手持式激光焊接设备的振镜调节机构的制作方法

1.本发明涉及激光焊接领域，具体涉及手持式激光焊接设备的振镜调节机构，以及包括该振镜调节机构的手持式激光焊接设备。


背景技术：

2.激光焊接是利用激光聚焦焦点处极高的能量使母材熔化实现焊接，具有焊接速度快、热变形区域小、操作简单等优点。通常利用一个或多个振镜反射光束，使焦点在一定范围内偏摆。但是，由于手持激光焊是人工操作，焊枪有可能会发生碰撞、跌落等意外，当手持激光焊枪受到一定震动后，振镜有可能发生位移，使焦点位置改变，甚至使激光不能从枪体内正常射出，损坏焊枪。现有技术通常是将振镜电机通过螺钉或哈夫压板固定，发生位移后，调整范围小、调整难度大，通常不能在使用现场进行调整，需要返厂维修，影响使用。
3.因此，实践中亟待提供一种能够方便地调节振镜位置的振镜调节机构，以及手持式激光焊接设备。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种振镜调节机构和相应的手持式激光焊接设备，以提高振镜位置调节的便利性。
5.在第一方面，本发明提供了一种用于手持式激光焊接设备的振镜调节机构，其包括：壳体，其具有电机安装孔；振镜电机，其一端连接至振镜，振镜电机安装在电机安装孔内；关节套，其套设在振镜电机的外侧，关节套的外表面具有突起的关节部和位于关节部两侧的前部和后部，所述关节部接触电机安装孔的内壁，所述前部和后部不接触电机安装孔的内壁，使得所述关节部形成振镜电机相对于壳体转动的转动支承部位；调节螺钉，其可移动地安装在壳体的螺钉孔内，调节螺钉的末端能够接触关节套的前部或后部，从而在振镜电机上施加作用力。
6.在该方案中，关节套将振镜电机可转动地支撑在电机安装孔内，通过调节调节螺钉的位置，可运用杠杆原理调节振镜电机的位置和取向，实现对振镜的位置调节，这一调节方式简单可靠，无需拆卸壳体，在现场即可操作，极大地降低了调节难度，提高了手持式激光焊接设备的使用性能。
7.可选地，所述关节部围绕振镜电机的轴线方向延伸一周形成环形，并且，所述关节部具有圆弧形的轮廓。
8.在该方案中，环形的关节部可以在一周的各个方向上提供转动支承点，使得振镜电机可以在各个方向上转动；圆弧形的轮廓使得转动平顺，提高了调节的精准度。
9.可选地，所述调节螺钉包括前调节螺钉和后调节螺钉，前调节螺钉的末端能够接触关节套的前部，后调节螺钉的末端能够接触关节套的后部。
10.在该方案中，前调节螺钉的旋进可促使振镜电机沿一个方向转动，后调节螺钉的旋进可促使振镜电机沿相反方向转动，两个调节螺钉的设置实现了双向调节；当利用一侧
的调节螺钉调节完成后，拧紧另一侧的调节螺钉，可以使振镜电机稳定地保持在调节好的位置上。
11.可选地，前调节螺钉和后调节螺钉接触关节套的部位距离关节部的距离相等。
12.可选地，前调节螺钉和后调节螺钉接触关节套的部位的连线平行于振镜电机的轴线方向。
13.可选地，所述调节螺钉包括多组调节螺钉，每一组调节螺钉包括一个前述的前调节螺钉和一个前述的后调节螺钉。
14.可选地，所述调节螺钉包括三组调节螺钉，其中，第一组调节螺钉位于壳体的顶部，第二组调节螺钉位于壳体的左下部，第三组调节螺钉位于壳体的右下部。
15.在该方案中，可协同利用该三组调节螺钉来调节振镜的位置和取向，多个调节螺钉的设置提高了调节灵活性，操作简便；而且，调节螺钉设置在壳体的不被其他部件遮挡的顶部、左下部和左下部，触达和操作方便，对已有手持式激光焊接设备的结构的影响小。
16.可选地，所述三组调节螺钉围绕电机安装孔的轴线方向对称布置。
17.可选地，所述关节套的内表面与振镜电机过盈配合或胶合；并且，所述关节套的关节部与电机安装孔的内表面过盈配合。
18.在该方案中，由于关节套与电机安装孔过盈配合，可以便利地将关节套连同振镜电机插入或移出电机安装孔，安装维修方便；而且，关节部的过盈配合可以提供足够的轴向限位作用，使关节套连同振镜电机稳定地保持位置。
19.在第二方面，本发明提供了一种手持式激光焊接设备，其包括：激光光源，其被配置为发出激光束；振镜，其被配置为反射激光束，并在振镜电机的驱动下往复摆动；以及如上文所述的振镜调节机构。
20.在该方案中，可利用该振镜调节机构简单可靠地调节手持式激光焊接设备内的振镜的位置，无需拆卸壳体，在现场即可操作，极大地降低了调节难度，提高了手持式激光焊接设备的使用性能。
附图说明
21.图1示出了手持式激光焊接设备的示意图；
22.图2示出了本发明的具有振镜调节机构的手持式激光焊机设备的剖视图；
23.图3示出了安装有关节套的振镜电机的剖视图；
24.图4是图2的局部放大图，示出了振镜调节机构；
25.图5振镜调节机构的工作原理示意图；
26.图6示出了本发明的具有振镜调节机构的手持式激光焊机设备的分解图。
27.附图标记：1激光光源；2准直透镜；3振镜；4振镜电机；5聚焦透镜；6壳体；7关节套；8调节螺钉；41第一圆柱部；42第二圆柱部；43环形台阶面；61电机安装孔；71关节部；72前部；73后部；81前调节螺钉；82后调节螺钉。
具体实施方式
28.为了使得本发明的技术方案的目的、方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明的具体实施例的示意性附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚和完整的描述。除非另
有说明，否则本文所使用的术语具有本领域通常的含义。附图中相同的附图标记代表相同的部件。
29.图1示出了手持式激光焊接设备的示意图，其主要包括激光光源1、准直透镜2、振镜3、振镜电机4、聚焦透镜5等。激光光源1发出发散的激光束。准直透镜2接收发散光束，并使其偏转为平行光束。振镜3具有反射面，其设置在平行光束的光路中，使其以一定角度反射。聚焦透镜5接收反射的平行光束，并使其偏转为会聚光束并投射至待焊接的工件表面，用于加热、熔化和焊接工件。振镜电机4连接至振镜5，用于驱动振镜3围绕轴线x往复摆动，摆动的振镜3使激光束的出射方向随之往复摆动，使激光光斑形成具有一定宽度的焊缝。在使用中，因为掉落、撞击等意外因素，振镜电机4的位置可能会发生偏移，导致振镜3的位置偏移设定位置，使得激光束的位置发生错位，甚至无法正常射出。因此，需要在手持式激光焊接设备内设置振镜调节机构，调节振镜电机4以及振镜3的位置。
30.图2示出了根据本发明的具有振镜调节机构的手持式激光焊接设备的剖视图。图2示出了设备的壳体6，壳体6具有内腔，用于在其中容纳激光光源1、准直透镜2、振镜3、振镜电机4、聚焦透镜5等部件。如图所示，壳体6具有电机安装孔61，其大致为圆柱形，用于在其内部安装和固定振镜电机4。在振镜电机4和电机安装孔61的孔壁之间设置关节套7。关节套7固定在振镜电机4上，并且能够以其上的关节部71为支承部位相对于壳体6转动，从而可转动地支撑振镜电机4。另外，在壳体6上围绕振镜电机4设置多个调节螺钉8，每个调节螺钉8的内端可接触关节套7，调节螺钉8的移动可转换为关节套7和振镜电机4的转动，因此，调节螺钉8能够方便地调节振镜电机4的位置和取向。上述关节套7和调节螺钉8一起构成了本发明的振镜调节机构。
31.图3示出了振镜电机4和关节套7的具体结构。振镜电机4的输出端安装振镜3，当振镜电机4转动时，可带动振镜3转动，实现对激光光束方向的调节。如图所示，振镜电机4具有直径较小的第一圆柱部41和直径较大的第二圆柱部42，二者的相接部位形成环形台阶面43。第一圆柱部41更靠近安装振镜3的一端。关节套7套设并固定在第一圆柱部41的外侧。关节套7为大体圆筒形的部件，其内侧表面为圆柱形，通过过盈配合或胶合方式固定在第一圆柱部41的外表面，使关节套7和振镜电机4固定为整体并能够一起移动。关节套7的外表面的中间位置形成径向向外突出的关节部71，该关节部71将关节套7的圆柱形外表面划分为前部72和后部73，关节部71最外侧距离振镜电机4的轴线x的距离大于前部72和后部73最外侧距离轴线x的距离，使得关节部71成为关节套7的外侧最高部位。
32.如图3所示，关节部71在侧视剖视图(即，过轴线x的平面中)中具有圆弧形的轮廓，从而在关节套7的外表面上形成圆弧形的环状突起，即，该突起是围绕关节套7的一周连续延伸的。在另一未示出的实施例中，关节部71可以是不连续延伸的，即由多个分段的突出点构成。在其他未示出的实施例中，关节部71的轮廓可以是其他曲线，例如椭圆线、双曲线等。关节套7采用高分子非金属材料制成，其能够实现变形，从而在关节套7的关节部71和壳体6之间能够形成过盈配合。关节套7的一端抵靠振镜电机4的环形台阶面43定位，另一端延伸超出振镜电机4的第一圆柱部41的末端，如图3所示。
33.参见图2的局部放大图4，其示出了振镜调节机构的具体结构。振镜调节机构主要包括位于振镜电机4外侧的关节套7，以及安装在壳体6中的调节螺钉8。壳体6的电机安装孔61与振镜电机4的结构和尺寸彼此配合。在将具有关节套7的振镜电机4安装在壳体6上之
后，振镜电机4的第一圆柱部41位于圆柱形的电机安装孔61内。振镜电机4的环形台阶面43正对电机安装孔61内侧边缘处的台阶面，二者之间形成一定间隙，这可防止振镜电机4在调节期间卡死。关节套7位于第一圆柱部41和电机安装孔61的内表面之间，关节套7的关节部71与电机安装孔61的内表面接触，并形成过盈配合，阻止振镜电机4沿轴线方向移动。关节套7的前部72和后部73的外表面与电机安装孔61的内表面不接触，彼此间隔开一定间隙，由此，振镜电机4和电机安装孔61的内表面之间仅在突起的关节部71处接触，使得关节部71成为振镜电机4相对于壳体6的转动支承部位，即，以关节部71为支承点，振镜电机4可以相对于壳体6左右和上下转动，从而使调节振镜电机4的位置和取向成为可能。此处的调节“位置”指的是在垂直于电机安装孔61的轴线的平面中平移地调节振镜电机4的横向位置，而调节“取向”指的是调节振镜电机4的轴线x相对于电机安装孔61的轴线的角度取向。
34.振镜电机4位置的具体调节由调节螺钉8实现。如图4所示，在壳体6的对应关节套7的前部72和后部73的位置处，分别设置有贯穿壳体6壁，且连通外部和电机安装孔61的前螺钉孔和后螺钉孔，其各自容纳前调节螺钉81和后调节螺钉82。前调节螺钉81和后调节螺钉82各自可从外部旋入对应的螺钉孔内。前调节螺钉81的末端可接触关节套7的前部72，后调节螺钉84的末端可接触关节套7的后部73。
35.当前调节螺钉81接触并朝向振镜电机4移动时(此时，后调节螺钉82可被调整为不接触关节套7)，可驱动振镜电机4围绕关节套7的关节部71逆时针转动；反之，当后调节螺钉82接触并朝向振镜电机4移动时(此时，前调节螺钉81可被调整为不接触关节套7)，可驱动振镜电机4围绕关节套7的关节部71顺时针转动，由此，通过控制前调节螺钉81或后调节螺钉82的旋入位置，可调节振镜电机4的取向。
36.当前调节螺钉81和后调节螺钉82同时接触并朝向振镜电机4移动时，可驱动振镜电机4整体向一侧移动，由此，可调节振镜电机4的位置。而且，在完成调节之后，由于前调节螺钉81和后调节螺钉82接触和抵靠关节套7，可限制振镜电机4的取向和位置，使之稳定地保持就位。
37.为了方便调节振镜电机4的位置，可围绕振镜电机4对称地设置多组调节螺钉，优选地，设置三组调节螺钉。图5示意性示出了调节螺钉8的设置位置和工作原理示意图，其中，前后两个圆代表振镜电机4与调节螺钉8相接部位的前后两个截面，虚线表示振镜电机4的轴线，三角形表示由关节部71提供的振镜电机4的转动支承部位。图5中示出了三组共6个调节螺钉8，每一组调节螺钉8包括一个位于关节部71前侧的前调节螺钉81和一个位于关节部71后侧的后调节螺钉82，前调节螺钉81和后调节螺钉82距离关节部71的距离相同，由此，相同的螺钉推力可产生相同的调节转矩；并且，前调节螺钉81和后调节螺钉82与关节套7的接触部位的连线与振镜电机4的轴线方向平行。如图6的分解视图更清楚地显示，第一组调节螺钉81-1和82-1设置在壳体6的顶部，第二组调节螺钉81-2和82-2设置在壳体6的左下部，第三组调节螺钉81-3和82-3设置在壳体6的右下部，优选地，第二组调节螺钉81-2和82-2和第三组调节螺钉81-3和82-3是左右对称的。由于壳体6顶部、左下部、右下部通常不被手持式激光焊接设备的其他部件所阻挡，可由操作人员方便的触达，从而方便操作调节螺钉。优选地，如图5所示，这三组调节螺钉8在围绕电机安装孔61的轴线的周向方向上是对称布置的，即，彼此间隔120度。其他角度的布置也是可行的。
38.在调节振镜电机4时，单独旋进第一前调节螺钉81-1，可使振镜电机4的前部向下
移动，后部向上移动；反之，单独旋进第一后调节螺钉82-1，可使振镜电机4的前部向上移动，后部向下移动，由此，通过调节第一前调节螺钉81-1和/或第一后调节螺钉82-1的位置，可实现振镜电机4的上下取向的调节。
39.在调节振镜电机4时，单独旋进第二前调节螺钉81-2，可使振镜电机4的前部向右上移动，后部向左下移动；反之，单独旋进第二后调节螺钉82-2，可使振镜电机4的前部向左下移动，后部向右上移动；单独旋进第三前调节螺钉81-3，可使振镜电机4的前部向左上移动，后部向右下移动；反之，单独旋进第三后调节螺钉82-3，可使振镜电机4的前部向右下移动，后部向左上移动，由此，通过调节第二前调节螺钉81-2、第三前调节螺钉81-3、第二后调节螺钉82-2和/或第三后调节螺钉82-3的位置，可实现振镜电机4的左右取向调节。
40.在调节振镜电机4时，同时或先后地旋进第一前调节螺钉81-1和第一后调节螺钉82-1，可使振镜电机4整体向下移动；同时或先后地旋进第二前调节螺钉81-2、第三前调节螺钉81-3、第二后调节螺钉82-2和第三后调节螺钉82-3，可使振镜电机4整体向上移动；同时或先后地旋进第二前调节螺钉81-2和第二后调节螺钉82-2，可使振镜电机4整体向右移动；同时或先后地旋进第三前调节螺钉81-3和第三后调节螺钉82-3，可使振镜电机4整体向左移动；由此，通过协调地调节各个调节螺钉，还可实现振镜电机4的上下左右的横向位置的调节。
41.综上，通过协调地调节这6个调节螺钉8的位置，可方便和灵活地调节振镜电机4的位置和取向，从而使与振镜电机4联接的振镜3能够处于正确的位置，并按设定方式调节激光束的位置。
42.在具体操作时，可以按如下示例方式进行：首先，释放位于关节部71同一侧(例如后侧)的全部调节螺钉8；然后，调节位于关节部71另一侧(例如前侧)的一个或多个调节螺钉8；待振镜电机4的位置和取向调整好之后，将之前释放的那一侧的调节螺钉8拧紧至与关节套7接触，由此，位于关节部71两侧的调节螺钉8全部接触关节套7，可以将关节套7和振镜电机4以及联接的振镜3稳定地维持在调节好的位置上。
43.通过使用本发明的振镜调节机构，可以在现场方便地调节振镜的位置，纠正由于震动造成的振镜偏移。这种调节通过旋拧安装在壳体6上的调节螺钉8即可实现，无需拆解壳体6，操作便利，显著提高了手持式激光焊接设备的操作性能。
44.本文参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明构思的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。