一种基于能量密度控制的精密激光焊接装置的制作方法

文档序号:18684719发布日期:2019-09-13 23:40阅读:133来源:国知局
一种基于能量密度控制的精密激光焊接装置的制作方法

本实用新型是一种基于能量密度控制的精密激光焊接装置,属于激光焊接设备领域。



背景技术:

现有的基于能量密度控制的精密激光焊接装置通常是一种固定结构,无法进行调高,也不便于对工件进行放置,现有的基于能量密度控制的精密激光焊接装置无法对工件进行夹紧定位,导致在对工件进行定位时,需要来回操作,工作量大。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本实用新型目的是提供一种基于能量密度控制的精密激光焊接装置,以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的,本实用新型是通过如下的技术方案来实现:一种基于能量密度控制的精密激光焊接装置,包括振镜、平移台、激光器以及工作台板,所述平移台通过螺钉固定在工作台板上端面后部位置,所述激光器固定在工作台板上端面前部位置,所述振镜右端通过三角固定板固定在平移台前端面上部,所述振镜正下方设置夹持机构,所述夹持机构安装在工作台板上端面左部,所述工作台板下端面固定支撑机构,所述支撑机构包括转动板、侧挡板、滑槽、紧固螺栓、连接条块、燕尾滑条、底座板、固定柱、螺母座、丝杆、三角加强板、固定套筒以及燕尾槽,所述夹持机构包括聚焦镜、支撑框架一、T型连接杆、弹簧、推杆、压板、支撑框架二、L型限位板、螺纹杆、定位孔、定位块以及导向板。

进一步地,在所述支撑机构中,所述转动板左下方通过合页与连接条块左端转动连接,且转动板设置在连接条块上端面,所述转动板以及连接条块均滑动连接在侧挡板右部上,所述侧挡板左端内加工有滑槽,所述紧固螺栓右端穿过侧挡板上的滑槽,并通过螺纹与连接条块转动连接,所述底座板上端面左部加工有燕尾槽,所述燕尾槽上滑动连接燕尾滑条,所述燕尾滑条上端面左部通过螺钉与侧挡板固定连接,所述底座板上端面中间位置固定固定柱,所述固定套筒套装在固定柱环形侧面上,所述三角加强板左端通过螺栓与固定套筒固定连接,且三角加强板设置在底座板上端面,所述螺母座镶嵌固定在三角加强板下端面,且螺母座通过滚珠螺母副转动连接在丝杆环形侧面上,所述丝杆下端穿过螺母座,并通过轴承与底座板上端转动连接,所述固定套筒固定在工作台板下端面中间位置。

进一步地,所述侧挡板右端面加工有开口槽,且开口槽上放置连接条块以及转动板,所述侧挡板左端设置夹板,所述夹板通过圆孔套装在紧固螺栓环形侧面,在实际使用时,使用人员握住侧挡板并通过燕尾滑条沿着燕尾槽向左移动,从而带动转动板以及连接条块向左移动,然后转动板向左移动并移动到工作台板左侧,此时使用人员沿着滑槽向上移动紧固螺栓,从而带动连接条块向上移动,进而带动转动板向上移动,然后转动板向上移动并移动到夹持机构左侧,从而实现对夹持机构左侧进行防护,避免使用人员手部向右伸入,被激光打到,在连接条块向上移动到其上端面与侧挡板上端面处于同一水平面时,使用人员对紧固螺栓进行转动,紧固螺栓转动并向右移动,从而对夹板以及连接条块进行夹紧,然后使用人员绕着合页中轴线向下转动转动板,在转动板左端面与侧挡板上端面相接触时,此时侧挡板阻碍转动板转动,然后使用人员便于对转动板进行乘坐,也便于将需要焊接的工件放置在转动板上,从而实现乘坐以及盛放的功能。

进一步地,所述丝杆上端固定有把手一,在实际使用时,使用人员握住把手一并进行转动,从而带动丝杆转动,然后丝杆转动并在滚珠螺母副的作用下将转动运行变为直线运行,进而带动螺母座沿着丝杆向上移动,从而带动三角加强板向上移动,进而带动固定套筒沿着固定柱向上移动,从而带动工作台板向上移动,从而实现了调高的功能,然后使用人员再次沿着滑槽向上移动紧固螺栓,从而带动连接条块以及转动板沿着开口槽向上移动,然后转动板向上移动并与工作台板下端面相接触,此时使用人员对紧固螺栓进行转动,从而实现对连接条块进行夹紧,进而对转动板进行固定,实现了对工作台板的支撑功能,且提高了支撑稳定性,而三角加强板的设计则进一步提高了对工作台板的支撑稳定性。

进一步地,在所述夹持机构中,所述聚焦镜镶嵌固定在支撑框架一上端面中间位置,所述支撑框架一焊接固定在支撑框架二上端面,所述T型连接杆下端穿过支撑框架二,并通过螺钉与支撑框架二内下部的压板固定连接,所述弹簧套装在T型连接杆上,且弹簧设置在压板与支撑框架二之间,所述压板下端滑动连接推杆,所述推杆分别从支撑框架二左右两侧延伸出,所述支撑框架二右下方连接L型限位板,所述支撑框架二以及L型限位板均设置在工作台板上端面,所述螺纹杆下端穿过L型限位板,且通过轴承与工作台板上端面转动连接,所述支撑框架二后端面加工有定位孔,所述定位孔内部设置有定位块,所述定位块固定在导向板前端面,所述导向板滑动连接在工作台板上端面。

进一步地,所述支撑框架二左右两侧均加工有矩形开口,所述推杆下端面与压板下端面处于同一水平面,所述T型连接杆、弹簧以及压板均设有两个,两个所述T型连接杆对称设置在支撑框架一左右两侧,所述T型连接杆横截面呈方形,在实际使用时,使用人员将未焊接的工件放入支撑框架二内下端面,且放置在两个压板下端面,然后使用人员握住左侧的推杆并向右移动,从而带动工件向右移动,进而带动右侧的推杆向右移动,从而实现对工件进行对齐,然后弹簧的作用从而带动压板向下移动,进而对工件进行压紧,在焊接结束后,使用人员握住左侧的推杆再次向右移动,从而带动工件移动右侧的推杆向右移动,然后右侧的推杆与压板相分离,然后继续推动推杆,从而带动工件从支撑框架二右侧的矩形开口伸出,从而便于对工件进行取下。

进一步地,所述支撑框架二右下方加工有卡槽,所述卡槽内设置有卡条,所述卡条固定在L型限位板左端面,所述螺纹杆环形侧面通过螺纹与L型限位板转动连接,在实际使用时,使用人员握住支撑框架二并沿着工作台板上端面向后移动,从而实现卡槽与卡条滑动连接,进而实现卡条设置在支撑框架二上的卡槽内,然后使用人员对螺纹杆进行转动,螺纹杆转动并在螺纹作用下带动L型限位板向上移动,进而通过卡条带动支撑框架二向上移动,从而实现了调高的功能,L型限位板的设计则便于对支撑框架二的移动进行导向。

进一步地,所述工作台板上端面加工有导向槽,所述导向槽上滑动连接有导向板,所述导向板前端面固定有至少两个定位块,所述定位块呈锥形结构,在实际使用时,使用人员向后移动支撑框架二,从而带动定位孔向后移动,进而实现定位块进入定位孔内,从而实现了支撑框架二进行限位以及定位,然后支撑框架二向上移动通过定位块带动导向板沿着导向槽向上移动,从而实现对支撑框架二进行导向,进而提高了支撑框架二向上移动的稳定性,且定位块的设计也避免导向板通过导向槽滑落。

进一步地,一种基于能量密度控制的精密激光焊接工艺,包括以下步骤:所述激光器通过数据线与振镜相连接,且激光器通过导线与外接控制器以及外接电源相连接,在实际使用时,首先使用人员接通外接电源与激光器以及外接控制器之间的电路,然后预存适合各种材质的不同轨迹图形,然后激光器开始工作,同时外接控制器控制激光器的功率,激光器将激光光线通过数据线传输给振镜,同时平移台工作带动振镜移动,然后振镜移动并振动,从而将光线射出,进而实现焊接,走“8”“圆圈”“同心圆”等不停重复的轨迹图形,在起始点增大激光功率,小步慢走,终止点降低激光功率,大步快走,在异种金属拼接焊时,焊缝两侧采用不同的激光功率、振动频率以及轨迹图形,在激光反射率高,熔点高的金属一侧大功率慢轨迹速度,在激光反射率低,熔点低的金属一侧低功率高轨迹速度,若不为异种金属焊接时,则两侧采用一致的激光功率、振动频率以及轨迹图形,然后在起始阶段内提升振动频率以及输出功率,然后按照预定方案,稳定工艺焊接,在拐角时根据平移台速度的增减补偿焊接功率及轨迹平台抖动频率,避免减速过烧,同时根据平移台的转向同步调整抖动图形轨迹的方向,在临近终点时,在特定时间段内降低振动频率以及输出功率,然后关闭激光器以及振镜,通过对激光功率、焊接轨迹和速度的精确控制,实现激光焊接能量密度的精准控制,消除由于移动台机械增减速时产生的焊接缺陷。

本实用新型的有益效果:本实用新型的一种基于能量密度控制的精密激光焊接装置,本实用新型通过添加转动板、侧挡板、滑槽、紧固螺栓、连接条块、燕尾滑条、底座板、固定柱、螺母座、丝杆、三角加强板、固定套筒以及燕尾槽,实现了支撑以及调高的功能,且具有盛放以及乘坐的功能。

本实用新型通过添加聚焦镜、支撑框架一、T型连接杆、弹簧、推杆、压板、支撑框架二、L型限位板、螺纹杆、定位孔、定位块以及导向板,实现了夹持定位的功能,且便于对高度进行调节。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为本实用新型一种基于能量密度控制的精密激光焊接装置的结构示意图;

图2为本实用新型一种基于能量密度控制的精密激光焊接装置中支撑机构的正视结构示意图;

图3为本实用新型一种基于能量密度控制的精密激光焊接装置中燕尾滑条与底座板的爆炸结构示意图;

图4为本实用新型一种基于能量密度控制的精密激光焊接装置中侧挡板的结构示意图;

图5为本实用新型一种基于能量密度控制的精密激光焊接装置中三角加强板的结构示意图;

图6为本实用新型一种基于能量密度控制的精密激光焊接装置中夹持机构的正视结构示意图;

图7为本实用新型一种基于能量密度控制的精密激光焊接装置中夹持机构的右视结构示意图;

图8为本实用新型一种基于能量密度控制的精密激光焊接装置中压板与推杆的装配结构示意图;

图9为本实用新型一种基于能量密度控制的精密激光焊接工艺的工艺流程框图;

图中:1-支撑机构、2-夹持机构、3-振镜、4-平移台、5-激光器、6-工作台板、101-转动板、102-侧挡板、103-滑槽、104-紧固螺栓、105-连接条块、106-燕尾滑条、107-底座板、108-固定柱、109-螺母座、110-丝杆、111-三角加强板、112-固定套筒、113-燕尾槽、201-聚焦镜、202-支撑框架一、203-T型连接杆、204-弹簧、205-推杆、206-压板、207-支撑框架二、208-L型限位板、209-螺纹杆、210-定位孔、211-定位块、212-导向板。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本实用新型。

请参阅图1至图9,本实用新型提供一种技术方案:一种基于能量密度控制的精密激光焊接装置,包括振镜3、平移台4、激光器5以及工作台板6,平移台4通过螺钉固定在工作台板6上端面后部位置,激光器5固定在工作台板6上端面前部位置,振镜3右端通过三角固定板固定在平移台4前端面上部,振镜3正下方设置夹持机构2,夹持机构2安装在工作台板6上端面左部,工作台板6下端面固定支撑机构1,支撑机构1包括转动板101、侧挡板102、滑槽103、紧固螺栓104、连接条块105、燕尾滑条106、底座板107、固定柱108、螺母座109、丝杆110、三角加强板111、固定套筒112以及燕尾槽113,夹持机构2包括聚焦镜201、支撑框架一202、T型连接杆203、弹簧204、推杆205、压板206、支撑框架二207、L型限位板208、螺纹杆209、定位孔210、定位块211以及导向板212。

在支撑机构1中,转动板101左下方通过合页与连接条块105左端转动连接,且转动板101设置在连接条块105上端面,转动板101以及连接条块105均滑动连接在侧挡板102右部上,侧挡板102左端内加工有滑槽103,紧固螺栓104右端穿过侧挡板102上的滑槽103,并通过螺纹与连接条块105转动连接,底座板107上端面左部加工有燕尾槽113,燕尾槽113上滑动连接燕尾滑条106,燕尾滑条106上端面左部通过螺钉与侧挡板102固定连接,底座板107上端面中间位置固定固定柱108,固定套筒112套装在固定柱108环形侧面上,三角加强板111左端通过螺栓与固定套筒112固定连接,且三角加强板111设置在底座板107上端面,螺母座109镶嵌固定在三角加强板111下端面,且螺母座109通过滚珠螺母副转动连接在丝杆110环形侧面上,丝杆110下端穿过螺母座109,并通过轴承与底座板107上端转动连接,固定套筒112固定在工作台板6下端面中间位置。

在夹持机构2中,聚焦镜201镶嵌固定在支撑框架一202上端面中间位置,支撑框架一202焊接固定在支撑框架二207上端面,T型连接杆203下端穿过支撑框架二207,并通过螺钉与支撑框架二207内下部的压板206固定连接,弹簧204套装在T型连接杆203上,且弹簧204设置在压板206与支撑框架二207之间,压板206下端滑动连接推杆205,推杆205分别从支撑框架二207左右两侧延伸出,支撑框架二207右下方连接L型限位板208,支撑框架二207以及L型限位板208均设置在工作台板6上端面,螺纹杆209下端穿过L型限位板208,且通过轴承与工作台板6上端面转动连接,支撑框架二207后端面加工有定位孔210,定位孔210内部设置有定位块211,定位块211固定在导向板212前端面,导向板212滑动连接在工作台板6上端面。

作为本实用新型的一个实施例:侧挡板102右端面加工有开口槽,且开口槽上放置连接条块105以及转动板101,侧挡板102左端设置夹板,夹板通过圆孔套装在紧固螺栓104环形侧面,在实际使用时,使用人员握住侧挡板102并通过燕尾滑条106沿着燕尾槽113向左移动,从而带动转动板101以及连接条块105向左移动,然后转动板101向左移动并移动到工作台板6左侧,此时使用人员沿着滑槽103向上移动紧固螺栓104,从而带动连接条块105向上移动,进而带动转动板101向上移动,然后转动板101向上移动并移动到夹持机构2左侧,从而实现对夹持机构2左侧进行防护,避免使用人员手部向右伸入,被激光打到,在连接条块105向上移动到其上端面与侧挡板102上端面处于同一水平面时,使用人员对紧固螺栓104进行转动,紧固螺栓104转动并向右移动,从而对夹板以及连接条块105进行夹紧,然后使用人员绕着合页中轴线向下转动转动板101,在转动板101左端面与侧挡板102上端面相接触时,此时侧挡板102阻碍转动板101转动,然后使用人员便于对转动板101进行乘坐,也便于将需要焊接的工件放置在转动板101上,从而实现乘坐以及盛放的功能。

作为本实用新型的一个实施例:丝杆110上端固定有把手一,在实际使用时,使用人员握住把手一并进行转动,从而带动丝杆110转动,然后丝杆110转动并在滚珠螺母副的作用下将转动运行变为直线运行,进而带动螺母座109沿着丝杆110向上移动,从而带动三角加强板111向上移动,进而带动固定套筒112沿着固定柱108向上移动,从而带动工作台板6向上移动,从而实现了调高的功能,然后使用人员再次沿着滑槽103向上移动紧固螺栓104,从而带动连接条块105以及转动板101沿着开口槽向上移动,然后转动板101向上移动并与工作台板6下端面相接触,此时使用人员对紧固螺栓104进行转动,从而实现对连接条块105进行夹紧,进而对转动板101进行固定,实现了对工作台板6的支撑功能,且提高了支撑稳定性,而三角加强板111的设计则进一步提高了对工作台板6的支撑稳定性。

作为本实用新型的一个实施例:支撑框架二207左右两侧均加工有矩形开口,推杆205下端面与压板206下端面处于同一水平面,T型连接杆203、弹簧204以及压板206均设有两个,两个T型连接杆203对称设置在支撑框架一202左右两侧,T型连接杆203横截面呈方形,在实际使用时,使用人员将未焊接的工件放入支撑框架二207内下端面,且放置在两个压板206下端面,然后使用人员握住左侧的推杆205并向右移动,从而带动工件向右移动,进而带动右侧的推杆205向右移动,从而实现对工件进行对齐,然后弹簧204的作用从而带动压板206向下移动,进而对工件进行压紧,在焊接结束后,使用人员握住左侧的推杆205再次向右移动,从而带动工件移动右侧的推杆205向右移动,然后右侧的推杆205与压板206相分离,然后继续推动推杆205,从而带动工件从支撑框架二207右侧的矩形开口伸出,从而便于对工件进行取下。

作为本实用新型的一个实施例:支撑框架二207右下方加工有卡槽,卡槽内设置有卡条,卡条固定在L型限位板208左端面,螺纹杆209环形侧面通过螺纹与L型限位板208转动连接,在实际使用时,使用人员握住支撑框架二207并沿着工作台板6上端面向后移动,从而实现卡槽与卡条滑动连接,进而实现卡条设置在支撑框架二207上的卡槽内,然后使用人员对螺纹杆209进行转动,螺纹杆209转动并在螺纹作用下带动L型限位板208向上移动,进而通过卡条带动支撑框架二207向上移动,从而实现了调高的功能,L型限位板208的设计则便于对支撑框架二207的移动进行导向。

作为本实用新型的一个实施例:工作台板6上端面加工有导向槽,导向槽上滑动连接有导向板212,导向板212前端面固定有至少两个定位块211,定位块211呈锥形结构,在实际使用时,使用人员向后移动支撑框架二207,从而带动定位孔210向后移动,进而实现定位块211进入定位孔210内,从而实现了支撑框架二207进行限位以及定位,然后支撑框架二207向上移动通过定位块211带动导向板212沿着导向槽向上移动,从而实现对支撑框架二207进行导向,进而提高了支撑框架二207向上移动的稳定性,且定位块211的设计也避免导向板212通过导向槽滑落。

一种基于能量密度控制的精密激光焊接工艺,包括以下步骤:激光器5通过数据线与振镜3相连接,且激光器5通过导线与外接控制器以及外接电源相连接,在实际使用时,首先使用人员接通外接电源与激光器5以及外接控制器之间的电路,然后预存适合各种材质的不同轨迹图形,然后激光器5开始工作,同时外接控制器控制激光器5的功率,激光器5将激光光线通过数据线传输给振镜3,同时平移台4工作带动振镜3移动,然后振镜3移动并振动,从而将光线射出,进而实现焊接,走“8”“圆圈”“同心圆”等不停重复的轨迹图形,在起始点增大激光功率,小步慢走,终止点降低激光功率,大步快走,在异种金属拼接焊时,焊缝两侧采用不同的激光功率、振动频率以及轨迹图形,在激光反射率高,熔点高的金属一侧大功率慢轨迹速度,在激光反射率低,熔点低的金属一侧低功率高轨迹速度,若不为异种金属焊接时,则两侧采用一致的激光功率、振动频率以及轨迹图形,然后在起始阶段内提升振动频率以及输出功率,然后按照预定方案,稳定工艺焊接,在拐角时根据平移台4速度的增减补偿焊接功率及轨迹平台抖动频率,避免减速过烧,同时根据平移台4的转向同步调整抖动图形轨迹的方向,在临近终点时,在特定时间段内降低振动频率以及输出功率,然后关闭激光器5以及振镜3,通过对激光功率、焊接轨迹和速度的精确控制,实现激光焊接能量密度的精准控制,消除由于移动台4机械增减速时产生的焊接缺陷。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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