[发明专利]一种三维激光焊接装置及其Z轴振镜

说明书

技术领域

本发明涉及三维激光焊接装置，尤其涉及到三维激光焊接装置的Z轴振镜。

背景技术

由于在激光焊接加工过程中，不会因预应力而造成零件损伤，并且光斑直接可控以实现尺寸较小焊缝的焊接，所以广泛应用于手机零配件制造、新能源电池制造以及五金家电制造等高精密零件制造领域。

目前的激光焊接装置一般采用二维振镜来对工件加工，可以实现二维平面扫描，加工效率高，焊接质量稳定。但是，随着精密焊接的零部件越来越复杂，要求效率越来越高，三维激光焊接装置被提出来。三维激光焊接装置通过XY轴振镜，并通过反射来控制激光焦点的平面运动，再通过Z轴振镜上的透镜改变焦点的Z轴位置，可以实现工件的三维焊接。

现有的Z轴振镜一般是采用Z轴振镜电机转动，带动曲柄连杆机构，将振镜电机的转动转化成直线运动，来带动Z轴透镜运动，从而改变激光聚焦光斑的Z轴位置。这种结构，不但机械结构复杂，而且在装配时，还容易产生一定的装配误差，难以保证高精度的定位，影响到加工效率和加工精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种三维激光焊接装置的Z轴振镜，能够提高加工效率和加工精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种三维激光焊接装置的Z轴振镜，包括：控制电源，固定座，磁性材质的动芯，电感线圈，底座，直线引导装置，位置传感装置，Z轴透镜以及弹性件；其中，该Z轴透镜装设在该动芯上，该动芯插设在该固定座的中空收容腔中，该底座装设在该固定座的底端，该弹性件夹设在该底座与该动芯之间，该直线引导装置装设在该动芯的外侧与该固定座的内侧之间，该电感线圈环绕地装设在该固定座的外侧，该位置传感装置提供用于该动芯的位置信号，该控制电源能够根据外部控制信号，为该电感线圈提供电流，进而在该固定座的中空收容腔中提供对应的磁场，克服该弹性件提供的回复力，驱使该动芯沿光轴上下位移。

其中，还包括夹头，该Z轴透镜装设在该夹头上，该夹头固定在该动芯上。

其中，还包括锁紧件，用于将该夹头锁紧在该动芯上。

其中，该动芯呈圆筒状，该动芯的中空内侧形成有台阶，该夹头、该Z轴透镜及该锁紧件固定在该动芯内侧的台阶处。

其中，该动芯的外轮廓截面为倒凸字形，该弹性件的顶端被动芯的台阶部压抵住、底端被该底座抵住。

其中，该直线引导装置选用直线轴承。

其中，该位置传感装置选用光栅尺。

其中，该动芯是铁质的。

其中，该固定座呈圆筒状，该固定座的下端设有凸缘，用于承托该电感线圈。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案还是：提供一种三维激光焊接装置，包括X轴振镜、Y轴振镜以及如上所述的Z轴振镜。

本发明的有益效果在于，通过控制电源，固定座，磁性材质的动芯，电感线圈，底座，直线引导装置，位置传感装置，Z轴透镜以及弹性件的巧妙配合，能够利用电磁场的变化来控制Z轴透镜沿光轴的快速和精准位移，快速和精准地改变激光聚焦光斑的Z轴位置，从而能够提高加工效率和加工精度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是三维激光焊接装置的原理性结构示意。

图2是三维激光焊接装置的Z轴振镜的原理性结构示意。

其中，主要附图标记如下：10三维激光焊接装置 50激光 1X轴振镜 2Y轴振镜 3Z轴单元 11X轴反射镜 12X轴振镜电机 21Y轴反射镜 22Y轴振镜电机 31控制电源 32固定座 33动芯 34电感线圈 35底座 36直线轴承 37光栅尺 38锁紧件 39夹头 310Z轴透镜 311弹性件 320光轴。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

参见图1，图1是三维激光焊接装置的原理性结构示意。本发明提出一种三维激光焊接装置10，能够将激光50准确地投送到三维空间的设定位置，以实现工件的三维焊接。该三维激光焊接装置10包括：X轴振镜1，Y轴振镜2和Z轴单元3。

具体而言，X轴振镜1包括X轴反射镜11和X轴振镜电机12，该X轴振镜电机12的转动能够带动该X轴反射镜11偏转，从而在X轴上改变激光50的投射位置。类似地，Y轴振镜2包括Y轴反射镜21和Y轴振镜电机22，该Y轴振镜电机22的转动能够带动该Y轴反射镜21偏转，从而在Y轴上改变激光50的投射位置。该Z轴单元3能够改变激光50的焦点的Z轴位置。