眼鏡架的激光焊接方法及焊接系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于激光【技術領域】，提供了一種眼鏡架的激光焊接方法與系統(tǒng)，焊接方法包括：裝夾步驟，將待焊接的多個眼鏡架配件固定于五軸工作臺上；焊接區(qū)域氣體隔絕步驟，利用保護氣體對焊接區(qū)域提前進行空氣隔絕；激光焊接步驟，利用五軸工作臺輸送釬絲，采用激光器輸出激光熔化釬絲，并使熔化的釬料填充兩眼鏡架配件之間的焊接區(qū)域使兩眼鏡架配件焊接形成一焊接組件，在焊接過程中將保護氣體繼續(xù)吹向焊接區(qū)域；移動變位步驟，利用五軸工作臺將焊接組件與另一眼鏡架配件進行移動變位為待焊接位置；重復以上激光焊接步驟及移動變位步驟，直至將多個眼鏡架配件焊接于一體形成眼鏡架；上述自動化的焊接方式，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】眼鏡架的激光焊接方法及焊接系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬焊接【技術領域】，尤其涉及眼鏡架的激光焊接方法及焊接系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 眼鏡架是眼鏡的重要組成部分，主要起到支撐眼鏡片的作用，外觀漂亮的眼鏡架 還可起到美觀的作用。一副眼鏡架通常由鏡圈、鼻托、樁頭和鏡腳等主要部分構成，除上述 部件外，還有腳套、托葉螺絲、鉸鏈螺絲等。用于生產(chǎn)眼鏡的材質(zhì)主要有金屬、塑料或樹脂、 天然材料等。而用于眼鏡架的金屬材料有銅合金、鎳合金和貴金屬三大類。其中貴金屬眼 鏡屬于高檔產(chǎn)品，產(chǎn)銷量都不是很大，而生產(chǎn)低檔、中檔眼鏡的銅合金和鎳合金是生產(chǎn)眼鏡 的主要材料。
[0003] 眼鏡架除鉸鏈、托葉等一些部分使用螺絲進行連接和緊固之外，多數(shù)部件之間的 連接都是使用焊接技術，如樁頭與鏡圈、鼻梁與鏡圈、橫眉與鏡圈、鉸鏈與鏡腿等的連接。
[0004]常用傳統(tǒng)的焊接技術是使用高頻釬焊。高頻釬焊主要是采用磁場的渦流效應與金 屬電阻來產(chǎn)生熱量來熔化釬料實現(xiàn)焊接，其缺點是無法實現(xiàn)自動化，生產(chǎn)效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供了一種眼鏡架的激光焊接方法 及焊接系統(tǒng)，其旨在解決現(xiàn)有技術中采用高頻釬焊來焊接眼鏡架無法實現(xiàn)自動化、生產(chǎn)效 率低的問題。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：眼鏡架的激光焊接方法，包括如下步 驟：
[0007] 裝夾步驟，采用夾具將待焊接的多個眼鏡架配件固定于五軸工作臺上；
[0008] 焊接區(qū)域氣體隔絕步驟，利用保護氣體對焊接區(qū)域提前進行空氣隔絕；
[0009] 激光焊接步驟，利用所述五軸工作臺輸送釬絲，采用激光器向所述釬絲輸出激光 熔化所述釬絲，并使熔化的釬料填充兩所述眼鏡架配件之間的焊接區(qū)域使所述兩眼鏡架配 件焊接形成一焊接組件，在焊接過程中將所述保護氣體繼續(xù)吹向焊接區(qū)域；
[0010] 移動變位步驟，利用所述五軸工作臺將所述焊接組件與另一眼鏡架配件進行移動 變位為待焊接位置；
[0011] 重復以上激光焊接步驟及移動變位步驟，直至將五軸工作臺上的多個眼鏡架配件 焊接于一體形成眼鏡架；
[0012] 取出步驟：松卸夾具并取出所述眼鏡架。
[0013]具體地，所述五軸工作臺包括用于帶動各眼鏡架配件于水平面內(nèi)移動的水平移動 機構、帶動眼鏡架配件變位的R軸旋轉機構以及用于釬絲輸送的第五軸移動機構，所述水 平移動機構包括X軸移動機構、Y軸移動機構以及Z軸移動機構。
[0014]具體地，所述保護氣體為惰性氣體與H2的混合物，或者，所述保護氣體為N2和H2的 混合物。
[0015]具體地，所述保護氣體中，所述惰性氣體占90%?95%，所述H2占5%?10%;或 者，所述N2占90%?95%，所述H2占5%?10%。
[0016] 具體地，所述惰性氣體為Ar或He。
[0017] 具體地，所述激光器為光纖激光器，且所述光纖激光器與準直聚焦鏡組配合使用。
[0018] 具體地，所述光纖激光器的功率為250W，配置800um的光纖，所述準直聚焦鏡組包 括焦距為100mm的準直鏡以及焦距為220mm的聚焦鏡。
[0019] 本發(fā)明還提供了眼鏡架的激光焊接系統(tǒng)，包括激光器、用于固定眼鏡架配件的五 軸工作臺、向所述激光器輸送釬絲的送絲機構以及向焊接區(qū)域吹保護氣體的保護氣體裝 置。
[0020] 進一步地，還包括與所述激光器配合使用的準直聚焦鏡組合。
[0021] 具體地，所述五軸工作臺包括用于帶動各眼鏡架配件于水平面內(nèi)移動的水平移動 機構、帶動眼鏡架配件變位的R軸旋轉機構以及輔助所述送絲機構進行送絲的第五軸移動 機構，所述水平移動機構包括X軸移動機構、Y軸移動機構以及Z軸移動機構。
[0022] 本發(fā)明提供的眼鏡架的激光焊接方法與焊接系統(tǒng)中，將各眼鏡架的配件固定在五 軸工作臺上，采用送絲機構輸送釬絲，并利用激光器配置合適的光纖以及準直聚焦鏡組輸 出激光作為熱源，熔化釬絲，并使熔化的釬料填充眼鏡架配件之間的焊接區(qū)域，在焊接過程 中吹入保護氣體防止焊接區(qū)域氧化，且在完成兩配件的焊接后，五軸工作臺對配件進行自 動移動變位從而進入下一步焊接，并最終完成整個眼鏡架的焊接工作，這種自動化的焊接 方式，解決了眼鏡架焊接難以自動化的難題，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明實施例提供的眼鏡架的激光焊接系統(tǒng)的結構原理圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明實施例提供的眼鏡架的結構示意圖；
[0025] 圖3是本發(fā)明實施例提供的眼鏡架的激光焊接步驟的流程示意圖；
[0026] 100-激光器； 200-五軸工作臺； 210-水平移動機構；
[0027] 211-X軸移動機構；212-Y軸移動機構； 213-Z軸移動機構；
[0028] 220-R軸旋轉機構；230-第五軸移動機構；300-送絲機構；
[0029] 400-保護氣體裝置；500-準直聚焦鏡組合；510-準直鏡；
[0030] 520-聚焦鏡； 600-眼鏡架； 610-鉸鏈；
[0031] 620-托葉； 630-樁頭； 640-鏡圈；
[0032] 650-鼻梁； 660-橫眉。

【具體實施方式】
[0033] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0034] 需要說明的是，當元件被稱為"固定于"或"設置于"另一個元件，它可以直接在另 一個元件上或者可能同時存在居中元件。當一個元件被稱為是"連接于"另一個元件，它可 以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。
[0035] 還需要說明的是，本實施例中的左、右、上、下等方位用語，僅是互為相對概念或是 以產(chǎn)品的正常使用狀態(tài)為參考的，而不應該認為是具有限制性的。
[0036] 圖1，為本發(fā)明實施例提供的眼鏡架的激光焊接系統(tǒng)的結構原理圖，包括激光器 100、五軸工作臺200、向激光器100輸送釬絲的送絲機構300以及保護氣體裝置400。
[0037] 具體地，激光器100為光纖激光器。當然也可以采用半導體激光器。本實施例中， 激光焊接系統(tǒng)還包括與光纖激光器配合使用的準直聚焦鏡組合500。其中，光纖激光器的功 率為250W,配置800um的光纖,而準直聚焦鏡組包括焦距為100mm的準直鏡510以及焦距為 220_的聚焦鏡520。本實施例中，將激光器100作為熱源取代傳統(tǒng)的高頻釬焊裝置，熔化 釬料，實現(xiàn)黃銅、白銅等銅合金以及蒙乃爾為代表的鎳合金的激光焊接。
[0038] 五軸工作臺200用于固定待焊接的多個眼鏡架配件，具體包括用于帶動各眼鏡架 配件于水平面內(nèi)移動的水平移動機構210、帶動眼鏡架配件變位的R軸旋轉機構220以及 輔助送絲機構300進行送絲的第五軸移動機構230,水平移動機構210包括X軸移動機構 211、Y軸移動機構212以及Z軸移動機構213。
[0039] 由于傳統(tǒng)高頻釬焊有釬劑的使用，可以保證產(chǎn)品焊接部位不會被氧化。但激光釬 焊由于實施釬劑比較困難，需要采用另外的方法來防止焊接區(qū)域的氧化。本實施例中，采用 保護氣體裝置。
[0040] 具體地，保護氣體裝置400包括密閉容器以及置于密封容器內(nèi)的保護氣體。密閉 容器上設有氣嘴，在焊接時保護氣體由氣嘴中噴出。保護氣體可以為惰性氣體與比的混合 物，且惰性氣體占90%?95%，&占5%?10%。優(yōu)選地，惰性氣體為Ar或He。惰性氣體 保護效果更好，但成本較高。作為替代方案，保護氣體也可以為N2和H2的混合物，N2成本 低，同樣的N2占90%?95%，H2占5%?10%。Ar、He*N2主要起到隔絕空氣的作用，防 止焊接區(qū)域在高溫狀態(tài)下與空氣中的〇2發(fā)生氧化，而H2的作用是一旦有氧化物的存在或氧 化物的生成（如CuO)，其可與其發(fā)生還原反應將02進行反應去除。反應方程式如下：
[0041]

【權利要求】
1. 眼鏡架的激光焊接方法，其特征在于：包括如下步驟： 裝夾步驟，采用夾具將待焊接的多個眼鏡架配件固定于五軸工作臺上； 焊接區(qū)域氣體隔絕步驟，利用保護氣體對焊接區(qū)域提前進行空氣隔絕； 激光焊接步驟，利用所述五軸工作臺輸送釬絲，采用激光器向所述釬絲輸出激光熔化 所述釬絲，并使熔化的釬料填充兩所述眼鏡架配件之間的焊接區(qū)域使所述兩眼鏡架配件焊 接形成一焊接組件，在焊接過程中將所述保護氣體繼續(xù)吹向焊接區(qū)域； 移動變位步驟，利用所述五軸工作臺將所述焊接組件與另一眼鏡架配件進行移動變位 為待焊接位置； 重復以上激光焊接步驟及移動變位步驟，直至將五軸工作臺上的多個眼鏡架配件焊接 于一體形成眼鏡架； 取出步驟：松卸夾具并取出所述眼鏡架。
2. 如權利要求1所述的眼鏡架的激光焊接方法，其特征在于：所述五軸工作臺包括用 于帶動各眼鏡架配件于水平面內(nèi)移動的水平移動機構、帶動眼鏡架配件變位的R軸旋轉機 構以及用于釬絲輸送的第五軸移動機構，所述水平移動機構包括X軸移動機構、Y軸移動機 構以及Z軸移動機構。
3. 如權利要求1所述的眼鏡架的激光焊接方法，其特征在于：所述保護氣體為惰性氣 體與H2的混合物，或者，所述保護氣體為N2和H2的混合物。
4. 如權利要求3所述的眼鏡架的激光焊接方法，其特征在于：所述保護氣體中，所述惰 性氣體占90%?95%，所述H2占5%?10%;或者，所述N2占90%?95%，所述H 2占5%? 10%。
5. 如權利要求3或4所述的眼鏡架的激光焊接方法，其特征在于：所述惰性氣體為Ar 或He。
6. 如權利要求1所述的眼鏡架的激光焊接方法，其特征在于：所述激光器為光纖激光 器，且所述光纖激光器與準直聚焦鏡組配合使用。
7. 如權利要求6所述的眼鏡架的激光焊接方法，其特征在于：所述光纖激光器的功 率為250W，配置800um的光纖，所述準直聚焦鏡組包括焦距為100mm的準直鏡以及焦距為 220mm的聚焦鏡。
8. 眼鏡架的激光焊接系統(tǒng)，其特征在于：包括激光器、用于固定眼鏡架配件的五軸工 作臺、向所述激光器輸送釬絲的送絲機構以及向焊接區(qū)域吹保護氣體的保護氣體裝置。
9. 如權利要求8所述的眼鏡架的激光焊接系統(tǒng)，其特征在于：還包括與所述激光器配 合使用的準直聚焦鏡組合。
10. 如權利要求8或9所述的眼鏡架的激光焊接系統(tǒng)，其特征在于：所述五軸工作臺包 括用于帶動各眼鏡架配件于水平面內(nèi)移動的水平移動機構、帶動眼鏡架配件變位的R軸旋 轉機構以及輔助所述送絲機構進行送絲的第五軸移動機構，所述水平移動機構包括X軸移 動機構、Y軸移動機構以及Z軸移動機構。
【文檔編號】B23K26/70GK104400224SQ201410529596
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權日:2014年10月10日
【發(fā)明者】朱寶華, 胡學安, 劉昊, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司