專利名稱：可旋轉(zhuǎn)的焊接頭及焊接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可旋轉(zhuǎn)的焊接頭及裝有該焊接頭 的焊接裝置。
背景技術(shù)：
目前在激光焊接技術(shù)領(lǐng)域，空間軌跡曲線的焊接常采用固體激光焊接和氣 體激光焊接兩種焊接方式。
其中，固體激光焊接，其輸出功率通常在600瓦以下，能夠?qū)崿F(xiàn)薄板類物 體的復(fù)雜空間軌跡曲線的焊接，而在1 OOOW以上的大功率固體激光焊接因其價(jià) 格非常昂貴一般很少使用。固體激光焊接使用光纖傳輸系統(tǒng)，焊接頭運(yùn)動(dòng)靈活， 方便復(fù)雜空間軌跡曲線的焊接。
氣體激光焊接，采用硬光路光束傳輸系統(tǒng)，焊接頭的運(yùn)動(dòng)受到很大限制， 因此，在實(shí)現(xiàn)空間軌跡曲線焊接時(shí)十分困難。
可見(jiàn)，若要實(shí)現(xiàn)厚板類物體空間軌跡曲線的大功率焊接，固體激光焊接頭 和氣體激光焊接頭都存在一定缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可旋轉(zhuǎn)的焊接頭及焊接裝 置，以實(shí)現(xiàn)焊接頭的可旋轉(zhuǎn)，使裝有該焊接頭的焊接裝置實(shí)現(xiàn)空間軌跡曲線焊 接。
于是，本發(fā)明提供了一種可旋轉(zhuǎn)的焊接頭，包括用于傳輸激光束的傳輸腔 體和用于將激光束匯聚的反射聚焦鏡，其中，在所述傳輸腔體內(nèi)傾斜設(shè)置一平 面反射鏡，在與該反射鏡相對(duì)的傳輸腔體側(cè)面設(shè)置一與該腔體貫通的中空旋轉(zhuǎn) 裝置，所述反射聚焦鏡傾斜設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)裝置的腔體內(nèi)，激光束經(jīng)所述傳輸腔 體由所述反射4M射到旋轉(zhuǎn)裝置腔體內(nèi)設(shè)置的反射聚焦鏡后匯聚。
所述反射鏡、反射聚焦鏡和旋轉(zhuǎn)裝置的中心均在同 一軸線上。所述傳輸腔體與旋轉(zhuǎn)裝置之間為轉(zhuǎn)盤(pán)式活動(dòng)連接。 所述傳輸腔體與旋轉(zhuǎn)裝置之間為萬(wàn)向球式活動(dòng)連接。
所述旋轉(zhuǎn)裝置包括與所述傳輸腔體貫通的腔體和與該腔體貫通的中空反 射聚焦鏡鏡座，所述反射聚焦鏡傾斜設(shè)置在該反射聚焦鏡鏡座上。
所述可旋轉(zhuǎn)的焊接頭還包括用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)。
在所述旋轉(zhuǎn)裝置下方激光束經(jīng)過(guò)處設(shè)置用于防止焊接飛濺沿激光束上行 的橫吹氣簾。
在所述旋轉(zhuǎn)裝置上還設(shè)置有用于對(duì)所述反射聚焦鏡進(jìn)行冷卻的水冷接頭。
本發(fā)明還提供了一種焊接裝置，包括可X軸和Y軸運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、及安 裝在該運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的Z軸，其中，在Z軸上設(shè)置可沿該軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)且自身可旋 轉(zhuǎn)的焊接頭，該焊接頭包括包括用于傳輸激光束的傳輸腔體和用于將激光束 匯聚的反射聚焦鏡，在所述傳輸腔體內(nèi)傾斜設(shè)置一平面反射鏡，在與該反射鏡 相對(duì)的傳輸腔體側(cè)面設(shè)置一與該腔體貫通的中空旋轉(zhuǎn)裝置，所述反射聚焦鏡傾 斜設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)裝置的腔體內(nèi)，激光束經(jīng)所述傳輸腔體由所述反射鏡反射到旋 轉(zhuǎn)裝置腔體內(nèi)設(shè)置的反射聚焦鏡后匯聚。
所述反射鏡、反射聚焦鏡和旋轉(zhuǎn)裝置的中心均在同 一軸線上。
所述傳輸腔體與旋轉(zhuǎn)裝置之間為轉(zhuǎn)盤(pán)式活動(dòng)連接。
所述傳輸腔體與旋轉(zhuǎn)裝置之間為萬(wàn)向球式活動(dòng)連接。
所述旋轉(zhuǎn)裝置包括與所述傳輸腔體貫通的腔體和與該腔體貫通的中空反 射聚焦鏡鏡座，所述反射聚焦鏡傾斜設(shè)置在該反射聚焦鏡鏡座上。
所述可旋轉(zhuǎn)的焊接頭還包括用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)。
在所述旋轉(zhuǎn)裝置下方激光束經(jīng)過(guò)處設(shè)置用于防止焊接飛濺沿激光束上行 的橫吹氣簾。
在所述旋轉(zhuǎn)裝置上還設(shè)置有用于對(duì)所述反射聚焦鏡進(jìn)行冷卻的水冷接頭。 可見(jiàn)，本發(fā)明所述可旋轉(zhuǎn)的焊接頭通過(guò)在傳輸腔體上增設(shè)一平面反射鏡，在與該反射鏡相對(duì)的傳輸腔體側(cè)面增設(shè)一與該腔體貫通的中空旋轉(zhuǎn)裝置，反射 聚焦鏡設(shè)置在旋轉(zhuǎn)裝置上，使得反射聚焦鏡匯聚的激光束能夠跟隨旋轉(zhuǎn)裝置的 旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了焊接頭的可旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)空間軌跡的焊接。
應(yīng)用了本發(fā)明所述可旋轉(zhuǎn)的坪接頭的焊接裝置，通過(guò)焊接裝置運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的
X軸和Y軸運(yùn)動(dòng)、所述焊接頭沿Z軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)以及所述焊接頭自身的可旋轉(zhuǎn)， 使焊接頭匯集的激光束準(zhǔn)確定位在焊點(diǎn)位置上，實(shí)現(xiàn)了空間軌跡曲線的焊接。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述可運(yùn)動(dòng)的氣體激光焊接頭立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1所示焊接頭沿A-A方向剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖l、圖2所示，本實(shí)施例所述可旋轉(zhuǎn)的焊接頭，主要用于空間軌跡的焊 接，包括用于傳輸激光束10的傳輸腔體11和用于將激光束10匯聚的反射聚焦 鏡12。
其中，在傳輸腔體11內(nèi)傾斜設(shè)置一平面反射鏡13，在與反射鏡13相對(duì)的傳 輸腔體11側(cè)面設(shè)置一與該腔體貫通的中空旋轉(zhuǎn)裝置14,反射聚焦鏡12傾斜設(shè)置 在旋轉(zhuǎn)裝置14的腔體內(nèi)，激光束經(jīng)傳輸腔體11由反射鏡13反射到旋轉(zhuǎn)裝置14 腔體內(nèi)設(shè)置的反射聚焦鏡12后，匯聚。
為保證激光束跟隨旋轉(zhuǎn)裝置14旋轉(zhuǎn)，反射鏡13、反射聚焦鏡12和旋轉(zhuǎn)裝置 14的中心均設(shè)置在同一軸線o-o上，激光束10經(jīng)反射鏡13的90度反射后，再經(jīng) 過(guò)反射聚焦鏡12匯聚,保證了激光束的光斑垂直待焊接位置，確保焊接的質(zhì)量。
同時(shí)，位于反射鏡13與聚焦鏡12之間的旋轉(zhuǎn)裝置14,該旋轉(zhuǎn)裝置14能夠旋 轉(zhuǎn)，激光束10經(jīng)反射鏡13旋轉(zhuǎn)后，激光束10隨著旋轉(zhuǎn)裝置14的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，經(jīng) 過(guò)反射聚焦鏡12反射后，聚焦到待焊接位置進(jìn)行焊接，從而可滿足空間軌跡的 焊接。
為保證旋轉(zhuǎn)裝置可旋轉(zhuǎn)，傳輸腔體11與旋轉(zhuǎn)裝置14之間的連接方式可采用轉(zhuǎn)盤(pán)式活動(dòng)連接或者采用萬(wàn)向球式活動(dòng)連接。
其中，旋轉(zhuǎn)裝置14包括與傳輸腔體11貫通的腔體14-1和與該腔體14-1貫 通的中空反射聚焦鏡鏡座14-2，其中，反射聚焦鏡12傾斜設(shè)置在該反射聚焦鏡 鏡座14-2上。
為保證旋轉(zhuǎn)裝置14可自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，本實(shí)施例所述可旋轉(zhuǎn)的焊接頭還包括用于 驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置14轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)(圖中為標(biāo)識(shí))，即旋轉(zhuǎn)裝置14作為第四軸， 用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
可見(jiàn)，本實(shí)施例所述可旋轉(zhuǎn)的焊接頭通過(guò)在傳輸腔體11上增設(shè)一平面反射 鏡，在與該反射鏡相對(duì)的傳輸腔體側(cè)面增設(shè)一與該腔體貫通的中空旋轉(zhuǎn)裝置 14，反射聚焦鏡設(shè)置在旋轉(zhuǎn)裝置上，使得反射聚焦鏡匯聚的激光束能夠跟隨旋 轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了焊接頭的可旋轉(zhuǎn)，從而可改變激光束的空間方向， 實(shí)現(xiàn)空間軌跡的焊接。
進(jìn)一步，為防止焊接飛濺沿激光束上行，在旋轉(zhuǎn)裝置14下方激光束經(jīng)過(guò)處， 可設(shè)置用于防止焊接飛濺沿激光束上行的橫吹氣簾15 。
為防止聚焦鏡12溫度過(guò)高，在旋轉(zhuǎn)裝置14上還可以設(shè)置有用于對(duì)所述聚焦 鏡進(jìn)行直接傳導(dǎo)方式冷卻的水冷接頭16。
本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種焊接裝置，該焊接裝置包括可X軸和Y軸運(yùn) 動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、及安裝在該運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的Z軸。
其中，在Z軸上設(shè)置可沿該軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)且自身可旋轉(zhuǎn)的焊接頭，該焊接頭 即為上述實(shí)施例所述的可旋轉(zhuǎn)的焊接頭。其結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例所述相同，在此 不再重復(fù)描述。
由于所述焊接裝置的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)可X軸和Y軸運(yùn)動(dòng)，所述焊接頭沿Z軸可往復(fù) 運(yùn)動(dòng)，以及所述坪接頭自身的可旋轉(zhuǎn)，使焊接頭匯集的激光束準(zhǔn)確定位在焊點(diǎn) 位置上，實(shí)現(xiàn)了空間軌跡曲線的焊接。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所述可旋轉(zhuǎn)的焊接頭通過(guò)在傳輸腔體上增設(shè)一平 面反射鏡，在與該反射鏡相對(duì)的傳輸腔體側(cè)面增設(shè)一與該腔體貫通的中空旋轉(zhuǎn)裝置，反射聚焦鏡設(shè)置在旋轉(zhuǎn)裝置上，使得反射聚焦鏡匯聚的激光束能夠跟隨 旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了焊接頭的可旋轉(zhuǎn)。
應(yīng)用了本發(fā)明實(shí)施例所述可旋轉(zhuǎn)的焊接頭的焊接裝置，通過(guò)焊接裝置運(yùn)動(dòng)
平臺(tái)的X軸和Y軸運(yùn)動(dòng)、所述焊接頭沿Z軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)以及所述焊接頭自身的可 旋轉(zhuǎn)，使焊接頭匯集的激光束準(zhǔn)確定位在焊點(diǎn)位置上，實(shí)現(xiàn)了空間軌跡曲線的 焊接。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā) 明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種可旋轉(zhuǎn)的焊接頭，包括用于傳輸激光束的傳輸腔體和用于將激光束匯聚的反射聚焦鏡，其特征在于，在所述傳輸腔體內(nèi)傾斜設(shè)置一平面反射鏡，在與該反射鏡相對(duì)的傳輸腔體側(cè)面設(shè)置一與該腔體貫通的中空旋轉(zhuǎn)裝置，所述反射聚焦鏡傾斜設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)裝置的腔體內(nèi)，激光束經(jīng)所述傳輸腔體由所述反射鏡反射到旋轉(zhuǎn)裝置腔體內(nèi)設(shè)置的反射聚焦鏡后匯聚。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的焊接頭，其特征在于，所述反射鏡、反射聚焦鏡 和旋轉(zhuǎn)裝置的中心均在同 一軸線上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的焊接頭，其特征在于，所述傳輸腔體與旋轉(zhuǎn)裝置 之間為轉(zhuǎn)盤(pán)式活動(dòng)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的焊接頭，其特征在于，所述傳輸腔體與旋轉(zhuǎn)裝置 之間為萬(wàn)向球式活動(dòng)連4矣。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的焊接頭，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括與所 述傳輸腔體貫通的腔體和與該腔體貫通的中空反射聚焦鏡鏡座，所述反射聚焦 鏡傾斜設(shè)置在該反射聚焦鏡鏡座上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的焊接頭，其特征在于，還包括用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置 轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的焊接頭，其特征在于，在所述旋轉(zhuǎn)裝置下方激光 束經(jīng)過(guò)處設(shè)置用于防止焊接飛'減沿激光束上行的橫吹氣簾。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的焊接頭，其特征在于，在所述旋轉(zhuǎn)裝置上還設(shè)置 有用于對(duì)所述反射聚焦鏡進(jìn)行冷卻的水冷接頭。
9、 一種焊接裝置，包括可X軸和Y軸運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、及安裝在該運(yùn)動(dòng)平 臺(tái)上的Z軸，其特征在于，在Z軸上設(shè)置一可沿該軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)且自身可旋轉(zhuǎn)的 焊接頭，該焊接頭包括包括用于傳輸激光束的傳輸腔體和用于將激光束匯聚 的反射聚焦鏡，在所述傳輸腔體內(nèi)傾斜設(shè)置一平面反射鏡，在與該反射鏡相對(duì) 的傳輸腔體側(cè)面設(shè)置一與該腔體貫通的中空旋轉(zhuǎn)裝置，所述反射聚焦鏡傾斜設(shè) 置在該旋轉(zhuǎn)裝置的腔體內(nèi)，激光束經(jīng)所述傳輸腔體由所述反射鏡反射到旋轉(zhuǎn)裝置腔體內(nèi)設(shè)置的反射聚焦鏡后匯聚。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的焊接裝置，其特征在于，所述反射鏡、反射聚 焦鏡和旋轉(zhuǎn)裝置的中心均在同一軸線上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可旋轉(zhuǎn)的焊接頭及焊接裝置，其中可旋轉(zhuǎn)的焊接頭包括傳輸腔體和反射聚焦鏡，在傳輸腔體內(nèi)傾斜設(shè)置一平面反射鏡，在與該反射鏡相對(duì)的傳輸腔體側(cè)面設(shè)置一與該腔體貫通的中空旋轉(zhuǎn)裝置，反射聚焦鏡傾斜設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)裝置的腔體內(nèi)，激光束經(jīng)傳輸腔體由反射鏡反射到旋轉(zhuǎn)裝置腔體內(nèi)設(shè)置的反射聚焦鏡后匯聚。焊接裝置包括可X軸和Y軸運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)及安裝在該運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的Z軸，在Z軸上設(shè)置可沿該軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)的本發(fā)明所述的可旋轉(zhuǎn)的焊接頭。本發(fā)明所述可旋轉(zhuǎn)的焊接頭實(shí)現(xiàn)了焊接頭的可旋轉(zhuǎn)，使設(shè)置有該焊接頭的焊接裝置實(shí)現(xiàn)了空間軌跡曲線焊接。
文檔編號(hào)B23K26/04GK101428369SQ200810217900
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者任巨海, 張永鋒, 成岳鋒, 蔡建平, 高云峰 申請(qǐng)人:深圳市大族激光科技股份有限公司