CN212070728U - Pzt激光对中装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种PZT激光对中装置包括焊接盘、第一滑动机构、第一PZT驱动机构及激光发射器，焊接盘设有激光通道，第一滑动机构可滑动调节地设置于焊接盘的上部，第一PZT驱动机构包括第一电源组件及第一压电陶瓷，第一电源组件与第一压电陶瓷连接，第一压电陶瓷与第一滑动机构连接，激光发射器设置于第一滑动机构上并位于激光通道的上方，借由第一电源组件对第一压电陶瓷通电，以使第一压电陶瓷驱使第一滑动机构连同激光发射器一起滑动。本实用新型的PZT激光对中装置实现自动调节激光发射器发射的激光束与焊嘴精确对中，保证激光束可射到锡球上并融化锡球，且调节精度高，结构简单紧凑。

Description

PZT激光对中装置

技术领域

本实用新型涉及激光焊接领域，尤其涉及一种PZT激光对中装置。

背景技术

激光锡球焊接是利用高能量密度的激光束作为热源照射锡盘中位于焊嘴内的锡球，使得锡球快速融化，然后在撤去激光照射，使得熔化后的锡球固化，进而完成焊接。而要使锡球融化，则激光束需正对锡球的上方，若激光束与锡球之间有偏差，激光束没有射到锡球上，则无法融化锡球，导致无法焊接。在现有的激光锡球焊接设备中，一般是手动调节XY滑动平台的微调螺杆来激光发射器的位置，以使激光发射器发射的激光束与锡球对中，从而融化锡球。但该方式存在以下问题：手动微调的对中调节精度较低，操作麻烦，人工成本高。

因此，急需一种可自动调节对中且调节精度高的PZT激光对中装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可自动调节对中且调节精度高的PZT激光对中装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种PZT激光对中装置，包括焊接盘、第一滑动机构、第一PZT驱动机构及激光发射器，所述焊接盘设有激光通道，所述第一滑动机构可滑动调节地设置于所述焊接盘的上部，所述第一PZT驱动机构包括第一电源组件及第一压电陶瓷，所述第一电源组件与所述第一压电陶瓷连接，所述第一压电陶瓷与所述第一滑动机构连接，所述激光发射器设置于所述第一滑动机构上并位于所述激光通道的上方，借由所述第一电源组件对所述第一压电陶瓷通电，以使所述第一压电陶瓷驱使所述第一滑动机构连同所述激光发射器一起滑动。

较佳地，所述第一滑动机构包括第一座体及第一滑动件，所述第一座体设置于所述焊接盘上，所述第一滑动件可滑动地设置于所述第一座体上，所述第一压电陶瓷设置于所述第一座体上并与所述第一滑动件抵触连接，所述激光发射器与所述第一滑动件连接。

较佳地，所述PZT激光对中装置还包括第一放大器，所述第一放大器的中部枢接于所述第一座体，所述第一放大器位于所述第一压电陶瓷与所述第一滑动件之间，所述第一压电陶瓷与所述第一放大器的一端抵触连接，所述第一放大器的另一端与所述第一滑动件抵触连接。

较佳地，所述第一压电陶瓷作用于所述第一放大器的力臂比所述第一滑动件作用于所述第一放大器的力臂短。

较佳地，所述PZT激光对中装置还包括第二滑动机构及第二PZT驱动机构，所述第二滑动机构可滑动调节地设置于所述焊接盘的上部，所述第一滑动机构设置于所述第二滑动机构上，所述第二PZT驱动机构包括第二电源组件及第二压电陶瓷，所述第二电源组件与所述第二压电陶瓷连接，所述第二压电陶瓷与所述第二滑动机构连接，借由所述第二电源组件对所述第二压电陶瓷通电，以使所述第二压电陶瓷驱使所述第二滑动机构滑动。

较佳地，所述第二滑动机构包括第二座体及第二滑动件，所述第二座体设置于所述焊接盘上，所述第二滑动件可滑动地设置于所述第二座体上，所述第二压电陶瓷设置于所述第二座体上并与所述第二滑动件抵触连接，所述第一滑动机构设置于所述第二滑动件上。

较佳地，所述PZT激光对中装置还包括第二放大器，所述第二放大器的中部枢接于所述第二座体，所述第二放大器位于所述第二压电陶瓷与所述第二滑动件之间，所述第二压电陶瓷与所述第二放大器的一端抵触连接，所述第二放大器的另一端与所述第二滑动件抵触连接。

较佳地，所述第二压电陶瓷作用于所述第二放大器的力臂比所述第二滑动件左右与所述第二放大器的力臂短。

较佳地，所述PZT激光对中装置还包括焊嘴，所述焊嘴设置于所述焊接盘的底部，所述焊嘴设有焊接通道，所述焊接通道的上端与所述激光通道连通，所述焊接通道的下端形成锡球焊接出口。

较佳地，所述PZT激光对中装置还包括用于观察激光的光斑与所述焊嘴的中心位置的视觉系统，所述视觉系统设置于所述焊嘴的下方。

与现有技术相比，由于本实用新型的PZT激光对中装置设有第一PZT驱动机构，通过第一电源组件对第一压电陶瓷通电，使得第一压电陶瓷将电信号转换成机械位移并驱使第一滑动机构滑动，从而使得第一滑动机构带动激光发射器一起滑动，进而对激光发射器的位置进行微调，实现自动调节激光发射器发射的激光束与焊嘴精确对中，保证激光束可射到锡球上并融化锡球，且调节精度高，结构简单紧凑。

附图说明

图1是本实用新型的PZT激光对中装置的立体结构示意图。

图2是本实用新型的PZT激光对中装置的第一滑动机构、第一PZT驱动机构、所述第二滑动机构及第二PZT驱动机构四者的结构示意图。

图3是本实用新型的PZT激光对中装置的第一PZT驱动机构的原理框图。

图4是本实用新型的PZT激光对中装置的第二PZT驱动机构的原理框图。

图5是本实用新型的PZT激光对中装置的焊接盘的内部结构示意图。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

请参阅图1至图3，本实用新型的PZT激光对中装置100(PZT，PiezoelectricCeramics，压电陶瓷)包括焊接盘1、第一滑动机构2、第一PZT驱动机构3及激光发射器4，焊接盘1设有供激光束穿过的激光通道11，第一滑动机构2可滑动调节地设置于焊接盘1的上部，第一PZT驱动机构3包括第一电源组件31及第一压电陶瓷32，第一电源组件31与第一压电陶瓷32连接，第一压电陶瓷32与第一滑动机构2连接，激光发射器4设置于第一滑动机构2上并位于激光通道11的上方，借由第一电源组件31对第一压电陶瓷32通电，以使第一压电陶瓷32驱使第一滑动机构2连同激光发射器4一起滑动，从而对激光发射器4的位置进行微调，即调节激光发射器4发射的激光束的位置。

请继续参阅图1至图3，第一滑动机构2包括第一座体21及第一滑动件22，第一座体21设置于焊接盘1上，第一滑动件22可滑动地设置于第一座体21上，第一压电陶瓷32设置于第一座体21上并与第一滑动件22抵触连接，激光发射器4与第一滑动件22连接。其中，第一电源组件31可设置于第一座体21内，但不以此为限，第一电源组件31也可外置。较佳者，PZT激光对中装置100还包括第一放大器5，第一放大器5的中部枢接于第一座体21，第一放大器5位于第一压电陶瓷32与第一滑动件22之间，第一压电陶瓷32与第一放大器5的一端抵触连接，第一放大器5的另一端与第一滑动件22抵触连接。其中，第一压电陶瓷32作用于第一放大器5的力臂比第一滑动件22作用于第一放大器5的力臂短，但不以此为限。在本实施例中，第一滑动件22恒具有一滑动复位至初始位置的复位力，第一放大器5及第一压电陶瓷32对第一滑动件22复位至初始位置起阻挡作用，通过第一电源组件31对第一压电陶瓷32通电，使得第一压电陶瓷32顶推第一放大器5转动，第一放大器5释放第一滑动件22，第一滑动件22在复位力的作用下沿第一座体21滑动，并带动激光发射器4一起滑动，从而对激光发射器4的位置进行微调。第一滑动件22恒具有一滑动复位至初始位置的复位力的方式可采用现有的拉伸弹簧，拉伸弹簧设置于第一座体21与第一滑动件22之间，拉伸弹簧呈拉伸状态，从而对第一滑动件22施加一滑动复位至初始位置的复位力，但不以此为限。值得注意的是，在其他实施例中，可通过第一电源组件31对第一压电陶瓷32通电，使得第一压电陶瓷32顶推第一放大器5转动，第一放大器5转动直接顶推第一滑动件22滑动，使得第一滑动件22带动激光发射器4一起滑动。其中，第一放大器5可以在增大行程的同时保护第一压电陶瓷32免受离轴力(侧向力和扭矩)的破坏。

请参阅图1至图4，PZT激光对中装置100还包括第二滑动机构6及第二PZT驱动机构7，第二滑动机构6可滑动调节地设置于焊接盘1的上部，第一滑动机构2设置于第二滑动机构6上，第二PZT驱动机构7包括第二电源组件71及第二压电陶瓷72，第二电源组件71与第二压电陶瓷72连接，第二压电陶瓷72与第二滑动机构6连接，借由第二电源组件71对第二压电陶瓷72通电，以使第二压电陶瓷72驱使第二滑动机构6滑动。具体地，第二滑动机构6包括第二座体61及第二滑动件62，第二座体61设置于焊接盘1的支座13上，第二滑动件62可滑动地设置于第二座体61上，第二压电陶瓷72设置于第二座体61上并与第二滑动件62抵触连接，第一滑动机构2的第一座体21设置于第二滑动件62的上方。其中，第二电源组件71可设置于第二座体61内，但不以此为限，第二电源组件71也可外置。较佳者，PZT激光对中装置100还包括第二放大器8，第二放大器8的中部枢接于第二座体61，第二放大器8位于第二压电陶瓷72与第二滑动件62之间，第二压电陶瓷72与第二放大器8的一端抵触连接，第二放大器8的另一端与第二滑动件62抵触连接；第二压电陶瓷72作用于第二放大器8的力臂比第二滑动件62左右与第二放大器8的力臂短，但不以此为限。在本实施例中，第二滑动件62恒具有一滑动复位至初始位置的复位力，第二放大器8及第二压电陶瓷72对第二滑动件62复位至初始位置起阻挡作用，通过第二电源组件71对第二压电陶瓷72通电，使得第二压电陶瓷72顶推第二放大器8，第二放大器8转动释放第二滑动件62，第二滑动件62在复位力的作用下沿第二座体61滑动，并带动第一滑动机构2滑动。更具体地，第一滑动件22的滑动方向与第二滑动件62的滑动方向垂直。第一滑动机构2和第二滑动机构6可采用现有的XY滑动平台的方式，但不以此为限。第二放大器8可以在增大行程的同时保护第二压电陶瓷72免受离轴力(侧向力和扭矩)的破坏。

请参阅图1及图5，PZT激光对中装置100还包括焊嘴12，焊嘴12设置于焊接盘1的底部，焊嘴12设有焊接通道121，焊接通道121位于激光通道11下方并正对激光通道11，焊接通道121的上端与激光通道11连通，焊接通道121的下端形成锡球焊接出口122，锡球焊接出口122的直径比锡球的直径小，使得掉落至焊接通道121的锡球无法从锡球焊接出口122掉出。

请参阅图1，PZT激光对中装置100还包括用于观察激光的光斑与焊嘴12的中心位置的视觉系统9，视觉系统9设置于焊嘴12的下方。通过开启激光发射器4，使得激光发射器4发射激光导向光，视觉系统9的相机抓拍照片，工控机分析激光发射器4的光纤出射头与焊嘴12的同心度，根据工控机计算结果，来驱动第一滑动机构2和第二滑动机构6滑动，从而调节激光发射器4的位置，再次抓拍，确认移动效果，从而完成自动对中调节的校对。其中，视觉系统9可采用现有的CCD视觉系统9等，由于视觉系统9为现有技术，故在此不赘述。

结合图1至图5，本实用新型的PZT激光对中装置100的具体工作原理如下：

开启激光发射器4，使得激光发射器4发射激光导向光，视觉系统9的相机抓拍照片，工控机分析激光发射器4的光纤出射头与焊嘴12的同心度，根据工控机计算结果，通过第二电源组件71对第二压电陶瓷72通电，使得第二压电陶瓷72顶推第二放大器8，第二放大器8转动释放第二滑动件62，第二滑动件62在复位力的作用下沿第二座体61滑动，并带动第一滑动机构2滑动；通过第一电源组件31对第一压电陶瓷32通电，使得第一压电陶瓷32顶推第一放大器5转动，第一放大器5释放第一滑动件22，第一滑动件22在复位力的作用下沿第一座体21滑动，并带动激光发射器4一起滑动，从而对激光发射器4的位置进行微调，从而完成自动对中调节。

综上，由于本实用新型的PZT激光对中装置100设有第一PZT驱动机构3和第二PZT驱动机构7，通过第一电源组件31对第一压电陶瓷32通电以及第二电源组件71对第二压电陶瓷72通电，使得第一压电陶瓷32将电信号转换成机械位移并驱使第一滑动机构2滑动，以及第二压电陶瓷72将电信号转换成机械位移并驱使第二滑动机构6滑动，从而使得第一滑动机构2及第二滑动机构6带动激光发射器4一起滑动，进而对激光发射器4的位置进行微调，实现自动调节激光发射器4发射的激光束与焊嘴12精确对中，保证激光束可射到锡球上并融化锡球，且调节精度高，结构简单紧凑。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，均属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种PZT激光对中装置，其特征在于，包括焊接盘、第一滑动机构、第一PZT驱动机构及激光发射器，所述焊接盘设有激光通道，所述第一滑动机构可滑动调节地设置于所述焊接盘的上部，所述第一PZT驱动机构包括第一电源组件及第一压电陶瓷，所述第一电源组件与所述第一压电陶瓷连接，所述第一压电陶瓷与所述第一滑动机构连接，所述激光发射器设置于所述第一滑动机构上并位于所述激光通道的上方，借由所述第一电源组件对所述第一压电陶瓷通电，以使所述第一压电陶瓷驱使所述第一滑动机构连同所述激光发射器一起滑动。

2.根据权利要求1所述的PZT激光对中装置，其特征在于，所述第一滑动机构包括第一座体及第一滑动件，所述第一座体设置于所述焊接盘上，所述第一滑动件可滑动地设置于所述第一座体上，所述第一压电陶瓷设置于所述第一座体上并与所述第一滑动件抵触连接，所述激光发射器与所述第一滑动件连接。

3.根据权利要求2所述的PZT激光对中装置，其特征在于，还包括第一放大器，所述第一放大器的中部枢接于所述第一座体，所述第一放大器位于所述第一压电陶瓷与所述第一滑动件之间，所述第一压电陶瓷与所述第一放大器的一端抵触连接，所述第一放大器的另一端与所述第一滑动件抵触连接。

4.根据权利要求3所述的PZT激光对中装置，其特征在于，所述第一压电陶瓷作用于所述第一放大器的力臂比所述第一滑动件作用于所述第一放大器的力臂短。

5.根据权利要求1所述的PZT激光对中装置，其特征在于，还包括第二滑动机构及第二PZT驱动机构，所述第二滑动机构可滑动调节地设置于所述焊接盘的上部，所述第一滑动机构设置于所述第二滑动机构上，所述第二PZT驱动机构包括第二电源组件及第二压电陶瓷，所述第二电源组件与所述第二压电陶瓷连接，所述第二压电陶瓷与所述第二滑动机构连接，借由所述第二电源组件对所述第二压电陶瓷通电，以使所述第二压电陶瓷驱使所述第二滑动机构滑动。

6.根据权利要求5所述的PZT激光对中装置，其特征在于，所述第二滑动机构包括第二座体及第二滑动件，所述第二座体设置于所述焊接盘上，所述第二滑动件可滑动地设置于所述第二座体上，所述第二压电陶瓷设置于所述第二座体上并与所述第二滑动件抵触连接，所述第一滑动机构设置于所述第二滑动件上。

7.根据权利要求6所述的PZT激光对中装置，其特征在于，还包括第二放大器，所述第二放大器的中部枢接于所述第二座体，所述第二放大器位于所述第二压电陶瓷与所述第二滑动件之间，所述第二压电陶瓷与所述第二放大器的一端抵触连接，所述第二放大器的另一端与所述第二滑动件抵触连接。

8.根据权利要求7所述的PZT激光对中装置，其特征在于，所述第二压电陶瓷作用于所述第二放大器的力臂比所述第二滑动件左右与所述第二放大器的力臂短。

9.根据权利要求1所述的PZT激光对中装置，其特征在于，还包括焊嘴，所述焊嘴设置于所述焊接盘的底部，所述焊嘴设有焊接通道，所述焊接通道的上端与所述激光通道连通，所述焊接通道的下端形成锡球焊接出口。

10.根据权利要求9所述的PZT激光对中装置，其特征在于，还包括用于观察激光的光斑与所述焊嘴的中心位置的视觉系统，所述视觉系统设置于所述焊嘴的下方。

Images