一種改進(jìn)的高功率激光焊接機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及激光焊接領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種改進(jìn)的高功率激光焊接機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在裡電池制造過程中焊接技術(shù)使用十分廣泛，焊接方法和工藝優(yōu)化，不僅直接影 響電池的質(zhì)量可靠性與使用安全性，還決定著電池的生產(chǎn)成本。W前使用的較多的是超聲 波焊接，電阻焊焊接。目前，裡電池正不斷向大容量，快速充電、長壽命和高安全性方向發(fā) 展，對其制造過程中的焊接技術(shù)也提出了新的要求；電池在裝配過程與焊接的過程中要求 精度提高，還需要解決不同材料、薄片和小尺寸的電池零件的焊接問題，同時，還要滿足快 速、大批量和牢固焊接，運(yùn)樣才能應(yīng)用于批量化生產(chǎn)，在W上要求提出后，企業(yè)已經(jīng)開始大 量導(dǎo)入激光焊接工藝來取代原有的傳統(tǒng)焊接工藝。
[0003] 在生產(chǎn)過程中，一般流程是裝夾工件，焊接工件，取下工件；當(dāng)單工位工作時，裝夾 工件和取下工件會占用一些輔助時間，雖然焊接工件時間短，但是整體生產(chǎn)效率會因為輔 助時間占用而比較低，如何提高生產(chǎn)效率，減少輔助時間就是一個很重要的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中激光焊接裝置焊接效率低的缺陷， 提供一種能夠提高生產(chǎn)效率，減少輔助時間的改進(jìn)的高功率激光焊接機(jī)。 陽〇化]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 本發(fā)明提供一種改進(jìn)的高功率激光焊接機(jī)，包括光學(xué)諧振腔，和設(shè)置在所述光學(xué) 諧振腔兩端的諧振腔全反射鏡片和諧振腔半反射鏡片，激光通過所述諧振腔全反射鏡片后 反射進(jìn)入所述光學(xué)諧振腔進(jìn)行激勵，激勵后的激光一部分穿過所述諧振腔半反射鏡片，另 一部分通過所述諧振腔半反射鏡片反射回所述光學(xué)諧振腔；
[0007] 所述諧振腔半反射鏡片的輸出端與多個分時光閩連接，穿過所述諧振腔半反射鏡 片后的激光通過所述分時光閩對多個工位上的工件進(jìn)行焊接。
[0008] 進(jìn)一步地，本發(fā)明的所述的光學(xué)諧振腔和所述諧振腔全反射鏡片之間還設(shè)置有累 浦源。
[0009] 進(jìn)一步地，本發(fā)明的所述的累浦源為四點(diǎn)接觸的方式，并采用純銅作為電極材料。
[0010] 進(jìn)一步地，本發(fā)明的所述的光學(xué)諧振腔在軸光線上的幾何光學(xué)損耗為零，滿足的 條件為：
[0011] 0<gl*g2<l 陽01引其中，
[0013] RU R2分別為所述光學(xué)諧振腔的凹鏡、凸鏡的半徑，L為腔長。
[0014] 進(jìn)一步地，本發(fā)明的所述的分時光閩的鏡片反射率為100%。
[0015] 進(jìn)一步地，本發(fā)明的所述的分時光閩有2-4個。
[0016] 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：本發(fā)明的改進(jìn)的高功率激光焊接機(jī)，通過分時光閩將 一束焊接激光在不同的工時分配到不同的工作位置，使焊接過程和上下工件的工程可W同 時進(jìn)行，極大的提高了生產(chǎn)效率，減少了焊接的輔助時間；另外，通過合理的設(shè)置光學(xué)諧振 腔的參數(shù)，使其軸光線上的幾何損耗為零，能夠獲得更好的光學(xué)模式和高功率輸出。
【附圖說明】
[0017] 下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：
[0018] 圖1是本發(fā)明實施例的改進(jìn)的高功率激光焊接機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明實施例的改進(jìn)的高功率激光焊接機(jī)的累浦源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3是本發(fā)明實施例的改進(jìn)的高功率激光焊接機(jī)的分時光閩的光路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖中1-光學(xué)諧振腔，2-諧振腔全反射鏡片，3-諧振腔半反射鏡片，4-分時光閩， 5-累浦源。
【具體實施方式】
[0022] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用W解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。
[0023] 如圖1所示，本發(fā)明實施例的改進(jìn)的高功率激光焊接機(jī)，包括光學(xué)諧振腔1，和設(shè) 置在光學(xué)諧振腔1兩端的諧振腔全反射鏡片2和諧振腔半反射鏡片3,激光通過諧振腔全反 射鏡片2后反射進(jìn)入光學(xué)諧振腔1進(jìn)行激勵，激勵后的激光一部分穿過諧振腔半反射鏡片 3,另一部分通過諧振腔半反射鏡片3反射回光學(xué)諧振腔1 ;
[0024] 諧振腔半反射鏡片3的輸出端與多個分時光閩4連接，穿過諧振腔半反射鏡片 3后的激光通過分時光閩4對多個工位上的工件進(jìn)行焊接；分時光閩5的鏡片反射率為 100%，在本實施例中分時光閩5設(shè)置有兩個，一般可設(shè)置2-4個，也可設(shè)置多個。
[00巧]光學(xué)諧振腔1和諧振腔全反射鏡片2之間還設(shè)置有累浦源5,累浦源5為四點(diǎn)接觸 的方式，并采用純銅作為電極材料。作為給發(fā)光物質(zhì)激勵的氣燈在工作時會大電流瞬間放 電，此時關(guān)鍵核屯、連接件就顯得尤其重要。因為加工和裝配的原因，燈電極和電極夾頭不能 做到完全貼合，當(dāng)大電流放電時，燈極和燈極夾頭的接觸面積過小，容易造成發(fā)熱，在長期 工作的時候，非常容易損壞氣燈；針對此現(xiàn)象，我們改善了燈極結(jié)構(gòu)。如圖2所示，通過改進(jìn) 累浦源5的固定方式，從兩點(diǎn)接觸，改為四點(diǎn)接觸，加大了兩者之間的接觸面積，大大改善 了燈極發(fā)熱的現(xiàn)象，延長了燈的使用壽命，在增大接觸面積的同時，我們采用純銅作為電極 材料，增強(qiáng)了導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，可W使設(shè)備長期穩(wěn)定的工作。
[00%] 當(dāng)工作物質(zhì)和激勵能源確定W后，通過選擇合適的光學(xué)諧振腔1的形式，來獲得 較好的光學(xué)模式和高功率的輸出。光學(xué)諧振腔1的作用是建立和維持自激振蕩，決定光學(xué) 諧振腔1的主要因素是由兩鏡的反射率、幾何形狀及組合形式。
[0027] 光學(xué)諧振腔1的穩(wěn)定條件：
[002引 （1)使傍軸模（即近軸光線）在腔內(nèi)往返無限多次不逸出腔外的條件，即近軸光 線幾何光學(xué)損耗為零，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為0《gig2《1
[0029] (2)據(jù)穩(wěn)定條件的數(shù)學(xué)形式：
[0030] 穩(wěn)定腔：0<gl*g2<l
[0031] 非穩(wěn)腔：gl*g2〉l 或 gl*g2<0
[0032] 臨界腔：gl*g2 = I 或 gl*g2 = 0
[0033] 從光學(xué)穩(wěn)定性上選擇穩(wěn)定腔形式來減少光學(xué)損耗。
[0034] 其中，
[0035] R1、R2分別為所述光學(xué)諧振腔1的凹鏡、凸鏡的半徑，L為腔長，當(dāng)凹面向著腔內(nèi)時 (凹鏡）Ri〉0,凸面向著腔外時（凸鏡）Ri<0。
[0036] 由一個凹面發(fā)射鏡和一個平面發(fā)射鏡組成的諧振腔稱為平凹腔。其穩(wěn)定條件為： R > L。選擇合適的鏡片和腔長，然后通過檢測儀器來檢測，記錄大量的數(shù)據(jù)，最終確定最好 的效果和合適的腔廠和鏡片參數(shù)。
[0037] 諧振腔全反射鏡片2和諧振腔半反射鏡片3之間還設(shè)置有用來調(diào)整諧振腔的諧振 腔鏡片調(diào)整裝置，運(yùn)些精密的調(diào)整架因具有可鎖定調(diào)節(jié)器，同時擁有堅固的機(jī)械設(shè)計W提 供長時間的穩(wěn)定性。與目前市面上常規(guī)使用的標(biāo)準(zhǔn)兩調(diào)節(jié)器光學(xué)調(diào)整架相比，我們重新設(shè) 計了結(jié)構(gòu)，使用了更厚的基板和更硬的彈黃?？涉i定調(diào)節(jié)器減少了偏移，從而實現(xiàn)長時間穩(wěn) 定操作，從而保證光學(xué)系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性。膜片基板采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用整體基材一 次加工成型，而且增加了結(jié)構(gòu)的厚度，保證了強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。調(diào)節(jié)螺栓和調(diào)節(jié)螺母都 采用了細(xì)螺牙，從而提高了調(diào)整的精度，從材料選擇上，也采用了不誘鋼，增強(qiáng)了穩(wěn)定性。與 常規(guī)的兩維調(diào)整機(jī)構(gòu)相比，我們增加了一維調(diào)整，靈活性更好，且調(diào)整更方便更可靠。采用 了蝶黃代替常規(guī)彈黃，增強(qiáng)了整體的性能。針對環(huán)境問題，增加了防塵接口，可W防止灰塵 進(jìn)入諧振腔，從而保證光路的密封性，提高了使用的穩(wěn)定性。
[0038] 如圖3所示，通過使用分時光閩4,在生產(chǎn)中能夠采取雙工位操作，利用時間分光 的技術(shù)，來平衡輔助時間，提高單位時間內(nèi)的工作效率。默認(rèn)狀態(tài)分時光閩在原始位置，工 位二工作；與此同時，工位一可W進(jìn)行上下工件的操作；當(dāng)工位二操作結(jié)束，取工件時，將 分時光閩切換到工位位置，工位一可W開始工作；工位二在工位一工作時，可W進(jìn)行上下料 的工作；將輔助時間縮短，從而提高效率。
[0039] 時間分光指通過不同的控制部分在不同的時間內(nèi)給同一臺焊接機(jī)控制信號，W達(dá) 到實時焊接的功能，同一時間只有一個工位在工作，另一個工位在做輔助工作。
[0040] 應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可W根據(jù)上述說明加W改進(jìn)或變換， 而所有運(yùn)些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種改進(jìn)的高功率激光焊接機(jī)，其特征在于，包括光學(xué)諧振腔（1)，和設(shè)置在所述光 學(xué)諧振腔（1)兩端的諧振腔全反射鏡片（2)和諧振腔半反射鏡片（3)，激光通過所述諧振腔 全反射鏡片（2)后反射進(jìn)入所述光學(xué)諧振腔（1)進(jìn)行激勵，激勵后的激光一部分穿過所述 諧振腔半反射鏡片（3)，另一部分通過所述諧振腔半反射鏡片（3)反射回所述光學(xué)諧振腔 (1)； 所述諧振腔半反射鏡片（3)的輸出端與多個分時光閩（4)連接，穿過所述諧振腔半反 射鏡片（3)后的激光通過所述分時光閩（4)對多個工位上的工件進(jìn)行焊接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的高功率激光焊接機(jī)，其特征在于，所述光學(xué)諧振腔（1) 和所述諧振腔全反射鏡片（2)之間還設(shè)置有累浦源巧）。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進(jìn)的高功率激光焊接機(jī)，其特征在于，所述累浦源（5)為四 點(diǎn)接觸的方式，并采用純銅作為電極材料。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的高功率激光焊接機(jī)，其特征在于，所述光學(xué)諧振腔（1) 在軸光線上的幾何光學(xué)損耗為零，滿足的條件為： 0<gl*g2<l 其中，R1、R2分別為所述光學(xué)諧振腔（1)的凹鏡、凸鏡的半徑，L為腔長。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的高功率激光焊接機(jī)，其特征在于，所述分時光閩（5)的 鏡片反射率為100%。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的高功率激光焊接機(jī)，其特征在于，所述分時光閩（5)有 2-4 個。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改進(jìn)的高功率激光焊接機(jī)，包括光學(xué)諧振腔，和設(shè)置在光學(xué)諧振腔兩端的諧振腔全反射鏡片和諧振腔半反射鏡片，激光通過諧振腔全反射鏡片后反射進(jìn)入所述光學(xué)諧振腔進(jìn)行激勵，激勵后的激光一部分穿過諧振腔半反射鏡片，另一部分通過諧振腔半反射鏡片反射回光學(xué)諧振腔；諧振腔半反射鏡片的輸出端與多個分時光閘連接，穿過諧振腔半反射鏡片后的激光通過分時光閘對多個工位上的工件進(jìn)行焊接。本發(fā)明能夠提高生產(chǎn)效率，減少焊接的輔助時間，并能夠獲得更好的光學(xué)模式和高功率輸出。
【IPC分類】B23K26/04, H01S3/081, H01S3/08
【公開號】CN105406335
【申請?zhí)枴緾N201510814970
【發(fā)明人】曾偉明, 雷波, 王雄力, 吳軒, 熊五岳
【申請人】武漢逸飛激光設(shè)備有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月20日