[发明专利]一种车灯同步激光焊接系统

说明书

本发明公开一种车灯同步激光焊接系统，属于塑料焊接技术领域。它包括激光控制系统、PLC控制系统、光学整形系统和冷却系统。该系统可以通过激光焊接汽车车灯，可以实时控制激光焊接的能量、时间以及焊接压力。

技术领域

本发明属于塑料焊接技术领域，尤其是一种车灯同步激光焊接系统。

背景技术

随着国内外汽车工业的迅速发展，对车灯的外观要求越来越高。车灯焊接有多种方式，常见的有热板焊、振动摩擦焊和超音波焊接等。热板焊和振动摩擦焊利用加热让灯罩和壳体接触面产生熔融状态，焊接面比较粗糙，焊接不美观。超音波焊接是利用超音波换能器把高频电能转换为高频机械振动能，在加压的条件下，灯罩和壳体接触面发生摩擦产生热量，熔着筋熔融接合。超音波焊接要求熔着面精度高，且超音波对焊接材质和作业环境有一定要求，因此使用存在一定局限性。

灯罩和壳体采用激光焊接，其焊接缝尺寸精密，焊接牢固，由于不需要直接接触焊接件，机具的耗损及变形皆可降至最低，且制品无振动应力和热应力，使得热损坏和热变形大大减小。激光焊接可焊材质种类范围大，亦可相互接合各种异质材料，应用范围广。

目前塑料激光焊接多采用机器人激光焊接方式，即将激光器安装在机器人手臂上，控制机器人手臂带动激光器沿着焊接面轨迹运行，通过控制激光器的功率和机器人手臂运行的速度来控制焊接质量。这种焊接方式对机械结构要求较高，联动控制复杂，且机器人手臂焊接过程中容易产生应力变形。

还有一种同步激光焊接技术采用将上百只激光器汇集到波导器，波导器采用和灯罩一样的曲面加工，一般采用金属镀金，价格昂贵，且使用激光器过多，价格高，调试困难，容易出现故障。

发明内容

为解决现有焊接手段的缺陷，本发明提供一种效率高，焊接质量可靠的车灯同步激光焊接系统。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种车灯同步激光焊接系统，它包括激光控制系统、PLC控制系统、光学整形系统和冷却系统，激光控制系统包括依次相连的光纤激光器、激光器电源模块和PC机，PC机用于控制激光器电源模块，设定光纤激光器的工作输出电流和功率；

PLC控制系统包括PLC控制器、上方电缸、侧面电缸和定位夹紧工装，PLC控制器用于驱动上方电缸和侧面电缸，上方电缸和侧面电缸分别施加压力给灯罩上方和侧面，使得灯罩和壳体有一定焊接压力，定位夹紧工装用于固定车灯的位置以及激光光纤；

PC机与PLC控制器相连；

光学整形系统包括多只光学整形透镜，用于将圆形光斑整形成直线形或者环形光条，大大减少了焊接所需的光纤激光器数量，降低了焊接系统的复杂性，并且激光能量更均匀；

冷却系统用于对光纤激光器进行冷却。

进一步地，若干个光纤激光器分别放置在车灯的灯罩边缘上方；

一个激光器电源模块控制若干个光纤激光器的输出功率和焊接时间，光纤激光器发出激光将车灯的灯罩与壳体的接触面相熔合，从而进行焊接。

进一步地，光纤激光器采用980nm的红外激光。

进一步地，激光器电源模块与PC机通过RS232串口相连。

进一步地，光学整形系统包括多只直线形或者环形整形透镜。

进一步地，冷却系统采用循环水冷却方式，用于冷却光纤激光器工作时的温度，保证光纤激光器工作在合理的温度范围内。

有益效果：

1.本发明通过PC机控制激光器电源模块，设定光纤激光器的电流和功耗，操作简单；

2.本发明直接使用光纤激光器对灯罩和壳体进行多维焊接，无需配置复杂的机械结构，结构简单；