[发明专利]振镜系统、激光焊接方法以及激光焊接设备

权利要求书

1.一种振镜系统，应用于激光焊接设备，其特征在于，包括：变焦模块(100)、聚焦模块(200)、X振镜模块(300)、Y振镜模块(400)、第一驱动模块(500)、第二驱动模块(600)、第三驱动模块(700)以及控制模块(800)；指示激光和焊接激光依次经过所述变焦模块(100)、所述聚焦模块(200)、所述X振镜模块(300)以及所述Y振镜模块(400)后输出；所述第一驱动模块(500)与所述变焦模块(100)传动连接，所述第二驱动模块(600)与所述X振镜模块(300)传动连接，所述第三驱动模块(700)与所述Y振镜模块(400)传动连接；所述控制模块(800)与所述第一驱动模块(500)、所述第二驱动模块(600)以及所述第三驱动模块(700)以电路或者通信的方式连接；所述控制模块(800)用于控制所述第一驱动模块(500)、所述第二驱动模块(600)以及所述第三驱动模块(700)驱动所述变焦模块(100)、所述X振镜模块(300)以及所述Y振镜模块(400)。

2.根据权利要求1所述的振镜系统，其特征在于，所述变焦模块(100)包括准直透镜，所述第一驱动模块(500)驱动所述变焦模块(100)运动时改变所述准直透镜与工件之间的距离，进而改变激光焦点的位置和焦深。

3.根据权利要求1所述的振镜系统，其特征在于，所述控制模块(800)还用于获取工件的数字模型，并基于所述数字模型对所述工件进行姿态计算，直至所述工件的姿态与所述数字模型重合。

4.根据权利要求1所述的振镜系统，其特征在于，还包括保护镜片，所述指示激光和所述焊接激光从所述Y振镜模块(400)输出后穿过所述保护镜片。

5.根据权利要求1所述的振镜系统，其特征在于，所述第一驱动模块(500)和所述第二驱动模块(600)均为电机；所述指示激光和所述焊接激光在X轴上的偏移量P_x＝r_x×sinθ_x，其中r_x为所述X振镜模块(300)沿光路到所述指示激光和所述焊接激光的焦点位置的距离，θ_x为所述第一驱动模块(500)转动的角度；所述指示激光和所述焊接激光在Y轴上的偏移量P_y＝r_y×sinθ_y，其中其中r_y为所述Y振镜模块(400)到所述指示激光和所述焊接激光的焦点位置的距离，θ_y为所述第二驱动模块(600)转动的角度。

6.一种激光焊接方法，应用于权利要求1至5任意一项所述的振镜系统，其特征在于，包括：

确定焊接激光的焦点位置；

形成工件的预设焊缝；

基于所述工件的数字模型生成待焊接轨迹；

输出指示激光，所述指示激光基于所述待焊接轨迹运动；

当所述指示激光的运动轨迹与所述预设焊缝的重合度满足要求时，输出所述焊接激光对工件进行焊接。

7.根据权利要求6所述的激光焊接方法，其特征在于，所述指示激光与所述焊接激光同轴，基于所述指示激光对焊接激光的焦点位置进行定位，以确定所述焊接激光的焦点位置。

8.根据权利要求6所述的激光焊接方法，其特征在于，基于所述数字模型上的四个特征点，采用三维空间四点定位算法对所述工件进行姿态计算；调整所述工件的姿态直至所述工件的姿态与所述数字模型重合。

9.根据权利要求6所述的激光焊接方法，其特征在于，在所述焦点位置所述焊接激光的光斑半径r＝(d×f₁)÷(2×f₂)；其中d为光纤直径，f₁为前聚焦透镜的焦距，f₂为准直透镜的焦距；所述焊接激光在Z轴的焦深Z_r＝(π×r²)÷(M²×λ)，其中M²为光束质量因子，λ为所述焊接激光的波长。

10.一种激光焊接设备，其特征在于，包括权利要求1至5任意一项所述的振镜系统。