相對于傳統(tǒng)方式，振鏡式激光焊接機(jī)以高速移動(dòng)的掃描鏡片代替二維工作臺(tái)，配合強(qiáng)大圖形處理功能的專業(yè)軟件，實(shí)現(xiàn)了程序控制的瞬時(shí)多點(diǎn)焊接，有效地提高了生產(chǎn)效率和靈活性。

　　 LWS—300S振鏡掃描激光點(diǎn)焊機(jī)是公司引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，在關(guān)鍵部件采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口部件生產(chǎn)而成的，焊機(jī)使用了掃描鏡組的動(dòng)態(tài)焊接工藝，并采用掃描鏡片的移動(dòng)代替工件移動(dòng)或焊接鏡組移動(dòng)的方式，使振鏡鏡片在掃描鏡頭內(nèi)將激光光束快速在焊點(diǎn)之間切換，焊點(diǎn)之間的距離越大，工件上的焊點(diǎn)數(shù)量越多，優(yōu)勢越明顯。采用這種技術(shù)，焊接時(shí)間可以降低60％。因此，一個(gè)掃描鏡組工作站可以代替幾個(gè)傳統(tǒng)的焊接工作站。

　　激光焊接機(jī)系統(tǒng)組成

圖1 激光焊接機(jī)外形

　　該激光焊接機(jī)（如圖1所示）主要由激光器系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、振鏡掃描系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)五部分組成。

　　1. 激光器系統(tǒng)

　　激光器系統(tǒng)主要由激光工作物質(zhì)、泵浦氙燈、聚光腔及諧振腔組成。振鏡式激光焊接機(jī)激光工作物質(zhì)為YAG棒。主要參數(shù)如表1所示。

表1 激光器系統(tǒng)主要參數(shù)

　　2. 電源系統(tǒng)

　　電源系統(tǒng)主要由主電源、觸發(fā)電路、控制電路和保護(hù)電路等組成，具有過壓、過流保護(hù)裝置，其電源、脈寬和頻率均可調(diào)，可以根據(jù)需要設(shè)置輸出波形，以便于焊接不同材料。該電源操作面板具有電流、脈寬頻率。具體技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

表2 電源系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)

　3. 光路及振鏡掃描系統(tǒng)

　?。?）光學(xué)系統(tǒng)：選用1064nm基于振鏡的高精度反射、聚光系統(tǒng)。

　　（2）擴(kuò)束鏡：選用光束反射前多倍擴(kuò)束組合透鏡。

　　（3）激光校正：選用0.6328um的He-Ne激光準(zhǔn)直系統(tǒng)指示光軸位置，指示光與激光同軸，在加工時(shí)可達(dá)到尋跡指示的功能，并及時(shí)進(jìn)行精確對位。

　?。?）高速掃描振鏡：是使激光按照預(yù)定軌跡運(yùn)行的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它主要由高精度電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、反射鏡、F-θ透鏡及直流供給電源組成。其中F-θ透鏡為進(jìn)口配件，焦距f=100 mm（或160mm），工作幅面70mm×70mm（標(biāo)準(zhǔn)）或110mm×110mm（可選配）。

　　 4. 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

　　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用專用工業(yè)計(jì)算機(jī)，配置Inter P4處理器，抗干擾的工業(yè)主板，中文Windows 2000操作系統(tǒng)。同時(shí)，我公司還精心開發(fā)了基于Windows界面的專業(yè)激光焊接軟件，具備PHOTOSHOP、COREDRAW、AUTOCAD等多種繪圖功能，系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制卡對激光器和掃描頭進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，速度較傳統(tǒng)方式提高近1倍；且具有個(gè)性化的Windows用戶界面設(shè)定。

　　5. 冷卻系統(tǒng)

　　激光專用冷卻系統(tǒng)是固體激光器中必不可少的輔助裝置。在固體激光器中，輸入脈沖燈中的能量只有很少一部分轉(zhuǎn)化為激光能量，其余均轉(zhuǎn)化為熱的形式損耗掉了。經(jīng)綜合考慮本冷卻系統(tǒng)采用一體化的3P水冷機(jī)，溫差在±0.1℃范圍內(nèi)。

　　其他配置

　　該焊接機(jī)采用三維電動(dòng)可調(diào)式工作臺(tái)，操作方便靈活，定位精度高。X、Y、Z三個(gè)方向可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)、手動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍200mm×80mm×200mm。連接光纖傳導(dǎo)器和掃描工作臺(tái)（如圖2所示）配合使用。

圖2 掃描工作臺(tái)
圖2 掃描工作臺(tái)

　　此外，在實(shí)際使用中可配備多套夾具以滿足高速的上下料工作。例如，應(yīng)某公司圓柱型電池極耳的焊接要求，我們推薦了平板式工裝夾具，此方式為固定工件式焊接，在110 mm×110 mm的夾具范圍內(nèi)安裝多個(gè)蓋帽，當(dāng)夾具運(yùn)行到工作狀態(tài)下，激光在軟件控制下快速掃描完成焊接工作，焊接完后，按下按鈕，夾具自動(dòng)退出，放上另一套放滿工件的夾具，再運(yùn)行到工作狀態(tài)。

　　設(shè)備優(yōu)勢

　　該設(shè)備焊接速度快、焊斑?。ń裹c(diǎn)處光斑直徑僅為0.3mm），焊接熱量少，熱變形小。產(chǎn)品的導(dǎo)光系統(tǒng)通過振鏡的快速移動(dòng)，使激光的點(diǎn)焊能夠高效穩(wěn)定地進(jìn)行。根據(jù)焊接材料的不同，可以設(shè)定輸出能量波形、進(jìn)行波形控制，以達(dá)到更為理想的焊接效果。焊接機(jī)采用工業(yè)控制機(jī)和進(jìn)口PLC的雙向控制，使高速度振鏡系統(tǒng)與數(shù)控工作臺(tái)能夠很好地結(jié)合在一起，與傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)、激光光路固定連續(xù)焊接方式相比，焊接效率可提高10倍以上，實(shí)現(xiàn)激光在線焊接全自動(dòng)化。例如，選用原先的硬光路傳輸?shù)募す夂附訖C(jī)焊接極耳（2點(diǎn)），效率為1100個(gè)/h；選用振鏡掃描式激光點(diǎn)焊機(jī)焊接極耳（多點(diǎn)）能達(dá)到2000個(gè)/h。焊接速度達(dá)到1~20點(diǎn)/s，有效縮短了焊接時(shí)間，所以特別適用于手機(jī)屏蔽罩、金屬手機(jī)或金屬電容器外殼、硬盤、微電機(jī)、傳感器等超薄形不銹鋼電路板嵌件的點(diǎn)焊，尤其是圓柱電池極耳的焊接。目前該設(shè)備已在天津力神、ATL以及BYD等多個(gè)大公司得到使用，效果良好。