一种侧电极面板的激光焊接机的制作方法

本发明涉及激光焊接加工，具体为一种侧电极面板的激光焊接机。

背景技术：

1、激光焊接机作为一种成熟的现代加工设备，已被广泛应用于各类金属零部件的精密连接，现有激光焊接机配合仿形治具完成侧电极螺柱焊接，作业时依靠振动盘完成螺柱送料，人工将侧电极产品装入仿形治具，通过脚踏开关触发焊接输出，焊接完成后人工取出工件，再将工件投放至周转清洗筒流转至后道全检工序；整套设备配套有焊接参数显示界面，可设置焊接功率、脉冲时长等工艺参数，依靠治具盖板实现工件与螺柱的定位压紧，是侧电极批量生产的主流焊接加工设备，现有侧电极面板激光焊接设备在实际生产使用过程中却存在一些缺陷，就比如：

2、由于激光聚焦后光斑尺寸小、焊缝窄，激光焊接要求光束在工件上的位置不能有明显偏移，而侧电极面板属于薄板类工件，材料极薄、极易变形，现有激光焊接设备的焊接夹具多为通用型设计，难以在焊接过程中实现工件的精密定位与稳定夹持，且现有激光焊接机的焊接头多采用固定式或仅具备单一轴向的调节功能，定位精度不高、调试困难，难以适应侧电极面板不同焊接位置。

3、针对上述问题，急需在原有侧电极面板的激光焊接机的基础上进行创新设计。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种侧电极面板的激光焊接机，以解决上述背景技术中提出由于侧电极面板材料极薄、极易变形，现有激光焊接设备的焊接夹具多为通用型设计，难以在焊接过程中实现工件的精密定位与稳定夹持，且现有激光焊接机的焊接头多采用固定式或仅具备单一轴向的调节功能，定位精度不高、调试困难，难以适应侧电极面板不同焊接位置的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种侧电极面板的激光焊接机，包括控制机柜，其为带有焊接控制系统元件的方形机柜，所述控制机柜顶端面安装有工作台面，且工作台面上等距开设有安装孔；

3、所述工作台面上端面安装有x轴直线滑台和立式螺纹升降柱，且x轴直线滑台和立式螺纹升降柱错位安装，所述x轴直线滑台的滑台上安装有y轴直线滑台，且y轴直线滑台的滑台上安装有z轴直线滑台，所述z轴直线滑台的滑台上安装有安装背板，且安装背板上架设有旋转伺服电机一；

4、所述立式螺纹升降柱的滑台上安装有连接悬臂，且连接悬臂上固定安装有连接臂，所述连接臂上安装有激光发生器和ccd视觉定位相机，所述激光发生器的发射端设置有激光焊接输出头，所述ccd视觉定位相机通过相机安装支架安装在连接臂上。

5、采用上述技术方案，通过x轴直线滑台、y轴直线滑台、z轴直线滑台构成三轴联动运动系统，配合立式螺纹升降柱的升降调节，实现激光焊接输出头在三维空间内的精确定位。

6、优选的，所述控制机柜分别与x轴直线滑台、y轴直线滑台、z轴直线滑台、旋转伺服电机一、旋转伺服电机二、激光发生器和ccd视觉定位相机电信号连接。

7、采用上述技术方案，通过控制机柜统一电信号联动全部运动、焊接及视觉部件，实现设备一体化自动控制。

8、优选的，所述x轴直线滑台、y轴直线滑台和z轴直线滑台均为伺服电机驱动的滚珠丝杆直线模组，且x轴直线滑台、y轴直线滑台构成平面二维运动轴，z轴直线滑台构成竖直运动轴。

9、采用上述技术方案，采用三轴伺服滚珠丝杆模组构成三维运动调节结构，相较于传统单轴固定式调节结构，位移调节精度高、运行平稳。

10、优选的，所述旋转伺服电机一的输出端安装有回转摆动架，且回转摆动架上安装有治具连接架。

11、采用上述技术方案，增设旋转伺服电机一配合回转摆动架结构，可实现治具整体俯仰角度自适应调节，无需人工重新拆装、摆正工件，即可匹配激光焊接角度，避免反复装夹造成的薄板磕碰、变形损伤。

12、优选的，所述治具连接架上设置有旋转伺服电机二，且旋转伺服电机二的输出端安装有侧电极焊接治具。

13、采用上述技术方案，通过旋转伺服电机二驱动侧电极焊接治具周向旋转，结合俯仰摆动结构形成多自由度工件变位功能。

14、优选的，所述立式螺纹升降柱为丝杆传动立柱，且立式螺纹升降柱的丝杆与调节手轮传动连接。

15、采用上述技术方案，立式螺纹升降柱配合调节手轮实现激光机构手动精密升降调节，可根据不同薄板厚度、焊接焦距需求微调激光焊接高度。

16、优选的，所述连接臂与y轴直线滑台的安装方向平行设置，且连接臂和辅助支架共同组成l状结构。

17、采用上述技术方案，连接臂与y轴滑台平行布设且配合辅助支架形成l型支撑结构，整体支撑刚性强、受力均匀。

18、优选的，所述激光发生器为光纤激光器，且激光焊接输出头通过光纤与激光发生器光路连接。

19、采用上述技术方案，采用光纤激光发生及传输结构，激光传输损耗小、出光稳定、光斑均匀，焊接热影响区域更小，针对极薄侧电极面板，可有效降低焊接热变形，保证工件外观平整度与焊接强度一致性。

20、优选的，所述激光发生器的箱体外部设置有向下的辅助支架，且辅助支架与激光焊接输出头呈相互平行布设。

21、采用上述技术方案，辅助支架向下延伸且与激光焊接输出头平行布设，为视觉相机安装提供稳定、平行的装配基准，保证视觉拍摄方向与激光焊接方向高度匹配，杜绝装配偏移造成的定位偏差，为精准对位提供可靠机械结构支撑。

22、优选的，所述ccd视觉定位相机的光轴与激光焊接输出头的激光束光轴相交在侧电极焊接治具上的侧电极焊接工作区域。

23、采用上述技术方案，实现视觉光轴与激光光轴交汇于焊接工作区域，形成视觉-激光同轴定位结构，可实时精准识别薄板工件待焊点位，自动修正工件装夹偏差与位置偏移，替代人工目视对位，定位精度高、调试效率高。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：该侧电极面板的激光焊接机：

25、1.由x轴直线滑台、y轴直线滑台、z轴直线滑台分别构成水平二维运动轴和竖直运动轴，配合旋转伺服电机一驱动的回转摆动架实现绕水平轴的摆动、旋转伺服电机二驱动侧电极焊接治具绕竖直轴的旋转，形成x/y/z平动与双旋转的多自由度复合运动系统，同时ccd视觉定位相机的光轴与激光焊接输出头的激光束光轴相交于侧电极焊接治具上的焊接工作区域，实现焊接位置的视觉引导与精确定位，该多轴联动结构与视觉定位的协同配合，使激光焊接输出头的出光点能够以任意空间角度精确对准侧电极面板的不同焊接位置，提高侧电极面板的焊接精度和一致性；

26、2.旋转伺服电机一的输出端通过回转摆动架连接治具连接架，治具连接架上设置的旋转伺服电机二输出端安装侧电极焊接治具，工件装入侧电极焊接治具后由治具上的压紧机构锁紧，旋转伺服电机二驱动治具进行分度旋转，将工件上不同方位的侧电极依次送入激光焊接输出头下方，工件在焊接过程中始终固定于同一治具内，有效消除多次装夹产生的累积定位误差，同时工件在治具中被持续夹持，实现精密定位与稳定夹持；

27、3.立式螺纹升降柱为丝杆传动立柱，其丝杆与调节手轮传动连接，连接悬臂安装于立式螺纹升降柱的升降端，连接臂固定于连接悬臂上，激光发生器安装于连接臂上，激光焊接输出头随激光发生器整体同步升降，通过转动调节手轮带动丝杆旋转，实现激光发生器及其输出头的竖直升降粗调，再配合x轴直线滑台、y轴直线滑台和z轴直线滑台的精密进给，完成焦点位置的微米级精调，粗调与精调相结合，使焦点调节范围大且操作简便，适应不同厚度及规格侧电极面板的焊接需求，降低设备调试难度与时间成本。