[發明專利]激光釬焊用的自適應接觸式焊絲引導模塊及焊縫跟蹤系統

在審

• 申請號: 202010327557.1
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111468798A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 金亞娟;吳曉明
• 申請（專利權）人: 金亞娟
• 主分類號: B23K1/005
• 分類號: B23K1/005;B23K3/06;B23K3/08
• 代理公司: 南京中律知識產權代理事務所(普通合伙) 32341
• 代理人: 李建芳

本發明公開了一種激光釬焊用的自適應接觸式焊絲引導模塊及焊縫跟蹤系統，焊絲引導模塊包括送絲機構和焊縫跟蹤模塊，焊縫跟蹤模塊傾斜設置在送絲機構的前方，且兩者的縱向剖面處于同一Z平面；焊縫跟蹤模塊的端部為錐形，該錐形端部和送絲機構的送絲嘴處于同一焊接工作面；所述送絲機構和焊縫跟蹤模塊安裝在伸縮臂連接塊上，所述伸縮臂連接塊包括安裝平臺，安裝平臺上設置有與送絲模塊和焊縫跟蹤模塊適配的通孔；一種焊縫跟蹤系統，包括制冷單元、光纖耦合器、準直轉向單元、旋轉模塊、光斑光學模塊、相機、轉向模塊、彈簧伸縮接觸單元、焊絲引導模塊及保護氣單元；本發明能夠顯著提高焊縫跟蹤的精確度、有效的提高焊接質量及連接強度。

技術領域

本發明涉及自動化激光焊接設備，尤其涉及一種用于激光釬焊的自適應機械接觸式焊絲引導模塊，同時還涉及一種焊縫跟蹤系統。

背景技術

目前以焊絲為焊縫跟蹤的設計，因為在長時間工作狀態下，送絲嘴會受到焊絲的磨損，即送絲嘴的直徑尺寸會變大，焊縫跟蹤的精確度下降，影響激光光束跟蹤的位置不在正確的待焊接位置，導致焊后焊縫表面出現假焊及焊不上等現象，特備是在用焊絲材料鋁合金情況下，由于用材鋁焊絲較軟，對精確要求更高；另外，同時也替代來目前針狀的引導設備，由于在汽車頂蓋激光釬焊時，頂蓋及側圍之間存在0.2mm間隙，針狀的焊縫跟蹤設備在工作時會出現針狀設備斷裂現象以及設備卡在工件之間，同樣會影響焊接過程。

與傳統焊接技術相比，激光焊接在焊接質量和生產效率等方面都具有明顯優勢。但是，由于激光束的光斑直徑較小，使得激光束準確對中待焊接位置成為獲得高質量焊縫的前提，另外，同時由于車身來件生產中存在差異性，也會影響其焊縫質量。因此，用準確的焊縫跟蹤系統來保證焊縫和激光束的精確對中以獲得良好的焊件是關鍵所在。

發明內容

發明目的：針對現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種用于激光釬焊的自適應接觸式焊絲引導模塊，本發明的另一目的是提供一種包括自適應接觸式焊絲引導模塊的焊縫跟蹤系統。

技術方案：一種用于激光釬焊的自適應接觸式焊絲引導模塊，包括送絲機構和焊縫跟蹤模塊，所述焊縫跟蹤模塊傾斜設置在送絲機構的前方，且兩者的縱向剖面處于同一Z平面；所述焊縫跟蹤模塊的端部為錐形，該錐形端部和送絲機構的送絲嘴處于同一焊接工作面；

所述送絲機構和焊縫跟蹤模塊安裝在伸縮臂連接塊上，所述伸縮臂連接塊包括安裝平臺，安裝平臺上設置有與送絲模塊和焊縫跟蹤模塊適配的通孔。

進一步的，焊縫跟蹤模塊的端部和送絲嘴的中心距離為14mm—14.1mm；所述錐形端部的錐角為30°-45°，優選為33°。所述錐形端部的高度為11mm。

進一步的，所述焊縫跟蹤模塊的主體部分為圓柱體。

一種包括所述自適應接觸式焊絲引導模塊的焊縫跟蹤系統：還包括制冷單元、光纖耦合器、準直轉向單元、旋轉模塊、光斑光學模塊、相機、轉向模塊、彈簧伸縮接觸單元以及保護氣單元；

所述制冷單元設置在光纖耦合器上，所述光纖耦合器與準直轉向單元連接，所述準直轉向單元與旋轉模塊連接，所述旋轉模塊上設有光斑光學模塊，所述光斑光學模塊遠離旋轉模塊的另一端設有轉向模塊，所述相機和保護氣單元分別設置在轉向模塊的上下兩端，所述彈簧伸縮接觸單元設置在轉向模塊的側壁上，所述焊絲引導模塊的送絲機構與焊縫跟蹤模塊通過連接塊設置在彈簧伸縮接觸單元上。

更進一步的，所述光斑光學模塊為雙光斑模塊，其將從激光源發出的光束分為兩束內外鑲嵌的激光光束。所述雙光斑模塊內包括多個不同角度的棱鏡，雙光斑模塊下方設有聚焦鏡；光束通過準直平行后進入雙光斑模塊，被雙光斑模塊內帶有不同角度的棱鏡打散，再經過聚焦鏡后形成雙光斑。