一种激光切割焊接一体化设备的制作方法

本实用新型属于激光焊接技术领域，具体涉及一种激光切割焊接一体化设备。

背景技术：

激光切割、激光焊接与传统加工方式相比，不需要加工工具、加工速度快、表面变形小，加工材料范围广泛，在机械、电子、医疗、通讯等多个行业的生产实践领域应用越来越多。随着工业激光产业的快速发展，激光加工技术已从简单应用逐渐转向多元化应用，单一的激光切割设备或者激光焊接设备已经不能满足生产需求。激光加工设备运行成本较低，但购买时一次性投入成本较高。对于同时需要激光切割与激光焊接的应用厂家，激光切割与焊接一体设备节约了设备成本，提高了加工效率和加工范围，性价比较高。

现有的激光切割焊接一体设备通常设置一个工位，在电子产品类工件的应用中，当需要先后对工件进行切割和焊接时，需要在同一工位上交错地进行切割和焊接作业，同时，由于电子产品类部件的尺寸较小，切割和焊接前均需要精确地夹紧和定位，该夹紧和定位过程需要一定的时间来完成，因此拖慢了整个工艺流程的生产节拍，不利于提高生产效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种生产效率高的激光切割焊接一体化设备。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种激光切割焊接一体化设备，包括机座，机座内设有工控机和激光器，工控机连接激光器，机座上设有工作台，工作台上设有互相平行的切割工位和焊接工位，切割工位的切割起点处设有第一光电传感器发射端，焊接工位的焊接起点处设有第二光电传感器发射端；工作台上还设有立柱和横梁，横梁安装于立柱上，并且位于切割工位和焊接工位的上方；横梁上设有X轴驱动装置，工控机连接X轴驱动装置，横梁上安装有滑动块，X轴驱动装置连接滑动块，并且可驱动滑动块沿着横梁在X轴方向上移动；滑动块的下方连接有激光焊接头和激光切割头，激光器可连接激光切割头或者激光焊接头，激光切割头上设有第一光电传感器接收端，激光焊接头上设有第二光电传感器接收端，第一光电传感器发射端、第一光电传感器接收端、第二光电传感器发射端和第二光电传感器接收端分别连接工控机。滑动块在横梁上方移动时，当第一光电传感器接收端接收到第一光电传感器发射端的光信号时，第一光电传感器接收端向工控机发送高低电平转换信号，工控机接收到该转换信号后，控制滑动块停止在横梁上移动，从而使激光切割头停留在切割工位的切割起点，开始切割；同样地，当第二光电传感器接收端接收到第二光电传感器发射端的光信号时，第二光电传感器接收端向工控机发送高低电平转换信号，工控机接收到该转换信号后，控制滑动块停止在横梁上移动，从而使激光焊接头停留在焊接工位的焊接起点，开始焊接；工作台上还设有切割开关和焊接开关，切割开关和焊接开关分别连接工控机，工控机可根据接收到的切割开关或者焊接开关的输入信号，启动激光切割头工作或者启动激光器焊接头工作，并且分别使第一光电传感器发射端或者第二光电传感器发射端工作，从而使第一光电传感器接收端和第二光电传感器接收端接收到的光电信号互不干扰。

优选的，激光切割头上安装有吸尘管，吸尘管的另一端连接有吸尘器，工控机连接吸尘器。工控机在本设备进行切割动作时自动控制吸尘器开机，切割完成后控制吸尘器关机；吸尘管可跟随激光切割头一起移动，并且在切割缝处产生负压，吸收切割产生的金属碎屑，防止金属碎屑飞溅和残留在工件表面，保持工作台上整洁无异物。

优选的，激光焊接头上安装有氮气喷吹管，氮气喷吹管的另一端连接有氮气储罐，氮气储罐上安装有电磁阀，工控机连接电磁阀。工控机在本设备进行焊接动作时自动开启电磁阀，焊接完成后关闭电磁阀；氮气喷吹管可跟随激光焊接头一起移动，并且向焊缝处喷吹氮气，保护金属工件表面不被氧化。

优选的，切割工位和焊接工位上均设有Y轴驱动装置，工控机分别连接两个Y轴驱动装置，Y轴驱动装置可驱动切割工位或者焊接工位在Y轴方向上移动，方便在Y轴方向上移动工件，对工件进行切割和焊接。

优选的，立柱上设有Z轴驱动装置，横梁的一端与Z轴驱动装置连接，工控机连接Z轴驱动装置，Z轴驱动装置可驱动横梁在Z轴方向上移动，方便调整激光切割头或者激光焊接头与工作台之间的距离，保证切割效果和焊接效果。

本实用新型的有益效果是：

1、使用本实用新型时可以在切割工件的同时，将待焊接的工件固定于焊接工位上，或者在焊接工件的同时将待切割的工件固定于切割工位上，两个动作互不干扰，缩短了切割和焊接工序的节拍，提高了生产效率。

2、工控机可根据切割开关和焊接开关的通断信号，以及两对光电传感器的检测信号，分别使激光切割头和激光焊接头自动复位至起点，提高了切割和焊接的精度和效率。

3、工控机可根据切割开关和焊接开关的通断信号，自动控制第一光电传感器发射端或者第二光电传感器发射端通电，使两对光电传感器的检测到的光电信号互不干扰，避免工控机误动作。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的俯视示意图；

图3是本实用新型的控制原理示意图。

图中标记为：1.机座；11.工作台；12.立柱；13.横梁；131.X轴驱动装置；132.滑动块；14.切割开关；15.焊接开关；2.工控机；3.激光器；4.切割工位；41.第一光电传感器发射端；5.焊接工位；51.第二光电传感器发射端；6.激光切割头；61.第一光电传感器接收端；62.吸尘管；63.吸尘器；7.激光焊接头；71.第二光电传感器接收端；72.氮气喷吹管；73.氮气储罐；74.电磁阀；8.Y轴驱动装置；9.Z轴驱动装置。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种激光切割焊接一体化设备，包括机座1，机座1内设有工控机2和激光器3，工控机2连接激光器3，机座1上设有工作台11，工作台11上设有互相平行的切割工位4和焊接工位5，切割工位4的切割起点处设有第一光电传感器发射端41，焊接工位5的焊接起点处设有第二光电传感器发射端51；工作台11上还设有立柱12和横梁13，横梁13安装于立柱12上，并且位于切割工位4和焊接工位5的上方；横梁13上设有X轴驱动装置131，工控机2连接X轴驱动装置131，横梁13上安装有滑动块132，X轴驱动装置131连接滑动块132，并且可驱动滑动块132沿着横梁13在X轴方向上移动；滑动块132的下方连接有激光切割头6和激光焊接头7，激光器3可在工控机的控制下分别连接激光切割头6或者激光焊接头7，激光切割头6上设有第一光电传感器接收端61，激光焊接头7上设有第二光电传感器接收端71，第一光电传感器发射端41、第一光电传感器接收端61、第二光电传感器发射端51和第二光电传感器接收端71分别连接工控机2；工作台11上还设有切割开关14和焊接开关15，切割开关14和焊接开关15分别连接工控机2，工控机2可根据接收到的切割开关14或者焊接开关15的输入信号，分别启动激光切割头6移动至切割工位4上方进行切割，或者启动激光器焊接头7移动至焊接工位5上方进行焊接，并且分别使第一光电传感器发射端41或者第二光电传感器发射端51工作，从而使第一光电传感器接收端61和第二光电传感器接收端71接收到的光电信号互不干扰，避免工控机误动作。

激光切割头6上安装有吸尘管62，吸尘管62的另一端连接有吸尘器63，工控机2连接吸尘器63。工控机2在本设备进行切割动作时自动控制吸尘器63开机，当切割完成后控制吸尘器63关机；吸尘管62可跟随激光切割头6一起移动，并且在切割缝处产生负压，吸收切割产生的金属碎屑，防止金属碎屑飞溅和残留在工件表面，保持工作台11上整洁无异物。

激光焊接头7上安装有氮气喷吹管72，氮气喷吹管72的另一端连接有氮气储罐73，氮气储罐73上安装有电磁阀74，工控机2连接电磁阀74。工控机2在本设备进行焊接动作时自动开启电磁阀74，焊接完成后关闭电磁阀74；氮气喷吹管72可跟随激光焊接头7一起移动，并且向焊缝处喷吹氮气，保护金属工件表面不被氧化。

切割工位4和焊接工位5上均设有Y轴驱动装置8，工控机2分别连接两个Y轴驱动装置8，Y轴驱动装置8可驱动切割工位4或者焊接工位5在Y轴方向上移动，方便在Y轴方向上移动工件，对工件进行切割和焊接。

立柱12上设有Z轴驱动装置9，横梁13的一端与Z轴驱动装置9连接，工控机2连接Z轴驱动装置9，Z轴驱动装置9可驱动横梁13在Z轴方向上移动，方便调整激光切割头6或者激光焊接头7与工作台11之间的纵向距离，保证切割效果和焊接效果。

本实施例中的X轴驱动装置131、Y轴驱动装置8、Z轴驱动装置9可以是伺服电机与丝杠、滑轨配合的驱动结构，也可以是液压气缸驱动机构，以上三者之间的区别在于驱动工件移动的方向不同，此类装置在申请号为CN201520606506.7、CN201720924806.9的专利中均有公开，并且可在市场上购买，在此不再赘述。

工作过程为：当需要切割工件时，将工件固定在切割工位上，按下切割开关，工控机启动X轴驱动装置，使滑动块上的激光切割头沿着横梁移动；工控机同时启动第一光电传感器发射端，当激光切割头上的第一光电传感器接收端移动至第一光电传感器发射端的正上方时，第一光电传感器接收端接收到第一光电传感器发射端的光信号，并且向工控机发送高低电平转换信号，工控机接收到该转换信号后，控制滑动块停止在横梁上移动，从而使激光切割头停留在切割工位的切割起点，工控机控制激光器与激光切割头连接，开始切割；在切割的同时，操作人员将需要焊接的工件夹紧定位于焊接工位上，切割完成后，启动焊接开关，开始进行焊接工作，激光焊接的过程与此类似。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。