一种用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，包括制冷单元、光纤耦合器、准直转向单元、旋转模块、三光斑光学模块、相机、转向模块、弹簧伸缩接触单元、焊丝引导模块和保护气单元，所述弹簧伸缩接触单元设置在转向模块的侧壁上，所述焊丝引导模块设置在弹簧伸缩接触单元上，所述焊丝引导模块上设有焊丝。本发明专利技术所述的用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，通过本发明专利技术设备，在焊接过程中，利用焊丝进行焊缝跟踪，通过气缸控制，保证加工轨迹永远处于待加工焊接位置，同时能够弥补工件的装配间隙，另外，与焊丝引导模块的相连接的弹簧伸缩单元，借助弹簧，保证焊丝与工作焦点永远处于同一平面，即工作平面。

A Seam Tracking System for Mechanical Rotation in Laser Brazing and Its Working Method

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统及其工作方法
本专利技术属于激光焊接
，特别涉及一种用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统。本专利技术还涉及一种用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统的工作方法。
技术介绍
在汽车车顶激光钎焊工艺中，激光焊接设备、侧围顶盖板件间的匹配状态、以及板件的材料等因素都会对焊缝质量产生较大的影响；另外，根据车身外观质量的设定，顶盖激光钎焊焊道为可视外观，这就对激光钎焊的焊接质量成型有着极高的要求。传统的焊接车顶激光焊接工具，很难形成质量较好，成型美观的焊缝。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服以上不足，本专利技术的目的是提供一种用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，解决了车顶焊接接头成型美观难，焊接形成的焊缝中会存在气孔和裂纹，以及焊接过程中产生飞溅等问题。技术方案：一种用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，包括制冷单元、光纤耦合器、准直转向单元、旋转模块、三光斑光学模块、相机、转向模块、弹簧伸缩接触单元、焊丝引导模块和保护气单元，所述制冷单元设置在光纤耦合器上，所述光纤耦合器与准直转向单元连接，所述准直转向单元与旋转模块连接，所述旋转模块上设有光斑光学模块，所述光斑光学模块远离旋转模块的另一端设有转向模块，所述相机和保护气单元分别设置在转向模块的上下两端，所述弹簧伸缩接触单元设置在转向模块的侧壁上，所述焊丝引导模块设置在弹簧伸缩接触单元上，所述焊丝引导模块上设有焊丝。进一步的，上述的用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，所述旋转模块上设有一组传感器。进一步的，上述的用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，所述转向模块和保护气单元之间设有保护镜片模块。进一步的，上述的用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，所述弹簧伸缩接触单元包括支撑架、盖板、滑块和弹簧，所述支撑架固定设置在转向模块上，并且支撑架的下端部位置低于转向模块的下端面设置的保护气单元的位置，所述盖板罩设在支撑架上，所述滑块和弹簧设置在盖板和支撑架所围腔体内，并且滑块和弹簧连接。进一步的，上述的用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，所述旋转模块包括气缸、旋转块、转轴、安装支架、锁紧环、连接环和外罩壳，所述安装支架通过锁紧环罩设在外罩壳的开口端，所述气缸设置在外罩壳内，并且气缸和转轴连接，所述旋转块设置在外罩壳远离安装支架的侧壁上，并且旋转块与转轴连接，所述连接环设置在安装支架上，并且旋转模块通过连接环和准直转向单元连接。进一步的，上述的用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，所述外罩壳的侧壁上设有机器人连接板，所述旋转模块通过机器人连接板与激光头和防碰撞传感器连接。进一步的，上述的用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，所述保护镜片模块上设有监测器。本专利技术还提供一种用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统的工作方法，包括以下步骤：1）给气缸输入一个数值，让激光头处于一个自重的位置，旋转模块处于平衡的状态，即没有旋转角度；2）在焊接过程中，首先让激光头处于固定平衡状态，在检测焊接轨迹无误后，焊接之前，给气缸输入一个数值，让激光头处于自由状态，通过旋转模块给激光头一个角度，用于定位和力学校准；3）在焊接过程中，由气缸控制焊丝引导模块X方向焊缝的位置，能够精确的完成对焊缝偏移的补偿；4）在焊接过程中，弹簧伸缩接触单元有一个自适应的功能，会进行Z轴方向位置的实时补偿，使焊丝尖端熔化的位置与焦点位置始终保持同一高度，保证焊后得到成型较好的焊缝。本专利技术还提供一种用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统的工作方法，还包括以下步骤：5）三光斑光学模块将激光器发出的光束分为三束激光光束，在焊缝间隙坡口内形成三个聚焦光斑，呈三角形排列；本专利技术还提供一种用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统的工作方法，还包括以下步骤：6）一组传感器中两边的两个传感器检测旋转模块的极限状态，焊缝容忍焊丝可达的极限位置，中间的传感器是反馈焊接过程中焊丝引导焊缝跟踪是否处于正常的工作状态。上述技术方案可以看出，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术所述的用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，通过本专利技术设备，在焊接过程中，利用焊丝进行焊缝跟踪，通过气缸控制，保证加工轨迹永远处于待加工焊接位置，同时能够弥补工件的装配间隙，另外，与焊丝引导模块的相连接的弹簧伸缩单元，借助弹簧，保证焊丝与工作焦点永远处于同一平面，即工作平面。附图说明图1为本专利技术所述的用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统的整体结构示意图；图2为本专利技术所述的用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统的爆炸图；图3为本专利技术所述的弹簧伸缩接触单元和焊丝引导模块的爆炸图；图4为本专利技术所述的旋转模块的爆炸图。图中：制冷单元1、光纤耦合器2、准直转向单元3、旋转模块4、气缸41、旋转块42、转轴43、安装支架44、锁紧环45、连接环46、外罩壳47、机器人连接板48、三光斑光学模块5、相机6、转向模块7、弹簧伸缩接触单元8、支撑架81、盖板82、滑块83、焊丝引导模块9、保护气单元10、传感器20、保护镜片模块30。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。实施例如图1、2所示的用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，包括制冷单元1、光纤耦合器2、准直转向单元3、旋转模块4、三光斑光学模块5、相机6、转向模块7、弹簧伸缩接触单元8、焊丝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，其特征在于：包括制冷单元（1）、光纤耦合器（2）、准直转向单元（3）、旋转模块（4）、三光斑光学模块（5）、相机（6）、转向模块（7）、弹簧伸缩接触单元（8）、焊丝引导模块（9）和保护气单元（10），所述制冷单元（1）设置在光纤耦合器（2）上，所述光纤耦合器（2）与准直转向单元（3）连接，所述准直转向单元（3）与旋转模块（4）连接，所述旋转模块（4）上设有光斑光学模块（5），所述光斑光学模块（5）远离旋转模块（4）的另一端设有转向模块（7），所述相机（6）和保护气单元（10）分别设置在转向模块（7）的上下两端，所述弹簧伸缩接触单元（8）设置在转向模块（7）的侧壁上，所述焊丝引导模块（9）设置在弹簧伸缩接触单元（8）上，所述焊丝引导模块（9）上设有焊丝。

【技术特征摘要】
1.一种用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，其特征在于：包括制冷单元（1）、光纤耦合器（2）、准直转向单元（3）、旋转模块（4）、三光斑光学模块（5）、相机（6）、转向模块（7）、弹簧伸缩接触单元（8）、焊丝引导模块（9）和保护气单元（10），所述制冷单元（1）设置在光纤耦合器（2）上，所述光纤耦合器（2）与准直转向单元（3）连接，所述准直转向单元（3）与旋转模块（4）连接，所述旋转模块（4）上设有光斑光学模块（5），所述光斑光学模块（5）远离旋转模块（4）的另一端设有转向模块（7），所述相机（6）和保护气单元（10）分别设置在转向模块（7）的上下两端，所述弹簧伸缩接触单元（8）设置在转向模块（7）的侧壁上，所述焊丝引导模块（9）设置在弹簧伸缩接触单元（8）上，所述焊丝引导模块（9）上设有焊丝。2.根据权利要求1所述的用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，其特征在于：所述旋转模块（4）上设有一组传感器（20）。3.根据权利要求1或2所述的用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，其特征在于：所述转向模块（7）和保护气单元（10）之间设有保护镜片模块（30）。4.根据权利要求3所述的用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，其特征在于：所述弹簧伸缩接触单元（8）包括支撑架（81）、盖板（82）、滑块（83）和弹簧，所述支撑架（81）固定设置在转向模块（7）上，并且支撑架（81）的下端部位置低于转向模块（7）的下端面设置的保护气单元（10）的位置，所述盖板（82）罩设在支撑架（81）上，所述滑块（83）和弹簧设置在盖板（82）和支撑架（81）所围腔体内，并且滑块（83）和弹簧连接。5.根据权利要求3所述的用于激光钎焊的机械旋转的焊缝跟踪系统，其特征在于：所述旋转模块（4）包括气缸（41）、旋转块（42）、转轴（43）、安装支架（44）、锁紧环（45）、连接环（46）和外罩壳（47），所述安装支架（44）通过锁紧环（45）罩设在外罩壳（47）的开口端，所述气缸（41）设置在外罩壳（4...

【专利技术属性】
技术研发人员：金爱龙，汤旭东，
申请(专利权)人：同高先进制造科技太仓有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32