CN108115299B - 一种激光器耦合点焊装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种激光器耦合点焊装置，属于激光器加工领域。本发明包括控制器、点焊机工作台、设置在点焊机工作台上的垂直移动机构、设置在垂直移动机构上的水平移动机构、设置在水平移动机构上的激光器耦合台，还包括设置在点焊机工作台上用于对激光器进行点焊的点焊机、用于激光器耦合的光功率计和光纤端面检测仪，其中，所述控制器分别和垂直移动机构、水平移动机构、点焊机相连。本发明的有益效果为：直接在点焊机工作台上进行光路耦合，可避免人为提动耦合台，不需要在传送带上传送耦合台，减少光路与焦距因碰撞、振动等发生的移位；不需要作业员走动，可有效提升耦合效率。
Description
技术领域
本发明涉及激光器加工领域，尤其涉及一种激光器耦合点焊装置。
背景技术
现有激光器组件耦合点焊的方法有两种：
第一种是手动耦合焊接：①作业员在耦合岗位上进行激光器光路耦合；②通过传送带传送耦合台或者作业员提起耦合台至点焊机工作台；③触发激光焊接牢固。
第二种是自动耦合焊接：作业员手动上料，然后由自动耦合焊接设备自动完成光路的耦合并焊接牢固。
第一种手动耦合焊接在实际操作有以下问题点：
（1）耦合岗位与点焊机工作台分开，作业员需提起与放置耦合台，有碰到X、Y、Z轴之隐患，影响光路的偏移与焦距；
（2）传送带在输送过程有振动或者撞台现象导致组件功率跑位；
（3）作业员在将耦合台放在点焊机工作台上时有碰到焊枪之可能。
第二种自动耦合焊接，耦合程序已编写，焦距已设定。若物料一致性差，自动耦合过程中不能调整焦距，存在小部分管芯功率耦合不大的问题。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明提供一种激光器耦合点焊装置，用于实现激光器光路的手动耦合，并且自动焊接牢固。
本发明包括控制器、点焊机工作台、设置在点焊机工作台上的垂直移动机构、设置在垂直移动机构上的水平移动机构、设置在水平移动机构上的激光器耦合台，还包括设置在点焊机工作台上用于对激光器进行点焊的点焊机、用于激光器耦合的光功率计和光纤端面检测仪，其中，所述控制器分别和垂直移动机构、水平移动机构、点焊机相连。
本发明作进一步改进，还包括防尘罩，所述防尘罩罩接在所述点焊机工作台上。
本发明作进一步改进，所述垂直移动机构包括用于将垂直移动机构固定在点焊机工作台上的固定模块、升降模块、驱动升降模块升降的第一驱动模块，还包括设置在升降模块上的零位开关和第一限位开关。
本发明作进一步改进，所述水平移动机构包括水平移动模块和驱动所述水平移动模块移动的第二驱动模块、设置在所述水平移动模块上的第二限位开关，所述水平移动机构通过设置在水平移动模块下方的滑台固定座固定在升降模块上。
本发明作进一步改进，所述点焊机工作台包括框架和设置在所述框架上的底板，所述底板上设有通孔，所述垂直移动机构设置在所述底板下方，所述滑台固定座穿过所述通孔设置在所述垂直移动机构上。
本发明作进一步改进，所述水平移动模块为滚珠丝杆，所述滚珠丝杆上设有安装座，所述激光器耦合台安装在所述安装座上。
本发明作进一步改进，所述第一驱动模块和第二驱动模块分别包括电机、驱动电机的驱动器，所述驱动器输入端与控制器输出端相连。
本发明作进一步改进，所述点焊机工作台设有分开设置的焊接位和耦合位，所述点焊机设置在焊接位附近，所述光功率计和光纤端面检测仪设置在耦合位附近，当所述激光器耦合台在垂直移动机构和水平移动机构作用下移动到耦合位时，光功率计对激光器进行耦合；当所述激光器耦合台在垂直移动机构和水平移动机构作用下移动到焊接位时，点焊机对激光器进行点焊。
本发明作进一步改进，所述点焊机为四光束的激光焊接机，所述激光焊接机的数量为四个，分别对称设置在水平移动机构的两侧，每侧的激光焊接机垂直设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：直接在点焊机工作台上进行光路耦合，可避免人为提动耦合台，不需要在传送带上传送耦合台，减少光路与焦距因碰撞、振动等发生的移位；不需要作业员走动，可有效提升耦合效率；避免作业员将耦合台放在点焊机工作台上时碰到焊枪的可能；所述的激光耦合点焊装置，耦合动作由作业员完成，可以解决自动耦合因焦距不可随意调整导致的耦合不大问题。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为垂直移动机构结构示意图；
图3为水平移动机构结构示意图；
图4为激光器耦合台结构示意图；
图5为点焊机结构示意图；
图6为耦合位和焊接位位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明包括控制器、点焊机工作台，所述点焊机工作台包括框架1和设置在所述框架1上的底板3，固定在点焊机工作台底板3上的垂直移动机构2、设置在垂直移动机构2上的水平移动机构4、设置在水平移动机构4上的激光器耦合台5，还包括设置在点焊机工作台上用于对激光器进行点焊的点焊机6、用于激光器耦合的光功率计8和光纤端面检测仪9，其中，所述控制器分别和垂直移动机构2、水平移动机构4、点焊机6相连。还包括防尘罩7，所述防尘罩7罩接在所述点焊机工作台上。
如图2所示，所述垂直移动机构2包括升降机构和设置在升降机构上方的升降台21、用于将垂直移动机构固定在点焊机工作台上的四根支撑柱23和升降台固定板24，驱动升降台21升降的第一电机22,其中，支撑柱用于垂直移动机构2与底板3的连接。
控制器向驱动器发送脉冲信号，驱动器将脉冲信号转换为角位移信号传送给第一电机22。升降机构与第一电机22直接通过联轴器连接，第一电机22驱动升降机构传动，实现升降台21的垂直移动。零位开关和第一限位开关分别安装在升降机构上，用于反馈升降的零位和极限位置信号。
如图3和图4所示，所述水平移动机构4包括滑台固定座43、第二电机41、电机固定块45、联轴器、滚珠丝杆42和第二限位开关。滑台固定座43下表面安装在垂直移动机构2的升降台21上，上表面用于安装滚珠丝杆42。当垂直移动机构2上下升降时，整个水平移动机构4也跟着上下升降。电机固定块45用于第二电机41的安装，第二电机41与滚珠丝杆42之间通过联轴器连接。此外，所述滚珠丝杆42上设有安装座44，所述激光器耦合台5通过耦合台固定座11安装在所述安装座44上。当垂直移动机构2与水平移动机构4传动时，激光器耦合台5也跟着上下升降与水平移动。
控制器向驱动器发送脉冲信号，驱动器将脉冲信号转换为角位移信号传送给第二电机41，第二电机41驱动滚珠丝杆42传动，实现滚珠丝杆42的水平移动。第二限位开关安装在滚珠丝杆42上，用于反馈水平移动的极限位置。
本例的底板3上设有通孔，所述垂直移动机构2设置在所述底板3下方，所述滑台固定座43穿过所述通孔设置在所述垂直移动机构2上。
如图5所示，本例的点焊机6为四光束的激光焊接机，所述激光焊接机的焊枪61通过微调架62固定在底板3上。本例的焊枪的数量为四个，其中，焊枪611和614呈90度垂直设置在水平移动机构4的一侧，而焊枪612和613呈90度垂直设置在水平移动机构4的另一侧，两侧的焊枪分别对称设置，相当于同时能够通过四个方向对激光器10进行焊接。本例控制器外接I/O口，接入启动开关用于信号输入，外接继电器控制激光焊接机触发激光。
如图6所示，所述点焊机工作台的底板3上设有分开设置的焊接位B和耦合位A，所述点焊机6设置在焊接位B附近，所述光功率计8和光纤端面检测仪9设置在耦合位A附近，当所述激光器耦合台5在垂直移动机构2和水平移动机构4作用下移动到耦合位A时，光功率计8对激光器10进行耦合；当所述激光器耦合台5在垂直移动机构2和水平移动机构4作用下移动到焊接位B时，点焊机6对激光器10进行点焊。分开设置，避免作业员在耦合操作时，碰到焊枪，从而影响焊接精度。
本发明耦合点焊工作方式如下：
1、作业员将激光器组件装在激光器耦合台上，使用光功率计先进行光路耦合；
2、激光器光路耦合完毕后，作业员按下启动开关，控制器向驱动器发送脉冲信号，驱动器驱动电机传动水平移动机构与垂直移动机构，将耦合台从耦合位置传送到激光焊接机焊接位置；
3、控制器外接继电器，触发激光焊接机工作，将激光器焊接牢固。通过控制器控制水平移动机构的位移设置焊点个数与角度分布，通过控制垂直移动机构的位移控制激光器需要焊接的位置。保证焊点不偏移，焊接可靠；
4、焊接完毕的组件，由控制器向驱动器发送脉冲信号，驱动器驱动电机传动水平移动机构与垂直移动机构，先将激光器耦合台从焊接位传动到设置的零点，然后再从零点传送回到激光焊接机耦合位。激光器耦合焊接完毕，作业员取下产品。先将耦合台传送到零点再回到耦合位置，可以避免步进电机因丢步导致的水平移动机构与垂直移动机构实际移动的距离误差，确保焊点位置不偏移。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）直接在点焊机工作台上进行光路耦合，可避免人为提动耦合台，不需要在传送带上传送耦合台，减少光路与焦距因碰撞、振动等发生的移位；
（2）不需要作业员走动，可有效提升耦合效率；
（3）避免作业员将耦合台放在点焊机工作台上时碰到焊枪的可能；
（4）所述的激光耦合点焊装置，耦合动作由作业员完成，可以解决自动耦合因焦距不可随意调整导致的耦合不大问题。
以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明所作的等效变化均在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种激光器耦合点焊装置，其特征在于：包括控制器、点焊机工作台、设置在点焊机工作台上的垂直移动机构、设置在垂直移动机构上的水平移动机构、设置在水平移动机构上的激光器耦合台，还包括设置在点焊机工作台上用于对激光器进行点焊的点焊机、用于激光器耦合的光功率计和光纤端面检测仪，其中，所述控制器分别和垂直移动机构、水平移动机构、点焊机相连，
所述激光器耦合点焊装置的工作方式为：
作业员将激光器组件装在激光器耦合台上，使用光功率计先进行光路耦合；
激光器光路耦合完毕后，驱动垂直移动机构、水平移动机构，将耦合台从耦合位置传送到激光焊接机焊接位置；
控制器外接继电器，触发激光焊接机工作，将激光器焊接牢固，通过控制器控制水平移动机构的位移设置焊点个数与角度分布，通过控制垂直移动机构的位移控制激光器需要焊接的位置。
2.根据权利要求1所述的激光器耦合点焊装置，其特征在于：还包括防尘罩，所述防尘罩罩接在所述点焊机工作台上。
3.根据权利要求1或2所述的激光器耦合点焊装置，其特征在于：所述垂直移动机构包括用于将垂直移动机构固定在点焊机工作台上的固定模块、升降模块、驱动升降模块升降的第一驱动模块，还包括设置在升降模块上的零位开关和第一限位开关。
4.根据权利要求3所述的激光器耦合点焊装置，其特征在于：所述水平移动机构包括水平移动模块和驱动所述水平移动模块移动的第二驱动模块、设置在所述水平移动模块上的第二限位开关，所述水平移动机构通过设置在水平移动模块下方的滑台固定座固定在升降模块上。
5.根据权利要求4所述的激光器耦合点焊装置，其特征在于：所述点焊机工作台包括框架和设置在所述框架上的底板，所述底板上设有通孔，所述垂直移动机构设置在所述底板下方，所述滑台固定座穿过所述通孔设置在所述垂直移动机构上。
6.根据权利要求4所述的激光器耦合点焊装置，其特征在于：所述水平移动模块为滚珠丝杆，所述滚珠丝杆上设有安装座，所述激光器耦合台安装在所述安装座上。
7.根据权利要求4所述的激光器耦合点焊装置，其征在于：所述第一驱动模块和第二驱动模块分别包括电机、驱动电机的驱动器，所述驱动器输入端与控制器输出端相连。
8.根据权利要求1或2所述的激光器耦合点焊装置，其特征在于：所述点焊机工作台设有分开设置的焊接位和耦合位，所述点焊机设置在焊接位附近，所述光功率计和光纤端面检测仪设置在耦合位附近，当所述激光器耦合台在垂直移动机构和水平移动机构作用下移动到耦合位时，光功率计对激光器进行耦合；当所述激光器耦合台在垂直移动机构和水平移动机构作用下移动到焊接位时，点焊机对激光器进行点焊。
9.根据权利要求8所述的激光器耦合点焊装置，其征在于：所述点焊机为四光束的激光焊接机，所述激光焊接机的数量为四个，分别对称设置在水平移动机构的两侧，每侧的激光焊接机垂直设置。
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