专利名称：一种激光焊接机及其光电检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于激光焊接领域，尤其涉及一种激光焊接机及其光电检测电路。
背景技术：
激光焊接机一般由电源系统、光路系统、控制系统，如一般釆用可编程逻
辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC)作为控制系统，以及水循环 系统等部分組成，其利用光路系统产生的高能量的激光脉沖对需要焊接的工件 进行加热，使工件在极短时间内熔化在一起，从而达到焊接的效果。激光焊接 机作为一种新型的焊接加工设备，以其高速度、高精度、高效率、自动化的突 出有点而在电池加工、航天航空、国防制导等多种领域得到了广泛的应用。
激光焊接机的光路系统如图l所示，其包括脉沖氙灯ll、聚光腔12、晶体 13、全反镜架14 (该全反镜架上安装有全反镜)及半反镜架15 (该该半反镜架 上安装有半反镜)等。在激光焊接过程中，首先由电源系统点亮脉沖氙灯11， 并输出恒定小电流使脉冲氙灯11处于预燃状态，再通过控制系统控制电源系统 使脉冲氙灯放电，并产生一定脉宽和频率的光波，光波在聚光腔12内照射晶体 13，使晶体13受激辐射，再经过激光谐振腔谐振后，产生波长为1064nm的激 光束16,激光束16经过全反镜架14上的全反镜及半反镜架15上的半反镜扩 束、反射、聚焦后，即可通过控制系统控制激光焊接机的激光头(图未示出) 来对工件进行精密焊接。其中工件是通过送料系统传送到激光可以聚焦的位置。
现有的激光焊接机在焊接过程中，控制系统与光路系统是两个相对独立的 系统，由于激光焊接机缺乏相应的检测和报警装置，当光路系统出现异常而未 正常工作时，控制系统仍然控制送料系统自动上下料，造成没有焊接的工件流
入下一道工序，严重影响产品的质量，给工厂带来巨大的经济损失。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种光电检测电路，旨在解决现有的激光焊接 机由于缺乏相应的检测电路，造成的未焊接的工件流入下一道工序，而严重影 响产品质量的问题。
本实用新型的另一目的在于提供一种光电检测电路，所述光电检测电路包
括
检测是否拾取到光路系统产生的光并产生检测信号的光拾取电路； 处理电路；
将所述光信号处理电路得到的激光焊接机的控制信号输出的输出控制电路。
本实用新型的另一目的在于提供一种激光焊接机，包括提供电源的电源系 统，产生激光的光路系统，控制焊接操作的控制系统以及传送待焊接工件的送 料系统，所述激光焊接机还包括通过所述光路系统的出光继电器与所述电源系 统连接的光电检测电路，所述光电检测电路的输出端与所述控制系统以及送料 系统电连4妄。
在本实用新型中，通过为激光焊接机设置光电检测电路，光电检测电路通 过检测是否拾取到激光焊接机产生的激光来判断激光焊接机是否处于异常状 态，当激光焊接机处于异常状态时，停止向激光焊接机传送待焊接工件，并停 止对工件进行焊接操作，从而避免了耒焊接的工件流入下一道工序，而影响产 品的质量，降低了生产厂家的经济损失。
图1是现有技术提供的激光焊接机的光路系统的结构组成图2是本实用新型提供的激光焊接机的结构框图； 图3是本实用新型提供的光电检测电路的原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图 及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型中，通过为激光焊接机设置一光电检测电路，通过该光电检 测电路检测激光焊接机的光路系统是否正常运行，激光焊接机的控制系统根据
根据该光电检测电路的检测结果确定是否继续送料，从而当激光焊接机的光路 系统发生异常时，停止对工件进行焊接操作，避免了未焊接的工件流入下一道工序。
图2示出了本实用新型提供的激光焊接机的简要框图，现有的激光焊接机 包括有电源系统21、光i 各系统22、控制系统23以及送料系统24等其它单元或 者电路。电源系统21为激光焊接机的光路系统22、控制系统23以及送料系统 24等组成部分提供电源。光路系统22在激光焊接机焊接过程中产生激光。控 制系统23控制激光焊接机的激光头对送料系统24传送过来的工件进行激光焊 接操作。
本实用新型在激光焊接机上述现有结构的基础上增加了光电检测电路25。 该光电检测电路25通过光路系统22的出光继电器的�？サ鉑与电源系统21 连接。光电检测电路25检测光路系统22是否正常工作，并将检测结果提供给 控制系统23和送料系统24。控制系统23根据光电检测电路25的检测结果控 制激光焊接机是否对工件进行焊接操作。自动送料系统24根据光电检测电路 25的4企测结果确定是否继续将待焊接的工件传送至激光焊接^L进行焊接。
其中光电检测电路25包括光拾取电路251、光信号处理电路252以及输出
控制电路253。光拾取电路251检测是否拾取到光路系统22产生的光，并产生 检测信号。该光拾取电路251可以直接采用光敏二极管或者光敏电阻等。光信 号处理电路252对光拾取电路251的检测信号进行处理，将检测信号转换成激 光焊接机的控制信号，输出控制电路253将光信号处理电路252的激光焊接机 的控制信号输出至激光焊接机的控制系统23和送料系统24。当光路系统22正 常工作时，光拾取电路251拾取到光路系统22产生的激光时，产生光路系统工 作正常的检测信号，当光拾取电路251未拾取到光路系统22产生的激光时，产 生光路系统工作异常的检测信号。
在本实用新型中，为了使操作人员更直观的获知激光焊接机的工作状态， 该光电检测电路25还包括报警电路254,当光路系统处于非工作状态时，报警 电路254通过报警灯、或者响铃的方式报警。
上述激光焊接机的工作原理如下在激光焊接机处于停止状态时，光路系 统22的出光继电器不吸合，出光继电器的�？サ鉑断开，从而使电源系统 21停止对光电检测电路25提供电源，光电检测电路25停止工作。在激光焊接 机处于工作状态时，光路系统22的出光继电器吸合，出光继电器的常开触点K 闭合，从而使电源系统21通过出光继电器的常开触点K向光电检测电路25提 供电源，光电检测电路25开始工作。
当光路系统22正常工作时，光拾取电路251拾取到光路系统产生的激光， 从而产生光路系统工作正常的检测信号，并将该将该光路系统工作正常的检测 信号处理成激光焊接机的控制信号，并将该激光焊接机的控制信号通过输出控 制电路253输出至控制系统23和送料系统24。送料系统24根据激光焊接机的 控制信号将待焊接的工件送至激光焊接机，同时控制系统23根据激光焊接机的 控制信号控制激光焊接机的激光头对送料系统24传送的工件进行焊接操作。
当光路系统22出现异常时，光拾取电路251无法冲企测到光路系统产生的激 光，从而产生光路系统工作异常的检测信号，并将该将该光路系统工作异常的 检测信号处理成激光焊接机的控制信号，并将该激光焊接机的控制信号通过输
出控制电路253输出至控制系统23、送料系统24和报警电路16。送料系统24 根据激光焊接机的控制信号停止将待焊接的工件送至激光焊接机。控制系统23 根据激光焊接机的控制信号控制激光焊接机的激光头停止对待焊接的工件进行 焊接操作。报警电路16根据激光焊接机的控制信号通过报警灯、或者响铃的方 式报警。这样，当激光焊接机的光路系统出现异常时，避免了未焊接的工件流 入下一道工序。
图3示出了图2所示的光电检测电路的电路原理，该光电检测电路通过激 光焊接机中光路系统的出光继电器的�？サ鉑与激光焊接机的电源系统(如 + 12V的电压源)连接。其中光电检测电路的光拾取电路由光敏二极管PD构 成，该光拾取电路也可以由一光敏电阻构成。在本实用新型中，为了便于说明， 以采用光敏二极管PD构成光电检测电路的光拾取电路为例，进行说明。光敏 二极管PD的一端通过光路系统的出光继电器的�？サ鉑与+ 12V的电压源 连接，光敏二极管PD的另一端与光电检测电路的光信号处理电路连接。光信 号处理电路由与光l丈二极管PD连接的场效应管Ql,以及与场效应管Ql连接 的继电器J构成。其中场效应管Ql为N沟道场效应管，其^^极与光敏二极管 PD连接，其源极与继电器J连接，其漏极接地。继电器J的另一端通过光路系 统的出光继电器的常开触点K与电压源连接。其中继电器J包括常闭触点Jl 和J2，以及�？サ鉐3。其中继电器J的�？サ鉐3构成光电检测电路的输出 控制电路，其分別与控制系统(如PLC)和送料系统连接。报警电路包括由常 闭点J1、电阻R、电容C组成的RC延时回路，以及由常闭触点J2、报警灯L、 可控硅开关Q2组成的报警回路。其中电阻R经继电器J的常闭触点Jl通过出 光继电器的�？サ鉑与+ 12￥的电压源连接，其另一端通过电容C接地，同 时电阻R的另一端与可控硅开关的栅极连接。可控硅开关的阴极接地， 可控硅开关Q2的阳极与报警灯L连接。报警灯L的另一端通过继电器的常闭 触点J2与+ 12V的电压源连接。 上述光电检测电路的原理如下
当激光焊接机处于停止状态时，光路系统的出光继电器不吸合，出光继电
器的�？サ鉑断开，+ 12V的电压源无法通过出光继电器的�？サ鉑向光
电检测电路供电，从而使光电检测电路处于非工作状态。
当激光焊接机处于工作状态时,出光继电器吸合，+ 12V的电压源经出光继 电器的�？サ鉑向光电检测电路供电，从而使光电检测电路处于工作状态。
此时，当光路系统正常工作时，光路系统产生的余光照射在光敏二极管PD 上，光敏二极管PD导通，+12V的电压源向与光敏二极管PD连接的场效管Ql 的栅极供电，使场效应管Q1导通，继电器J吸合，继电器J的常闭触点J1和 J2断开，继电器J的�？サ鉐3闭合。由于继电器J的常闭触点Jl和J2断开， 从而使报警灯L不亮。由于继电器J吸合，带动继电器的�？サ鉐3闭合,从而 将光路系统正常工作的信号输出至控制系统和送料系统。送料系统接收到光路 系统工作正常的信号后，向激光焊接机传送待焊接的工件。控制系统接收到光 路系统工作正常的信号后，控制激光焊接机的激光头对送料系统传送的工件进 行焊接操作。
当光路系统发生故障而停止产生激光时，光敏二级光PD不导通，其栅极 与光4^文二级光PD连接的场效应管Ql也不导通，从而使继电器J不能吸合，继 电器J的常闭触点Jl和J2闭合，继电器J的�？サ鉐3断开。由于继电器J 的�？サ鉐3断开，控制系统未接收到光路系统工作正常的信号(即认为控制 系统接收到光路系统工作异常的信号)，从而其控制激光焊接机的激光头停止 对工件进行焊接操作，同时送料系统未接收到光路系统正常工作的信号(即认 为送料系统接收到光路系统工作异常的信号)，从而停止向激光焊接机传送待 焊接的工件。从而避免的未焊接的工件流入下一道工序。由于继电器J的常闭 触点Jl和J2闭合，+ 12V的电压源经继电器J的常闭触点Jl经RC延时回路 后，触发可控硅二极管Q2导通，+ 12V电压源通过继电器J的常闭触点J2向 报警灯L供电，从而点亮报警灯L报警。
当光路系统的故障解除，光路系统正常工作时，其产生的余光照射在光敏
二极管PD上，光敏二极管PD导通，+ 12V的电压源向与光敏二极管PD连接 的场效管Ql的栅极提供电压，使场效应管Q1导通，继电器J吸合，继电器J 的常闭触点J2断开，+ 12V的电压源无法向报警灯L供电，从而接触报警灯L 的报警操作。
请参阅图1,为现有的激光焊接机的结构。由于本实用新型"l是供的激光焊 接是在现有的激光焊接机结构的基础上，增加了光电检测电路，而光电检测电 路主要利用激光焊接机的光路系统产生的激光来检测激光焊接机是否正常工 作，并在激光焊接机处于异常状态时报警，因此，该光电检测电路可以设置于 激光焊接机的任何一个可以拾取到光路系统产生的激光的位置，如激光焊接机 的半反镜架上31或者全反镜架35上等。
在本实用新型中，通过为激光焊接机设置光电才企测电S各，光电才企测电路通 过检测是否拾取到激光焊接机产生的激光来判断激光焊接机是否处于异常状 态，当激光焊接机处于异常状态时，停止向激光焊接机传送待焊接工件，并停 止对工件进行焊接操作，从而避免了将未焊接的工件流入下一道工序，而影响 产品的质量，给生产企业带来经济损失。同时当光电检测电路检测到激光焊接 机处于异常状态时，通过报警电路报警，从而使操作人员直观及时的发现激光 焊接机的故障。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型， 凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应 包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种光电检测电路，其特征在于，所述光电检测电路包括:检测是否拾取到光路系统产生的光并产生检测信号的光拾取电路；将所述光拾取电路产生的检测信号处理成激光焊接机的控制信号的光信号处理电路；将所述光信号处理电路得到的激光焊接机的控制信号输出的输出控制电路。
2、 如权利要求1所述的光电检测电路，其特征在于，所述光电检测电路还 包括当所述光拾取电路未检测到光路系统产生的光时报警的报警电路。
3、 如权利要求1或2所述的光电检测电路，其特征在于，所述光拾取电路 可以为光敏二极管或者光敏电阻。
4、 如权利要求1或2所述的光电检测电路，其特征在于，所述光信号处理 电路包括其4册极与所述光拾取电路连接的场效应管，以及与所述场效应管的漏 极连接的继电器。
5、 如权利要求4所述的光电检测电路，其特征在于，所述继电器包括�？� 触点，所述继电器的�？サ愎钩伤鍪涑隹刂频鏭>。
6、 如权利要求4所述的光电检测电路，其特征在于，所述继电器包括第一 常闭触点和第二常闭触点，所述报警电路包括由所述第一常闭点、电阻、电容 组成的延时回路，以及由所述第二常闭触点、报警灯、可控硅开关组成的报警 回路，所述电阻的一端与所述可控硅开关的栅极连接。
7、 一种激光焊接机，包括提供电源的电源系统，产生激光的光路系统，控 制焊接操作的控制系统以及传送待焊接工件的送料系统，其特征在于，所述激 光焊接机还包括通过所述光路系统的出光继电器与所述电源系统连接的光电检 测电路，所述光电才企测电路的输出端与所述控制系统以及送料系统电连接。
8、 如权利要求7所述的激光焊接机，其特征在于，所述光电检测电路包括 检测是否拾取到光路系统产生的光并产生检测信号的光拾取电路，将所述光拾 取电路产生的检测信号处理成激光焊接机的控制信号的光信号处理电路，以及 将所述光信号处理电路得到的激光焊接机的控制信号输出的输出控制电路。
9、 如权利要求8所述的激光焊接机，其特征在于，所述光电检测电路还包括当所述光拾取电路未检测到光路系统产生的光时报警的报警电路。
10、 如权利要求8或9所述的激光焊接机，其特征在于，所述光拾取电路 可以为光敏二极管或者光敏电阻。
专利摘要本实用新型适用于激光焊接领域，提供了一种激光焊接机及其光电检测电路，所述光电检测电路包括检测是否拾取到光路系统产生的光并产生检测信号的光拾取电路，将所述光拾取电路产生的检测信号处理成激光焊接机的控制信号的光信号处理电路，以及将所述光信号处理电路得到的激光焊接机的控制信号输出的输出控制电路。通过为激光焊接机设置光电检测电路，当光电检测电路检测到激光焊接机处于异常状态时，停止向激光焊接机传送待焊接工件，并停止对工件进行焊接操作，从而避免了未焊接的工件流入下一道工序，而影响产品的质量，降低了生产厂家的经济损失。
文档编号G01J1/42GK201201126SQ200820093770
公开日2009年3月4日 申请日期2008年4月30日 优先权日2008年4月30日
发明者卢剑峰, 周生云, 尹维红 申请人:比亚迪股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
