鎖固於該送線裝置，並使該第一馬達之驅動軸穿設固定於該垂直擺座，而能以該第一馬達之驅動軸為軸心偏擺；一第一控制器，連接有二導線，並使二導線末端分別接觸於該金屬線材及該金屬基板以構成一迴路，且能於通電後感測該迴路之訊號，並依據該訊號控制該送線裝置輸送該金屬線材；以及一第二控制器，包含一影像計算單元且電性連結於該螢幕，用以接收該螢幕之影像畫面，並利用該影像計算單元計算該送線裝置之金屬線材輸出位置是否偏移該基準點，且於該金屬線材之輸出位置偏移時，驅動該第二馬達使平行擺座偏擺以進行微調，而該第二控制器所接收之螢幕影像畫面失焦時，係驅動該第一馬達使該垂直擺座上、下偏擺微調，讓該螢幕影像畫面對焦。
2. 如請求項1所述之雷射送線系統，其中，該動力源為馬達。
3. 如請求項1所述之雷射送線系統，其中，該送線裝置更包含一捲收待輸送金屬線材之線軸。
4. 如請求項1所述之雷射送線系統，其中，該金屬線材之線徑為0.1~0.5MM。
5. 如請求項1所述之雷射送線系統，其中，該鏡頭及該螢幕透過一訊號線連結。
6. 如請求項1所述之雷射送線系統，其中，該垂直擺座係透過固定件穿設鎖固於該送線裝置。
7. 如請求項1所述之雷射送線系統，其中，該第一控制器固定於該平行擺座。
8. 如請求項1所述之雷射送線系統，其中，該導線為可導電之軟質線材。