一种振镜偏摆可控的手持激光焊枪系统的制作方法

1.本实用新型涉及激光焊枪技术领域，尤其涉及一种振镜偏摆可控的手持激光焊枪系统。


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。近年来，手持式激光焊接设备的应用越来越广泛。但是，由于钣金件制造误差导致拼接时接缝较大，而激光焦点非常小，不能满足较大焊缝的焊接。现有技术提供在手持式激光焊接设备的内部增加一个或多个振镜，激光束以脉冲或连续模式入射到扫描振镜的两个反射镜上，通过x、y方向上的电机带动反射镜偏转，实现光束在特定平面内的快速移动，最后经过聚焦透镜聚焦到工件表面形成特定的扫描轨迹降低焊接操作难度，提高焊接质量。
3.现有技术中，振镜和焊枪均与人机操作系统直连，在实际焊接操作时，一般是先在人机操作系统设置好振镜偏摆的相关参数后，振镜就开始连续偏摆，在待焊接工件上形成预设轨迹，振镜偏摆的工作时间远大于焊枪进行焊接的时间，造成很多无效偏摆时间，并且振镜偏摆的频率较高，长时间工作会使振镜发热，降低振镜偏摆的使用寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处而提出一种振镜偏摆可控的手持激光焊枪系统，既可以使振镜偏摆在焊枪不出激光的前提下形成焊接轨迹，以看到焊接的范围，满足激光焊接使用需求，同时又可以减少振镜工作时间，延长振镜的使用寿命。
5.实现本实用新型目的技术方案是：
6.一种振镜偏摆可控的手持激光焊枪系统，包括控制盒、手持激光焊枪和接地安全锁，所述手持激光焊枪包括焊枪本体以及分别固定安装在焊枪本体前后的焊头和手柄，所述手持激光焊枪为中空结构且内部固定安装有激光器和振镜装置，所述接地安全锁、焊头、激光器和振镜装置均与控制盒电连接，所述接地安全锁的另一端接待焊接工件，所述控制盒连接外部人机操作系统。
7.进一步地，所述接地安全锁为地线夹。
8.进一步地，所述控制盒内设有电机控制器、光源控制器和中央控制器，所述电机控制器与振镜装置电连接，所述光源控制器与激光器电连接，所述中央控制器与焊头、接地安全锁、电机控制器和光源控制器均电连接。
9.进一步地，所述振镜装置包括固定安装在焊枪本体内腔后端的电机，所述电机的输出端固定连接有连杆，所述连杆的另一端活动安装有反射镜。
10.进一步地，所述激光器固定安装在手柄的内腔下部且发出的光束落在反射镜上并从焊头射出，形成光路，所述光路上设有固定安装在焊枪本体内腔的聚焦镜。
11.进一步地，所述激光器的出口处固定安装有准直镜。
12.进一步地，所述电机的下部设有快插控制接口。
13.采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：
14.(1)本实用新型通过设置控制盒实现外部人机操作系统和焊头、激光器以及振镜装置的连通，通过设置接地安全锁连接待焊接工件和控制盒，通过在人机操作系统上预先设计好振镜装置的工作参数，当焊头触碰到待焊接工件时，接地安全锁与焊头形成电连通，控制盒检测到电连通信号后，发送偏摆指令，振镜装置开始工作，使原本落在待焊接工件表面的红点在焊枪不出激光的前提形成轨迹，以看到焊接的范围，此时激光器和焊头开始焊接，当焊接结束后，焊头离开焊接工件，接地安全锁与焊头的电连通中断，控制盒停止振镜偏摆的指令，振镜装置停止工作，使用方便，相较于现有技术，大大减少振镜的无效工作时间，延长振镜的使用寿命。
15.(2)本实用新型接地安全锁为地线夹，既满足使用要求，同时成本又低。
16.(3)本实用新型控制盒通过中央控制器连通外部人机操作系统并发送指令给电机控制器和光源控制器，同时控制焊头和接地安全锁的工作，通过电机控制器和光源控制器分别控制振镜装置和激光器工作，整体控制结构简洁。
17.(4)本实用新型振镜装置通过电机的往复转动带动连杆摆动，从而实现反射镜的摆动，使得激光器发出的激光红光变成有一定摆动宽度的直线，此时可以观察到焊缝大概的宽度以及焊枪是否对准焊缝，方便观察。
18.(5)本实用新型在激光器的光路上设有聚焦镜，将激光在待焊接工件标刻平面形成聚焦，扩大视场，增加入射的通量，使非均匀光照得以均匀化。
19.(6)本实用新型设有准直镜，以维持激光光束的准直性。
20.(7)本实用新型设有快插控制接口，方便连接控制盒。
附图说明
21.为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中：
22.图1为本实用新型的结构简图；
23.图2为本实用新型手持激光焊枪的结构示意图。
24.附图中的标号为：
25.控制盒1、手持激光焊枪2、焊枪本体2-1、焊头2-2、手柄2-3、激光器2-4、电机2-5、快插控制接口2-5-1、连杆2-6、反射镜2-7、聚焦镜2-8、准直镜2-9、接地安全锁3。
具体实施方式
26.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
27.(实施例1)
28.如图1至图2所示的振镜偏摆可控的手持激光焊枪系统，包括控制盒1、手持激光焊枪2和接地安全锁3，手持激光焊枪2包括焊枪本体2-1以及分别固定安装在焊枪本体2-1前后的焊头2-2和手柄2-3，手持激光焊枪2为中空结构且内部固定安装有激光器2-4和振镜装置，其中接地安全锁3、焊头2-2、激光器2-4和振镜装置均通过通讯电缆与控制盒1电连接，
接地安全锁3的另一端接待焊接工件。
29.具体地，振镜装置包括固定安装在焊枪本体2-1内腔后端的电机2-5，电机2-5的输出端固定连接有连杆2-6，连杆2-6的另一端活动安装有反射镜2-7。激光器2-4固定安装在手柄2-3的内腔下部且发出的光束落在反射镜2-7上并从焊头2-2射出，形成光路，在光路上设有固定安装在焊枪本体2-1内腔的聚焦镜2-8，将激光在待焊接工件标刻平面形成聚焦，扩大视场，增加入射的通量，使非均匀光照得以均匀化。激光器2-4的出口处固定安装有准直镜2-9，以维持激光光束的准直性。
30.控制盒1内设有电机控制器、光源控制器和中央控制器，电机控制器与电机2-5电连接，为了方便连接，在电机2-5的下部设有快插控制接口2-5-1。光源控制器与激光器2-4电连接，中央控制器与焊头2-2、接地安全锁3、电机控制器和光源控制器均电连接。通过中央控制器连通外部人机操作系统并发送指令给电机控制器和光源控制器，同时控制焊头2-2和接地安全锁3的工作，通过电机控制器和光源控制器分别控制电机2-5和激光器2-4工作，整体控制结构简洁，通过电机2-5的往复转动带动连杆2-6摆动，从而实现反射镜2-7的摆动，使得激光器2-4发出的激光红光变成有一定摆动宽度的直线，此时可以观察到焊缝大概的宽度以及焊枪是否对准焊缝，方便观察。
31.为了降低成本，本实施例的接地安全锁3采用地线夹。
32.当焊头2-2触碰到焊接工件时，地线夹与焊头2-2前端形成电连通，中央控制器检测到电连通信号后，发送振镜偏摆指令给电机控制器，电机2-5开始偏摆，实现焦点偏摆。当焊接结束后，焊头2-2离开焊接工件，地线夹与焊头前端的电连通中断，中央控制器停止振镜偏摆的指令，电机2-5锁定在偏摆的中间位置。
33.通过控制盒1实现外部人机操作系统和焊头2-2、激光器2-4以及振镜装置的连通，通过地线夹连接待焊接工件和控制盒1。使用时，预先在人机操作系统上预先设计好振镜装置的工作参数，初始状态时，激光器2-4发出的指示光在待焊接工件表面形成一个红点，当焊头2-2触碰到待焊接工件时，地线夹与焊头2-2形成电连通，控制盒1检测到电连通信号后，发送偏摆指令，振镜装置开始工作，红点在待焊接工件表面形成轨迹，即一条直线，以看到焊接的范围，此时开启焊头2-2和激光器2-4，发出激光进行焊接，当焊接结束后，焊头2-4离开焊接工件，接地安全锁3与焊头2-2的电连通中断，控制盒1停止振镜偏摆的指令，振镜装置停止工作，此时激光器2-4的指示光恢复成一个红点。整体结构简洁，成本较低，使用方便，相较于现有技术，大大减少振镜装置的无效工作时间，延长振镜装置的使用寿命。当操作人员发现振镜开始偏摆时，即可知道焊头2-2与工件接触良好，满足出光焊接要求，相较于现有技术必须按下焊枪本体2-1的出光按钮出光才能知道是否接地良好，这样操作更安全。
34.本实用新型通过接地安全锁3连通电信号来控制振镜偏摆，利用接地安全互锁触发振镜偏摆，既可以在不出激光的前提下看到焊接的范围，又可以减少振镜工作时间，延长振镜的使用寿命。
35.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。