一种可调焦斑的激光焊接机制造技术

本实用新型专利技术涉及激光焊接技术领域，公开了一种可调焦斑的激光焊接机包括机架、光学平台、福马脚轮、Z轴升降机构和XY轴移动机构，Z轴升降机构安装在光学平台的一角，Z轴升降机构的驱动端上连接有焊接头垫板，焊接头垫板上安装有三轴激光振镜焊接头；三轴激光振镜焊接头包括激光振镜机构和光纤耦合器，激光振镜机构包括Z轴动态箱体和设置在Z轴动态箱体前方的XY振镜模块，XY振镜模块的第四侧壁上开设有保护窗口。本实用新型专利技术结构简单、灵活，使用方便，成本相对比较低，焊接效率高，光束容易控制，激光振镜焊接头整体设计集成及模块化，集成度高，系统性能稳定；XY轴移动机构配合Z轴升降机构实现5轴联动焊接。

A laser welding machine with adjustable focus spot

The utility model relates to the field of laser welding technology, and discloses a laser welding machine with adjustable focus spot, which comprises a frame, an optical platform, a Fuma caster, a Z-axis lifting mechanism and an XY axis moving mechanism. The z-axis lifting mechanism is installed at a corner of the optical platform, the driving end of the z-axis lifting mechanism is connected with a welding head plate, and the welding head plate is equipped with a three-axis Laser Galvanometer welding head; the three-axis Laser Galvanometer welding head is connected with the driving end of the z-axis lifting mechanism The Laser Galvanometer welding joint includes a Laser Galvanometer mechanism and an optical fiber coupler. The Laser Galvanometer mechanism includes a Z-axis dynamic box and an XY galvanometer module arranged in front of the z-axis dynamic box. A protective window is arranged on the fourth side wall of the XY galvanometer module. The utility model has the advantages of simple and flexible structure, convenient use, relatively low cost, high welding efficiency, easy beam control, integrated and modularized overall design of Laser Galvanometer welding joint, high integration degree and stable system performance; XY axis moving mechanism and Z axis lifting mechanism realize 5 axis linkage welding.

【技术实现步骤摘要】
一种可调焦斑的激光焊接机
本技术涉及激光焊接
，具体涉及一种可调焦斑的激光焊接机。
技术介绍
激光以其高亮度、高方向性、高相干性、高单色性，已经被广泛应用在生活、科研的方方面面，比如激光焊接、激光切割、激光打孔、激光针灸、激光裁剪等方面。激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池。它是一种新型的焊接方式，激光焊接主要针对薄壁材料、精密零件的焊接，可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等，深宽比高，焊缝宽度小，热影响区小、变形小，焊缝平整、美观，焊后无需处理或只需简单处理，焊缝质量高，无气孔，可精确控制，聚焦光点小，定位精度高，易实现自动化，是激光材料加工技术应用的重要方面之一。目前现有的焊接机工装麻烦，需配机械手运动实现，焊接头快速运动产生的惯性力，导致精度难以保证，并且速度慢，价格昂贵。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是提供一种集成度高、焊接效率高和性能稳定的可调焦斑的激光焊接机。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可调焦斑的激光焊接机，包括机架，机架上方安装有光学平台，机架的四个角安装有福马脚轮，所述光学平台上安装有Z轴升降机构和XY轴移动机构，所述Z轴升降机构安装在光学平台的一角，Z轴升降机构的驱动端上连接有焊接头垫板，所述焊接头垫板与Z轴升降机构垂直设置，所述焊接头垫板上安装有三轴激光振镜焊接头；所述三轴激光振镜焊接头包括激光振镜机构和光纤耦合器，所述激光振镜机构包括Z轴动态箱体和设置在Z轴动态箱体前方的XY振镜模块，所述Z轴动态箱体内设置有Z轴动态模块，所述Z轴动态箱体的第一侧壁上开设有激光入射孔，所述光纤耦合器垂直第一侧壁安装在激光入射孔的后方，所述XY振镜模块的第七侧壁与Z轴动态箱体的第二侧壁连接，所述第二侧壁外侧设有与Z轴动态模块连接的调焦旋钮，所述Z轴动态模块包括设置在Z轴动态箱体第二侧壁上的Z轴镜筒，所述Z轴镜筒内嵌有两个同轴聚焦镜片，所述XY振镜模块与Z轴镜筒相对处设有第一通孔，所述Z轴动态箱体的第三侧壁内侧安装有直线导轨，直线导轨上嵌有滑座，直线导轨的方向为激光入射孔往Z轴镜筒方向，所述滑座上连接有动态聚焦Z轴装置，动态聚焦Z轴装置上设置有Z轴镜座，所述Z轴镜座内嵌有聚焦Z轴镜片，动态聚焦Z轴装置靠近激光入射孔处设置有限制光束的光阑，所述聚焦Z轴镜片与光阑圆孔同轴，所述动态聚焦Z轴装置一侧设置有螺母转接件，所述螺母转接件一侧与动态聚焦Z轴装置连接，螺母转接件靠近第二侧壁的一端与设置在第二侧壁上的调焦旋钮连接，所述Z轴镜筒和Z轴镜座上设置有Z轴挡光板；所述XY振镜模块内部设置有内支架，内支架内部设有空腔，XY振镜模块的第四侧壁上开设有保护窗口，所述保护窗口内嵌有保护镜片，保护窗口和第一通孔分别与空腔连通，所述XY振镜模块的第四侧壁上设有Y振镜，Y振镜伸入到空腔中，Y振镜包括Y轴电机和与Y轴电机的端部连接的Y镜片，所述内支架空腔正上方安装有X振镜，X振镜伸入到空腔中，X振镜包括X轴电机和与X轴电机的端部连接的X镜片；所述机架内安装有工控电脑机箱、焊接头电控机箱和激光器。进一步的是：所述Z轴升降机构包括固定在光学平台上的支架，所述支架上固定有Z轴壳体，所述Z轴壳体垂直于光学平台，所述Z轴壳体内Z轴方向平行设置有两根滑轨，所述滑轨上设置有与滑轨配合使用的滑块，所述两根滑轨中间设置有丝杆，所述丝杆上设置有与丝杆配合使用的螺母，所述螺母上连接有驱动板，所述Z轴壳体远离光学平台的一端设置有与丝杆连接用来调节螺母上下移动的驱动机构，所述滑块与所述驱动板连接，使得驱动板能够在驱动机构的作用下上下移动。进一步的是：所述XY轴移动机构包括固定在光学平台上的Y轴机构固定板，所述Y轴机构固定板上连接有Y轴移动机构，所述Y轴移动机构包括Y轴壳体，Y轴壳体内Y轴方向平行设置有两根Y轴滑轨，所述Y轴滑轨上设置有与Y轴滑轨配合使用的Y轴滑块，所述两根Y轴滑轨中间设置有Y轴丝杆，Y轴丝杆上设置有与Y轴丝杆配合使用的Y轴螺母，所述Y轴螺母与Y轴驱动板连接，Y轴驱动板还与Y轴滑块连接，所述Y轴壳体的一端设有与Y轴丝杆连接用来调节Y轴螺母Y轴方向移动的驱动机构；所述Y轴驱动板上连接有X轴机构固定板，所述X轴机构固定板上连接有X轴移动机构，所述X轴移动机构包括X轴壳体，X轴壳体内X轴方向平行设置有两根X轴滑轨，所述X轴滑轨上设置有与X轴滑轨配合使用的X轴滑块，所述两根X轴滑轨中间设置有X轴丝杆，X轴丝杆上设置有与X轴丝杆配合使用的X轴螺母，所述X轴螺母与X轴驱动板连接，X轴驱动板还与X轴滑块连接，X轴驱动板远离X轴滑块的一面连接有工件固定，所述X轴壳体的一端设有与X轴丝杆连接用来调节X轴螺母X轴方向移动的驱动机构。进一步的是：所述驱动机构为伺服电机或步进电机。进一步的是：所述XY振镜模块内部还安装有XY组合驱动板和XY轴DA卡；所述Z轴动态箱体内还设置有Z轴驱动板和Z轴DA卡。进一步的是：所述激光入射孔的中心、聚焦镜片的中心、第一通孔的中心、Z轴镜片的中心和光阑圆孔的中心位于同一水平直线上。进一步的是：所述X轴驱动板上集成有X振镜的驱动电路，XY组合驱动板上集成有X振镜和Y振镜的驱动电路。本技术的有益效果是：本技术结构简单、灵活，使用方便，成本相对比较低，焊接效率高，光束容易控制，与现有技术相比具有明显的优势；激光振镜焊接头整体设计集成及模块化，集成度高，系统性能稳定；XY轴移动机构配合Z轴升降机构实现5轴联动焊接。附图说明图1为可调焦斑的激光焊接机结构示意图；图2为激光振镜机构结构示意图；图3为激光振镜机构局部剖开示意图；图4为动态聚焦Z轴装置结构示意图；图5为XY轴移动机构。图中标记为：10、Z轴动态箱体；101、激光入射孔；110、第一侧壁；120、第二侧壁；121、Z轴镜筒；122、聚焦镜片；125、Z轴挡光板；126、Z轴驱动板；130、调焦旋钮；141、直线导轨；142、动态聚焦Z轴装置；144、Z轴镜座；145、光阑；150、第三侧壁；170、第七侧壁；20、XY振镜模块；210、第一通孔；220、保护窗口；230、内支架；231、Y振镜；232、Y镜片；233、X振镜；234、X镜片；240、第四侧壁；241、XY组合驱动板；41、机架；411、工控电脑机箱；412、焊接头电控机箱；413、激光器；42、光学平台；43、福马脚轮；44、Z轴升降机构；441、支架；442、Z轴壳体；45、XY轴移动机构；451、Y轴机构固定板；452、Y轴移动机构；453、Y轴驱动板；454、X轴机构固定板；455、X轴移动机构；456、工件固定板；46、焊接头垫板；471、光纤耦合器；472、激光振镜机构。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进一步说明。如图1所示，一种可调焦斑的激光焊接机，包括机架41，机架41上方安装有光学平台42，机架41的四个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调焦斑的激光焊接机，其特征在于：包括机架(41)，机架(41)上方安装有光学平台(42)，机架(41)的四个角安装有福马脚轮(43)，所述光学平台(42)上安装有Z轴升降机构(44)和XY轴移动机构(45)，所述Z轴升降机构(44)安装在光学平台(42)的一角，Z轴升降机构(44)的驱动端上连接有焊接头垫板(46)，所述焊接头垫板(46)与Z轴升降机构(44)垂直设置，所述焊接头垫板(46)上安装有三轴激光振镜焊接头；所述三轴激光振镜焊接头包括激光振镜机构(472)和光纤耦合器(471)；所述激光振镜机构(472)包括Z轴动态箱体(10)和设置在Z轴动态箱体(10)前方的XY振镜模块(20)，所述Z轴动态箱体(10)内设置有Z轴动态模块，所述Z轴动态箱体(10)的第一侧壁(110)上开设有激光入射孔(101)，所述光纤耦合器(471)垂直第一侧壁(110)安装在激光入射孔(101)的后方，所述XY振镜模块(20)的第七侧壁(170)与Z轴动态箱体(10)的第二侧壁(120)连接，所述第二侧壁(120)外侧设有与Z轴动态模块连接的调焦旋钮(130)，所述Z轴动态模块包括设置在Z轴动态箱体(10)第二侧壁(120)上的Z轴镜筒(121)，所述Z轴镜筒(121)内嵌有两个同轴聚焦镜片(122)，所述XY振镜模块(20)与Z轴镜筒(121)相对处设有第一通孔(210)，所述Z轴动态箱体(10)的第三侧壁(150)内侧安装有直线导轨(141)，直线导轨(141)上嵌有滑座，直线导轨(141)的方向为激光入射孔(101)往Z轴镜筒(121)方向，所述滑座上连接有动态聚焦Z轴装置(142)，动态聚焦Z轴装置(142)上设置有Z轴镜座(144)，所述Z轴镜座(144)内嵌有聚焦Z轴镜片，动态聚焦Z轴装置(142)靠近激光入射孔(101)处设置有限制光束的光阑(145)，所述聚焦Z轴镜片与光阑圆孔(146)同轴，所述动态聚焦Z轴装置(142)一侧设置有螺母转接件，所述螺母转接件一侧与动态聚焦Z轴装置(142)连接，螺母转接件靠近第二侧壁(120)的一端与设置在第二侧壁(120)上的调焦旋钮(130)连接，所述Z轴镜筒(121)和Z轴镜座(144)上设置有Z轴挡光板(125)；所述XY振镜模块(20)内部设置有内支架(230)，内支架(230)内部设有空腔，XY振镜模块(20)的第四侧壁(240)上开设有保护窗口(220)，所述保护窗口(220)内嵌有保护镜片，保护窗口(220)和第一通孔(210)分别与空腔连通，所述XY振镜模块(20)的第四侧壁(240)上设有Y振镜(231)，Y振镜(231)伸入到空腔中，Y振镜(231)包括Y轴电机和与Y轴电机的端部连接的Y镜片(232)，所述内支架(230)空腔正上方安装有X振镜(233)，X振镜(233)伸入到空腔中，X振镜(233)包括X轴电机和与X轴电机的端部连接的X镜片(234)；所述机架(41)内安装有工控电脑机箱(411)、焊接头电控机箱(412)和激光器(413)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可调焦斑的激光焊接机，其特征在于：包括机架(41)，机架(41)上方安装有光学平台(42)，机架(41)的四个角安装有福马脚轮(43)，所述光学平台(42)上安装有Z轴升降机构(44)和XY轴移动机构(45)，所述Z轴升降机构(44)安装在光学平台(42)的一角，Z轴升降机构(44)的驱动端上连接有焊接头垫板(46)，所述焊接头垫板(46)与Z轴升降机构(44)垂直设置，所述焊接头垫板(46)上安装有三轴激光振镜焊接头；所述三轴激光振镜焊接头包括激光振镜机构(472)和光纤耦合器(471)；所述激光振镜机构(472)包括Z轴动态箱体(10)和设置在Z轴动态箱体(10)前方的XY振镜模块(20)，所述Z轴动态箱体(10)内设置有Z轴动态模块，所述Z轴动态箱体(10)的第一侧壁(110)上开设有激光入射孔(101)，所述光纤耦合器(471)垂直第一侧壁(110)安装在激光入射孔(101)的后方，所述XY振镜模块(20)的第七侧壁(170)与Z轴动态箱体(10)的第二侧壁(120)连接，所述第二侧壁(120)外侧设有与Z轴动态模块连接的调焦旋钮(130)，所述Z轴动态模块包括设置在Z轴动态箱体(10)第二侧壁(120)上的Z轴镜筒(121)，所述Z轴镜筒(121)内嵌有两个同轴聚焦镜片(122)，所述XY振镜模块(20)与Z轴镜筒(121)相对处设有第一通孔(210)，所述Z轴动态箱体(10)的第三侧壁(150)内侧安装有直线导轨(141)，直线导轨(141)上嵌有滑座，直线导轨(141)的方向为激光入射孔(101)往Z轴镜筒(121)方向，所述滑座上连接有动态聚焦Z轴装置(142)，动态聚焦Z轴装置(142)上设置有Z轴镜座(144)，所述Z轴镜座(144)内嵌有聚焦Z轴镜片，动态聚焦Z轴装置(142)靠近激光入射孔(101)处设置有限制光束的光阑(145)，所述聚焦Z轴镜片与光阑圆孔(146)同轴，所述动态聚焦Z轴装置(142)一侧设置有螺母转接件，所述螺母转接件一侧与动态聚焦Z轴装置(142)连接，螺母转接件靠近第二侧壁(120)的一端与设置在第二侧壁(120)上的调焦旋钮(130)连接，所述Z轴镜筒(121)和Z轴镜座(144)上设置有Z轴挡光板(125)；所述XY振镜模块(20)内部设置有内支架(230)，内支架(230)内部设有空腔，XY振镜模块(20)的第四侧壁(240)上开设有保护窗口(220)，所述保护窗口(220)内嵌有保护镜片，保护窗口(220)和第一通孔(210)分别与空腔连通，所述XY振镜模块(20)的第四侧壁(240)上设有Y振镜(231)，Y振镜(231)伸入到空腔中，Y振镜(231)包括Y轴电机和与Y轴电机的端部连接的Y镜片(232)，所述内支架(230)空腔正上方安装有X振镜(233)，X振镜(233)伸入到空腔中，X振镜(233)包括X轴电机和与X轴电机的端部连接的X镜片(234)；所述机架(41)内安装有工控电脑机箱(411)、焊接头电控机箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海青，张合义，
申请(专利权)人：苏州菲镭泰克激光技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32