送丝激光焊接机的制作方法

本发明属于激光焊接设备技术领域，具体涉及一种送丝激光焊接机。

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。

现有的激光器采用连续激光焊接，激光辐射能量较大，很容易在摞丝处产生过熔塌陷，导致焊接强度降低。对于具有圆弧段边缘的工件而言，还需要控制激光器、送丝机构与工件的相对位置，否则难以形成光滑、整齐的摞丝；现有的焊接设备难以高效地调整各部件的相对位置和送丝角度，操作不便。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种送丝激光焊接机，以解决对圆弧状工件的激光焊接摞丝不整齐，焊接强度低的问题。

本发明提供了如下的技术方案：

送丝激光焊接机，包括焊接平台、激光器和送丝机构，所述焊接平台的底部中央安装用于驱动焊接平台旋转的伺服电机，工件由夹具定位于所述焊接平台上，工件的边缘至少有一弧形段，工件弧形段的虚拟圆心与焊接平台的旋转中心重合；所述激光器和送丝机构均安装于一支架上，所述激光器的激光头位于工件弧形段边缘的正上方，所述激光器发射调制脉冲激光；所述送丝机构可对激光头的下方连续送焊丝，所述送丝机构的送丝管可移动地安装于一调节机构上，所述送丝管与水平面之间的夹角为锐角，所述调节机构可调节送丝管与激光头之间的距离以及送丝管与水平面之间的夹角。

优选的，所述激光器的功率为300-30000w，频率为1000-20000hz；所述激光器的调制脉冲频率为5-500hz，调制脉宽为300ms。

优选的，所述调节机构包括连接板，所述连接板上沿竖直方向设有第一腰型孔，所述支架上沿水平方向设有第二腰型孔，至少一根调节螺栓固定连接所述第一腰型孔和第二腰型孔。

进一步的，所述连接板的底部固定连接微调组件，所述微调组件包括固定于连接板底部的盒体，所述盒体内安装互相啮合的扇形齿轮和从动齿轮，所述盒体内设有水平的直线导向孔，所述扇形齿轮上设有可沿所述直线导向孔移动的导向块，通过导向块移动所述扇形齿轮而驱动所述从动齿轮转动以及沿x、z轴移动；所述送丝管固定安装于从动齿轮上。

进一步的，所述扇形齿轮的轴心处铰接有拉杆，所述拉杆的另一端铰接于从动齿轮的轴心上，所述扇形齿轮可通过所述拉杆驱动所述从动齿轮往复移动。

进一步的，所述盒体内固定安装一枢轴，所述枢轴上铰接一连杆，所述连杆的另一端也铰接于所述从动齿轮的轴心上；所述连杆以枢轴为中心转动的虚拟圆弧路径为第一路径，所述拉杆以扇形齿轮的轴心为中心转动的虚拟圆弧路径为第二路径，所述从动齿轮的轴心可在所述第一路径与第二路径的交点上移动。

进一步的，所述从动齿轮上固定安装一传动杆，所述传动杆可跟随从动齿轮在竖直平面内转动，所述送丝管安装于所述传动杆上。

优选的，所述传动杆通过一连轴固定安装于所述从动齿轮上，所述盒体的面板上设有弧形的避让孔，所述连轴伸出所述避让孔后连接所述传动杆，所述连轴可沿所述避让孔移动。

进一步的，所述扇形齿轮上安装微调滑钮，所述盒体的面板上设有平行于直线导向孔的滑轨，所述微调滑钮伸出所述滑轨外，所述微调滑钮可沿着所述滑轨移动。

优选所述送丝管与水平面之间的夹角为3-85°。

本发明的有益效果是：

本发明可焊接弧形工件，通过焊接平台底部的伺服电机旋转焊接平台，激光器固定安装于焊接平台的上方，送丝机构对激光头连续送丝，实现对工件边缘的焊接，操作方便。激光器发射的激光通过脉冲调制，可降低激光热量，防止工件的焊缝处过熔而导致乱丝，形成的焊缝摞丝整齐，提高了焊接质量和焊接强度。本发明激光器的频率相对于常用的激光器频率低，可进一步减少热量散发，保证焊接效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的调节机构放大示意图；

图3是本发明的微调组件的盒体内部结构示意图；

图4是本发明的微调组件的微调动作示意图；

图5是扇形齿轮的导向块在直线导向孔内的结构示意图；

图6是传动杆与送丝管安装的侧视结构示意图。

图中标记为：1.焊接平台；2.激光器；3.伺服电机；4.支架；5.送丝管；6.激光头；7.连接板；8.第一腰型孔；9.第二腰型孔；10.调节螺栓；11.微调组件；12.盒体；13.扇形齿轮；14.从动齿轮；15.直线导向孔；16.导向块；17.拉杆；18.枢轴；19.连杆；20.第一路径；21.第二路径；22.传动杆；23.连轴；24.避让孔；25.微调滑钮；26.滑轨；27.工件；28.焊丝。

具体实施方式

如图1所示，送丝激光焊接机，包括焊接平台1、激光器2和送丝机构，焊接平台1的底部中央安装伺服电机3，伺服电机3可驱动焊接平台1按设定的转速旋转。工件27由夹具定位于焊接平台1上，夹具可以是卡爪、肘夹、定位槽、弹簧夹等常用的装夹工具或者定位结构。工件27的边缘至少有一弧形段，工件弧形段的虚拟圆心与焊接平台1的旋转中心重合。当焊接平台1旋转时，激光器2对工件27的弧形段焊接而形成弧形的焊缝。激光器2和送丝机构均安装于一支架4上，支架4可以安装于三轴滑台上(图中未示出)，三轴滑台为公知产品，根据工件的尺寸调整三轴滑台，进而改变支架4的位置，使激光器2的激光头6位于工件弧形段边缘正上方。激光器2发射的激光经过调制成脉冲激光后对工件焊接，其调制脉冲频率为5-500hz，调制脉宽为300ms。脉冲激光的热量相对于连续激光而言更低，可防止焊缝处出现乱丝，从而在焊缝处形成整齐的摞丝。激光器2的功率为300-30000w，频率为1000-20000hz，较低的频率可进一步减少热量散发，防止摞丝过熔塌陷，保证焊接效果。

送丝机构可对激光头6的下方连续送焊丝，送丝机构的送丝管5可移动地安装于一调节机构上，焊丝28穿过该送丝管5后倾斜地伸入激光头6的下方。送丝管5与水平面之间的夹角为锐角，该夹角范围为3-85°。通过调节机构可调节送丝管5与激光头6之间的距离、以及送丝管5与水平面之间的夹角，使送丝位置和姿态处于较优状态。

如图2所示，为了粗调送丝管5的位置，本设备的调节机构包括连接板7，连接板7可移动地安装于支架4上，具体地，连接板7上沿竖直方向设有第一腰型孔8，支架4上沿水平方向设有第二腰型孔9，沿竖直方向和水平方向调整连接板7与支架4的相对位置，然后通过调节螺栓10连接第一腰型孔8和第二腰型孔9，将连接板7与支架4固定，实现对送丝管5位置的粗调。

如图2至图5所示，连接板7的底部固定连接微调组件11，微调组件11包括固定于连接板7底部的盒体12，盒体12内安装互相啮合的扇形齿轮13和从动齿轮14，送丝管5固定安装于从动齿轮14上。盒体12内设有水平的直线导向孔15，扇形齿轮13的背面设有可沿直线导向孔15移动的导向块16，通过导向块16与扇形齿轮13一起移动，驱动从动齿轮14转动以及沿x、z轴移动，送丝管5跟随从动齿轮14一起转动以及沿x、z轴移动。仅需执行推移扇形齿轮13的一个动作即可同时调整送丝管5在xz轴坐标平面内的位置以及送丝管5与水平面之间的夹角，操作速度快，调节效率高。可选择扇形齿轮13与从动齿轮14的齿数、模数来改变微调组件11的调整精度。

扇形齿轮13的轴心处铰接有拉杆17，拉杆17的另一端铰接于从动齿轮14的轴心上，扇形齿轮13可通过拉杆17驱动从动齿轮14往复移动，即:在拉杆17的传动作用下，当扇形齿轮13后退时也能够驱动从动齿轮14随之后退。

盒体12内固定安装一枢轴18，枢轴18上铰接一连杆19，连杆19的另一端也铰接于从动齿轮14的轴心上；连杆19以枢轴18为中心转动的虚拟圆弧路径为第一路径20，拉杆17以扇形齿轮13的轴心为中心转动的虚拟圆弧路径为第二路径21，当推动扇形齿轮13时，可驱动从动齿轮14的轴心在第一路径20与第二路径21的交点上移动，从而使从动齿轮14的移动路径更准确可靠。

如图4和图6所示，从动齿轮14上固定安装一传动杆22，传动杆22可跟随从动齿轮14在竖直平面内转动，送丝管5安装于传动杆22上。具体地，传动杆22通过一固定于从动齿轮轴心上的连轴23固定安装于从动齿轮14上。盒体12的面板上设有弧形的避让孔24，连轴23伸出避让孔24后连接传动杆22，从动齿轮14可带动连轴23沿避让孔24移动。

如图2所示，扇形齿轮13的前侧安装微调滑钮25，盒体12的面板上设有平行于直线导向孔的滑轨26，微调滑钮25伸出滑轨26外。可推动微调滑钮25，使其沿着滑轨26移动，带动扇形齿轮13的导向块16沿着直线导向孔15移动，使扇形齿轮13带动从动齿轮14移动。

本送丝机构的调整方法为：先通过第一腰型孔8和第二腰型孔9粗调连接板7在支架4上的安装位置，然后推动微调滑钮25，调整送丝管5相对于激光头6的位置以及送丝管5与水平面之间的夹角，使送丝管伸入激光头的下方。

本送丝激光焊接机的使用方法为：将工件27放置于焊接平台1上，用夹具夹紧工件27，调整支架4的位置，使激光头6位于工件27的弧形段边缘的正上方，然后依次粗调和微调送丝管5的位置和角度，使焊丝28倾斜地伸入激光头6的下方。再启动调制脉冲后的激光器2，同时启动送丝机构和伺服电机3，旋转工件的同时，送丝机构对激光头6连续送丝，激光头6对工件的弧形边缘进行焊接，焊缝处摞丝整齐。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。