一种三维激光焊接装置及其Z轴振镜制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种三维激光焊接装置及其Z轴振镜，包括：底座，压电陶瓷，基座，弹性件，直线引导装置和Z轴透镜；其中，该Z轴透镜装设在该基座上，该基座插设在该底座的中空收容腔中，该弹性件设置在该底座与该基座之间，该直线引导装置装设在该基座的外侧与该底座的内侧之间，该压电陶瓷装设在该基座与该底座之间，该压电陶瓷能够根据外部控制信号而改变尺寸，克服该弹性件提供的回复力，驱使该基座沿光轴上下位移。能够提高加工效率和加工精度。

A three dimensional laser welding device and its Z axis vibrating mirror

The utility model provides a three dimensional laser welding device and a Z shaft vibrating mirror, which includes a base, a piezoelectric ceramic, a base, a elastic piece, a straight line guide and a Z axis lens, in which the Z axis lens is mounted on the base, and the base is inserted in the hollow receiving cavity of the base, and the elastic part is set at the base and the base. Between the base seat and the base of the base, the piezoelectric ceramic can change the size according to the external control signal, overcome the resilience provided by the elastic piece, and drive the base seat up and down along the optical axis. It can improve processing efficiency and machining precision.

【技术实现步骤摘要】
一种三维激光焊接装置及其Z轴振镜
本技术涉及三维激光焊接装置，尤其涉及到三维激光焊接装置的Z轴振镜。
技术介绍
由于在激光焊接加工过程中，不会因预应力而造成零件损伤，并且光斑直接可控以实现尺寸较小焊缝的焊接，所以广泛应用于手机零配件制造、新能源电池制造以及五金家电制造等高精密零件制造领域。目前的激光焊接装置一般采用二维振镜来对工件加工，可以实现二维平面扫描，加工效率高，焊接质量稳定。但是，随着精密焊接的零部件越来越复杂，要求效率越来越高，三维激光焊接装置被提出来。三维激光焊接装置通过XY轴振镜，并通过反射来控制激光焦点的平面运动，再通过Z轴振镜上的透镜改变焦点的Z轴位置，可以实现工件的三维焊接。现有的Z轴振镜一般是采用Z轴振镜电机转动，带动曲柄连杆机构，将振镜电机的转动转化成直线运动，来带动Z轴透镜运动，从而改变激光聚焦光斑的Z轴位置。这种结构，不但机械结构复杂，而且在装配时，还容易产生一定的装配误差，难以保证高精度的定位，影响到加工效率和加工精度。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种三维激光焊接装置的Z轴振镜，能够提高加工效率和加工精度。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种三维激光焊接装置的Z轴振镜，包括：底座，压电陶瓷，基座，弹性件，直线引导装置和Z轴透镜；其中，该Z轴透镜装设在该基座上，该基座插设在该底座的中空收容腔中，该弹性件设置在该底座与该基座之间，该直线引导装置装设在该基座的外侧与该底座的内侧之间，该压电陶瓷装设在该基座与该底座之间，该压电陶瓷能够根据外部控制信号而改变尺寸，克服该弹性件提供的回复力，驱使该基座沿光轴上下位移。其中，还包括夹头，该Z轴透镜装设在该夹头上，该夹头固定在该基座上。其中，还包括压盖，用于将该夹头锁紧在该基座上。其中，该基座呈圆筒状，该基座的中空内侧形成有台阶，该夹头、该Z轴透镜及该压盖固定在该基座内侧的台阶处。其中，该基座的顶端设有凸缘，该底座的底端设有凸缘，该压电陶瓷的顶端与该基座的凸缘相连、底端与该底座的凸缘相连。其中，还包括压杆，该压杆呈倒L状，具有与该底座的底端固定的竖直部和由该竖直部的顶端弯折延伸出的水平部，该水平部高出于该基座的凸缘，该弹性件的顶端连接该水平部、底端连接该基座的凸缘。其中，该直线引导装置选用直线轴承。本技术解决其技术问题所采用的技术方案还是：提供一种三维激光焊接装置，包括X轴振镜、Y轴振镜以及如上所述的Z轴振镜。本技术的有益效果在于，通过底座，压电陶瓷，基座，弹性件，直线引导装置和Z轴透镜的巧妙配合，能够利用压电陶瓷上的电压的变化来控制Z轴透镜沿光轴的快速和精准位移，快速和精准地改变激光聚焦光斑的Z轴位置，从而能够提高加工效率和加工精度。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是三维激光焊接装置的原理性结构示意。图2是三维激光焊接装置的Z轴振镜的原理性结构示意。其中，主要附图标记如下：10三维激光焊接装置50激光1X轴振镜2Y轴振镜3Z轴单元11X轴反射镜12X轴振镜电机21Y轴反射镜22Y轴振镜电机31底座32压电陶瓷33基座34弹性件35压盖36直线轴承37夹头38Z轴透镜39压杆320光轴。具体实施方式现结合附图，对本技术的较佳实施例作详细说明。参见图1，图1是三维激光焊接装置的原理性结构示意。本技术提出一种三维激光焊接装置10，能够将激光50准确地投送到三维空间的设定位置，以实现工件的三维焊接。该三维激光焊接装置10包括：X轴振镜1，Y轴振镜2和Z轴单元3。具体而言，X轴振镜1包括X轴反射镜11和X轴振镜电机12，该X轴振镜电机12的转动能够带动该X轴反射镜11偏转，从而在X轴上改变激光50的投射位置。类似地，Y轴振镜2包括Y轴反射镜21和Y轴振镜电机22，该Y轴振镜电机22的转动能够带动该Y轴反射镜21偏转，从而在Y轴上改变激光50的投射位置。该Z轴单元3能够在改变激光50的焦点的Z轴位置。参见图2，图2是三维激光焊接装置的Z轴振镜的原理性结构示意。该Z轴单元3包括：底座31，压电陶瓷32，基座33，弹性件34，压盖35，直线轴承36，夹头37，Z轴透镜38和压杆39。其中，该基座33及其上的Z轴透镜38受该压电陶瓷32与该弹性件34的作用，能够沿着光轴320上下位移，从而改变激光50的焦点的Z轴位置。具体而言，Z轴透镜38固定在夹头37上。举例而言，Z轴透镜310通过胶水镶嵌在夹头37上。夹头37和Z轴透镜38的组合体通过压盖35固定在基座33上。基座33插置在底座31的中空收容腔中。压电陶瓷32装设在基座33和底座31之间。基座33呈圆筒状，基座33的中心线与光轴320重合。基座33的上端设有凸缘。直线轴承36安装在底座31的内侧。基座32通过直线轴承36可以在底座31的中空收容腔中上下移动。弹性件34预夹紧在压杆39与基座33之间。底座31呈圆筒状，底座31的下端设有凸缘。压电陶瓷32的一端连接基座33的凸缘、另一端连接底座31的凸缘。压杆39呈倒L状，包括竖直部和水平部。弹性件34的一端连接压杆39的水平部、另一端连接基座33的凸缘。基座33的中空内侧形成有台阶，夹头37、Z轴透镜38及压盖35固定在基座33内侧的台阶处。在本实施例中，弹性件34选用弹簧；在其他实施例中，弹性件311可以选用扭簧。在本实施例中，采用直线轴承36来引导基座33的上下位移；在其他实施例中，可以采用其他直线引导装置来引导基座33的上下位移。该Z轴单元3的工作原理包括：压电陶瓷32接受到电信号后，随着电压值的大小，压电陶瓷32的尺寸发生变化，能够推动基座33运动并压紧弹性件34，基座33上的Z轴透镜38，会随着基座33的运动而运动，在光轴320上发生位置变化，从而改变激光50的焦点在Z轴方向(即竖直方向)的位置。本技术的有益效果包括：利用弹性件34进行复位，利用压电陶瓷32的驱动电压大小的改变来控制基座33及其上的Z轴透镜38的Z轴方向运动，能够提高定位的效率和精度。另外，利用基座33和弹性件34组合，来替代现有的曲柄连杆结构，能够优化结构。应当理解的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述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；而这些修改和替换，都应属于本技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维激光焊接装置的Z轴振镜，其特征在于，包括：底座，压电陶瓷，基座，弹性件，直线引导装置和Z轴透镜；其中，该Z轴透镜装设在该基座上，该基座插设在该底座的中空收容腔中，该弹性件设置在该底座与该基座之间，该直线引导装置装设在该基座的外侧与该底座的内侧之间，该压电陶瓷装设在该基座与该底座之间，该压电陶瓷能够根据外部控制信号而改变尺寸，克服该弹性件提供的回复力，驱使该基座沿光轴上下位移。

【技术特征摘要】
1.一种三维激光焊接装置的Z轴振镜，其特征在于，包括：底座，压电陶瓷，基座，弹性件，直线引导装置和Z轴透镜；其中，该Z轴透镜装设在该基座上，该基座插设在该底座的中空收容腔中，该弹性件设置在该底座与该基座之间，该直线引导装置装设在该基座的外侧与该底座的内侧之间，该压电陶瓷装设在该基座与该底座之间，该压电陶瓷能够根据外部控制信号而改变尺寸，克服该弹性件提供的回复力，驱使该基座沿光轴上下位移。2.根据权利要求1所述的Z轴振镜，其特征在于：还包括夹头，该Z轴透镜装设在该夹头上，该夹头固定在该基座上。3.根据权利要求2所述的Z轴振镜，其特征在于：还包括压盖，用于将该夹头锁紧在该基座上。4.根据权利要求3所述的Z轴振镜，其特征在于：该基座呈圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹锋，路崧，王瑾，刘正锋，周成全，王永欣，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44