振膜激光焊接裝置及其加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種振膜激光焊接裝置及其加工工藝，該工藝通過激光加熱的方式來焊接外緣振膜及振膜底座或者復(fù)合振膜中的球頂部分與邊緣部分，用以取代傳統(tǒng)的膠水粘接外緣振膜及振膜底座的工藝，由于在加工工藝過程中去掉了膠水，使整個加工時間有縮短。而且通過激光直接焊接固化，將振膜和振膜底座焊接在一起，所達(dá)到振膜所需要的使用強(qiáng)度和振動效果比用膠水粘接提升很大。
【專利說明】振膜激光焊接裝置及其加工工藝
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及焊接工藝領(lǐng)域，特別涉及一種專門應(yīng)用于微型揚(yáng)聲器、受話器或其他聲學(xué)器件的振膜激光焊接裝置及其加工工藝。

【背景技術(shù)】
[0003]本發(fā)明主要應(yīng)用于兩種微型揚(yáng)聲器、受話器或其他聲學(xué)器件的振膜的焊接:其一為將振膜焊接到揚(yáng)聲器或受話器的底座或加強(qiáng)機(jī)構(gòu)上；其二為將復(fù)合振膜的外緣部分和中央球頂部分進(jìn)行焊接。
[0004]一般振膜使用的材料為塑料材料，上述提到的兩種產(chǎn)品，目前廠商通常采用膠水粘接，傳統(tǒng)的加工工藝是通過膠水將振膜及振膜底座(或復(fù)合振膜的外援部分與中央球頂部分)粘在一起。需要通過裝夾_>點(diǎn)膠涂覆_>粘接_>烘干(或自然晾干，或光照固化)->測試五個步驟，這個工藝的缺點(diǎn)在于需要用到膠水，而且粘接的強(qiáng)度有限，烘干或晾干需要較長時間不便于產(chǎn)線加工，在整個加工工藝過程中需要用到專用點(diǎn)膠設(shè)備，烘干設(shè)備，以及膠水，而且在振膜長期高速振動后產(chǎn)生熱量導(dǎo)致膠水失效，而且膠水是一種耗材不容易保存，控制的不好及其容易產(chǎn)生污染，所以其加工的揚(yáng)聲器使用壽命有限品質(zhì)不高。
[0005]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種替代傳統(tǒng)的用膠水粘接的綠色環(huán)保高科技的振膜激光焊接裝置及其加工工藝。
[0007]本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種振膜激光焊接裝置，適用于焊接振膜及振膜底座(或復(fù)合振膜的外援部分與中央球頂部分)，所述激光焊接設(shè)備包括待焊產(chǎn)品夾持夾具、激光器、光學(xué)整形頭模塊、焊接機(jī)械手、CCD圖像監(jiān)控器及人機(jī)操作總控裝置，所述光學(xué)整形頭模塊安裝于外緣振膜及振膜底座的上方，所述焊接機(jī)械手連接控制光學(xué)整形頭模塊，所述光學(xué)整形頭模塊與激光器連接，所述焊接機(jī)械手、待焊產(chǎn)品夾持夾具、激光器和CCD圖像監(jiān)控器均分別與人機(jī)操作總控制裝置相連接。
[0008]作為上述發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述焊接機(jī)械手為X-Y軸兩軸、X-Y-Z三軸運(yùn)動的平臺或機(jī)器人，其移動速度為0-200mm/s，移動副面不限，行走精度大于0.02mm，能夠?qū)⒓す夤馐凑仗囟ㄜ壽E行走，將激光照射到需要焊接的部位。
[0009]作為上述發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述激光器為固體激光器、氣體激光器或光纖激光器。
[0010]一種振膜激光焊接加工工藝，包括以下步驟:
I)通過振膜底座夾具，以一定壓力將振膜及振膜底座夾持，或?qū)?fù)合振膜的球頂部分與邊緣部分夾持； 2 )打開激光器，使其輸出激光的光斑大小為200um、400um、600um或800um或其他尺寸，
輸出功率小于300W，輸出激光光束為錐形發(fā)散形光束；
3)將激光器輸出的激光光源經(jīng)過光學(xué)整形頭模塊整形后變?yōu)楹附铀杓す猓?br> 4)通過CCD圖像監(jiān)控器觀察調(diào)整光學(xué)整形頭模塊輸出的激光光斑覆蓋外緣振膜和振膜底座需要焊接部位；
5)啟動焊接機(jī)械手操作激光對待焊接產(chǎn)品焊接部位進(jìn)行焊接，焊接過程中，吸光部件的激光照射區(qū)域吸收激光能量，融化待焊接的兩層材料形成焊縫，CCD圖像監(jiān)控器觀察焊接結(jié)果并拍照留底；
6)松開振膜底座夾具，取出焊接后的加工工件。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明顛覆揚(yáng)聲器與受話器的振膜生產(chǎn)工藝，通過激光直接照射焊接物體，省略了涂膠粘接過程，減少了加工工藝步驟，更重要的是可以極大提高振膜產(chǎn)品的外觀及品質(zhì)，通過激光直接焊接固化，將振膜和振膜底座(或復(fù)合振膜的外援部分與中央球頂部分)焊接在一起，所達(dá)到振膜所需要的使用強(qiáng)度和低音效果比用膠水粘接提升很大，增強(qiáng)其焊接的牢固程度，通過特定的光學(xué)整形系統(tǒng)將普通使用的激光整形成我們所需要的激光光束達(dá)到加工效果.而且這樣使其加工時間極大縮減，提高了加工效率。
[0012]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明振膜激光焊接裝置示意圖；
圖2為光學(xué)整形頭模塊的原理示意圖；
圖3為激光器輸出激光的光斑圖；
圖4為經(jīng)過光學(xué)整形頭模塊整形后輸出激光的光斑圖；
圖中標(biāo)示:1_振膜底座夾具；2_激光器；3_光學(xué)整形頭模塊；31_第一聚焦鏡；32_混光鏡片；33_第二聚焦鏡；34_聚焦透鏡組；4_焊接機(jī)械手；5- CXD圖像監(jiān)控器；6_人機(jī)操作總控制裝置。
[0014]

【具體實施方式】
[0015]為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0016]圖1示出了本發(fā)明一種振膜激光焊接裝置的一種實施方式，適用于焊接外緣振膜及振膜底座，所述激光焊接設(shè)備包括振膜底座夾具1、激光器2、光學(xué)整形頭模塊3、焊接機(jī)械手4、CCD圖像監(jiān)控器5及人機(jī)操作總控制裝置6，所述光學(xué)整形頭模塊3安裝于外緣振膜及振膜底座的上方，所述焊接機(jī)械手4連接控制光學(xué)整形頭模塊3，所述光學(xué)整形頭模塊3與激光器2連接，所述焊接機(jī)械手4、振膜底座夾具1、激光器2和CXD圖像監(jiān)控器5均分別與人機(jī)操作總控制裝置6相連接，所述焊接機(jī)械手4為X-Y軸龍門機(jī)械手，其移動速度為20-50mm/s,移動副面大于200mmX200mm,行走精度大于0.1mm。
[0017]其利用上述設(shè)備進(jìn)行的振膜激光焊接加工工藝，包括以下步驟:
I)通過振膜底座夾具I將振膜及振膜底座以壓力夾持，所述振膜及振膜底座焊接接觸部位之間基本無間隙；所述振膜底座夾具能夠?qū)⒄衲ず驼衲さ鬃鶌A持緊密，用以達(dá)到激光焊接的貼緊的要求，振膜底座夾具由氣動夾持裝置或電控升降臺或其他運(yùn)動方式組成，氣動夾持或電機(jī)夾持裝置用以夾緊振膜和振膜底座，電控升降臺用以控制加工物件和激光輸出端距離；
2)調(diào)整激光器2，激光器為半導(dǎo)體光纖耦合激光器，使其輸出激光的光斑大小為400um，數(shù)值孔徑NA為0.22，輸出功率小于300W，輸出激光光束為錐形發(fā)散形光束；可通過人機(jī)操作總控制裝置對其進(jìn)行加工工藝數(shù)據(jù)組選擇，該半導(dǎo)體光纖耦合激光器能夠存儲64組加工數(shù)據(jù)用于適應(yīng)不同的焊接要求，其后板具有I/O 口控制功能，能夠通過I/O選擇需要的激光工作組，并控制指示光輸出和激光輸出。該激光器本身能夠存儲64組激光加工數(shù)據(jù)，每組加工數(shù)據(jù)能夠有15段功率和出光時間設(shè)定，其設(shè)定激光輸出時間最小單位為1ms，該激光器輸出接口功能為人機(jī)操作總控制裝置需要單獨(dú)設(shè)計，而且也可以通過RS485通訊接口控制激光設(shè)定參數(shù)；
3)激光器2輸出的激光光源經(jīng)過光學(xué)整形頭模塊3整形后變?yōu)楹附铀杓す?；如圖2所示的光學(xué)整形頭模塊3，可通過光學(xué)整形將激光器2輸出的點(diǎn)狀高斯分布激光光斑(如圖3所示)，整形為能量均勻分布激光光斑(如圖4所示)，通過第一聚焦鏡31將錐形光束轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄?，通過一片混光鏡片32將激光能量均勻分布，通過第二聚焦鏡33將光束再次變?yōu)槠叫泄猓偻ㄟ^聚焦透鏡組34將光束聚焦到需要加工的焦點(diǎn)上；
4)通過CXD圖像監(jiān)控器5觀察調(diào)整光學(xué)整形頭模塊3輸出的激光光斑覆蓋外緣振膜和振膜底座需要焊接部位；
5)啟動焊接機(jī)械手4操作激光對外緣振膜和振膜底座焊接部位進(jìn)行焊接，CCD圖像監(jiān)控器5觀察焊接結(jié)果并拍照留底；所述焊接機(jī)械手4為X-Y軸龍門機(jī)械手，其移動速度為20-50mm/s,移動副面大于200mmX200mm,行走精度大于0.1mm,能夠?qū)⒓す夤馐凑仗囟ㄜ壽E行走，將激光照射到需要焊接的部位；
6)松開振膜底座夾具I，取出焊接后的加工工件。
[0018]上述整個操作過程通過人機(jī)操作總控制裝置6實現(xiàn)，所述人機(jī)操作總控制裝置6由觸控屏幕和控制電路板及控制接口組成，用以順序控制夾具的氣動夾持，電控升降臺的移動，激光器指不光輸出和關(guān)閉，激光器激光輸出和關(guān)閉，工作時激光輸出加工工作組選擇這幾個動作，將其控制裝置的狀態(tài)顯示在屏幕上，通過CXD將監(jiān)控的工件加工圖像顯示在屏幕上。
【權(quán)利要求】
1.一種振膜激光焊接裝置，適用于焊接振膜與振膜底座或者復(fù)合振膜中的球頂部分與邊緣部分，其特征在于:所述激光焊接設(shè)備包括夾持待焊接產(chǎn)品的夾具(I)、激光器(2)、光學(xué)整形頭模塊(3)、焊接機(jī)械手(4)、CCD圖像監(jiān)控器(5)及人機(jī)操作總控制裝置￠)，所述光學(xué)整形頭模塊(3)安裝于待焊接產(chǎn)品的上方，所述焊接機(jī)械手(4)連接控制光學(xué)整形頭模塊(3)，所述光學(xué)整形頭模塊(3)與激光器(2)連接，所述焊接機(jī)械手(4)、振膜底座夾具(I)、激光器(2)和CCD圖像監(jiān)控器(5)均分別與人機(jī)操作總控制裝置(6)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振膜激光焊接裝置，其特征在于:所述焊接機(jī)械手(4)為X-Y軸兩軸、X-Y-Z三軸運(yùn)動的平臺或機(jī)器人，其移動速度為0-200mm/s，移動副面不限，行走精度大于0.02mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振膜激光焊接裝置，其特征在于:所述激光器(2)為固體激光器、氣體激光器或光纖激光器。
4.一種振膜激光焊接加工工藝，其特征在于，包括以下步驟: 1)通過振膜底座夾具(I)，以固定壓力將振膜及振膜底座夾持，或?qū)?fù)合振膜的球頂部分與邊緣部分夾持； 2)打開激光器(2)，使其輸出激光的光斑大小為200um、400um、600um或800um，輸出功率小于300W，輸出激光光束為錐形發(fā)散形光束； 3)將激光器(2)輸出的激光光源經(jīng)過光學(xué)整形頭模塊(3)整形后變?yōu)楹附铀杓す猓? 4)通過CCD圖像監(jiān)控器(5)觀察調(diào)整光學(xué)整形頭模塊(3)輸出的激光光斑覆蓋外緣振膜和振膜底座需要焊接部位； 5)啟動焊接機(jī)械手(4)操作激光對焊接產(chǎn)品焊接部位進(jìn)行焊接，焊接過程中，吸光部件的激光照射區(qū)域吸收激光能量，融化待焊接的兩層材料形成焊縫，CCD圖像監(jiān)控器(5)觀察焊接結(jié)果并拍照留底； 6)松開振膜底座夾具(I)，取出焊接后的加工工件。
【文檔編號】H04R7/00GK104427442SQ201310367938
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】李曦 申請人:昆山邁思科兄弟光電科技有限公司