一种自动化激光焊接设备

摘要

本发明提供了一种自动化激光焊接设备，其旋转驱动装置包括同心设置的旋转外环和旋转内环，旋转外环和旋转内环分别受一电机驱动进行转动，旋转外环和旋转内环之间设有外扩组件，外扩组件在旋转外环相对旋转内环在某一转向上转动一定角度时抵触旋转外环的内侧壁以限制旋转外环继续转动，旋转外环和位于其中心位置并且和其同步转动的芯轴连接，芯轴的一端连接焊丝供给装置，另一端设有圈齿轮，圈齿轮传动连接有内齿轮，内齿轮连接并且驱动分度凸轮，分度凸轮配合连接有带圆柱滚子的转盘，圆柱滚子的端部设有信号开关，信号开关在圆柱滚子进入分度凸轮的轮廓内和从分度凸轮的轮廓内出来时分别被按压和被释放。

权利要求

1.一种自动化激光焊接设备，其特征在于，包括X轴模组(1)、Y轴模组(2)、Z轴模组(3)、以及受所述X轴模组(1)、所述Y轴模组(2)、以及所述Z轴模组(3)驱动的焊丝供给装置(4)，所述焊丝供给装置(4)和所述Z轴模组(3)之间通过旋转驱动装置(5)连接，所述旋转驱动装置(5)包括同心设置的旋转外环(51)和旋转内环(52)，所述旋转外环(51)和所述旋转内环(52)分别受一电机驱动进行转动，所述旋转外环(51)和所述旋转内环(52)之间设有外扩组件(53)，所述外扩组件(53)在所述旋转外环(51)相对所述旋转内环(52)在某一转向上转动一定角度时抵触所述旋转外环(51)的内侧壁以限制所述旋转外环(51)继续转动，所述旋转外环(51)和位于其中心位置并且和其同步转动的芯轴(54)连接，所述芯轴(54)的一端连接所述焊丝供给装置(4)，另一端设有圈齿轮(55)，所述圈齿轮(55)传动连接有内齿轮(56)，所述内齿轮(56)连接并且驱动分度凸轮(57)，所述分度凸轮(57)配合连接有带圆柱滚子(58)的转盘(59)，所述圆柱滚子(58)的端部设有信号开关(510)，所述信号开关(510)在所述圆柱滚子(58)进入所述分度凸轮(57)的轮廓内和从所述分度凸轮(57)的轮廓内出来时分别被按压和被释放；

所述外扩组件(53)包括旋转叶片(531)和连杆(532)，所述旋转叶片(531)多等分设置在所述芯轴(54)周围，所述旋转叶片(531)一端铰接在所述旋转内环(52)上、另一端铰接在所述旋转外环(51)上以使所述旋转外环(51)相对所述旋转内环(52)转动一定角度时抵触所述旋转外环(51)的内侧壁；

其中，当所述旋转外环(51)和所述芯轴(54)转动一定角度使所述外扩组件(53)抵触所述旋转外环(51)的内侧壁时，所述分度凸轮(57)转动一周，所述转盘(59)的一个圆柱滚子(58)从所述分度凸轮(57)的轮廓内出来并且相邻的另一个圆柱滚子(58)进入所述分度凸轮(57)的轮廓内使所述信号开关(510)之间产生一次信号转换，所述旋转内环(52)在信号转换后受驱动转动和所述旋转外环(51)相同的角度。

2.根据权利要求1所述的自动化激光焊接设备，其特征在于，所述旋转叶片(531)铰接有所述连杆(532)的一端设有限位块(533)，所述限位块(533)在所述旋转外环(51)相对所述旋转内环(52)转动时靠近所述旋转外环(51)的内侧壁，所述旋转外环(51)的内侧壁上设有和所述限位块(533)配合的限位凸起(534)，所述限位凸起(534)提供所述限位块(533)抵触。

3.根据权利要求2所述的自动化激光焊接设备，其特征在于，所述限位凸起(534)为柔性球形的限位凸起(534)，所述限位凸起(534)嵌在所述旋转外环(51)上。

4.根据权利要求1所述的自动化激光焊接设备，其特征在于，所述芯轴(54)和所述旋转外环(51)通过直杆(511)连接，所述旋转内环(52)上开设提供所述直杆(511)穿过的过孔(512)。

5.根据权利要求1所述的自动化激光焊接设备，其特征在于，所述芯轴(54)设有所述圈齿轮(55)的一端还设有驱动杆(513)，所述驱动杆(513)和电机传动连接。

6.根据权利要求1所述的自动化激光焊接设备，其特征在于，所述旋转驱动装置(5)还包括壳体(514)，所述壳体(514)固定在所述Z轴模组(3)上，所述旋转外环(51)和所述旋转内环(52)位于所述壳体(514)内，所述芯轴(54)的一端从所述壳体(514)穿出连接所述焊丝供给装置(4)。

7.根据权利要求1所述的自动化激光焊接设备，其特征在于，所述X轴模组(1)包括沿着Y轴向设置的第一架高板(11)和第二架高板(12)，所述第一架高板(11)上设有X轴滑台(13)，所述X轴滑台(13)上设有第一滑块(14)，所述第二架高板(12)上设有沿着X轴向设置的滑轨(15)，所述滑轨(15)上设有第二滑块(16)，所述Y轴模组(2)的两端分别安装在所述第一滑块(14)和所述第二滑块(16)上，所述第一架高板(11)和所述第二架高板(12)之间形成焊接区。

说明书

一种自动化激光焊接设备

技术领域

[0001] 本发明涉及激光焊接技术领域，特别涉及一种自动化激光焊接设备。

背景技术

[0002] 激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。焊接的过程属热传导型，激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散。由于其独特的
优点，激光焊接已经广泛应用于电路板的精密焊接。受限于电路板上的位置以及元器件的
形状，往往需要旋转焊丝供给装置以调整角度，将焊丝对准焊脚。目前有通过伺服系统控制
焊丝供给装置转角的，实际上电路板大多属于精密部件，尤其是手机内的电路板，集成的元
器件小而多。以至于在调整焊丝供给装置的角度时不宜转幅过大。例如，调整焊丝供给装置
转过30度角。目前都是通过伺服系统一次调整到位，并没有从结构上去限制单次的转幅，以
达到保护目的。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是，提供一种自动化激光焊接设备，可以从结构上限制单次的转幅。

[0004] 本发明的技术方案是，一种自动化激光焊接设备，包括X轴模组、Y轴模组、Z轴模组、以及受所述X轴模组、所述Y轴模组、以及所述Z轴模组驱动的焊丝供给装置，所述焊丝供
给装置和所述Z轴模组之间通过旋转驱动装置连接，所述旋转驱动装置包括同心设置的旋
转外环和旋转内环，所述旋转外环和所述旋转内环分别受一电机驱动进行转动，所述旋转
外环和所述旋转内环之间设有外扩组件，所述外扩组件在所述旋转外环相对所述旋转内环
在某一转向上转动一定角度时抵触所述旋转外环的内侧壁以限制所述旋转外环继续转动，
所述旋转外环和位于其中心位置并且和其同步转动的芯轴连接，所述芯轴的一端连接所述
焊丝供给装置，另一端设有圈齿轮，所述圈齿轮传动连接有内齿轮，所述内齿轮连接并且驱
动分度凸轮，所述分度凸轮配合连接有带圆柱滚子的转盘，所述圆柱滚子的端部设有信号
开关，所述信号开关在所述圆柱滚子进入所述分度凸轮的轮廓内和从所述分度凸轮的轮廓
内出来时分别被按压和被释放；其中，当所述旋转外环和所述芯轴转动一定角度使所述外
扩组件抵触所述旋转外环的内侧壁时，所述分度凸轮转动一周，所述转盘的一个圆柱滚子
从所述分度凸轮的轮廓内出来并且相邻的另一个圆柱滚子进入所述分度凸轮的轮廓内使
所述信号开关之间产生一次信号转换，所述旋转内环在信号转换后受驱动转动和所述旋转
外环相同的角度。

[0005] 作为一种实施方式，所述外扩组件包括旋转叶片和连杆，所述旋转叶片多等分设置在所述芯轴周围，所述旋转叶片一端铰接在所述旋转内环上、另一端铰接在所述旋转外
环上以使所述旋转外环相对所述旋转内环转动一定角度时抵触所述旋转外环的内侧壁。

[0006] 作为一种实施方式，所述旋转叶片铰接有所述连杆的一端设有限位块，所述限位块在所述旋转外环相对所述旋转内环转动时靠近所述旋转外环的内侧壁，所述旋转外环的
内侧壁上设有和所述限位块配合的限位凸起，所述限位凸起提供所述限位块抵触。

[0007] 作为一种实施方式，所述限位凸起为柔性球形的限位凸起，所述限位凸起嵌在所述旋转外环上。

[0008] 作为一种实施方式，所述芯轴和所述旋转外环通过直杆连接，所述旋转内环上开设提供所述直杆穿过的过孔。

[0009] 作为一种实施方式，所述芯轴设有所述圈齿轮的一端还设有驱动杆，所述驱动杆和电机传动连接。

[0010] 作为一种实施方式，所述旋转驱动装置还包括壳体，所述壳体固定在所述Z轴模组上，所述旋转外环和所述旋转内环位于所述壳体内，所述芯轴的一端从所述壳体穿出连接
所述焊丝供给装置。

[0011] 作为一种实施方式，所述X轴模组包括沿着Y轴向设置的第一架高板和第二架高板，所述第一架高板上设有X轴滑台，所述X轴滑台上设有第一滑块，所述第二架高板上设有
沿着X轴向设置的滑轨，所述滑轨上设有第二滑块，所述Y轴模组的两端分别安装在所述第
一滑块和所述第二滑块上，所述第一架高板和所述第二架高板之间形成焊接区。

[0012] 本发明相比于现有技术的有益效果是，从结构上去限制单次的转幅，以达到保护目的。例如，调整焊丝供给装置转过30度角，可以将单次的转幅限制在15度角，在第一次转
动15度角到位后，再第二次转动15度角。具体是，电机驱动旋转外环和芯轴转动一定角度，
外扩组件抵触旋转外环的内侧壁以限制继续转动。外扩组件的旋转叶片的数量和宽度决定
了单次的转幅大小。旋转外环和芯轴转动一定角度的同时，分度凸轮转动一周，转盘的一个
圆柱滚子从所述分度凸轮的轮廓内出来并且相邻的另一个圆柱滚子进入所述分度凸轮的
轮廓内使所述信号开关之间产生一次信号转换，另一电机驱动旋转外环转动和旋转外环相
同的角度。此时旋转外环解除限制，可以再转动一定角度。

附图说明

[0013] 图1为本发明实施方式提供的自动化激光焊接设备的立体图；

[0014] 图2为本发明实施方式提供的旋转驱动装置的第一立体图；

[0015] 图3为本发明实施方式提供的旋转驱动装置的第二立体图。

[0016] 图中：1、X轴模组；11、第一架高板；12、第二架高板；13、X轴滑台；14、第一滑块；15、滑轨；16、第二滑块；2、Y轴模组；3、Z轴模组；4、焊丝供给装置；5、旋转驱动装置；51、旋转外
环；52、旋转内环；53、外扩组件；531、旋转叶片；532、连杆；533、限位块；534、限位凸起；54、
芯轴；55、圈齿轮；56、内齿轮；57、分度凸轮；58、圆柱滚子；59、转盘；510、信号开关；511、直
杆；512、过孔；513、驱动杆；514、壳体。

具体实施方式

[0017] 以下结合附图，对本发明上述的和另外的实施方式和优点进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的部分实施方式，而不是全部实施方式。

[0018] 在一种实施方式中，如图1‑3所示。

[0019] 本实施方式提供的一种自动化激光焊接设备，其包括X轴模组(1)、Y轴模组(2)、Z轴模组(3)、以及受X轴模组(1)、Y轴模组(2)、以及Z轴模组(3)驱动的焊丝供给装置(4)，焊
丝供给装置(4)和Z轴模组(3)之间通过旋转驱动装置(5)连接，旋转驱动装置(5)包括同心
设置的旋转外环(51)和旋转内环(52)，旋转外环(51)和旋转内环(52)分别受一电机驱动进
行转动，旋转外环(51)和旋转内环(52)之间设有外扩组件(53)，外扩组件(53)在旋转外环
(51)相对旋转内环(52)在某一转向上转动一定角度时抵触旋转外环(51)的内侧壁以限制
旋转外环(51)继续转动，旋转外环(51)和位于其中心位置并且和其同步转动的芯轴(54)连
接，芯轴(54)的一端连接焊丝供给装置(4)，另一端设有圈齿轮(55)，圈齿轮(55)传动连接
有内齿轮(56)，内齿轮(56)连接并且驱动分度凸轮(57)，分度凸轮(57)配合连接有带圆柱
滚子(58)的转盘(59)，圆柱滚子(58)的端部设有信号开关(510)，信号开关(510)在圆柱滚
子(58)进入分度凸轮(57)的轮廓内和从分度凸轮(57)的轮廓内出来时分别被按压和被释
放；其中，当旋转外环(51)和芯轴(54)转动一定角度使外扩组件(53)抵触旋转外环(51)的
内侧壁时，分度凸轮(57)转动一周，转盘(59)的一个圆柱滚子(58)从分度凸轮(57)的轮廓
内出来并且相邻的另一个圆柱滚子(58)进入分度凸轮(57)的轮廓内使信号开关(510)之间
产生一次信号转换，旋转外环(51)在信号转换后受驱动转动和旋转外环(51)相同的角度。

[0020] 在本实施方式中，可以从结构上去限制单次的转幅，以达到保护目的。例如，调整焊丝供给装置转过30度角，可以将单次的转幅限制在15度角，在第一次转动15度角到位后，
再第二次转动15度角。具体是，电机驱动旋转外环(51)和芯轴(54)转动一定角度，外扩组件
(53)抵触旋转外环(51)的内侧壁以限制继续转动。外扩组件(53)的旋转叶片(531)的数量
和宽度决定了单次的转幅大小。旋转外环(51)和芯轴(54)转动一定角度的同时，经过圈齿
轮(55)和内齿轮(56)的传动，分度凸轮(57)转动一周。在分度凸轮(57)转动一周的过程中，
转盘(59)的一个圆柱滚子(58)从分度凸轮(57)的轮廓内出来并且相邻的另一个圆柱滚子
(58)进入分度凸轮(57)的轮廓内，即旋转外环(51)和芯轴(54)每转动一定角度，转盘(59)
的一个圆柱滚子(58)从分度凸轮(57)的轮廓内出来并且相邻的另一个圆柱滚子(58)进入
分度凸轮(57)的轮廓内。设在圆柱滚子(58)端部的信号开关(510)在进入分度凸轮(57)的
轮廓内受到按压，不同的信号开关(510)受到按压产生不同的信号。当信号开关(510)之间
产生一次信号转换时，电机驱动旋转内环(52)转动相同的角度，此时旋转外环(51)不再受
到限制，电机可以再驱动旋转外环(51)转动。

[0021] 在一种实施方式中，如图2‑3所示。

[0022] 本实施方式提供的自动化激光焊接设备，其外扩组件(53)包括旋转叶片(531)和连杆(532)，旋转叶片(531)多等分设置在芯轴(54)周围，旋转叶片(531)一端铰接在旋转内
环(52)上、另一端铰接在旋转外环(51)上以使旋转外环(51)相对旋转内环(52)转动一定角
度时抵触旋转外环(51)的内侧壁。

[0023] 在本实施方式中，旋转叶片(531)的形状是圆环的三等分，在初始位置时，旋转叶片(531)围在芯轴(54)周围，旋转叶片(531)的内侧壁贴着芯轴(54)。但是当旋转外环(51)
相对旋转内环(52)发生转动之后，旋转叶片(531)就整体向外扩，直到旋转叶片(531)的外
侧壁抵触旋转外环(51)的内侧壁。

[0024] 在一种实施方式中，如图2所示。

[0025] 本实施方式提供的自动化激光焊接设备，其旋转叶片(531)铰接有连杆(532)的一端设有限位块(533)，限位块(533)在旋转外环(51)相对旋转内环(52)转动时靠近旋转外环
(51)的内侧壁，旋转外环(51)的内侧壁上设有和限位块(533)配合的限位凸起(534)，限位
凸起(534)提供限位块(533)抵触。优选的，限位凸起(534)为柔性球形的限位凸起(534)，限
位凸起(534)嵌在旋转外环(51)上。

[0026] 在本实施方式中，设置了外凸的限位块(533)和限位凸起(534)进行配合，可以防止旋转叶片(531)整体和旋转外环(51)的直接接触。从而在一定程度上保护了旋转叶片
(531)。

[0027] 在本实施方式中，如图2所示。

[0028] 本实施方式提供的自动化激光焊接设备，其芯轴(54)和旋转外环(51)通过直杆(511)连接，旋转内环(52)上开设提供直杆(511)穿过的过孔(512)。

[0029] 在本实施方式中，通过直杆(511)穿过旋转外环(51)的过孔(512)进行连接，可以在轴向空间上进行压缩，缩小了旋转驱动装置(5)的整体体积。

[0030] 在本实施方式中，如图1所示。

[0031] 本实施方式提供的自动化激光焊接设备，其X轴模组(1)包括沿着Y轴向设置的第一架高板(11)和第二架高板(12)，第一架高板(11)上设有X轴滑台(13)，X轴滑台(13)上设
有第一滑块(14)，第二架高板(12)上设有沿着X轴向设置的滑轨(15)，滑轨(15)上设有第二
滑块(16)，Y轴模组(2)的两端分别安装在第一滑块(14)和第二滑块(16)上，第一架高板
(11)和第二架高板(12)之间形成焊接区。

[0032] 在本实施方式中，通过第一架高板(11)和第二架高板(12)将X轴模组(1)架高，留出焊接区。本实施方式提供的自动化激光焊接设备，是提供电路板焊接的，主要涉及对焊丝
供给装置(4)的控制，包括X轴向、Y轴向、Z轴向的平移以及YZ平面上的旋转。

[0033] 以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案、以及有益效果进行了进一步的详细说明。应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本
发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员而言，凡在本发明的精神和原则之内，所
做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。