一种反射镜光束调节结构及激光焊接头的制作方法

本发明属于激光焊接领域，尤其涉及一种反射镜光束调节结构及激光焊接头。

背景技术：

激光焊接的镜片有反射式和透射式两种类型；反射式的镜片在安装的过程中，如果镜片法线不能与入射光束成45度放置，就会导致反射光束歪斜，从而使反射光束打到相应的激光头的内壁上，影响出光的质量。特别是在一些特定的应用场合，光束的垂直性会直接影响焊接截面效果；在使用反射式镜片的激光焊接头中，现有的方法是通过机加件的加工精度来尽量保证45度平面放置，但是机加总存在误差，如果光路很长，通过机加的办法是很难保证光路的垂直性的。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种反射镜光束调节结构及激光焊接头，克服现有的激光焊接头反射光束不能全部垂直出光，影响焊接效果的问题。

本发明的技术方案如下：本发明提供一种反射镜光束调节结构，设置在激光焊接头上，包括：

反射镜座，用于安装反射镜片；

通光架，设置在反射镜座下部，所述通光架上开设有两个用于测量光束垂直度的第一对光孔和第二对光孔；

摄像机，设置在反射镜座上部，用于观察光束的位置；

成像镜组，设置在反射镜座与摄像机之间，用于对通光架上的第一对光孔和第二对光孔进行成像，并把成像图案投影到摄像机中；

调节机构，与反射镜座连接，用于调节反射镜座上反射镜片的反射角度。

本发明的更进一步优选方案是：所述反射镜光束调节结构还包括设置在调节机构一侧的用于降温的水冷装置。

本发明的更进一步优选方案是：所述水冷装置包括设置有冷却液通道的水冷垫片，与冷却液通道连通的水冷接头，所述水冷垫片与调节机构连接。

本发明的更进一步优选方案是：所述通光架可拆卸的安装在反射镜座下部。

本发明的更进一步优选方案是：所述反射镜光束调节结构还包括用于与激光焊接头连接的安装座，所述反射镜座设置在安装座内，与安装座为间隙配合，所述调节机构设置在安装座一侧。

本发明的更进一步优选方案是：所述反射镜座上开设有用于安装反射镜片的镜片安装槽。

本发明的更进一步优选方案是：所述通光架包括通光管道，分别设置在通光管道两端的第一通光部和第二通光部，所述第一对光孔和第二对光孔分别设置在第一通光部和第二通光部上，所述通光管道内径大于第一对光孔和第二对光孔的孔径。

本发明的更进一步优选方案是：所述调节机构包括调节基板、第一调节板、第一连接部、第二连接部、第一调节螺栓、第二调节螺栓，所述调节基板、第一调节板和反射镜座依次间隔设置，所述第一连接部连接调节基板和第一调节板，所述第二连接部连接第一调节板和反射镜座，所述第一调节螺栓穿过调节基板抵靠在第一调节板上，所述第二调节螺栓穿过调节基板和第一连接部后顶靠在反射镜座上。

本发明的更进一步优选方案是：所述调节机构与反射镜座为一体成型。

本发明还提供一种激光焊接头，包括如以上任一所述的反射镜光束调节结构。

本发明的有益效果是：使用本发明的一种反射镜光束调节结构，光束经反射镜反射后通过通光架上的第一对光孔和第二对光孔，由成像镜组对第一对光孔和第二对光孔进行成像，并把成像图案投影到摄像机中，再通过摄像机观察光束，根据观察的结果通过调节机构调整反射镜的反射角度，即调整光束的垂直度；可提高出光质量，提高焊接效果，通用性高，可以降低组成光路的各部件的加工精度，降低生产成本。

附图说明

图1是本发明反射镜光束调节结构的剖视图；

图2是本发明通光架的结构示意图；

图3是本发明反射镜座及调节机构的结构示意图；

图4是本发明反射镜座及调节机构的另一方向的结构示意图；

图5是沿图4中c-c方向的剖视图；

图6是沿图4中d-d方向的剖视图；

图7是反射镜光束调节结构的结构示意图；

图8是本发明反射镜座及调节机构的爆炸示意图；

图9是本发明反射镜座及调节机构的剖视图；

图10是本发明反射镜光束调节结构的工作原理图。

具体实施方式

本发明提供一种反射镜光束调节结构及激光焊接头，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的一种反射镜光束调节结构，一并参见图1至图10所示，所述反射镜光束调节结构设置在激光焊接头上，其包括：反射镜座1、反射镜片2、通光架3、摄像机4、成像镜组5、以及调节机构6，其中，反射镜座1，用于安装反射镜片2；通光架3，设置在反射镜座1下部，所述通光架3上开设有两个用于测量光束垂直度的第一对光孔31和第二对光孔32；摄像机4，设置在反射镜座1上部，用于观察光束的位置；成像镜组5，设置在反射镜座1与摄像机4之间，用于对通光架3上的第一对光孔31和第二对光孔32进行成像，并把成像图案投影到摄像机中；调节机构6，与反射镜座1连接，用于调节反射镜座1上反射镜片2的反射角度。

使用本发明的一种反射镜光束调节结构，光束经反射镜2反射后通过通光架3上的第一对光孔31和第二对光孔32，由成像镜组5对第一对光孔31和第二对光孔32进行成像，并把成像图案投影到摄像机4中，再通过摄像机4观察光束，根据观察的结果通过调节机构6调整反射镜的反射角度，即调整光束的垂直度；可提高出光质量，提高焊接效果，通用性高，可以降低组成光路的各部件的加工精度，降低生产成本。

进一步的，如图1所示，所述反射镜光束调节结构还包括设置在调节机构6一侧的用于降温的水冷装置7。通过增加一个水冷装置7，可以减少调整过程中因反射光束不能垂直射出而导致的整个装置发热烧坏风险。

进一步的，如图1、图8、图9所示，所述水冷装置7包括设置有冷却液通道711的水冷垫片71，与冷却液通道711连通的水冷接头72，所述水冷垫片71与调节机构6连接。通过水冷接头72往冷却液通道711加入冷却液，所述水冷垫片71设置在调节机构6一侧，便可通过水冷垫片71内的冷却液吸收调节机构6的热量，起到降温的作用。

进一步的，如图1所示，所述通光架3可拆卸的安装在反射镜座1下部。通过将通光架3可拆卸的安装在反射镜座1下部，可以在完成光束的垂直度调整后，拆卸通光架3以保证激光焊接作业的正常进行，同时通关架3可以在多个反射镜光束调节结构上多次重复利用，节省成本。

进一步的，如图1所示，所述反射镜光束调节结构还包括用于与激光焊接头连接的安装座8，所述反射镜座1设置在安装座8内，与安装座8为间隙配合，所述调节机构6设置在安装座8一侧。通过增加安装座8可用于将反射镜光束调节结构安装在激光焊接头上。所述反射镜座1与在安装座8为间隙配合，用于在调整光束垂直度时，为反射镜座1的微调提供空间。

进一步的，如图1、图3所示，所述反射镜座1上开设有用于安装反射镜片2的镜片安装槽11。通过增加一个镜片安装槽11用于安装反射镜片2，可以保证的反射镜片2的位置以及稳定性，保证调节机构6调节工作的正常进行。更进一步的，所述反射镜座1上还设置有多个用于固定反射镜片2的反射镜固定螺栓。通过增加反射镜固定螺栓固定反射镜片2，可以进一步提高反射镜光束调节结构的稳定性。

进一步的，如图1、图2所示，所述通光架3包括通光管道35，分别设置在通光管道35两端的第一通光部33和第二通光部34，所述第一对光孔31和第二对光孔32分别设置在第一通光部33和第二通光部34上，所述通光管道35内径大于第一对光孔31和第二对光孔32的孔径。在实际生产时，用于测量光束垂直度的第一对光孔31和第二对光孔32的孔径较小，现在通过将通光管道35内径设置大于第一对光孔31和第二对光孔32的孔径，可以提高通光架3的结构强度，有效的防止通光架3太细导致的同意出现折弯，导致调节出现偏差。更进一步的，所述通光管道35上开设有减重槽，通过增加减重槽，可以在保证结构强度的前提下，降低通光架3的重量，节省材料，降低生产成本。

进一步的，如图1、图3、图4、图5、图6所示，所述调节机构6包括调节基板61、第一调节板62、第一连接部63、第二连接部64、第一调节螺栓65、第二调节螺栓66，所述调节基板61、第一调节板62和反射镜座1依次间隔设置，所述第一连接部63连接调节基板61和第一调节板62，所述第二连接部64连接第一调节板62和反射镜座1，所述第一调节螺栓65穿过调节基板61抵靠在第一调节板62上，所述第二调节螺栓66穿过调节基板61和第一连接部63后顶靠在反射镜座1上。通过第一调节螺栓65顶起第一调节板62后便可调整第一调节板62的切斜角度；通过第二调节螺栓66顶起反射镜座1后，即可调整反射镜座1的切斜角度，本实施例中，所述反射镜片2设置在反射镜座1上，所述反射镜座1与第一调节板62相连，因此第一调节螺栓65与第二调节螺栓66的的顶起动作均可实现调节反射镜片2的反射角度，即调整入射光束的垂直度。

进一步的，如图1、图3、图4、图5、图6所示，所述第一调节螺栓65与调节基板61为螺纹连接，通过转动第一调节螺栓65即可调整第一调节板62的倾斜角度；所述第二调节螺栓66与调节基板61为螺纹连接，通过旋转第二调节螺栓66即可调整反射镜座1的切斜角度；通过将第一调节螺栓65与调节基板61为螺纹连接，第二调节螺栓66与调节基板61为螺纹连接，可以调高调整时的稳定性。

更进一步的，如图1、图3、图4、图5、图6、图7所示，所述第一调节螺栓65设置有两个，所述第二调节螺栓66设置有两个，所述两个第一调节螺栓65分别设置在调节基板61的上部和下部，所述两个第二调节螺栓66分别设置在调节基板61的左部和右部，通过两个第一调节螺栓65以及两个第二调节螺栓66的配合，即可调整完成光束各个角度的调整，进一步提高反射镜光束调节结构的使用范围，提高反射镜光束调节结构的通用性。

进一步的，如图1、图8、图9所示，所述水冷垫片71上设置有凸台，所述调节基板61上开设有与凸台配合的凹槽，所述冷却液通道711设置在凸台上。通过增加一个凸台以及凹槽的配合，可以进一步的提高冷却的效率。更进一步的，所述凸台一侧还设置有用于密封冷却液通道711的盖板，通过增加一个盖板，可以防止冷却液与调节基板61接触，提高调节基板61使用寿命。

进一步的，如图4、图5、图6所示，所述第一调节板62上开设有第一通孔，所述反射镜座1上开设有第二通孔，所述第一通孔与第二通孔相互连通。通过在第一调节板62上开设第一通孔和在反射镜座1上开设第二通孔，在保证结构强度以及调节功能的前提下，进一步减少材料的用量，降低生产成本。通过将第一通孔与第二通孔相互连通，可以方便调节基板61另一侧的水冷装置7吸收热量，提高降温效率。

进一步的，如图4、图5、图6所示，所述调节基板61靠近第一调节板62一侧设置有多个圆圈状凸起，通过多个圆圈状凸起可以提高调节基板61与空气接触的面积，提高降温的效果。

进一步的，如图1、图3所示，所述调节机构6与反射镜座1为一体成型。通过将调节机构6与反射镜座1设置为一体成型，可以有效提高调节机构6与反射镜座1的连接强度，保证调整光束的稳定性。同时减少装配时间，降低生产成本。

进一步的，如图1所示，所述反射镜光束调节结构还包括用于连接安装座8和摄像机4的摄像机连接座9，所述成像镜组5设置在摄像机连接座9内。

进一步的，如图1至图10所示，本发明还提供一种激光焊接头，包括如以上任一所述的反射镜光束调节结构。使用本发明的一种激光焊接头，可以在完成安装后，再调整出光的垂直度，保证焊接头的焊接效果，降低生产成本。

进一步的，如图10所示，本发明的工作原理：

入射光束从水平射入反射镜片2时，反射镜片2与入射光束所成角度为θ。当反射镜片2与入射光束所成角度θ大于45度时，通过摄像机观测反射光束是否通过两个对光孔。当反射光束未通过两个对光孔时，可通过拧紧调节位置a或拧松调节位置b来调整出光角度，使得反射光束穿过两个对光孔，即保证光束垂直出光。当反射镜与入射光束所成角度θ小于45度时，通过摄像机观测反射光束是否通过两个对光孔。当反射光束未通过两个对光孔时，可通过拧紧调节位置b或拧松调节位置a来调整出光角度，使得反射光束穿过两个对光孔，即保证反射光束垂直出光。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。