一种激光焊接头调焦装置的制作方法

本发明属于激光焊接技术领域，特别涉及一种激光焊接头调焦装置。

背景技术：

近些年，随着汽车和金属钣金等行业的发展，激光焊接头和工业机械臂的结合成为焊接领域最为青睐的方式。针对焊缝的不同变化，调整激光焦点的位置成为实现自动化焊接最为关键的技术之一，但现有的激光焊接头调焦装置，在一些使用功能上存在缺陷。例如，只能进行竖直调焦而无法进行水平调焦，竖直调焦精度不高等等。同时，传统的激光焊接头调焦装置成本高昂，精度差，特别是无法满足对激光焊接起伏不定、宽窄不一的焊缝的调焦要求。因此，开发出一种成本低，精度高，具有水平调焦功能，且能够满足对针对激光焊接起伏不定、宽窄不一的焊缝调焦要求的激光焊接头调焦装置具有重要的市场价值和实际意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够适应不同变化焊缝的激光焊接头调焦装置，以解决上述背景技术中提出的只能进行竖直调焦而无法进行左右调焦，竖直调焦精度不高等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光焊接头调焦装置，包括竖直调焦机构、水平调焦机构、调节偏心距机构和镜筒，其特征在于，所述的竖直调焦机构包括研磨丝杠、导向粗光杆、导向细光杆和竖调支撑架，研磨丝杠与竖调支撑架上的螺纹孔配合，为了保证与镜筒的同轴度，两根导向粗光杆与竖调支撑架上的两个粗圆通孔配合，两根导向细光杆与竖调支撑架上的两个细圆通孔配合，竖调支撑架放置在镜筒中；所述的水平调焦机构包括蜗杆和偏心蜗轮，蜗杆与偏心蜗轮外啮合旋转，蜗杆与偏心蜗轮均放置于横调支撑架中；所述的调节偏心距机构包括梯形块、推杆、弹簧和导向滑块，梯形块与横调支撑架通过钢球接触，均放置于竖调支撑架中，弹簧与横调支撑架相连接，导向滑块与后端盖上开设的槽相配合。

优选的，所述的偏心蜗轮底面增设一圆凸台，偏心蜗轮中间开设有一偏心凸台孔，其中放置透镜并用透镜挡圈固定。

优选的，所述的竖调支撑架底部开一槽口，所述的圆凸台与所述的槽口相配合。

优选的，所述的竖直调焦机构还包括竖调伺服电机、减速器、联轴器、深沟球轴承、螺钉、螺栓螺母和键，所述的深沟球轴承安置在所述的镜筒上，所述的减速器通过螺钉固定在所述的镜筒上。

优选的，所述的水平调焦机构还包括横调伺服电机、联轴器、深沟球轴承、螺钉和键，所述的深沟球轴承安置在所述的横调支撑架上，所述的伺服电机通过螺钉固定在所述的横调支撑架上。

优选的，所述的调节偏心距机构还包括推杆电机、钢球、螺钉和键，所述的梯形块上两侧开设圆沟槽，与所述的钢球配合减小摩擦，所述的推杆电机通过螺钉固定在所述的竖调支撑架上。

本发明的有益效果是：增加水平调焦功能和调整偏心距功能，同时使竖直调焦更加精确，通过研磨丝杠副调节竖调支撑架在镜筒中的竖直运动，方便快捷，精度高，可实现反复双向动作，且能自锁；通过蜗杆来驱动偏心蜗轮，以实现透镜垂直于主光轴的运动调节，但偏心距固定；通过推杆驱动梯形块的平移，实现其垂直方向的微位移，从而控制激光焦点的可调偏心距的移动，来适应不同工况下变化的焊缝，具有广阔的市场前景。所以本发明的设计克服了上述缺点，成本低，精度高，对激光焊接起伏不定、宽窄不一的焊缝具有重要意义。

附图说明

图1是本发明的水平调焦结构示意图；

图2是本发明的爆炸结构示意图。

图中，1、竖调支撑架，2、横调上盖板，3、钢球，4、透镜，5、蜗轮，6、蜗杆，7、横调伺服电机，8、螺钉，9、导向滑块，10、螺纹孔，11、粗圆通孔，12、弹簧，13、推杆电机，14、梯形块，15、深沟球轴承，16、透镜挡圈，17、细圆通孔，18、镜筒，19、轴承，20、后端盖，21、紧定螺钉，22、研磨丝杠，23、联轴器，24、粗光杆，25、减速器，26、螺栓螺母，27、竖调伺服电机，28、细光杆，29、横调支撑架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种激光焊接头调焦装置，包括竖直调焦机构、水平调焦机构、调节偏心距机构和镜筒18，所述的竖直调焦机构包括研磨丝杠22、导向粗光杆24、导向细光杆29和竖调支撑架1，竖调支撑架1底部开一槽口，所述的圆凸台与所述的槽口相配合。竖直调焦机构还包括竖调伺服电机28、减速器25、联轴器23、轴承19、螺钉8、螺栓螺母26和键，所述的轴承19安置在所述的镜筒18上，所述的减速器25通过螺钉8固定在所述的镜筒18上。研磨丝杠22与竖调支撑架1上的螺纹孔10配合，为了保证与镜筒18的同轴度，两根导向粗光杆24与竖调支撑架1上的两个粗圆通孔11配合，两根导向细光杆29与竖调支撑架1上的两个细圆通孔27配合，竖调支撑架1放置在镜筒18中；所述的水平调焦机构包括蜗杆6和偏心蜗轮5，偏心蜗轮5底面增设一圆凸台，偏心蜗轮5中间开设有一偏心凸台孔，其中放置透镜4并用透镜挡圈16固定。蜗杆6与偏心蜗轮5外啮合旋转，蜗杆6与偏心蜗轮5均放置于横调支撑架中。水平调焦机构还包括横调伺服电机7、联轴器23、深沟球轴承15、螺钉21和键，所述的深沟球轴承15安置在所述的横调支撑架29上，所述的横调伺服电机17通过螺钉21固定在所述的横调支撑架29上。所述的调节偏心距机构包括梯形块14、推杆13、弹簧12和导向滑块9，梯形块14与横调支撑架1通过钢球3接触，均放置于竖调支撑架1中，弹簧12与横调支撑架1相连接，导向滑块9与后端盖20上开设的槽相配合。调节偏心距机构还包括推杆电机13、钢球3、螺钉21和键，所述的梯形块14上两侧开设圆沟槽，与所述的钢球3配合减小摩擦，所述的推杆电机13通过螺钉21固定在所述的竖调支撑架1上。

工作原理：当应用本发明所设计的激光焊接头进行焊接作业时，若焊缝起伏变化时，竖调伺服电机28启动，带动研磨丝杠22转动，竖调支撑架1沿镜筒18竖直运动，实现激光焦点竖直移动到焊缝上；若焊缝宽度变化时，达到最大的4mm左右时，推杆电机13定在初始位置不动作，此时梯形块14位于靠近推杆电机13一侧不动作，弹簧12处于微拉伸状态，使横调支撑架29位于最内侧，横调伺服电机7启动，连接的蜗杆6带动偏心蜗轮5旋转，实现透镜4的固定2mm偏心距的转动，从而使激光焦点进行次摆线扫描；若焊缝宽度在4mm内变化，由大变小时，推杆电机13开始动作使推杆伸长，推动梯形块14平移，弹簧12拉伸长度增大，使蜗轮5上凸台沿竖调支撑架1底部的槽口滑动，以便其在垂直方向有微位移，实现偏心距的调小；当焊缝宽度由小变大时，推杆电机13启动使推杆缩短，在弹簧12拉力的作用下，梯形块14反方向平移，使蜗轮5上凸台沿竖调支撑架1底部的槽口反方向滑动，实现偏心距的调大。综上，本发明所设计的激光焊接头调教装置，能很好的适应焊接不同工况下的焊缝。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。