专利名称：一种激光点焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于激光焊接领域，尤其涉及一种激光点焊机。
背景技术：
激光点焊是利用高能量的激光脉冲对材料进行《敖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的熔池， 从而将相同或不同的材料焊接在一起。现有的激光点焊机每次装卸工件都需要
激光器停止工作，每次装卸激光器都要停止至少IO秒以上，甚至多于激光焊接 的时间(3-5秒)，且每台点焊机只能由一个操作人员装卸工件，以致产能低 下，常常需要增加多台设备来满足大批量生产的需求，而激光点焊机价格昂贵， 目前市场^介为每台40万元以上。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种激光点焊机，旨在解决目前的激光点焊机 产能低下的问题。
本实用新型是这样实现的， 一种激光点焊机，包括一激光发生器，所述激 光点焊机还包括 一工作台基座；
安装于所述工作台基座上的第 一工作台和第二工作台； 第一伺服电机和笫二伺服电机，分别控制所述第一工作台X、 Y方向的运
动；
第三伺服电机和第四伺服电机，分别控制所述第二工作台X、 Y方向的运 动；以及
4PLC控制系统，分别与所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机 和第四伺服电机连接，触发所述第一伺服电机、第二伺服电机控制所述第一工
作台运动，触发所述第三伺服电机、第四伺服电机控制所述第二工作台运动； 所述PLC控制系统与所述激光发生器连接，在所述第 一工作台和第二工作台运 动到位后，触发所述激光发生器发出激光，执行焊接操作。
件不在焊接区域进行，而是在设备以外区域进行，且可多人装卸工件，极大地 提高了产能，同时采用PLC控制器与人机界面结合的控制方案，可根据用户预 先设置的位置数据，结合定位驱动系统，协调双工作台的运动，实现数控双工 作台的可靠运行。
图1是本实用新型实施例提供的激光点焊机的结构图2是本实用新型实施例提供的激光点焊机工作台控制系统控制原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图 及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例中，激光点焊机采用双工作台形式，并通过可编程逻辑 控制器(Programmable Logic Controller, PLC)协调控制两个工作台的运动以 及激光发生器和振镜系统的工作节拍，从而大大缩短点焊机的非焊接时间，提 高工作效率。
图1示出了本实用新型实施例提供的激光点焊机的结构，为了便于描述， 仅示出了与本实施例相关的部分。工作台基座1上安装有第一工作台21和第二 工作台22，激光发生器3发出的激光通过光纤传输光缆4至振镜系统5，振镜系统5通过其内置的反光镜使激光束输出至预设的第一工作台21或第二工作台
22上待焊接工件的焊点位置，其中第一工作台21和第二工作台22的分别由两 个伺服电机独立驱动在各自导轨上运动，工作台传动部分采用滚珠丝杠通过弹 性联轴器与伺服电机连接，伺服电机的转动又由可编程逻辑控制器6控制，当 可编程逻辑控制器6控制第一工作台21或第二工作台22运动到位后，可编程 逻辑控制器6向激光发生器3发出一焊接触发信号，激光发生器3发出的激光 通过光纤传输光缆4至振镜系统5 ，最终由振镜系统5将激光输出以进行焊接。
本实用新型实施例中，可编程逻辑控制器6通过伺服电机控制第一工作台 21和第二工作台22交替运动至振镜系统5的焊接区域，当其中的一个工作台 上承载有工件进行焊接时，操作人员可以在焊接区域外对另一工作台进行装卸 工件的动作，当工件焊接完毕后，激光发生器3只需停止很短的时间，至另一 个工作台的工件运送到位后继续焊接。其中，操作人员可以通过人机界面7对 可编程逻辑控制器6进行各种参数的设置，如所需焊接产品的行数、列数、间 距等参数，也可以通过手持器等对可编程逻辑控制器6进行控制。
图2示出了本实用新型实施例提供的激光点焊机的工作台控制系统的控制 原理，为了便于描述，仅示出了与本实施例相关的部分，其中，可编程逻辑控 制器6、与可编程逻辑控制器6连接的人机界面7和手持器、与可编程逻辑控 制器6连接的第一伺服驱动器211、第二伺服驱动器221、第三伺服驱动器231、 第四伺服驱动器241等组成了 PLC控制系统，其中第一伺服驱动器211、第二 伺服驱动器221、第三伺服驱动器231、第四伺服驱动器241还分别与第一伺服 电机212、第二伺服电机222、第三伺服电机232、第四伺服电机242连接。
结合图1、图2,工作台每次开机后回零，以保证机械坐标的精确度，回零 完毕后操作人员通过人机界面7将对可编程逻辑控制器6进行参数设置，设置 的参数存储于可编程逻辑控制器6中，对于同一产品的的焊接第一次设置好参 数后，开机即可使用、无需再重设。接下来对焦、选择自动之后，工作台即进 入自动状态，此时第一工作台21和第二工作台22均停留在偏置位。假定当前待焊接产品装载于第一工作台21上，且第一工作台21的二维运
动由第一伺服电机212和第二伺服电机222控制，则可编程逻辑控制器6首先 向第一伺服驱动器211发出脉沖信号，第一伺服驱动器211收到该信号后驱动 第一伺服电机212带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠进一步带动第一工作台21沿X 轴运动，第一工作台21在X方向运动到位后，可编程逻辑控制器6立即向第 二伺服驱动器221发出脉冲信号，第二伺服驱动器221收到该信号后驱动第二 伺服电机222带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠进一步带动第一工作台21在Y方 向上运动到所需位置，此时第一工作台21完成了在X、 Y方向的位移，可编程 逻辑控制器6向激光发生器3发出焊接触发信号，激光发生器3发出的激光由 振镜系统5输出进行焊接。
本实用新型实施例中，为进一步提高工作效率，操作人员首先将多个待焊 接产品置于一夹具中，再将该夹具装载于工作台上，当夹具中的第一个产品焊 接完毕后，激光发生器3停止发出激光，并输出一工作完成信号至可编程逻辑 控制器6，可编程逻辑控制器6同样先后向第一伺服驱动器211和第二伺服驱 动器221发出脉冲信号，以使第一工作台21上下一个待焊接产品在第一伺服电 机212和第二伺服电机222的控制下移动到振镜系统5的焦点处，可编程逻辑 控制器6再次向激光发生器3发出焊接触发信号以进行当前产品的焊接，依此 类推直至第一工作台21上的所有待焊接产品焊接完毕，可编程逻辑控制器6 通过第一伺服驱动器211和第二伺服驱动器221控制第一工作台21退回到偏置 位(此时操作人员可进行第一工作台21上工件的卸装)，并随之通过第三伺服 驱动器231、第三伺服电机232、第四伺服驱动器241、第四伺服电机242使得 第二工作台22上的各个待焊接产品依次移动到振镜系统5的焦点处进行焊接， 全部焊接完毕后可编程逻辑控制器6控制第二工作台22退回到偏置位(此时操 作人员可进行第二工作台22上工件的卸装)，并随之通过第一伺服驱动器211、 第一伺服电机212、第二伺服驱动器221、第二伺服电机222使得第一工作台 21上的各个待焊接产品依次移动到振镜系统5的焦点处进行焊接，如此循环。进一步地，本实施例中各个伺服电机在运行的同时还输出 一路反馈信号到
相应的伺服驱动器，如图2所示，第一伺服电机212输出反馈信号至第一祠服 驱动器211、第二伺服电机222输出反馈信号至第二伺服驱动器221、第三伺服 电机232输出反馈信号至第三伺服驱动器231、第四伺服电机242输出反馈信 号至第四伺服驱动器241,该反馈信号将伺服电机实际运行位置值反馈到伺服 控制器，执行半闭环控制，系统会追随实际位置进行实时计算，得出运行位置 差值并在驱动器当中进行转化，从而再得出信号去驱动伺服电机，从而使得伺 服电机的运行值非常接近于所需值，达到减小误差的目的，即伺服驱动器和伺 服电机之间的连接方式采用了负反馈闭环连接方式，整个系统为半闭环控制。
进一步地，焊接工作台每个轴的机械可移动范围以内都有3个光电传感器， 分别是左限位传感器、回零传感器和右限位传感器，其中左限位传感器和右限 位传感器的作用是当机器异常情况下制止工作台在左、右两个方向撞到机械限 位上，从而起到防止机械相撞的作用，回零传感器作为才几器回零的感应开关。
进一步地，上述各个伺服电机均为交流伺服电机。
本实用新型实施例提供的激光点焊机将自动数字控制技术、机械直线导轨、 滚珠丝杠传动系统、交流伺服电机和激光系统有机的结合在一起，双工作台的 采用大大缩短了激光器停止工作时间，装卸工件不在焊接区域进行，而是在设 备以外区域进行，且可多人装卸工件，极大地提高了产能；直线导轨和滚珠丝 杠的组合方式，也有助于提高工作台的往复运动精度；采用振镜扫描式控制系 统，使得激光束高速准确地偏移到指定焊点；同时采用PLC控制器与人机界面 结合的控制方案，可根据用户预先设置的位置数据，结合定位驱动系统，协调 双工作台的运动和激光系统、振镜系统的工作节拍，实现数控双工作台的可靠 运行。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型， 凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应 包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种激光点焊机，包括一激光发生器，其特征在于，所述激光点焊机还包括一工作台基座；安装于所述工作台基座上的第一工作台和第二工作台；第一伺服电机和第二伺服电机，分别控制所述第一工作台X、Y方向的运动；第三伺服电机和第四伺服电机，分别控制所述第二工作台X、Y方向的运动；以及PLC控制系统，分别与所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机和第四伺服电机连接，触发所述第一伺服电机、第二伺服电机控制所述第一工作台运动，触发所述第三伺服电机、第四伺服电机控制所述第二工作台运动；所述PLC控制系统与所述激光发生器连接，在所述第一工作台和第二工作台运动到位后，触发所述激光发生器发出激光，执行焊接操作。
2、 如权利要求1所述的激光点焊机，其特征在于，所述激光点焊机还包括 振镜系统，通过光纤传输光缆与所述激光发生器连接。
3、 如权利要求1所述的激光点焊机，其特征在于，所述PLC控制系统进 一步包括可编程逻辑控制器、与所述可编程逻辑控制器连接的第一伺服驱动 器、第二伺服驱动器、第三伺服驱动器、第四伺服驱动器和与所述可编程逻辑 控制器连接的人机界面、手持器；所述第一伺服驱动器与所述第一伺服电机连 接，所述第二伺服驱动器与所述第二伺服电机连接，所述第三伺服驱动器与所 述第三伺服电机连接，所述第四伺服驱动器与所述第四伺服电机连接。
4、 如权利要求1所述的激光点焊机，其特征在于，所述第一伺服电机、第 二伺服电机、第三伺服电机和第四伺服电机均与伺服驱动器为闭环连接。
5、 如权利要求1所述的激光点焊机，其特征在于，所述第一工作台传动部 分采用滚珠丝杠通过弹性联轴器与所述第一伺服电机和第二伺服电机连接。
6、 如权利要求1所述的激光点焊机，其特征在于，所述第二工作台传动部 分采用滚珠丝杠通过弹性联轴器与所述第三伺服电机和第四伺服电机连接。
7、 如权利要求1至6任一项所述的激光点焊机，其特征在于，所述第一伺 服电机、第二伺服电机、第三伺服电机和第四伺服电机均为交流伺服电机。
专利摘要本实用新型适用于激光焊接领域，提供了一种激光点焊机，所述激光点焊机包括一激光发生器，所述激光点焊机还包括一工作台基座；安装于所述工作台基座上的第一工作台和第二工作台；第一伺服电机和第二伺服电机，分别控制所述第一工作台X、Y方向的运动；第三伺服电机和第四伺服电机，分别控制所述第二工作台X、Y方向的运动；PLC控制系统，在所述第一工作台和第二工作台运动到位后，触发所述激光发生器发出激光，执行焊接操作。本实用新型中，双工作台的采用大大缩短了激光器停止工作时间，装卸工件不在焊接区域进行，而是在设备以外区域进行，且可多人装卸工件，极大地提高了产能。
文档编号B23K26/22GK201249333SQ20082014710
公开日2009年6月3日 申请日期2008年8月28日 优先权日2008年8月28日
发明者胡羽飞 申请人:胡羽飞