一种三轴联动激光焊接机
阅读说明：本技术 一种三轴联动激光焊接机 (Three-axis linkage laser welding machine ) 是由 方友胜 曾燕飞 于 2021-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种三轴联动激光焊接机,属于激光焊接领域,一种三轴联动激光焊接机,包括工作台和激光焊接头,激光焊接头上固定连接有导线,工作台上设有用于控制激光焊接头在X轴、Y轴和Z轴方向移动的驱动机构,工作台上固定连接有防护框和用于放置铝工件的放置台,第三安装块上设有用于消除激光焊接头对铝工件焊接时铝工件产生的反射光的消除机构,本发明通过设置消除机构使得焊接头在焊接之前将可燃气体通过空心杆内的电热丝点燃并从喷火管喷向铝工件,使得焊接处的表面粗糙,避免了焊接时反射光进入激光焊接头而损伤光学系统,通过设置吸收机构使得焊接时产生的金属蒸汽能够被吸收,进而不会被直接排放造成人员的健康危害。(The invention discloses a three-axis linkage laser welding machine, belonging to the field of laser welding, and comprising a workbench and a laser welding head, wherein the laser welding head is fixedly connected with a lead, the workbench is provided with a driving mechanism for controlling the laser welding head to move in the X-axis, Y-axis and Z-axis directions, the workbench is fixedly connected with a protective frame and a placing table for placing an aluminum workpiece, and a third mounting block is provided with a eliminating mechanism for eliminating reflected light generated by the aluminum workpiece when the laser welding head welds the aluminum workpiece, the invention ensures that a welding head ignites combustible gas through an electric heating wire in a hollow rod and sprays the combustible gas to the aluminum workpiece from a flame spraying pipe before welding by arranging the eliminating mechanism, so that the surface of a welding part is rough, the reflected light enters the laser welding head during welding to damage an optical system is avoided, and metal steam generated during welding can be absorbed by arranging the absorbing mechanism, and further can not be directly discharged to cause the health hazard of personnel.)
技术领域
本发明涉及激光焊接技术领域，具体为一种三轴联动激光焊接机。
背景技术
由于铝、铜等材料对波长1064nm的激光的反射率高于90％，要实现铝、铜等高反射率材料的焊接一直是一个难题，一般需要千瓦级以上的激光器才能实现铝、铜等高反射率材料的焊接，不仅会造成能量的极大浪费，而且如果焊接角度控制不当，会导致反射光直接进入激光头，损伤光学系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三轴联动激光焊接机，具备能够降低铝、铜等高反射率材料表面反光率的优点，解决了反射光进入激光头损伤光学系统的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三轴联动激光焊接机，包括工作台和激光焊接头，所述激光焊接头上固定连接有导线，所述工作台上设有用于控制所述激光焊接头在X轴、Y轴和Z轴方向移动的驱动机构，所述工作台上固定连接有防护框和用于放置铝工件的放置台，所述驱动机构包括第三安装块，所述激光焊接头固定连接在所述第三安装块上，所述第三安装块上设有用于消除所述激光焊接头对铝工件焊接时铝工件产生的反射光的消除机构，所述消除机构包括空心杆，所述空心杆上对称转动连接有两个第一直伸缩杆，两个所述第一直伸缩杆远离所述空心杆的一段均转动连接在所述第三安装块上，两个所述第一直伸缩杆上均套结有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与所述第三安装块和所述空心杆相抵，所述第三安装块上开设有与两个所述第一直伸缩杆和所述空心杆适配的矩形通孔。
优选的，所述消除机构还包括套筒，所述套筒上固定连接有L形杆，所述L形杆固定连接在所述第三安装块上，所述套筒上固定连接有可燃气体通入管，所述空心杆的顶部开设有与所述可燃气体通入管配合的进气孔，所述空心杆通过进气孔与所述可燃气体通入管间歇连通，所述可燃气体通入管上设有阀门。
优选的，所述消除机构还包括固定连接在所述空心杆内的电热丝，所述空心杆的底部固定连接有喷火管，所述第三安装块上设有用于控制所述电热丝的第一压敏开关，所述空心杆的顶部固定连接有第一压板，所述防护框与所述第一压板间歇相抵，所述第一压板的下表面固定连接有第二直伸缩杆，所述第二直伸缩杆的地步固定连接有压环，所述压环与所述第一压敏开关间歇相抵，所述第二直伸缩杆上套结有第二弹簧，所述第二弹簧的两端分别与所述第一压板和所述压环相抵，所述第三安装块的下表面设有用于控制所述激光焊接头的第二压敏开关，所述空心杆上固定连接有第二压板，所述第二压板与所述第二压敏开关间歇相抵。
优选的，所述驱动机构还包括第一安装块和第二安装块，所述第一安装块上固定连接有用于控制所述第二安装块Z轴运动的第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的输出端固定连接在第二安装块上，所述第二安装块上固定连接有用于控制所述第三安装块Y轴运动的第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆的输出端固定连接在所述第三安装块上，所述工作台上固定连接有竖板，所述竖板上固定连接有导杆，所述第一安装块滑动连接在所述导杆上，所述工作台上固定连接有基座，所述基座上固定连接有电机，所述电机的输出端固定连接有用于控制所述第一安装块X轴运动的螺纹杆，所述竖板上开设有与所述螺纹杆同轴切直径大于所述螺纹杆的通孔，所述第一安装块上开设有与所述螺纹杆配合的螺纹孔。
优选的，所述消除机构上设有用于吸收焊接时产生的金属蒸汽的吸收机构，所述吸收机构包括竖管，所述竖管固定连接在所述第三安装块上，所述竖管的底部固定连接有喷头，所述喷头朝向所述激光焊接头的焊接部位，所述竖管上固定连接有惰性气体通入管，所述惰性气体通入管上设有单向阀，所述空心杆上固定连接有用于控制所述竖管与所述惰性气体通入管连通的L形插杆，所述L形插杆滑动连接在所述竖管内。
优选的，所述吸收机构还包括固定连接在所述竖管上的第一空心柱，所述第一空心柱内转动连接有转杆，所述转杆上固定连接有叶轮片，所述叶轮片转动连接在所述第一空心柱内。
优选的，所述吸收机构还包括固定连接在所述工作台上的第二空心柱，所述转杆上远离所述叶轮片的一端贯穿所述第二空心柱并延伸至其内部固定连接有叶片，所述叶片转动连接在所述第二空心柱内。
优选的，所述吸收机构还包括固定连接在第二空心柱上的吸气管，所述吸气管远离所述第二空心柱的一段贯穿所述第三安装块并固定连接有吸尘罩，所述吸尘罩朝向所述激光焊接头的焊接部位，所述第二空心柱上位于所述吸气管的对立侧固定连接有吸纳管，所述吸纳管上固定连接有存放袋。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过设置消除机构使得焊接头在焊接之前将可燃气体通过空心杆内的电热丝点燃并从喷火管喷向铝工件，使得铝工件受热后表面能够快速的形成一层氧化膜，使得焊接处的表面粗糙，进而大大降低了工件焊接部位的反射率，提高了铝工件对激光的吸收率，避免了焊接时反射光进入激光焊接头而损伤光学系统，通过设置吸收机构使得焊接时产生的金属蒸汽能够被吸收，进而不会被直接排放造成人员的健康危害。
附图说明
图1为本发明的外观结构示意图；
图2为本发明的总体结构示意图；
图3为本发明第三安装块处的结构示意图；
图4为本发明进气孔处的结构示意图；
图5为本发明竖管处的结构示意图；
图6为本发明图5中A部分的结构示意图；
图7为本发明L形插杆处的结构示意图。
图中：1、工作台；11、防护框；12、放置台；13、竖板；14、导杆；2、基座；21、电机；22、螺纹杆；3、第一安装块；31、第一电动伸缩杆；4、第二安装块；41、第二电动伸缩杆；5、第三安装块；51、空心杆；511、第二压板；512、喷火管；513、进气孔；514、电热丝；515、第一压敏开关；516、L形插杆；52、第一直伸缩杆；521、第一弹簧；53、套筒；531、可燃气体通入管；532、阀门；533、L形杆；54、第一压板；541、第二直伸缩杆；542、第二弹簧；543、压环；6、激光焊接头；61、第二压敏开关；62、导线；7、吸气管；71、吸尘罩；72、第二空心柱；721、吸纳管；722、存放袋；8、竖管；81、第一空心柱；82、惰性气体通入管；821、单向阀；83、转杆；831、叶片；832、叶轮片；84、喷头。
具体实施方式
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。
实施例一
本发明提供一种技术方案：一种三轴联动激光焊接机，包括工作台1和激光焊接头6，激光焊接头6上固定连接有导线62，工作台1上设有用于控制激光焊接头6在X轴、Y轴和Z轴方向移动的驱动机构，工作台1上固定连接有防护框11和用于放置铝工件的放置台12，驱动机构包括第三安装块5，激光焊接头6固定连接在第三安装块5上，第三安装块5上设有用于消除激光焊接头6对铝工件焊接时铝工件产生的反射光的消除机构，消除机构包括空心杆51，空心杆51上对称转动连接有两个第一直伸缩杆52，两个第一直伸缩杆52远离空心杆51的一段均转动连接在第三安装块5上，两个第一直伸缩杆52上均套结有第一弹簧521，第一弹簧521的两端分别与第三安装块5和空心杆51相抵，第三安装块5上开设有与两个第一直伸缩杆52和空心杆51适配的矩形通孔。
参照图2和图3，第三安装块5在Z轴方向上向下运动最终使得空心杆51的底部接触到工件，随着第三安装块5继续向下运动使得空心杆51克服第一弹簧521的弹力相对第三安装块5向上运动，此时第一直伸缩杆52逐渐转动至水平状态，随着第三安装块5继续向下运动使得第一直伸缩杆52越过水平状态的瞬间平衡被打破，第一弹簧521弹力释放，使得第一直伸缩杆52瞬间向上摆动，进而空心杆51相对于第三安装块5瞬间上移，进而空心杆51上的第一压板54与空心杆51同步向上移动，使得固定连接在第一压板54上的第二直伸缩杆541向上运动，进而第二直伸缩杆541底部的压环543不再对第一压敏开关515挤压，进而电热丝514关闭，而在空心杆51向上运动时空心杆51上的进气孔513便不再与可燃气体通入管531连通。
驱动机构还包括第一安装块3和第二安装块4，第一安装块3上固定连接有用于控制第二安装块4Z轴运动的第一电动伸缩杆31，第一电动伸缩杆31的输出端固定连接在第二安装块4上，第二安装块4上固定连接有用于控制第三安装块5Y轴运动的第二电动伸缩杆41，第二电动伸缩杆41的输出端固定连接在第三安装块5上，工作台1上固定连接有竖板13，竖板13上固定连接有导杆14，第一安装块3滑动连接在导杆14上，工作台1上固定连接有基座2，基座2上固定连接有电机21，电机21的输出端固定连接有用于控制第一安装块3X轴运动的螺纹杆22，竖板13上开设有与螺纹杆22同轴切直径大于螺纹杆22的通孔，第一安装块3上开设有与螺纹杆22配合的螺纹孔。
参照图1-图2，使用时通过电脑编程控制电机21、第一电动伸缩杆31和第二电动伸缩杆41的动作实现第三安装块5在X轴、Y轴和Z轴方向的移动，将需要焊接的铝工件放置在放置台12上，输入好焊接时所需要的程序使得第三安装块5进行移动对铝工件进行焊接。
消除机构还包括套筒53，套筒53上固定连接有L形杆533，L形杆533固定连接在第三安装块5上，套筒53上固定连接有可燃气体通入管531，空心杆51的顶部开设有与可燃气体通入管531配合的进气孔513，空心杆51通过进气孔513与可燃气体通入管531间歇连通，可燃气体通入管531上设有阀门532。
参照图1、图2和图3，初始状态时第三安装块5处于Z轴的最高位置，此时第三安装块5上空心杆51顶部的第一压板54接触到防护框11，此时防护框11对第一压板54的挤压使得空心杆51处于第三安装块5上的最低位置，此状态下第一压板54上的第二直伸缩杆541底部的压环543对第一压敏开关515施加压力，进而受第一压敏开关515控制的电热丝514开启并产生热量。
消除机构还包括固定连接在空心杆51内的电热丝514，空心杆51的底部固定连接有喷火管512，第三安装块5上设有用于控制电热丝514的第一压敏开关515，空心杆51的顶部固定连接有第一压板54，防护框11与第一压板54间歇相抵，第一压板54的下表面固定连接有第二直伸缩杆541，第二直伸缩杆541的地步固定连接有压环543，压环543与第一压敏开关515间歇相抵，第二直伸缩杆541上套结有第二弹簧542，第二弹簧542的两端分别与第一压板54和压环543相抵，第三安装块5的下表面设有用于控制激光焊接头6的第二压敏开关61，空心杆51上固定连接有第二压板511，第二压板511与第二压敏开关61间歇相抵。
参照图2、图3和图4，在电热丝514产生的热量足够时开启阀门532，使得可燃气体通入管531处于畅通状态，当空心杆51位于第三安装块5上的最低处位置时空心杆51上的进气孔513与可燃气体通入管531重合，此时可燃气体能通过进气孔513进入到空心杆51内，当可燃气体接触到加热后的电热丝514之后便会被点燃，进而火焰从空心杆51底部的喷火管512喷出直铝工件上，随着第三安装块5在Z轴方向上逐渐下降使得铝工件受到火焰的喷射的温度越来越高，进而在高温作用下铝工件表面能够更快的形成一层氧化层，增加了铝工件表面的粗糙度，进而大大降低了工件焊接部位的反射率，提高了铝工件对激光的吸收率，避免了焊接时反射光进入激光焊接头6而损伤光学系统。
实施例二
消除机构上设有用于吸收焊接时产生的金属蒸汽的吸收机构，吸收机构包括竖管8，竖管8固定连接在第三安装块5上，竖管8的底部固定连接有喷头84，喷头84朝向激光焊接头6的焊接部位，竖管8上固定连接有惰性气体通入管82，惰性气体通入管82上设有单向阀821，空心杆51上固定连接有用于控制竖管8与惰性气体通入管82连通的L形插杆516，L形插杆516滑动连接在竖管8内。
参照图3、图5和图6，当空心杆51运动至相对第三安装块5的最高位置时空心杆51上的第二压板511便会接触到第二压敏开关61，此时激光焊接头6开启并进行焊接工作，在空心杆51向上运动的同时固定连接在空心杆51上的L形插杆516也跟随空心杆51同步向上运动，而L形插杆516滑动连接在竖管8内，进而L形插杆516向上运动时会从竖管8内逐渐的向外抽动，当L形插杆516的底部处于竖管8与惰性气体通入管82连接处的上部时会使得竖管8和惰性气体通入管82连通，此时惰性气体便能进入到竖管8内，而后惰性气体便能从竖管8底部连接的喷头84喷出，对焊接部位进行保护。
吸收机构还包括固定连接在竖管8上的第一空心柱81，第一空心柱81内转动连接有转杆83，转杆83上固定连接有叶轮片832，叶轮片832转动连接在第一空心柱81内，吸收机构还包括固定连接在工作台1上的第二空心柱72，转杆83上远离叶轮片832的一端贯穿第二空心柱72并延伸至其内部固定连接有叶片831，叶片831转动连接在第二空心柱72内，吸收机构还包括固定连接在第二空心柱72上的吸气管7，吸气管7远离第二空心柱72的一段贯穿第三安装块5并固定连接有吸尘罩71，吸尘罩71朝向激光焊接头6的焊接部位，第二空心柱72上位于吸气管7的对立侧固定连接有吸纳管721，吸纳管721上固定连接有存放袋722。
参照图3、图6和图7，由于第一空心柱81与竖管8连通，且第一空心柱81偏心连接在竖管8上，进而当惰性气体在竖管8内流动时会对第一空心柱81内的叶轮片832造成冲击，进而受到冲击的叶轮片832便能带动转杆83转动，当转杆83转动时固定连接在转杆83上的叶片831同步转动，此时转动的叶片831在位于吸气管7的一侧产生负压，且吸气管7上连接的吸尘罩71朝向焊接部位，进而焊接时产生的金属蒸汽通过吸尘罩71和吸气管7被吸入到第二空心柱72内，而叶片831上远离吸气管7的一侧产生正压，进而被吸入的金属蒸汽通过吸纳管721被排放至存放袋722内，存放袋722选取能够透气且能隔绝金属蒸汽通过的材质制作，进而能够使得空气通过存放袋722，而对人体有害的金属蒸汽则被收集到存放袋722内，存放袋722能够从吸纳管721上拆下进行清洗或更换。
工作原理：该三轴联动激光焊接机，使用时通过电脑编程控制电机21上的螺纹杆22转动使得第一安装块3实现X轴移动，第一安装块3上的第一电动伸缩杆31的收缩使得第二安装块4在Z轴移动，第二安装块4上的第二电动伸缩杆41的收缩实现第三安装块5在Y轴方向移动，将需要焊接的铝工件放置在放置台12上，输入好焊接时所需要的程序使得第三安装块5进行移动对铝工件进行焊接；
初始状态时第三安装块5处于Z轴的最高位置，此时第三安装块5上空心杆51顶部的第一压板54接触到防护框11，此时防护框11对第一压板54的挤压使得空心杆51处于第三安装块5上的最低位置，此状态下第一压板54上的第二直伸缩杆541底部的压环543对第一压敏开关515施加压力，进而受第一压敏开关515控制的电热丝514开启并产生热量；
在电热丝514产生的热量足够时开启阀门532，使得可燃气体通入管531处于畅通状态，当空心杆51位于第三安装块5上的最低处位置时空心杆51上的进气孔513与可燃气体通入管531重合，此时可燃气体能通过进气孔513进入到空心杆51内，当可燃气体接触到加热后的电热丝514之后便会被点燃，进而火焰从空心杆51底部的喷火管512喷出直铝工件上，随着第三安装块5在Z轴方向上逐渐下降使得铝工件受到火焰的喷射的温度越来越高，进而在高温作用下铝工件表面能够更快的形成一层氧化层，增加了铝工件表面的粗糙度，进而大大降低了工件焊接部位的反射率，提高了铝工件对激光的吸收率，避免了焊接时反射光进入激光焊接头6而损伤激光焊接头6发射焊接激光的光学系统。
第一电动伸缩杆31由程序控制收缩带动第三安装块5在Z轴方向下移使得激光焊接头6向工件靠近，第三安装块5在Z轴方向上向下运动最终使得空心杆51的底部接触到工件，随着第三安装块5继续向下运动使得空心杆51克服第一弹簧521的弹力相对第三安装块5向上运动，此时第一直伸缩杆52逐渐转动至水平状态，随着第三安装块5继续向下运动使得第一直伸缩杆52越过水平状态的瞬间平衡被打破，第一弹簧521弹力释放，使得第一直伸缩杆52瞬间向上摆动，进而空心杆51相对于第三安装块5瞬间上移，进而空心杆51上的第一压板54与空心杆51同步向上移动，使得固定连接在第一压板54上的第二直伸缩杆541向上运动，进而第二直伸缩杆541底部的压环543不再对第一压敏开关515挤压，进而电热丝514关闭，而在空心杆51向上运动时空心杆51上的进气孔513便不再与可燃气体通入管531连通，进而可燃气体不会再进入到空心杆51内，进而喷火管512不再喷出火焰；
当空心杆51运动至相对第三安装块5的最高位置时空心杆51上的第二压板511便会接触到第二压敏开关61，此时激光焊接头6开启并进行焊接工作，在空心杆51向上运动的同时固定连接在空心杆51上的L形插杆516也跟随空心杆51同步向上运动，而L形插杆516滑动连接在竖管8内，进而L形插杆516向上运动时会从竖管8内逐渐的向上抽动，当L形插杆516的底部处于竖管8与惰性气体通入管82连接处的上部时会使得竖管8和惰性气体通入管82连通，此时惰性气体便能进入到竖管8内，而后惰性气体便能从竖管8底部连接的喷头84喷出，将焊接部位的氧气隔绝，避免高温焊接时出现氧化现象，对焊接部位进行保护；
由于第一空心柱81与竖管8连通，且第一空心柱81偏心连接在竖管8上，进而当惰性气体在竖管8内流动时会对第一空心柱81内的叶轮片832造成冲击，进而受到冲击的叶轮片832便能带动转杆83转动，当转杆83转动时固定连接在转杆83上的叶片831同步转动，此时转动的叶片831在位于吸气管7的一侧产生负压，且吸气管7上连接的吸尘罩71朝向焊接部位，进而焊接时产生的金属蒸汽通过吸尘罩71和吸气管7被吸入到第二空心柱72内，而叶片831上远离吸气管7的一侧产生正压，进而被吸入的金属蒸汽通过吸纳管721被排放至存放袋722内，存放袋722选取能够透气且能隔绝金属蒸汽通过的材质制作，进而能够使得空气通过存放袋722，而对人体有害的金属蒸汽则被收集到存放袋722内，存放袋722能够从吸纳管721上拆下进行清洗或更换。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。