一种激光焊接装置中焊缝跟踪用旋转机构的制作方法

1.本实用新型属于焊接技术，具体涉及一种激光焊接装置中的焊缝跟踪用旋转机构。


背景技术：

2.激光焊接以激光为热源加热实现金属的焊接操作，包括激光钎焊和激光熔焊。主要特点是利用激光的高能量密度实现局部或微小区域快速加热以完成焊接。
3.现有的激光焊接装置包括一种具有自适应焊缝跟踪的激光钎焊和激光熔焊一体装置(申请号2020112980824)及具一种气动焊缝跟踪旋转结构，激光焊接装置包括光耦合组件、旋转机构、连接机构和激光头焊接，在进行激光引导及焊缝跟踪时又有时候会出现一定的误差，需要在焊接装置上做必要的校准、调整工作。
4.在机器人及运行程序的控制下，激光焊接装置可实现自动化的激光引导及焊缝跟踪。但是，硬件装置及机械手臂在程序控制下一般也需要初始信息及基准设置，否则会因为初位置的误差导致焊接工作的不良效果。


技术实现要素：

5.实用新型目的：本实用新型提供一种激光焊接装置中的焊缝跟踪用旋转机构，解决上述现有技术中焊缝自动跟踪的激光焊接装置的初始位置调节及精度提升问题。
6.技术方案：一种激光焊接装置中焊缝跟踪用旋转机构，包括壳体和用于安装激光镜组聚焦模块的安装盘，所述壳体内设有驱动装置，所述驱动装置用于控制水平滑块沿轨道左右往复运动，水平滑块与齿条固定连接，齿条与安装盘位于壳体内的轮齿啮合，通过控制驱动装置控制水平滑块，水平滑块带动齿条运动，由齿条联动安装盘进行旋转调节；
7.所述壳体内部设有光电传感器，光电传感器分设于壳体顶部及水平滑块上形成感应触发机制，通过光电传感器触发控制驱动装置的工作状态实现对水平滑块运动行程范围的控制。
8.进一步的，所述驱动装置为液压式，包括液压电机和液压杆，液压杆与水平滑块连接，通过液压电机控制液压杆的伸缩控制水平滑块的运动。另外，本实用新型作为优选，所述的驱动装置为电动推杆式，包括直流电机和推杆，推杆与水平滑块连接，直流电机控制推杆的伸缩控制水平滑块的运动。
9.进一步的，所述驱动装置包括采用双轮链条式驱动，由驱动电机带动链条转动，水平滑块位于下侧的链条上，光电传感器位于上侧的链条上。
10.更进一步的，所述光电传感器为对射型光电传感器，数量设置为3对及以上，包括初始状态下的零点位置和左右极限位置，零点位置位于左右极限的中间位置。
11.更进一步的，所述的安装盘为轴承式转盘，包括内圈和外圈，内圈固定在壳体上，外圈上设有轮齿和安装孔，安装孔用于安装激光镜组聚焦组件。
12.更进一步的，所述壳体包括电器部和安装部，电器部位于安装部的上方，且通过隔
板隔开，电器部内设置有驱动装置和水平滑块，安装部内设有齿条和安装盘，壳体设有外壳，外壳上对应安装盘的位置设有安装口。
13.有益效果：与现有技术相比，本实用新型针对激光焊接装置中的旋转机构设置了可调功能，通过驱动装置的控制实现了安装盘的旋转，进而安装盘上安装的激光镜组聚焦组件可在一定的范围内调节；调节过程采用水平滑块带动齿条，由水平运动控制旋转动作，齿条和轮齿的结合使其调节不会出现松动打滑，降低了长时间使用后部件磨损严重情况的可能性，延长了使用寿命；且本实用新型驱动装置采用液压或电动推杆均能实现平稳输出，比如采用高精度的步进电机等，包括零点位置的校准和左右极限位置的触发机制，均能保证行程安全范围和提高调节精度。
附图说明
14.图1是现有激光焊接装置的主要部分组成结构示意图；
15.图2是本实用新型所述旋转机构壳体的结构示意图；
16.图3是本实用新型所述旋转机构的剖视图；
17.图4是本实用新型中齿条与安装盘的轮齿啮合结构示意图；
18.图5是本实用新型中驱动装置采用双轮链条式的结构示意图。
19.图中：a、光纤耦合器，b、旋转机构，c、激光镜组聚焦组件，d、激光头焊接臂组件，1、驱动装置，2、水平滑块，3、齿条，4、安装盘，5、光电传感器，6、平衡固定杆。
具体实施方式
20.为了详细的说明本实用新型公开的技术方案，下面结合说明书附图及具体实施例做进一步的描述。
21.本实用新型所提供的是一种焊缝跟踪装置的旋转机构，该机构主要用于激光焊接工具中以实现焊缝跟踪的旋转调节。图1展示了现有具有焊缝跟踪功能的激光焊接装置的主要组成机构，首先激光通过光纤耦合器a，经过耦合的激光转折经过旋转机构b，旋转机构b与激光镜组聚焦组件连接，随后激光转折至激光头焊接臂组件d进行焊接操控。旋转机构b可以在一定的范围内转动，实现焊接初始位置(零点位置)的调校。
22.结合图2和图3，旋转机构中，所述壳体分为上下两层，中间用隔板隔断，位于上部的为电气部，位于下方的为安装部，在电器部，设有驱动装置1，驱动装置1用于控制水平滑块2沿轨道左右往复运动，水平滑块2与齿条3固定连接，齿条3与安装盘4位于壳体内的轮齿啮合，通过控制驱动装置1控制水平滑块2，水平滑块2带动齿条3运动，由齿条3联动安装盘4进行旋转调节，如图4所示。
23.在具体的实施方式，首先水平滑块2是沿着图示位置的左右方向来回移动，其运动轨道及为水平设置，包括设置滑杆套滑，或在隔板上设置凹槽用于进一步的控制，减缓焊接装置震动或者摆动造成的影响。为实现水平滑块2的运动，设有驱动装置1。结合本领域技术人员应当得知的技术，驱动装置1包括电动式的或液压式。液压式的采用电机控制液压杆的伸缩，水平滑块2与液压杆固定，调整好相应的位置距离即可。电动式则采用直流电机推动推杆的方式控制水平滑块2的水平运动。为安装及操作方便，如图3所示，驱动装置1设置于右侧，左侧用于容纳控制电路或调节装置，为提高稳定性，电器部中，水平滑块2的上方可设
置有平衡固定杆6用于支撑，同时可在左右两侧设置配重以避免机械臂动作造成的震动或不平衡。优化的，平衡固定杆6上可设置刻度尺用于水平滑块2移动的行程参考。
24.再次，需要指出的是，本实用新型的驱动装置1还包括采用双轮链条式驱动，其结构如图5所示，在电器部设有对称的驱动轮，也可一侧主动操控，另一侧驱动轮被动跟随，采用链条或皮带传输，驱动轮可由高精度的步进电机控制，水平滑块2位于下端的链条或皮带上实现运动。
25.水平滑块2水平移动的距离会直接影响到下端联动齿条的运动，进而控制的是齿条啮合的安装盘4的旋转角度，实际调节旋转角度控制在
±
15
°
。在水平滑块2的左右运动范围控制上，一是通过驱动装置1工作时间的控制，二是通过在壳体内设置光电感应器5。
26.无论驱动装置1是电动、液压还是双轮式链条驱动，最终都是实现水平滑块2的运动，光电传感器5则设置在水平滑块2上，并且设置另一感应触发的光电传感器5为不动的参照位置上，即壳体内部上。以图5为例，光电传感器5为对射型光电传感器，包括发射端501和反射端502，发射端501和反射端502的偏差位置对应的是可调的行程，当发射端501和反射端502正对感应则触发机制，控制驱动装置1工作状态。其数量设置为3对及以上，对应的是始状态下的零点位置和左右极限位置，零点位置位于左右极限的中间位置。当初始位置时，通过零点位置光电传感器的信号判断是否校准，当触发左、右极限位置的光电传感器则停止动作，以保证旋转在可调、安全范围内，不会对装置或部件造成损坏。光电感应器5及与驱动装置1，或与焊接装置控制单元的通信和电气连接均为本领域技术人员应得知，根据实际的安装或焊接工艺的控制执行均可。
27.最后进一步的阐述安装盘4的结构。对于安装盘4，采用的是轴承式转盘，包括内圈和外圈，内圈固定在壳体上，不可转动，且还用于形成光通道。外圈上设有安装孔，用于安装激光镜组聚焦组件，外圈伸出至壳体的外部用于安装，避免激光的污染和激光焊接装置的工装整洁，采用外壳密封。
28.本实用新型所述的旋转机构，在激光焊接工具中以实现焊缝跟踪精度的旋转调节，可更好的针对具有自动焊缝跟踪功能的激光焊接装置初始状态、程序控制过程的偏差判断等有显著的提高，进一步提高了激光焊接工艺标准。