CN110465739A - 便携焊枪以及激光焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种便携焊枪以及激光焊接机，其射出椭圆光束的激光且作业容易。该便携焊枪具备能把持的主体部(11)、配置于主体部(11)的内部且将激光(Ls3)的光束修整为椭圆光束的圆柱形透镜(73)、射出修整为椭圆光束的激光(Ls)的喷嘴部(13)、能由把持了上述主体部(11)的手指进行操作且使圆柱形透镜(73)绕激光(Ls)的光轴(CLs)转动的操作部(15)。

Description

便携焊枪以及激光焊接机

技术领域

本发明涉及便携焊枪以及激光焊接机。

背景技术

已知从喷嘴射出使用圆柱形透镜将光束的横截面形状修整为椭圆形的激光的光束(以下，仅称为椭圆光束的激光)的激光加工头，记载于专利文献1。

记载于专利文献1的激光加工头通过电机使保持圆柱形透镜的透镜支架转动，从而能够变更激光的光束的长轴方向。

另一方面，已知以使射出激光的焊枪为更自由的姿态进行焊接作业的方式能把持其焊枪的称为便携焊***构，记载于专利文献2。

一般来说，通过柔性的光缆向便携焊枪供给从激光振荡器输出的激光。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2013-154380号公报

专利文献2：日本特开平9-220681号公报

使用于焊接的焊枪为射出椭圆光束的激光的装置，通过在沿焊接线路移动焊枪时将椭圆光束的长轴方向并入其焊接线路的方向，从而能够以高的能量效率进行焊接。

另一方面，在使用便携焊枪的激光焊接中，便携焊枪自身的姿态的自由度一般高的反面，普遍将比较牢固地形成的光缆挂在肩膀上进行作业。

因此，使便携焊枪成为使射出的激光的长轴方向并入焊接线路的姿态并沿着其焊接线路移动的作业会存在因焊接线路的方向、弯曲度而对支撑光缆的身体的负担变大的情况。

还研究了用如专利文献1中记载的电机进行椭圆光束的长轴方向的调整的方案，但若在便携焊枪中搭载电机便会产生所把持的焊枪变大且变重、作业者的负担变大的问题。

发明内容

因此，本发明所要解决的课题是提供一种射出椭圆光束的激光且作业容易的便携焊枪以及激光焊接机。

为了解决上述课题，本发明具备以下结构。

1)便携焊枪具备：

能把持的主体部

配置于上述主体部的内部且将激光的光束修整为椭圆光束的圆柱形透镜；

射出修整为上述椭圆光束的上述激光的喷嘴部；

操作部，其能由把持了上述主体部的手指进行操作，使上述圆柱形透镜绕上述激光的光轴转动。

2)根据1)所述的便携焊枪，其特征在于，

上述操作部能绕上述光轴转动，上述圆柱形透镜与上述操作部的转动连动地转动。

3)根据2)所述的便携焊枪，其特征在于，

具备在上述操作部的转动中以预定的转动角度间隔产生咔哒感的咔哒感生成部。

4)根据1)～3)任一项所述的便携焊枪，其特征在于，

通过利用上述手指操作上述操作部，能将从上述喷嘴部射出的上述激光的椭圆光束的长轴方向设定为绕上述光轴的任意方向。

5)激光焊接机具备：

输出激光的激光振荡器；以及

便携焊枪，该便携焊枪具有供给上述激光且能把持的主体部、配置于上述主体部的内部且将供给的上述激光的光束修整为椭圆光束的圆柱形透镜、射出修整为上述椭圆光束的上述激光的喷嘴部、能由把持了上述主体部的手指操作并使上述圆柱形透镜绕上述激光的光轴周转动的操作部。

本发明的效果如下。

根据本发明能得到射出椭圆光束的激光且作业容易的效果。

附图说明

图1是表示作为本发明的实施方式的激光焊接机的实施例的激光焊接机51的整体结构的图。

图2是表示激光焊接机51具备的便携焊枪1的左侧视图。

图3是便携焊枪1的局部剖视图。

图4是表示配备于便携焊枪1的操作部15的立体图。

图5是表示便携焊枪1的喷嘴部13以及主体部11的前端部分的局部左侧视图。

图6是操作部15的变形例的操作部15A的横向剖视图。

图7是激光Ls的光束的横向剖视图。

图中：1—便携焊枪，11—主体部，11a—切入部，11b—贯通孔，11c1、11d、11d1—柱塞，11e—前端部，13—喷嘴部，14—开关盒，14a—开关杆，15、15A—操作部，15a—手指钩挂部，15b—基部，15c—凹部，16—连结筒，17—支撑筒，18—透镜支撑筒，19—旋钮环，19a—旋钮，2—控制装置，3—激光振荡器，7—透镜组，71—校准透镜，72—聚光透镜，73—圆柱形透镜，61—光缆，61a—前端部，62—控制电缆，8—顿咔哒感生成部，CLs—光轴，CL11—轴线，Ls、Ls1～Ls3—激光的光束，Lsa—长轴。

具体实施方式

通过作为实施例的激光焊接机51说明本发明的实施方式的激光焊接机。

(实施例)

激光焊接机51是用于对被焊接部件的工件进行激光焊接的装置。

首先，参照图1说明激光焊接机51的整体结构。

如图1所示，激光焊接机51包括便携焊枪1、控制装置2、激光振荡器3而构成。

激光振荡器3例如是纤维激光振荡器，通过控制装置2的控制生成激光并输出。

便携焊枪1呈可把持的直棒状，通过内置的透镜组7使从激光振荡器3通过柔软的光缆61供给的激光Ls成为所期望的光束形状等并从喷嘴部13的前端射出。

便携焊枪1与控制装置2之间利用控制电缆62连接。

便携焊枪1具备用于进行激光的射出的接通/断开操作的开关盒14以及开关杆14a。

开关杆14a可用手指按下，若手指离开则自动地复位。伴随开关杆14a的按下/复位，接通/断开信息通过控制电缆62从开关盒14向控制装置2传递。

控制装置2基于传递来的接通/断开信息控制激光振荡器3的动作。

其次，参照图2以及图3关于便携焊枪1进行详细叙述。

图2是便携焊枪1的左侧视图，图3是便携焊枪1的前端侧的局部纵向剖视图。为了便于说明，通过图2以及图3所示的箭头规定前后上下的各方向。左右方向是图纸表里方向，左侧是图纸的表侧，右侧是图纸的里侧。

便携焊枪1具有主体部11、喷嘴部13、开关盒14。

主体部11形成为可把持的粗直棒状，在前后方向的中央部具有作为窗的切入部11a。环状的操作部15的一部分在切入部11a中露出。

操作部15能将主体部11的轴线CL11作为中心旋转。

使光纤维在内部通过的光缆61从主体部11的后方端延伸出。

在主体部11的上面安装开关盒14，板状的开关杆14a从开关盒14的前端向前方延伸出。

另外，控制电缆62从开关盒14的后端延伸出。

主体部11的开关杆14a以及操作部15的配置位置以及形状等在作业者从上方把持主体部11时能够用大拇指按下开关杆14a、，并且能用食指使操作部15转动。

在主体部11的前端安装比主体部11细且向前方延伸的喷嘴部13。在主体部11的前端侧的内部配置将轴线CL11作为光轴CLs的已经叙述的透镜组7。

透镜组7包括从后方侧依次配置的校准透镜71、聚光透镜72以及圆柱形透镜73而构成。

通过透镜组7包括圆柱形透镜73，从喷嘴部13的前端射出的激光Ls的光束的横截面形状为椭圆形。

便携焊枪1若使操作部15转动，则与该转动连动地透镜组7整体或仅圆柱形透镜73转动。

由此，能够通过使操作部15转动而将圆柱形透镜73的长轴的方向设定为绕作为光轴CLs的轴线CL11的180°的范围的任意的方向。

即，用把持主体部11的手指使操作部15转动，能够将射出的激光的椭圆形光束的长轴方向改变为180°范围内的任意方向。

作为便携焊枪1的构造例，参照图3～图5说明通过操作部15的转动而透镜组7整体转动的结构。

图3是便携焊枪1的前方侧部分的纵向剖视图。

如图3所示，便携焊枪1的主体部11具有贯通前后的贯通孔11b。

光缆61以其前端部61a的位置大致与开关杆14a的位置对应的方式从后方侧***贯通孔11b。

在贯通孔11b中的前后方向中央部附近，已经叙述的操作部15嵌入光缆61的外侧且转动自如地配置。

图4是表示操作部15的立体图。

该示例中的操作部15是环状部件。操作部15具有安装于主体部11的状态的后方侧的基部15b、前方侧的手指钩挂部15a。基部15b在外周面上没有凹凸，手指钩挂部15a在外周面上形成平的滚花。

在基部15b上，在圆周方向上以90°间隔形成向内侧凹陷的凹部15c。

返回图3，在主体部11的贯通孔11b上，在与凹部15c(在图3中未图示)对应的位置上安装柱塞11c。配置于柱塞11c的轴线CL11侧前端的滚珠平常时向轴线CL11突出，通过施加外力而能弹性地向主体内退回。

由此，在使操作部15转动时，平常时通过基部15b的抵接而避让的柱塞11c的滚珠每转动角度90°便进入凹部15c内，通过操作部15的进一步的转动而从凹部15c脱离。

由此，使用者伴随操作部15的转动而能得到咔哒感。即，凹部15c与柱塞11c作为咔哒感生成部8而发挥功能。

操作部15的前端部一体地连结于嵌于光缆61外侧的筒状的连结筒16。

连结筒16能滑动转动地***由滑动性优越的树脂或进行了提高滑动性的内面处理的金属而形成的支撑筒17的内侧。支撑筒17被固定于主体部11的贯通孔11b的内周面。

由此，若使操作部15转动，则连结筒16与操作部15一体顺滑地转动。

在连结筒16的前端部一体地连结筒状的透镜支撑筒18。在透镜支撑筒18的前端部夹持旋钮环19而一体地连结喷嘴部13。

旋钮环19以及喷嘴部13从主体部11的前端部11e向前方露出。

透镜支撑筒18将轴线CL11作为中心能转动地***贯通孔11b中的前方部分的内侧。

由此，若使操作部15转动，则透镜支撑筒18、旋钮环19以及喷嘴部13连动而一体地转动。

透镜支撑筒18在内侧将轴线CL11作为光轴CLs地保持透镜组7。

透镜组7的校准透镜71使作为来自光缆61的前端部61a的圆形光束的扩散光束射出的激光Ls1成为圆形光束的平行光束即激光Ls2。

聚光透镜72使激光Ls2成为聚集于预定位置的圆形光束的集束光即激光Ls3。

圆柱形透镜73将入射光的光束修整为正交2轴的一方的轴向。例如，在图3中以在上下方向集束的方式对激光Ls3的光束进行修整。

由此，作为入射到圆柱形透镜73的圆形光束的集束光的激光Ls3作为通过圆柱形透镜73修整为椭圆光束的集束光即激光L3向喷嘴部13***出。

在圆柱形透镜73为图3所示的姿势下，激光Ls3作为上下方向为短轴、左右方向为长轴Lsa(参照图7中实线)的椭圆光束的激光Ls向喷嘴部13***出。

若透镜支撑筒18与操作部15的转动转动地转动，则透镜组7绕轴线CL11转动。即，圆柱形透镜73转动，能够按照转动角度改变射出的激光Ls中的光束的长轴Lsa的方向。

例如，图7中实线表示的长轴Lsa通过使操作部15例如转动45°，能够将方向改变为以倾斜45°的虚线表示的长轴Lsa(箭头DRa)。

在上述的便携焊枪1中，可以以作业者易于把持椭圆光束的长轴Lsa的方向的方式伴随操作部15的转动而得到咔哒感。

图5是将图2中的喷嘴部13以及主体部11的前端部分扩大的左侧视图。

如图5所示，在主体部11的前端部11e，多个柱塞11d以将轴线CL11作为中心的等角度间隔并以将前方作为前端滚珠侧的姿态设置。在该示例中，以作为卡爪而发挥功能的方式以45°间隔设置8个。

与柱塞11d抵接的部件是与透镜支撑筒18一体地转动的旋钮环19的旋钮19a。

旋钮19a是在旋钮环19的圆周方向的一位置上向径向外侧延伸的部分，延伸至能与柱塞11d的滚珠抵接的径向位置。

在旋钮环19转动时，旋钮19a碰到柱塞11d的前端的滚珠，在旋钮19a转动且通过柱塞11d时使滚珠弹性地避让。

由此，作业者在使操作部15转动时以45°感觉得到咔哒感，能够用触感把握大概的转动量。

另外，能与喷嘴部13一起更换旋钮环19，并且，可以安装旋钮19a碰到柱塞11d的主体而限制转动的形状的旋钮环19，将两个柱塞11d配置于成为所期望的可动角度范围的两端的位置。

该情况下，通过旋钮19a分别抵接于两个柱塞11d的主体而限制旋钮环19的转动。

因此，能够将圆柱形透镜73的转动范围限制在所期望的角度范围内。

本发明的实施例并不限定于上述的结构以及顺序，可以在不脱离本发明的宗旨的范围内作为变形例。

通过将旋钮19a的圆周方向位置、被透镜支撑筒18保持的圆柱形透镜73的集束方向(为透过光束的短轴的方向)或者非集束方向(为通过光束长轴的方向)关连，从而能不射出激光Ls地把握该光束的长轴Lsa的方向。

还参照图6以及图7说明一例。

图6是作为操作部15的变形例的操作部15A的横向剖视图，图7是从喷嘴部13射出的激光Ls的光束的横向剖视图。

如图6所示，操作部15A为仅在圆周方向上隔离180°的两个位置上形成凹部15c的装置。并且，在如图7所示激光Ls的光束的长轴方向为左右方向时，同时产生图5所示的柱塞11d内特定的柱塞11d1与旋钮19a的抵接、向操作部15A的凹部15c的柱塞11c的卡合，咔哒感会变大。

由此，作业者即使不发射激光Ls而通过使操作部15至少转动180°，从而能够把握激光Ls的光束的长轴方向为左右方向的操作部15A的转动位置。

操作部15(15A)、连结筒16以及透镜支撑筒18的材料不限。可以适当地选择金属、耐热性优越的树脂等。

例如，激光振荡器3并不限于纤维激光。

操作部15、连结筒16以及透镜支撑筒18的三个部件并不限定于各自独立。

可以将三个部件中的至少两个作为一个部件而形成。

操作部15的手指钩挂部15a并不限于形成滚花的结构。可以形成为向径向突出的杆状。

可是，在使手指钩挂部15a为杆状的情况下，由于切入部11a的形状的制约，操作部15在预定的转动角度之间转动。由于预定的转动角度优选使激光Ls的光束的长轴Lsa转动180°以上，因此可以以与长轴Lsa连动且以至少能进行180°以上的转动的方式形成切入部11a。

操作部15并不限于通过转动而使圆柱形透镜73转动的结构。例如，可以构成为在主体部11上设置变换直线运动与转动的动力变换部，通过使操作部15在轴线CL11方向直线运动而使圆柱形透镜13转动。

即，操作部15只要是用把持主体部11的手指就能够操作的结构即可。

Claims (5)

1.一种便携焊枪，其特征在于，

具备：

能把持的主体部；

配置于上述主体部的内部且将激光的光束修整为椭圆光束的圆柱形透镜；

射出修整为上述椭圆光束的上述激光的喷嘴部；以及

能由把持了上述主体部的手指操作且使上述圆柱形透镜绕上述激光的光轴转动的操作部。

2.根据权利要求1所述的便携焊枪，其特征在于，

上述操作部能绕上述光轴转动，上述圆柱形透镜与上述操作部的转动连动地转动。

3.根据权利要求2所述的便携焊枪，其特征在于，

具有在上述操作部的转动中以预定的转动角度间隔产生咔哒感的咔哒感生成部。

4.根据权利要求1～3任一项所述的便携焊枪，其特征在于，

通过利用上述手指操作上述操作部，能将从上述喷嘴部射出的上述激光的光束的椭圆光束的长轴方向设定为绕上述光轴的任意方向。

5.一种激光焊接机，其特征在于，

具备：

输出激光的激光振荡器；以及

便携焊枪，该便携焊枪具有供给上述激光且能把持的主体部、配置于上述主体部的内部且将供给的上述激光的光束修整为椭圆光束的圆柱形透镜、射出修整为上述椭圆光束的上述激光的喷嘴部以及能由把持了上述主体部的手指进行操作且使上述圆柱形透镜绕上述激光的光轴转动的操作部。