CN118905367B - 一种激光送丝焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光焊接设备技术领域，具体的说是一种激光送丝焊接装置，包括手持激光焊枪，所述手持激光焊枪下端安装有激光头，所述手持激光焊枪通过线束连接有激光器，所述手持激光焊枪一侧设有送丝枪，所述送丝枪通过管道连接有送丝机，所述送丝机设置在所述激光器上端，包括手持激光焊枪下端一侧安装的惯性传感器，所述手持激光焊枪远离惯性传感器一侧安装有电机，所述激光头上端转动连接有第一圆环，所述电机通过齿轮组能够带动所述第一圆环转动，所述第一圆环一侧转动连接有所述送丝枪，能够实现在改变激光头焊接角度时，自动控制送丝枪的摆动角度，调整送丝枪的位置，无需停机手动调整。

Description

一种激光送丝焊接装置

技术领域

本发明属于激光焊接设备技术领域，具体的说是一种激光送丝焊接装置。

背景技术

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，带送丝机构的激光焊接是一种常用的焊接方式，它通过送丝机构对焊丝整平并且将焊丝连续地输送至激光头处，再利用激光辐射能量熔化焊丝，在工件表面摞丝而实现焊接。

现有技术在使用送丝焊接装置时，手动拿取激光焊接枪的把手，随后将焊丝穿过送丝枪，调整焊丝枪的端部位于激光头一侧，随后将焊丝从送丝枪端部送出，保证激光头发出的激光束能够接触焊丝，随后将激光头对准焊缝，激光头发出的激光束将焊丝融化，融化后的焊丝接触焊缝，即可对焊缝进行焊接，当焊接弧面或者改变焊接方向时，需要调整送丝枪与的运动方向一致，使激光束始终能够接触焊丝。

上述现有技术中，当改变焊接方向与焊接角度时，需要不断调整送丝枪的角度，使送丝枪始终与激光头的移动方向一致，送丝枪端部的焊丝，才可被激光头所发出的激光束融化，并落在焊缝中部，起到焊接的作用，调整送丝枪角度时需要停机调整，防止被激光头的高温烫伤，降低了工作效率。

为此，本发明提供一种激光送丝焊接装置。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种激光送丝焊接装置，包括手持激光焊枪，所述手持激光焊枪下端安装有激光头，所述手持激光焊枪通过线束连接有激光器，所述手持激光焊枪一侧设有送丝枪，所述送丝枪通过管道连接有送丝机，所述送丝机设置在所述激光器上端，还包括手持激光焊枪下端一侧安装的惯性传感器，所述手持激光焊枪远离惯性传感器一侧安装有电机，所述激光头上端转动连接有第一圆环，所述电机通过齿轮组能够带动所述第一圆环转动，所述第一圆环一侧与所述送丝枪连接。

优选的，所述齿轮组包括与所述电机输出端固接的齿轮，所述齿轮啮合有齿圈，所述齿圈转动设置在所述激光头外侧，所述齿圈与所述第一圆环固接，所述第一圆环一侧固接有第一连杆，所述第一连杆一端转动连接有第二连杆，所述第二连杆一端固接有所述送丝枪。

优选的，所述送丝机上端固接有控制器，所述控制器通过线束与所述惯性传感器连接。

优选的，所述送丝机下端一侧设有出丝口，所述出丝口四周通过扭簧转动连接有若干第六连杆，所述第六连杆一端分别转动设置有弧形转轮。

优选的，所述手持激光焊枪上端固接有支撑组件，所述支撑组件包括固接在所述手持激光焊枪上端的第一T形杆，所述第一T形杆三个端部分别滑动贯穿有圆柱条，所述第一T形杆三个端部下端分别固接有圆筒，所述圆柱条分别能够在圆筒内滑动。

优选的，所述圆柱条下端分别转动设置有滚珠。

优选的，所述圆柱条上端分别共同固接有第二T形杆，所述第二T形杆中部螺纹连接有丝杆，所述丝杆能够在所述第一T形杆上端转动。

优选的，所述激光头一侧设有防护组件，所述防护组件包括手持激光焊枪中部下端固接的圆板，所述圆板外侧转动设置有第二圆环，所述第二圆环一侧转动设置有第一矩形条，所述第一矩形条下端一侧固接有锥形筒，所述锥形筒靠近所述激光头一侧设有开口，所述开口两侧分别固接有斜板。

优选的，所述第二圆环远离所述第一矩形条一侧转动连接有J形杆，所述J形杆下端转动连接有第三圆环，所述第三圆环能够在所述送丝枪外侧滑动。

优选的，所述第一矩形条上端转动连接有第二矩形条，所述第二矩形条一侧两端分别转动连接有第三连杆，所述J形杆上端转动连接有第三矩形条，所述第三矩形条一侧两端分别转动连接有第四连杆，所述圆板上端两侧分别固接有矩形块，所述矩形块一侧通过阻尼分别转动连接有第五连杆，两个所述第三连杆远离第二矩形条一端分别与所述第五连杆转动连接，所述第五连杆远离第三连杆一端分别转动连接有第四连杆，所述第五连杆中部分别固接有转动块。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种激光送丝焊接装置，通过在激光头一侧安装惯性传感器，惯性传感器可实时监测感知激光头的运动状态，当检测到激光头的运送方向改变后，激光头通过控制电机启动，电机通过齿轮组带动第一圆环转动，第一圆环转动时，可带动送丝枪在激光头外侧转动，能够实现在改变激光头焊接角度时，自动控制送丝枪的摆动角度，调整送丝枪的位置，无需停机手动调整。

2.本发明所述的一种激光送丝焊接装置，通过第五连杆转动，带动两端的第三连杆与第四连杆分别向相反方向移动，第三连杆通过第二矩形条带动第一矩形条转动，使第一矩形条带动锥形筒将激光头包裹，同时第四连杆通过第三矩形条带动J形杆转动，使J形杆带动第三圆环向靠近激光头一侧移动，同时第三圆环在送丝枪外侧滑动，随后送丝枪通过第二连杆与第一连杆发生转动，带动送丝枪下端远离激光头，将送丝枪下端远离激光头的同时可将锥形筒移动至激光头外侧进行防护，对激光头进行防护，防止误触激光头造成烫伤。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例一的立体图；

图2是支撑组件位置示意；

图3是送丝枪位置示意图；

图4是弧形转轮位置示意图；

图5是支撑组件结构示意图；

图6是圆板位置示意图；

图7是锥形筒位置示意图；

图中：1、手持激光焊枪；11、激光头；111、激光器；12、惯性传感器；121、电机；122、齿轮；123、齿圈；124、控制器；13、第一圆环；131、第一连杆；132、第二连杆；14、送丝枪；141、送丝机；142、出丝口；143、第六连杆；144、弧形转轮；2、第一T形杆；21、圆筒；22、圆柱条；221、滚珠；23、第二T形杆；24、丝杆；3、圆板；31、第二圆环；32、J形杆；321、第三圆环；33、第一矩形条；331、锥形筒；332、斜板；34、第二矩形条；341、第三连杆；35、第三矩形条；351、第四连杆；36、第五连杆；361、矩形块；362、转动块。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、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，进一步阐述本发明。

实施例一，如图1-图3所示，本发明实施例所述的一种激光送丝焊接装置，包括手持激光焊枪1，手持激光焊枪1下端安装有激光头11，手持激光焊枪1通过线束连接有激光器111，手持激光焊枪1一侧设有送丝枪14，送丝枪14通过管道连接有送丝机141，送丝机141设置在激光器111上端，还包括手持激光焊枪1下端一侧安装的惯性传感器12，手持激光焊枪1远离惯性传感器12一侧安装有电机121，激光头11上端转动连接有第一圆环13，电机121通过齿轮组能够带动第一圆环13转动，第一圆环13一侧与送丝枪14连接。

具体的，现有的激光焊接装置包括焊接枪和送丝枪，焊接枪上设有激光头、激光器、把手；在使用手持式激光送丝焊接装置进行焊接时，先手动拿取手持激光焊枪1的把手，随后将焊丝穿过送丝枪14，调整送丝枪14的端部位于激光头11一侧，随后将焊丝从送丝枪14端部送出，保证激光头11发出的激光束能够接触焊丝，随后将激光头11对准焊缝，随后启动激光器111，通过线束的传输使激光头11发出激光束，激光束接触焊丝，将焊丝融化，融化后的焊丝接触焊缝，即可对焊缝进行焊接，当焊接弧面或者改变焊接方向时，需要始终保持送丝枪14与激光头11的运动方向一致，因此需要不断手动调整送丝枪14的方向，由于激光束温度较高，会使激光头11的温度较高，手动调整可能会造成烫伤，调整过程较为繁琐，在使用本装置时，在手持激光焊枪1一侧设有把手，手动拿取把手，调整好送丝枪14的与激光头11的距离后，将激光头11对准焊缝，随后启动激光器111使激光头11发出激光束融化焊丝，融化的焊丝接触焊缝，对焊缝进行焊接，当驱动激光头11改变焊接方向时，惯性传感器12可实时监测感知激光头11的运动状态，当检测到激光头11的运送方向改变后，激光头11通过控制电机121启动，电机121通过齿轮组带动第一圆环13转动，第一圆环13转动时，可带动送丝枪14在激光头11外侧转动，能够实现在改变激光头11焊接角度时，自动控制送丝枪14的摆动角度，调整送丝枪14的位置，无需停机手动调整。

如图3所示，齿轮组包括与电机121输出端固接的齿轮122，齿轮122啮合有齿圈123，齿圈123转动设置在激光头11外侧，齿圈123与第一圆环13固接，第一圆环13一侧固接有第一连杆131，第一连杆131一端转动连接有第二连杆132，第二连杆132一端固接有送丝枪14。

具体的，当惯性传感器12检测到激光头11的焊接方向改变时，通过控制电机121启动，带动齿轮122转动，齿轮122带动齿圈123转动，齿圈123通过第一圆环13带动送丝枪14围绕激光头11转动，可实时监测并调整送丝枪14的位置，始终与激光头11的运动方向一致，无需手动调整。

如图1所示，送丝机141上端固接有控制器124，控制器124通过线束与惯性传感器12连接。

具体的，惯性传感器12能够感知激光头11的运动状态，包括速度方向及大小，加速度方向及大小，倾角等，当惯性传感器12检测到激光头11的焊接方向改变时，惯性传感器12将激光头11运动状态发送至控制器124，控制器124通过参数匹配，输出合适的控制信号如送丝参数和激光参数发送至送丝机141、电机121和激光器111从而控制改变送丝枪14相对激光头11位置、送丝速度及激光功率。

如图4所示，送丝机141下端一侧设有出丝口142，出丝口142四周通过扭簧转动连接有若干第六连杆143，第六连杆143一端分别转动设置有弧形转轮144。

具体的，送丝机141内部安装有成卷的焊丝，将焊丝从出丝口142拉出穿过送丝枪14，由送丝枪14对焊丝端部进行限位，通过驱动成卷的焊丝转动，可使焊丝从出丝口142内向外输出，通过不断输送焊丝从而进行焊接，送丝枪14在焊接过程中，需要根据激光头11的焊接方向转动，在出丝口142设有的若干第六连杆143通过弧形转轮144将焊丝夹持，防止送丝枪14转动时拉动焊丝，造成焊丝弯折。

如图5所示，手持激光焊枪1上端固接有支撑组件，支撑组件包括固接在手持激光焊枪1上端的第一T形杆2，第一T形杆2三个端部分别滑动贯穿有圆柱条22，第一T形杆2三个端部下端分别固接有圆筒21，圆柱条22分别能够在圆筒21内滑动。

具体的，在焊接时，需要一直手动拿取手持激光焊枪1，移动手持激光焊枪1进行焊接时，无法始终保持激光头11与焊缝之间的距离，通过在激光头11四周设置圆柱条22进行支撑，通过驱动圆柱条22在圆筒21内滑动，可控制激光头11与焊缝之间的距离，同时在激光头11移动时，对激光头11进行支撑，使激光头11与焊缝的距离始终保持一致。

如图5所示，圆柱条22下端分别转动设置有滚珠221。

具体的，当圆柱条22对激光头11进行支撑，激光头11移动时带动圆柱条22在板材上端移动，圆柱条22移动时底端设有的滚珠221与板材发生转动，防止造成划痕。

如图5所示，圆柱条22上端分别共同固接有第二T形杆23，第二T形杆23中部螺纹连接有丝杆24，丝杆24能够在第一T形杆2上端转动。

具体的，通过驱动丝杆24转动，可带动第二T形杆23向上移动，第二T形杆23同时带动圆柱条22向上移动，可使激光头11向下移动，可根据不同焊缝的尺寸深度调整激光头11与焊缝之间的距离。

如图6-图7所示，激光头11一侧设有防护组件，防护组件包括手持激光焊枪1中部下端固接的圆板3，圆板3外侧转动设置有第二圆环31，第二圆环31一侧转动设置有第一矩形条33，第一矩形条33下端一侧固接有锥形筒331，锥形筒331靠近激光头11一侧设有开口，开口两侧分别固接有斜板332。

具体的，当激光头11焊接完成后，由于产生的激光束温度较高，会造成激光头11的温度变高，在移动手持激光焊枪1时，激光头11始终暴露在外，不小心碰到会造成烫伤，在使用本发明时，焊接完成后，驱动第一矩形条33上端向远离圆板3一侧转动，使第一矩形条33下端向靠近激光头11一侧移动，第一矩形条33带动锥形筒331靠近激光头11,锥形筒331为弹片，可发生形变，斜板332接触激光头11侧边，将锥形筒331开口位置撑大直至激光头11进入锥形筒331中部，锥形筒331对激光头11进行防护，防止误触激光头11造成烫伤。

如图6所示，第二圆环31远离第一矩形条33一侧转动连接有J形杆32，J形杆32下端转动连接有第三圆环321，第三圆环321能够在送丝枪14外侧滑动。

具体的，当焊接完成后由于激光头11的温度较高，需要调整送丝枪14远离激光头11，防止送丝枪14端部的焊丝融化滴落造成污染，通过驱动J形杆32上端向远离圆板3一侧转动，使J形杆32下端向靠近激光头11一侧移动，带动第三圆环321向靠近激光头11一侧移动，同时第三圆环321在送丝枪14外侧滑动，随后送丝枪14通过第二连杆132与第一连杆131发生转动，带动送丝枪14下端远离激光头11。

实施例二，如图7所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：第一矩形条33上端转动连接有第二矩形条34，第二矩形条34一侧两端分别转动连接有第三连杆341，J形杆32上端转动连接有第三矩形条35，第三矩形条35一侧两端分别转动连接有第四连杆351，圆板3上端两侧分别固接有矩形块361，矩形块361一侧通过阻尼分别转动连接有第五连杆36，两个第三连杆341远离第二矩形条34一端分别与第五连杆36转动连接，第五连杆36远离第三连杆341一端分别转动连接有第四连杆351，第五连杆36中部分别固接有转动块362。

具体的，通过驱动转动块362转动，带动第五连杆36转动，第五连杆36带动两端的第三连杆341与第四连杆351分别向相反方向移动，第三连杆341带动第二矩形条34向远离圆板3一侧移动，第二矩形条34带动第一矩形条33上端向远离圆板3一侧转动，使第一矩形条33下端向靠近激光头11一侧移动，第一矩形条33带动锥形筒331将激光头11包裹，同时第四连杆351带动第三矩形条35向远离圆板3一侧移动，第三矩形条35带动J形杆32上端向远离圆板3一侧转动，使J形杆32下端向靠近激光头11一侧移动，带动第三圆环321向靠近激光头11一侧移动，同时第三圆环321在送丝枪14外侧滑动，随后送丝枪14通过第二连杆132与第一连杆131发生转动，带动送丝枪14下端远离激光头11，将送丝枪14下端远离激光头11的同时可将锥形筒331移动至激光头11外侧进行防护。

工作原理，在手持激光焊枪1一侧设有把手，使用时手动拿取把手，在激光头11四周设置圆柱条22进行支撑，通过驱动丝杆24转动，可带动第二T形杆23向上移动，第二T形杆23同时带动圆柱条22向上移动，可使激光头11向下移动，可根据不同焊缝的尺寸深度调整激光头11与焊缝之间的距离，在移动11对焊缝进行焊接时，激光头11移动时带动圆柱条22在板材上端移动，使激光头11与焊缝的距离始终保持一致；

焊接时，当驱动激光头11改变焊接方向时，惯性传感器12可实时监测感知激光头11的运动状态，当检测到激光头11的运送方向改变后，激光头11通过控制电机121启动，带动齿轮122转动，齿轮122带动齿圈123转动，齿圈123通过第一圆环13带动送丝枪14围绕激光头11转动，可实时监测并调整送丝枪14的位置，始终与激光头11的运动方向一致，无需手动调整，惯性传感器12能够感知激光头11的运动状态，包括速度方向及大小，加速度方向及大小，倾角等，当惯性传感器12检测到激光头11的焊接方向改变时，惯性传感器12将激光头11运动状态发送至控制器124，控制器124通过参数匹配，输出合适的控制信号如送丝参数和激光参数发送至送丝机141、电机121和激光器111从而控制改变送丝枪14相对激光头11位置、送丝速度及激光功率；

当激光头11焊接完成后，由于产生的激光束温度较高，会造成激光头11的温度变高，在移动手持激光焊枪1时，激光头11始终暴露在外，不小心碰到会造成烫伤，在使用本发明时，通过驱动转动块362转动，带动第五连杆36转动，第五连杆36带动两端的第三连杆341与第四连杆351分别向相反方向移动，第三连杆341带动第二矩形条34向远离圆板3一侧移动，第二矩形条34带动第一矩形条33上端向远离圆板3一侧转动，使第一矩形条33下端向靠近激光头11一侧移动，第一矩形条33带动锥形筒331将激光头11包裹，同时第四连杆351带动第三矩形条35向远离圆板3一侧移动，第三矩形条35带动J形杆32上端向远离圆板3一侧转动，使J形杆32下端向靠近激光头11一侧移动，带动第三圆环321向靠近激光头11一侧移动，同时第三圆环321在送丝枪14外侧滑动，随后送丝枪14通过第二连杆132与第一连杆131发生转动，带动送丝枪14下端远离激光头11，将送丝枪14下端远离激光头11的同时可将锥形筒331移动至激光头11外侧进行防护。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种激光送丝焊接装置，包括手持激光焊枪（1），所述手持激光焊枪（1）下端安装有激光头（11），所述手持激光焊枪（1）通过线束连接有激光器（111），所述手持激光焊枪（1）一侧设有送丝枪（14），所述送丝枪（14）通过管道连接有送丝机（141），所述送丝机（141）设置在所述激光器（111）上端，其特征在于：还包括手持激光焊枪（1）下端一侧安装的惯性传感器（12），所述手持激光焊枪（1）远离惯性传感器（12）一侧安装有电机（121），所述激光头（11）上端转动连接有第一圆环（13），所述电机（121）通过齿轮组能够带动所述第一圆环（13）转动，所述第一圆环（13）一侧与所述送丝枪（14）连接；

所述激光头（11）一侧设有防护组件，所述防护组件包括手持激光焊枪（1）中部下端固接的圆板（3），所述圆板（3）外侧转动设置有第二圆环（31），所述第二圆环（31）一侧转动设置有第一矩形条（33），所述第一矩形条（33）下端一侧固接有锥形筒（331），所述锥形筒（331）靠近所述激光头（11）一侧设有开口，所述开口两侧分别固接有斜板（332）；

所述第二圆环（31）远离所述第一矩形条（33）一侧转动连接有J形杆（32），所述J形杆（32）下端转动连接有第三圆环（321），所述第三圆环（321）能够在所述送丝枪（14）外侧滑动；

所述第一矩形条（33）上端转动连接有第二矩形条（34），所述第二矩形条（34）一侧两端分别转动连接有第三连杆（341），所述J形杆（32）上端转动连接有第三矩形条（35），所述第三矩形条（35）一侧两端分别转动连接有第四连杆（351），所述圆板（3）上端两侧分别固接有矩形块（361），所述矩形块（361）一侧通过阻尼分别转动连接有第五连杆（36），两个所述第三连杆（341）远离第二矩形条（34）一端分别与所述第五连杆（36）转动连接，所述第五连杆（36）远离第三连杆（341）一端分别转动连接有第四连杆（351），所述第五连杆（36）中部分别固接有转动块（362）。

2.根据权利要求1所述的一种激光送丝焊接装置，其特征在于：所述齿轮组包括与所述电机（121）输出端固接的齿轮（122），所述齿轮（122）啮合有齿圈（123），所述齿圈（123）转动设置在所述激光头（11）外侧，所述齿圈（123）与所述第一圆环（13）固接，所述第一圆环（13）一侧固接有第一连杆（131），所述第一连杆（131）一端转动连接有第二连杆（132），所述第二连杆（132）一端固接有所述送丝枪（14）。

3.根据权利要求1所述的一种激光送丝焊接装置，其特征在于：所述送丝机（141）上端固接有控制器（124），所述控制器（124）通过线束与所述惯性传感器（12）连接。

4.根据权利要求3所述的一种激光送丝焊接装置，其特征在于：所述送丝机（141）下端一侧设有出丝口（142），所述出丝口（142）四周通过扭簧转动连接有若干第六连杆（143），所述第六连杆（143）一端分别转动设置有弧形转轮（144）。

5.根据权利要求1所述的一种激光送丝焊接装置，其特征在于：所述手持激光焊枪（1）上端固接有支撑组件，所述支撑组件包括固接在所述手持激光焊枪（1）上端的第一T形杆（2），所述第一T形杆（2）三个端部分别滑动贯穿有圆柱条（22），所述第一T形杆（2）三个端部下端分别固接有圆筒（21），所述圆柱条（22）分别能够在圆筒（21）内滑动。

6.根据权利要求5所述的一种激光送丝焊接装置，其特征在于：所述圆柱条（22）下端分别转动设置有滚珠（221）。

7.根据权利要求6所述的一种激光送丝焊接装置，其特征在于：所述圆柱条（22）上端分别共同固接有第二T形杆（23），所述第二T形杆（23）中部螺纹连接有丝杆（24），所述丝杆（24）能够在所述第一T形杆（2）上端转动。