一种激光焊接机的制作方法

1.本发明涉及焊接设备技术领域，尤其涉及一种激光焊接机。


背景技术：

2.现有的手持激光焊接机，通常采用风冷或水冷的散热方式，风冷的散热效率较低，一般适用于功率小于500w的激光焊接机，而功率较大的激光焊接机一般采用水冷系统。传统的水冷系统的水箱、水泵以及循环管路的重量大、体积大，水冷系统的体积一般在0.5m3以上，重量在80kg以上，极大的增加了激光焊接机的体积和重量，导致激光焊接机的便携性较差，并且水冷系统的工作原理是通过热交换的方式将激光焊接机的热量由循环流动的冷却水带出，然后再通过热交换的方式将冷却水的热量向外排出，水冷系统检测冷却水的温度变化来启停制冷，冷却水的变化速度慢、波动幅度大，导致了水冷系统的响应速度慢、控制精度低，难以保障激光焊接机长效稳定工作，并且水冷系统维护较频繁，需要定期更换冷却水，增加了工作量和成本，在低温环境下冷却水容易结冰，从而胀坏管路以及其他设备，维护更换成本高。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种激光焊接机，解决目前技术中传统的激光焊接机采用的散热系统导致激光焊接机体积大、重量大，便携性差，散热响应速度慢、控制精度低的问题。
4.为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：
5.一种激光焊接机，包括激光器组件和温度控制系统，激光器组件和温度控制系统集成在机体中，所述温度控制系统包括压缩机、冷凝器、冷板和膨胀阀，所述压缩机、冷凝器、冷板和膨胀阀通过管路连接以构成供冷媒循环流动的温控回路，所述激光器组件的发热源件与冷板热传导连接，冷媒在冷板中进行相变以与发热源件进行热交换。本发明所述的激光焊接机将激光器组件和温度控制系统集成为一体，激光器组件的发热源件与进行相变的冷媒进行热交换，换热效率高、效果好，取代传统水循环导热的方式，本发明所采用的温度控制系统结构简单、紧凑，其本身体积小、重量轻，低温低压的液态冷媒在冷板的流道中流动以与发热源件进行热交换，低温低压的液态冷媒吸热放冷作用后变成低温低压的气体，发热源件的温度则被有效降低，低温低压的气态冷媒然后通过压缩机压缩转变为高温高压的气体，高温高压的气体态冷媒再进入冷凝器，在冷凝器放热后变成中温高压的液体，中温高压的液态冷媒再经过膨胀阀后变成低温低压的液体，从而低温低压的液态冷媒循环进入到冷板以对发热源件进行散热，相比与传统水冷系统，散热效率高，并且有效减轻激光焊接机的重量并缩小了体积，提高便捷性，冷板内流动冷媒直接对发热源件进行冷却，响应速度快，控制精度高，温度波动小。
6.进一步的，所述温度控制系统与激光器组件共用一个控制器，避免多级操控的冗余，提高集成度，缩小整体体积以及节省成本。
7.进一步的，所述温控回路中设置有传感器，控制器接收传感器监测得到的监测信息以与设定值比对来进行自动控制，自动化控制，无需人为干预，确保激光器组件能工作在稳定的温度状况下。
8.进一步的，所述传感器包括在冷板入口设置的冷板入口温度传感器、在冷板上设置的冷板温度传感器、在冷板出口设置的冷板出口温度传感器、在温控回路中设置的位于压缩机入口一侧的低气压传感器、在温控回路中设置的位于压缩机出口一侧的高气压传感器、在压缩机入口设置的吸气温度传感器、在压缩机出口设置的排气温度传感器、环境温度传感器、在冷凝器上设置的冷凝器温度传感器其中的一种或多种。
9.进一步的，所述冷凝器处还设置有风扇,风扇加速空气流动以提高冷凝器与外界的热交换，有效提高散热效率。
10.进一步的，还包括在温控回路中设置的四通阀，所述四通阀与压缩机、冷凝器、冷板分别连接以改变冷媒流动方向来进行制冷与制热的切换。在激光器组件工作温度过高时对激光器组件进行冷却，而在环境温度过低时进行制热，从而使得激光器组件长效工作在适宜的温度，保障工作稳定性，延长激光器组件的使用寿命。
11.进一步的，所述机体内设置有风道，所述风道的至少一侧壁面由所述冷板构成，通过风道进行散热，激光器组件的发热源件所产生的热量传导到冷板上，冷板的温度相对较高，从风道通过的气流将冷板的热量带出，提高对发热源件所产生的热量的导出效率，提高散热效果。
12.进一步的，所述机体的左右两侧分别设置有容纳仓，所述容纳仓面向机体中部的一侧为冷板，左右两侧的冷板与机体前后的面板围合成风道，提高散热效果的同时提高结构紧凑性，减小占用体积，容纳仓内存放激光器组件等器件，使得激光器组件所产生的热量能通过风道进行散热，提高散热效果。
13.进一步的所述冷凝器设置在风道的出风口，从风道通过的气流与冷凝器进行热交换，提高热对流，使得高温高压的气体态冷媒能高效的放热后变成中温高压的液体，将冷媒吸收发热源件产生的热量高效的向外排出，确保冷媒能高效的循环冷却，进而确保温度控制系统能持续的对激光器组件进行降温冷却。
14.进一步的，所述风道竖向设置，底侧为进风口，顶侧为出风口，风道的出风口设置有散热风扇，采用下进风上排风的风道结构，热空气更轻，自身会产生上升气流，利用散热风扇提高气流速度与方向稳定性，散热效果更好。
15.与现有技术相比，本发明优点在于：
16.本发明所述的激光焊接机将激光器组件和温度控制系统集成为一体，激光器组件的发热源件由发生相变的冷媒进行散热，散热效率高、效果好，结构简单、紧凑，占用体积小，便携性好，响应速度快，控制精度高，温度波动小。
附图说明
17.图1是本发明激光焊接机的温度控制系统的示意图；
18.图2是本发明激光焊接机的机体结构示意图；
19.图3是本发明激光焊接机的机体顶侧结构示意图；
20.图4是本发明激光焊接机的机体顶侧安装风扇的结构示意图；
21.图5是本发明激光焊接机的机体侧视内部结构示意图；
22.图6是本发明激光焊接机的机体底侧结构示意图。
23.图中：
24.压缩机1、冷凝器2、冷板3、膨胀阀4、风扇5、四通阀6、控制器7、发热源件8、机体9、进风口10、出风口11、容纳仓12。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.本发明实施例公开的一种激光焊接机，结构紧凑，占用体积小，集成度高，散热效果好效率高，响应速度快，控制精度高，温度波动小，能保证激光焊接机长效稳定工作，维护方便、成本低。
27.一种激光焊接机，主要包括激光器组件和温度控制系统，激光器组件和温度控制系统集成在机体9中，所述温度控制系统包括压缩机1、冷凝器2、冷板3和膨胀阀4，所述压缩机1、冷凝器2、冷板3和膨胀阀4通过管路连接以构成供冷媒循环流动的温控回路，所述激光器组件的发热源件8与冷板3热传导连接，冷媒在冷板3中进行相变以与发热源件进行热交换。
28.如图1所示的温度控制系统的示意图，冷板3中开设有供冷媒流动的流道，激光器组件的发热源件8贴靠在冷板3上，从而冷媒在冷板3处与发热源件8进行热交换，实现对发热源件8的温度控制，具体的，冷媒在冷板3中发生相变来直接的与发热源件8进行热交换，能适应更高热流密度的发热器件散热，热交换效率高，响应速度快，控制精度高，冷媒无需频繁更换，使用寿命长，维护成本低，并且冷媒凝固点远低于常规环境温度，在低温环境使用，无凝固膨胀造成的管路开裂风险；所述冷凝器2处还设置有风扇5，利用风扇5加大空气对流，使得冷凝器2处的热量高效的向外散发，从而确保高温高压的气体态冷媒在冷凝器处放热后变成中温高压的液体；
29.温控回路中还设置有四通阀6，所述四通阀6与压缩机1、冷凝器2、冷板3分别连接，所述四通阀6用于改变冷媒流动方向来进行制冷与制热的切换，具体的，当四通阀6不通电时，低温低压的液态冷媒在冷板的流道中流动以与发热源件进行热交换，低温低压的液态冷媒吸热放冷作用后变成低温低压的气体，发热源件的温度则被有效降低，低温低压的气态冷媒然后通过压缩机压缩转变为高温高压的气体，高温高压的气体态冷媒再进入冷凝器，在冷凝器放热后变成中温高压的液体，中温高压的液态冷媒再经过膨胀阀后变成低温低压的液体，从而低温低压的液态冷媒循环进入到冷板以对发热源件进行散热，此时温度控制系统处于制冷状态，对激光器组件的发热源件进行有效降温；而当四通阀6通电时，四通阀6内的活塞发生移动，连通状况发生改变，冷媒通过压缩机压缩转变为高温高压的气体，然后进入冷板，在冷板处与激光器组件的发热源件进行热交换，换言之冷媒对激光器组件的发热源件进行加热，冷媒放热后变成中温高压的液体，然后经膨胀阀后变成低温低压的液体，再进入到冷凝器中吸热放冷后变成低温低压的气体，冷媒循环回到压缩机，然后继
续循环，此时温度控制系统处于制热状态，对激光器组件的发热源件进行有效加热。
30.为了保障温度控制系统高效运作，并且保障激光器组件工作温度的稳定性，温度控制系统设置有控制器7，所述温控回路中设置有传感器，控制器7接收传感器监测得到的监测信息以与设定值比对来进行自动控制，根据温度控制系统的温度、压力等情况实时调节温度控制系统，从而确保激光器组件工作温度恒定，同时灵活调节温度控制系统的功率，降低工作功耗，节约能源，所述的压缩机1采用变频压缩机，从而热交换的功率能随着实际情况进行调节，能避免压缩机频繁启停带来的温度波动。具体的，所述传感器包括在冷板入口设置的冷板入口温度传感器、在冷板上设置的冷板温度传感器、在冷板出口设置的冷板出口温度传感器、在温控回路中设置的位于压缩机入口一侧的低气压传感器、在温控回路中设置的位于压缩机出口一侧的高气压传感器、在压缩机入口设置的吸气温度传感器、在压缩机出口设置的排气温度传感器、环境温度传感器以及在冷凝器上设置的冷凝器温度传感器，控制器7实时的接收各传感器监测到的监测信息，实现恒温控制，所述的膨胀阀4采用电子膨胀阀，控制器7接收冷板入口温度传感器以及冷板出口温度传感器的检测信息，根据温度差俩控制电子膨胀阀的开度，实现冷媒流量的控制，控制器7接收环境温度传感器的监测信息，控制风扇的功率，实现冷却风量的控制，控制器7接收控制信号，控制四通阀6的通断电，以实现制冷与制热模式的切换，控制器7接收低气压传感器、高气压传感器、吸气温度传感器以及排气温度传感器的监测信息，与设定值进行比对，对温度控制系统进行保护，在发生异常状况是紧急停机，避免温度控制系统出现故障扩大，降低维护成本。
31.进一步的，在本实施例中，所述温度控制系统与激光器组件共用一个控制器7，控制器7对温度控制系统与激光器组件协同进行控制，控制更加自动化和智能化，使得温度控制系统能随着激光器组件的工作状况进行适应性调节，保障激光器组件处于恒定的工作温度，同时降低温度控制系统的工作功耗，避免了传统手持焊机多级操控的冗余，节省了体积与成本，提高激光焊接机的紧凑性。
32.如图2至图6所示，激光焊接机的机体9整体呈立方体状，当然也可采用其他形状的结构，具体的，机体9的前侧为控制面板，主要设置有控制按钮、人机交互界面等，机体9的后侧为线束面板，主要用于连接焊枪线束等，机体9的左右两侧为侧面封板，在本实施例中，所述机体9内设置有风道，并且风道竖向设置，底侧为进风口10，顶侧为出风口11，风道的出风口11设置有散热风扇，具体的，机体9的底侧设置风道的进口，机体9的顶侧设置风道的出风口，所述的散热风扇设置在机体9的顶侧，风道中会产生自下而上的气流，能够对激光焊接机起到有效散热的作用，能将激光焊接机工作时产生的热量有效排出，确保激光焊接机长效稳定工作；
33.本实施例所述的机体9的左右两侧分别设置有容纳仓12，所述容纳仓12用于存放激光器组件等器件，具体的，一侧的容纳仓12为光仓，用于装配安放激光器组件的相关器件，另一侧的容纳仓12为电仓，主要用于安装电源、光学器件控制板、温度控制系统的控制器等，温度控制系统的压缩机、膨胀阀以及四通阀等部件设置在靠机体9后侧的空间中，容纳仓12面向机体9中部的一侧为冷板3，冷板3与机体9前后侧的面板围合成所述风道，换言之，所述风道的两对侧的壁面为冷板3，贴靠在冷板3上的发热源件既与从冷板3流过的冷媒进行高效的热交换，同时，从风道通过的气流还会与冷板3进行辅助热交换，从而提高热交换效率，提高对发热源件的降温冷却效果；并且温度控制系统的冷凝器2设置在风道的出风
口，从风道通过的气流将冷凝器2散发出的热量高效的带走排出，进一步的提高散热效率，风道出口设置的散热风扇即为温度控制系统中在冷凝器2处设置的风扇5，所述风扇5既用于加快冷凝器2处的热对流来提高散热效率，同时也使风道中产生稳定的气流，气流将激光焊接机中的热量通过风道排出，提高结构紧凑性的同时提高散热效率。
34.机体顶部安装有便于搬运的把手，机体低设置有带刹车的脚轮提高设备可移动性。
35.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。