專(zhuān)利名稱(chēng)：一種激光點(diǎn)焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于激光焊接領(lǐng)域，尤其涉及一種激光點(diǎn)焊機(jī)。
背景技術(shù)：
激光點(diǎn)焊是利用高能量的激光脈沖對(duì)材料進(jìn)行《敖小區(qū)域內(nèi)的局部加熱，激 光輻射的能量通過(guò)熱傳導(dǎo)向材料的內(nèi)部擴(kuò)散，將材料熔化后形成特定的熔池， 從而將相同或不同的材料焊接在一起?，F(xiàn)有的激光點(diǎn)焊機(jī)每次裝卸工件都需要
激光器停止工作，每次裝卸激光器都要停止至少I(mǎi)O秒以上，甚至多于激光焊接 的時(shí)間(3-5秒)，且每臺(tái)點(diǎn)焊機(jī)只能由一個(gè)操作人員裝卸工件，以致產(chǎn)能低 下，常常需要增加多臺(tái)設(shè)備來(lái)滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的需求，而激光點(diǎn)焊機(jī)價(jià)格昂貴， 目前市場(chǎng)^介為每臺(tái)40萬(wàn)元以上。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種激光點(diǎn)焊機(jī)，旨在解決目前的激光點(diǎn)焊機(jī) 產(chǎn)能低下的問(wèn)題。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的， 一種激光點(diǎn)焊機(jī)，包括一激光發(fā)生器，所述激 光點(diǎn)焊機(jī)還包括 一工作臺(tái)基座；
安裝于所述工作臺(tái)基座上的第 一工作臺(tái)和第二工作臺(tái)； 第一伺服電機(jī)和笫二伺服電機(jī)，分別控制所述第一工作臺(tái)X、 Y方向的運(yùn)
動(dòng)；
第三伺服電機(jī)和第四伺服電機(jī)，分別控制所述第二工作臺(tái)X、 Y方向的運(yùn) 動(dòng)；以及
4PLC控制系統(tǒng)，分別與所述第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)、第三伺服電機(jī) 和第四伺服電機(jī)連接，觸發(fā)所述第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)控制所述第一工
作臺(tái)運(yùn)動(dòng)，觸發(fā)所述第三伺服電機(jī)、第四伺服電機(jī)控制所述第二工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)； 所述PLC控制系統(tǒng)與所述激光發(fā)生器連接，在所述第 一工作臺(tái)和第二工作臺(tái)運(yùn) 動(dòng)到位后，觸發(fā)所述激光發(fā)生器發(fā)出激光，執(zhí)行焊接操作。
件不在焊接區(qū)域進(jìn)行，而是在設(shè)備以外區(qū)域進(jìn)行，且可多人裝卸工件，極大地 提高了產(chǎn)能，同時(shí)采用PLC控制器與人機(jī)界面結(jié)合的控制方案，可根據(jù)用戶(hù)預(yù) 先設(shè)置的位置數(shù)據(jù)，結(jié)合定位驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，協(xié)調(diào)雙工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控雙工 作臺(tái)的可靠運(yùn)行。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的激光點(diǎn)焊機(jī)的結(jié)構(gòu)圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的激光點(diǎn)焊機(jī)工作臺(tái)控制系統(tǒng)控制原理圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖 及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體 實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
本實(shí)用新型實(shí)施例中，激光點(diǎn)焊機(jī)采用雙工作臺(tái)形式，并通過(guò)可編程邏輯 控制器(Programmable Logic Controller, PLC)協(xié)調(diào)控制兩個(gè)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)以 及激光發(fā)生器和振鏡系統(tǒng)的工作節(jié)拍，從而大大縮短點(diǎn)焊機(jī)的非焊接時(shí)間，提 高工作效率。
圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的激光點(diǎn)焊機(jī)的結(jié)構(gòu)，為了便于描述， 僅示出了與本實(shí)施例相關(guān)的部分。工作臺(tái)基座1上安裝有第一工作臺(tái)21和第二 工作臺(tái)22，激光發(fā)生器3發(fā)出的激光通過(guò)光纖傳輸光纜4至振鏡系統(tǒng)5，振鏡系統(tǒng)5通過(guò)其內(nèi)置的反光鏡使激光束輸出至預(yù)設(shè)的第一工作臺(tái)21或第二工作臺(tái)
22上待焊接工件的焊點(diǎn)位置，其中第一工作臺(tái)21和第二工作臺(tái)22的分別由兩 個(gè)伺服電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)在各自導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)傳動(dòng)部分采用滾珠絲杠通過(guò)彈 性聯(lián)軸器與伺服電機(jī)連接，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)又由可編程邏輯控制器6控制，當(dāng) 可編程邏輯控制器6控制第一工作臺(tái)21或第二工作臺(tái)22運(yùn)動(dòng)到位后，可編程 邏輯控制器6向激光發(fā)生器3發(fā)出一焊接觸發(fā)信號(hào)，激光發(fā)生器3發(fā)出的激光 通過(guò)光纖傳輸光纜4至振鏡系統(tǒng)5 ，最終由振鏡系統(tǒng)5將激光輸出以進(jìn)行焊接。
本實(shí)用新型實(shí)施例中，可編程邏輯控制器6通過(guò)伺服電機(jī)控制第一工作臺(tái) 21和第二工作臺(tái)22交替運(yùn)動(dòng)至振鏡系統(tǒng)5的焊接區(qū)域，當(dāng)其中的一個(gè)工作臺(tái) 上承載有工件進(jìn)行焊接時(shí)，操作人員可以在焊接區(qū)域外對(duì)另一工作臺(tái)進(jìn)行裝卸 工件的動(dòng)作，當(dāng)工件焊接完畢后，激光發(fā)生器3只需停止很短的時(shí)間，至另一 個(gè)工作臺(tái)的工件運(yùn)送到位后繼續(xù)焊接。其中，操作人員可以通過(guò)人機(jī)界面7對(duì) 可編程邏輯控制器6進(jìn)行各種參數(shù)的設(shè)置，如所需焊接產(chǎn)品的行數(shù)、列數(shù)、間 距等參數(shù)，也可以通過(guò)手持器等對(duì)可編程邏輯控制器6進(jìn)行控制。
圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的激光點(diǎn)焊機(jī)的工作臺(tái)控制系統(tǒng)的控制 原理，為了便于描述，僅示出了與本實(shí)施例相關(guān)的部分，其中，可編程邏輯控 制器6、與可編程邏輯控制器6連接的人機(jī)界面7和手持器、與可編程邏輯控 制器6連接的第一伺服驅(qū)動(dòng)器211、第二伺服驅(qū)動(dòng)器221、第三伺服驅(qū)動(dòng)器231、 第四伺服驅(qū)動(dòng)器241等組成了 PLC控制系統(tǒng)，其中第一伺服驅(qū)動(dòng)器211、第二 伺服驅(qū)動(dòng)器221、第三伺服驅(qū)動(dòng)器231、第四伺服驅(qū)動(dòng)器241還分別與第一伺服 電機(jī)212、第二伺服電機(jī)222、第三伺服電機(jī)232、第四伺服電機(jī)242連接。
結(jié)合圖1、圖2,工作臺(tái)每次開(kāi)機(jī)后回零，以保證機(jī)械坐標(biāo)的精確度，回零 完畢后操作人員通過(guò)人機(jī)界面7將對(duì)可編程邏輯控制器6進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，設(shè)置 的參數(shù)存儲(chǔ)于可編程邏輯控制器6中，對(duì)于同一產(chǎn)品的的焊接第一次設(shè)置好參 數(shù)后，開(kāi)機(jī)即可使用、無(wú)需再重設(shè)。接下來(lái)對(duì)焦、選擇自動(dòng)之后，工作臺(tái)即進(jìn) 入自動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)第一工作臺(tái)21和第二工作臺(tái)22均停留在偏置位。假定當(dāng)前待焊接產(chǎn)品裝載于第一工作臺(tái)21上，且第一工作臺(tái)21的二維運(yùn)
動(dòng)由第一伺服電機(jī)212和第二伺服電機(jī)222控制，則可編程邏輯控制器6首先 向第一伺服驅(qū)動(dòng)器211發(fā)出脈沖信號(hào)，第一伺服驅(qū)動(dòng)器211收到該信號(hào)后驅(qū)動(dòng) 第一伺服電機(jī)212帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，滾珠絲杠進(jìn)一步帶動(dòng)第一工作臺(tái)21沿X 軸運(yùn)動(dòng)，第一工作臺(tái)21在X方向運(yùn)動(dòng)到位后，可編程邏輯控制器6立即向第 二伺服驅(qū)動(dòng)器221發(fā)出脈沖信號(hào)，第二伺服驅(qū)動(dòng)器221收到該信號(hào)后驅(qū)動(dòng)第二 伺服電機(jī)222帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，滾珠絲杠進(jìn)一步帶動(dòng)第一工作臺(tái)21在Y方 向上運(yùn)動(dòng)到所需位置，此時(shí)第一工作臺(tái)21完成了在X、 Y方向的位移，可編程 邏輯控制器6向激光發(fā)生器3發(fā)出焊接觸發(fā)信號(hào)，激光發(fā)生器3發(fā)出的激光由 振鏡系統(tǒng)5輸出進(jìn)行焊接。
本實(shí)用新型實(shí)施例中，為進(jìn)一步提高工作效率，操作人員首先將多個(gè)待焊 接產(chǎn)品置于一夾具中，再將該夾具裝載于工作臺(tái)上，當(dāng)夾具中的第一個(gè)產(chǎn)品焊 接完畢后，激光發(fā)生器3停止發(fā)出激光，并輸出一工作完成信號(hào)至可編程邏輯 控制器6，可編程邏輯控制器6同樣先后向第一伺服驅(qū)動(dòng)器211和第二伺服驅(qū) 動(dòng)器221發(fā)出脈沖信號(hào)，以使第一工作臺(tái)21上下一個(gè)待焊接產(chǎn)品在第一伺服電 機(jī)212和第二伺服電機(jī)222的控制下移動(dòng)到振鏡系統(tǒng)5的焦點(diǎn)處，可編程邏輯 控制器6再次向激光發(fā)生器3發(fā)出焊接觸發(fā)信號(hào)以進(jìn)行當(dāng)前產(chǎn)品的焊接，依此 類(lèi)推直至第一工作臺(tái)21上的所有待焊接產(chǎn)品焊接完畢，可編程邏輯控制器6 通過(guò)第一伺服驅(qū)動(dòng)器211和第二伺服驅(qū)動(dòng)器221控制第一工作臺(tái)21退回到偏置 位(此時(shí)操作人員可進(jìn)行第一工作臺(tái)21上工件的卸裝)，并隨之通過(guò)第三伺服 驅(qū)動(dòng)器231、第三伺服電機(jī)232、第四伺服驅(qū)動(dòng)器241、第四伺服電機(jī)242使得 第二工作臺(tái)22上的各個(gè)待焊接產(chǎn)品依次移動(dòng)到振鏡系統(tǒng)5的焦點(diǎn)處進(jìn)行焊接， 全部焊接完畢后可編程邏輯控制器6控制第二工作臺(tái)22退回到偏置位(此時(shí)操 作人員可進(jìn)行第二工作臺(tái)22上工件的卸裝)，并隨之通過(guò)第一伺服驅(qū)動(dòng)器211、 第一伺服電機(jī)212、第二伺服驅(qū)動(dòng)器221、第二伺服電機(jī)222使得第一工作臺(tái) 21上的各個(gè)待焊接產(chǎn)品依次移動(dòng)到振鏡系統(tǒng)5的焦點(diǎn)處進(jìn)行焊接，如此循環(huán)。進(jìn)一步地，本實(shí)施例中各個(gè)伺服電機(jī)在運(yùn)行的同時(shí)還輸出 一路反饋信號(hào)到
相應(yīng)的伺服驅(qū)動(dòng)器，如圖2所示，第一伺服電機(jī)212輸出反饋信號(hào)至第一祠服 驅(qū)動(dòng)器211、第二伺服電機(jī)222輸出反饋信號(hào)至第二伺服驅(qū)動(dòng)器221、第三伺服 電機(jī)232輸出反饋信號(hào)至第三伺服驅(qū)動(dòng)器231、第四伺服電機(jī)242輸出反饋信 號(hào)至第四伺服驅(qū)動(dòng)器241,該反饋信號(hào)將伺服電機(jī)實(shí)際運(yùn)行位置值反饋到伺服 控制器，執(zhí)行半閉環(huán)控制，系統(tǒng)會(huì)追隨實(shí)際位置進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，得出運(yùn)行位置 差值并在驅(qū)動(dòng)器當(dāng)中進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而再得出信號(hào)去驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，從而使得伺 服電機(jī)的運(yùn)行值非常接近于所需值，達(dá)到減小誤差的目的，即伺服驅(qū)動(dòng)器和伺 服電機(jī)之間的連接方式采用了負(fù)反饋閉環(huán)連接方式，整個(gè)系統(tǒng)為半閉環(huán)控制。
進(jìn)一步地，焊接工作臺(tái)每個(gè)軸的機(jī)械可移動(dòng)范圍以?xún)?nèi)都有3個(gè)光電傳感器， 分別是左限位傳感器、回零傳感器和右限位傳感器，其中左限位傳感器和右限 位傳感器的作用是當(dāng)機(jī)器異常情況下制止工作臺(tái)在左、右兩個(gè)方向撞到機(jī)械限 位上，從而起到防止機(jī)械相撞的作用，回零傳感器作為才幾器回零的感應(yīng)開(kāi)關(guān)。
進(jìn)一步地，上述各個(gè)伺服電機(jī)均為交流伺服電機(jī)。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的激光點(diǎn)焊機(jī)將自動(dòng)數(shù)字控制技術(shù)、機(jī)械直線(xiàn)導(dǎo)軌、 滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)、交流伺服電機(jī)和激光系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合在一起，雙工作臺(tái)的 采用大大縮短了激光器停止工作時(shí)間，裝卸工件不在焊接區(qū)域進(jìn)行，而是在設(shè) 備以外區(qū)域進(jìn)行，且可多人裝卸工件，極大地提高了產(chǎn)能；直線(xiàn)導(dǎo)軌和滾珠絲 杠的組合方式，也有助于提高工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)精度；采用振鏡掃描式控制系 統(tǒng)，使得激光束高速準(zhǔn)確地偏移到指定焊點(diǎn)；同時(shí)采用PLC控制器與人機(jī)界面 結(jié)合的控制方案，可根據(jù)用戶(hù)預(yù)先設(shè)置的位置數(shù)據(jù)，結(jié)合定位驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，協(xié)調(diào) 雙工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)和激光系統(tǒng)、振鏡系統(tǒng)的工作節(jié)拍，實(shí)現(xiàn)數(shù)控雙工作臺(tái)的可靠 運(yùn)行。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型， 凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng) 包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種激光點(diǎn)焊機(jī)，包括一激光發(fā)生器，其特征在于，所述激光點(diǎn)焊機(jī)還包括一工作臺(tái)基座；安裝于所述工作臺(tái)基座上的第一工作臺(tái)和第二工作臺(tái)；第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)，分別控制所述第一工作臺(tái)X、Y方向的運(yùn)動(dòng)；第三伺服電機(jī)和第四伺服電機(jī)，分別控制所述第二工作臺(tái)X、Y方向的運(yùn)動(dòng)；以及PLC控制系統(tǒng)，分別與所述第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)、第三伺服電機(jī)和第四伺服電機(jī)連接，觸發(fā)所述第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)控制所述第一工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)，觸發(fā)所述第三伺服電機(jī)、第四伺服電機(jī)控制所述第二工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)；所述PLC控制系統(tǒng)與所述激光發(fā)生器連接，在所述第一工作臺(tái)和第二工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)到位后，觸發(fā)所述激光發(fā)生器發(fā)出激光，執(zhí)行焊接操作。
2、 如權(quán)利要求1所述的激光點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于，所述激光點(diǎn)焊機(jī)還包括 振鏡系統(tǒng)，通過(guò)光纖傳輸光纜與所述激光發(fā)生器連接。
3、 如權(quán)利要求1所述的激光點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于，所述PLC控制系統(tǒng)進(jìn) 一步包括可編程邏輯控制器、與所述可編程邏輯控制器連接的第一伺服驅(qū)動(dòng) 器、第二伺服驅(qū)動(dòng)器、第三伺服驅(qū)動(dòng)器、第四伺服驅(qū)動(dòng)器和與所述可編程邏輯 控制器連接的人機(jī)界面、手持器；所述第一伺服驅(qū)動(dòng)器與所述第一伺服電機(jī)連 接，所述第二伺服驅(qū)動(dòng)器與所述第二伺服電機(jī)連接，所述第三伺服驅(qū)動(dòng)器與所 述第三伺服電機(jī)連接，所述第四伺服驅(qū)動(dòng)器與所述第四伺服電機(jī)連接。
4、 如權(quán)利要求1所述的激光點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于，所述第一伺服電機(jī)、第 二伺服電機(jī)、第三伺服電機(jī)和第四伺服電機(jī)均與伺服驅(qū)動(dòng)器為閉環(huán)連接。
5、 如權(quán)利要求1所述的激光點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于，所述第一工作臺(tái)傳動(dòng)部 分采用滾珠絲杠通過(guò)彈性聯(lián)軸器與所述第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)連接。
6、 如權(quán)利要求1所述的激光點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于，所述第二工作臺(tái)傳動(dòng)部 分采用滾珠絲杠通過(guò)彈性聯(lián)軸器與所述第三伺服電機(jī)和第四伺服電機(jī)連接。
7、 如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的激光點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于，所述第一伺 服電機(jī)、第二伺服電機(jī)、第三伺服電機(jī)和第四伺服電機(jī)均為交流伺服電機(jī)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型適用于激光焊接領(lǐng)域，提供了一種激光點(diǎn)焊機(jī)，所述激光點(diǎn)焊機(jī)包括一激光發(fā)生器，所述激光點(diǎn)焊機(jī)還包括一工作臺(tái)基座；安裝于所述工作臺(tái)基座上的第一工作臺(tái)和第二工作臺(tái)；第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)，分別控制所述第一工作臺(tái)X、Y方向的運(yùn)動(dòng)；第三伺服電機(jī)和第四伺服電機(jī)，分別控制所述第二工作臺(tái)X、Y方向的運(yùn)動(dòng)；PLC控制系統(tǒng)，在所述第一工作臺(tái)和第二工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)到位后，觸發(fā)所述激光發(fā)生器發(fā)出激光，執(zhí)行焊接操作。本實(shí)用新型中，雙工作臺(tái)的采用大大縮短了激光器停止工作時(shí)間，裝卸工件不在焊接區(qū)域進(jìn)行，而是在設(shè)備以外區(qū)域進(jìn)行，且可多人裝卸工件，極大地提高了產(chǎn)能。
文檔編號(hào)B23K26/22GK201249333SQ20082014710
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者胡羽飛 申請(qǐng)人:胡羽飛