本發明(ming)涉及(ji)激(ji)光(guang)(guang)焊接領域(yu)，尤其涉及(ji)一種用于激(ji)光(guang)(guang)焊接的激(ji)光(guang)(guang)頭自動(dong)聚(ju)焦工(gong)件的方(fang)法。

背景技術：

激(ji)光焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)是以高功率(lv)(lv)聚焦激(ji)光束(shu)作為熱(re)源來(lai)熔化(hua)材(cai)料(liao)(liao)從而形成(cheng)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)，是一種(zhong)高精(jing)度、高效率(lv)(lv)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法。它是通過將激(ji)光束(shu)直(zhi)接(jie)(jie)照射到材(cai)料(liao)(liao)表面，通過激(ji)光與材(cai)料(liao)(liao)相(xiang)互作用(yong)，使材(cai)料(liao)(liao)熔融并連接(jie)(jie)形成(cheng)優良(liang)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)工藝過程，可(ke)用(yong)于組件金屬外殼的(de)(de)(de)氣密性封(feng)裝，實現組件密封(feng)并防(fang)止雜質進(jin)入，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)同時還(huan)在封(feng)裝內裝入高質量(liang)的(de)(de)(de)惰性氣體，有高度可(ke)靠的(de)(de)(de)密封(feng)性和高良(liang)品率(lv)(lv)。相(xiang)對于傳統的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)方法，激(ji)光焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)具有局部(bu)微小加熱(re)范圍、熱(re)壓力(li)小、可(ke)以適(shi)用(yong)于異形工件的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)等(deng)特點(dian)，目前很多器件廠家開始采(cai)用(yong)激(ji)光焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)作為微波組件的(de)(de)(de)封(feng)裝方法。

在(zai)傳統的(de)激(ji)(ji)光(guang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)案中(zhong)，激(ji)(ji)光(guang)頭聚(ju)焦(jiao)(jiao)工(gong)(gong)件(jian)主要(yao)(yao)采(cai)用人工(gong)(gong)聚(ju)焦(jiao)(jiao)的(de)方(fang)式，首(shou)先測量(liang)工(gong)(gong)件(jian)的(de)高度，然后根據工(gong)(gong)件(jian)高度粗(cu)調(diao)激(ji)(ji)光(guang)頭位置，最后依靠(kao)同軸ccd軟(ruan)件(jian)以肉眼方(fang)式找到聚(ju)焦(jiao)(jiao)點。這種(zhong)方(fang)法適(shi)用于焊(han)接(jie)(jie)(jie)數量(liang)少、效率要(yao)(yao)求不高的(de)場合，而且這種(zhong)人工(gong)(gong)聚(ju)焦(jiao)(jiao)方(fang)式由于聚(ju)焦(jiao)(jiao)點找不精確，容易造成焊(han)接(jie)(jie)(jie)過程中(zhong)工(gong)(gong)件(jian)熔深變化，影響焊(han)接(jie)(jie)(jie)質量(liang)，甚至(zhi)引起工(gong)(gong)件(jian)焊(han)接(jie)(jie)(jie)過程中(zhong)出現裂(lie)紋(wen)或是密封不嚴等現象(xiang)。

技術實現要素：

本(ben)發明要解決的(de)技術問題是(shi)克服(fu)現有技術的(de)不足，提供一(yi)種操作(zuo)方便(bian)、聚焦(jiao)精度高(gao)、可提升(sheng)焊接質(zhi)量的(de)用于激(ji)光焊接的(de)激(ji)光頭(tou)自動聚焦(jiao)工件的(de)方法。

為解決上述技(ji)術問題(ti)，本發明采用以下技(ji)術方(fang)案(an)：

一種(zhong)用于激光焊(han)接的激光頭自動聚焦工(gong)件的方法(fa)，包括(kuo)以(yi)下步(bu)驟：

s1定位工件(jian)(jian)：在工件(jian)(jian)臺(tai)上方(fang)設(she)置激光測(ce)距(ju)儀(yi)，將工件(jian)(jian)置于工件(jian)(jian)臺(tai)的(de)激光頭(tou)下方(fang)，同時保(bao)證(zheng)工件(jian)(jian)不出(chu)現在激光測(ce)距(ju)儀(yi)下方(fang)；

s2觸發激光測(ce)距儀(yi)測(ce)量(liang)獲取工件臺與激光測(ce)距儀(yi)之間的距離(li)h1；

s3保持激(ji)(ji)光(guang)(guang)測(ce)距(ju)儀的高度不(bu)變(bian)，移動工件(jian)(jian)臺帶動工件(jian)(jian)運動至激(ji)(ji)光(guang)(guang)測(ce)距(ju)儀下方，觸發激(ji)(ji)光(guang)(guang)測(ce)距(ju)儀測(ce)量獲取工件(jian)(jian)與激(ji)(ji)光(guang)(guang)測(ce)距(ju)儀之間的距(ju)離h2；

s4計算工件的(de)高(gao)度(du)h3：由s3和s2測量的(de)差值計算出工件的(de)高(gao)度(du)h3；

s5調(diao)節(jie)激(ji)光頭(tou)的高(gao)度h4：沿垂直(zhi)z軸上下移動激(ji)光頭(tou)，保證激(ji)光頭(tou)與工件臺之間的距離h4為激(ji)光聚(ju)集鏡的焦距d和工件高(gao)度h3之和；

s6移動工(gong)件(jian)臺使工(gong)件(jian)回到(dao)激(ji)光頭下方(fang)，此時(shi)激(ji)光頭的(de)焦(jiao)點位于工(gong)件(jian)表面。

作為上述技術方案的進一(yi)步(bu)改(gai)進：

s1中將激光(guang)(guang)測距儀安裝于激光(guang)(guang)頭(tou)上，且保持激光(guang)(guang)測距儀與激光(guang)(guang)頭(tou)相(xiang)對位(wei)置固定。

s2和s3中(zhong)觸發激(ji)光測(ce)(ce)距(ju)儀測(ce)(ce)距(ju)時，待(dai)數據穩定后讀取測(ce)(ce)量值。

與(yu)現有技術相比(bi)，本(ben)發明的(de)(de)優點在于：本(ben)發明公(gong)開的(de)(de)用于激光(guang)焊接的(de)(de)激光(guang)頭自動聚(ju)焦(jiao)工(gong)(gong)件(jian)的(de)(de)方(fang)法，在工(gong)(gong)件(jian)臺(tai)上方(fang)設置(zhi)激光(guang)測(ce)距(ju)儀(yi)，通過(guo)激光(guang)測(ce)距(ju)儀(yi)先后測(ce)出工(gong)(gong)件(jian)臺(tai)、工(gong)(gong)件(jian)與(yu)激光(guang)測(ce)距(ju)儀(yi)之間的(de)(de)距(ju)離，根(gen)據兩(liang)者(zhe)之間的(de)(de)差值計算(suan)得(de)出工(gong)(gong)件(jian)的(de)(de)高度(du)(du)，再根(gen)據工(gong)(gong)件(jian)的(de)(de)高度(du)(du)和激光(guang)頭聚(ju)焦(jiao)鏡的(de)(de)焦(jiao)距(ju)調節激光(guang)頭與(yu)工(gong)(gong)件(jian)臺(tai)之間的(de)(de)距(ju)離，激光(guang)頭高度(du)(du)調節完成之后，當工(gong)(gong)件(jian)回到激光(guang)頭下方(fang)時，激光(guang)頭的(de)(de)焦(jiao)點準(zhun)確地(di)落在工(gong)(gong)件(jian)上，該方(fang)法操(cao)作簡單，自動化程度(du)(du)高，能夠有效地(di)提高聚(ju)焦(jiao)精度(du)(du)，進(jin)而可提升激光(guang)焊接的(de)(de)質(zhi)量。

附圖說明

圖(tu)1是(shi)本發明用于(yu)激光焊接的(de)激光頭自動聚(ju)焦(jiao)工(gong)件的(de)方法的(de)流程圖(tu)。

圖(tu)2是(shi)本發(fa)明在具體應(ying)用實例中的結(jie)構示意圖(tu)。

圖中各(ge)標(biao)號表示：1、工件；2、工件臺；3、激光測(ce)距儀；4、激光頭；5、垂直z軸。

具體實施方式

以下(xia)結(jie)合說明(ming)書附圖和具(ju)體實(shi)施例對本(ben)發(fa)明(ming)作進(jin)一(yi)步詳細說明(ming)。

如(ru)圖(tu)1和圖(tu)2所示，本實施例的(de)用于激光(guang)焊接的(de)激光(guang)頭自動聚焦(jiao)工(gong)件(jian)的(de)方法(fa)，包括(kuo)以下步驟：

s1定位工(gong)(gong)件1：在(zai)工(gong)(gong)件臺(tai)(tai)2上方(fang)設置(zhi)(zhi)激光(guang)測(ce)距儀(yi)3，將工(gong)(gong)件1置(zhi)(zhi)于工(gong)(gong)件臺(tai)(tai)2的激光(guang)頭4下方(fang)，同時(shi)保(bao)證(zheng)工(gong)(gong)件1不出現在(zai)激光(guang)測(ce)距儀(yi)3下方(fang)；

s2觸發激光測距儀3測量獲取工件臺2與激光測距儀3之(zhi)間的距離h1；

s3保(bao)持激(ji)(ji)光(guang)測(ce)(ce)(ce)距儀(yi)(yi)3的高(gao)度不變，移(yi)動(dong)工件臺2帶(dai)動(dong)工件1運動(dong)至激(ji)(ji)光(guang)測(ce)(ce)(ce)距儀(yi)(yi)3下方，觸(chu)發(fa)激(ji)(ji)光(guang)測(ce)(ce)(ce)距儀(yi)(yi)3測(ce)(ce)(ce)量(liang)獲取工件1與激(ji)(ji)光(guang)測(ce)(ce)(ce)距儀(yi)(yi)3之(zhi)間的距離(li)h2；

s4計算工(gong)件1的高(gao)度h3：由s3和s2測量的差值(zhi)計算出工(gong)件1的高(gao)度h3；

s5調節(jie)激(ji)光(guang)頭(tou)4的高度(du)h4：沿垂直z軸(zhou)5上下移動激(ji)光(guang)頭(tou)4，保(bao)證激(ji)光(guang)頭(tou)4與工件(jian)(jian)臺2之間的距離h4為激(ji)光(guang)聚集(ji)鏡的焦距d和(he)工件(jian)(jian)1高度(du)h3之和(he)；其中激(ji)光(guang)聚集(ji)鏡的焦距d為已(yi)知值，根據使用的激(ji)光(guang)頭(tou)4的規格、型(xing)號的不同(tong)而有所變化(hua)，工件(jian)(jian)臺2為常規結構，通常設(she)置為可沿x軸(zhou)、y軸(zhou)方向(xiang)移動。

s6移動工件(jian)(jian)(jian)臺(tai)2使工件(jian)(jian)(jian)1回到激光(guang)頭(tou)4下方，此時(shi)激光(guang)頭(tou)4的焦點(dian)位于工件(jian)(jian)(jian)1表面(mian)。本實施例中工件(jian)(jian)(jian)1為長(chang)方體，為激光(guang)頭(tou)4的焦點(dian)落(luo)于工件(jian)(jian)(jian)1的上表面(mian)，工件(jian)(jian)(jian)1與激光(guang)測距儀3之間距離的測量(liang)基準同樣為工件(jian)(jian)(jian)1的上表面(mian)。

本發明用(yong)于激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)焊(han)(han)接(jie)的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)頭自動聚(ju)焦(jiao)工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)的(de)(de)(de)方(fang)法，在工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)臺2上方(fang)設置激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)測(ce)(ce)距(ju)(ju)儀3，通過激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)測(ce)(ce)距(ju)(ju)儀3先后測(ce)(ce)出工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)臺2、工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)1與(yu)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)測(ce)(ce)距(ju)(ju)儀3之(zhi)間的(de)(de)(de)距(ju)(ju)離，根據(ju)兩者之(zhi)間的(de)(de)(de)差(cha)值計算(suan)得(de)出工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)1的(de)(de)(de)高(gao)(gao)度(du)，再根據(ju)工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)1的(de)(de)(de)高(gao)(gao)度(du)和激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)頭4聚(ju)焦(jiao)鏡的(de)(de)(de)焦(jiao)距(ju)(ju)調節激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)頭4與(yu)工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)臺2之(zhi)間的(de)(de)(de)距(ju)(ju)離，激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)頭4高(gao)(gao)度(du)調節完成之(zhi)后，當工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)1回到激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)頭4下方(fang)時，激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)頭4的(de)(de)(de)焦(jiao)點(dian)準確地落(luo)在工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)1上，該方(fang)法操作簡單，自動化程(cheng)度(du)高(gao)(gao)，能夠有效地提(ti)高(gao)(gao)聚(ju)焦(jiao)精度(du)，進而可(ke)提(ti)升激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)焊(han)(han)接(jie)的(de)(de)(de)質量(liang)。

作(zuo)為進(jin)一(yi)步優選(xuan)的技術方(fang)案，本(ben)實施例中，s1中將激(ji)光(guang)(guang)(guang)測(ce)(ce)距(ju)(ju)儀(yi)3安裝于激(ji)光(guang)(guang)(guang)頭4上，且保(bao)持激(ji)光(guang)(guang)(guang)測(ce)(ce)距(ju)(ju)儀(yi)3與激(ji)光(guang)(guang)(guang)頭4相對位置固定，進(jin)而可保(bao)證s3中，激(ji)光(guang)(guang)(guang)測(ce)(ce)距(ju)(ju)儀(yi)3的高度(du)不(bu)變，保(bao)證測(ce)(ce)量(liang)結(jie)果的準確性(xing)。

作為進一步優(you)選的(de)技術方案(an)，s2和s3中觸發激(ji)光(guang)測距(ju)儀(yi)3測距(ju)時，待數據穩定后(hou)讀取測量值(zhi)，保(bao)(bao)證(zheng)激(ji)光(guang)測距(ju)儀(yi)3讀數準(zhun)確(que)，保(bao)(bao)證(zheng)測量結果的(de)準(zhun)確(que)性(xing)。

雖然本(ben)(ben)(ben)發(fa)(fa)明已以(yi)(yi)較佳實施例揭(jie)露如上(shang)，然而并非(fei)用以(yi)(yi)限定本(ben)(ben)(ben)發(fa)(fa)明。任何熟悉本(ben)(ben)(ben)領(ling)域的(de)技(ji)術(shu)(shu)(shu)人員，在不脫離本(ben)(ben)(ben)發(fa)(fa)明技(ji)術(shu)(shu)(shu)方(fang)案(an)范圍的(de)情況下，都(dou)可利用上(shang)述揭(jie)示的(de)技(ji)術(shu)(shu)(shu)內容對(dui)本(ben)(ben)(ben)發(fa)(fa)明技(ji)術(shu)(shu)(shu)方(fang)案(an)做出許多可能的(de)變(bian)動和修飾，或修改(gai)為等(deng)同變(bian)化的(de)等(deng)效(xiao)實施例。因此(ci)，凡是未脫離本(ben)(ben)(ben)發(fa)(fa)明技(ji)術(shu)(shu)(shu)方(fang)案(an)的(de)內容，依據本(ben)(ben)(ben)發(fa)(fa)明技(ji)術(shu)(shu)(shu)實質(zhi)對(dui)以(yi)(yi)上(shang)實施例所做的(de)任何簡(jian)單修改(gai)、等(deng)同變(bian)化及(ji)修飾，均應(ying)落在本(ben)(ben)(ben)發(fa)(fa)明技(ji)術(shu)(shu)(shu)方(fang)案(an)保(bao)護(hu)的(de)范圍內。

技術特征：

技術總結
一種用于激光焊接的激光頭自動聚焦工件的方法，包括步驟：S1在工件臺上方設置激光測距儀，將工件置于工件臺的激光頭下方，同時保證工件不出現在激光測距儀下方；S2觸發激光測距儀測量獲取工件臺與激光測距儀之間的距離H1；S3保持激光測距儀的高度不變，使工件運動至激光測距儀下方，觸發激光測距儀測量獲取工件與激光測距儀之間的距離H2；S4計算工件的高度H3；S5調節激光頭的高度H4，保證激光頭與工件臺之間的距離H4為激光聚焦鏡的焦距d和工件高度H3之和；S6使工件回到激光頭下方，此時激光頭的焦點位于工件表面。本發明具有操作簡單，自動化程度高，能夠有效地提高聚焦精度，可提升激光焊接質量等優點。

技術研發人員：何永平;鄧斌;周水清;楊金;趙瓛
受保護的技術使用者：中國電子科技集團公司第四十八研究所
技術研發日：2017.06.29
技術公布日：2017.09.08