[實用新型]一種激光再制造機器人工作頭

無效

• 申請號: 201020199925.0
• 申請日: 2010-05-24
• 公開（公告）號: CN201685029U
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 楊洗陳;張燁;張要武;張海明;劉立峰
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 李濟群

技術領域

本實用新型涉及激光加工技術和機器人技術，具體為一種激光再制造機器人工作頭。

背景技術

激光加工機器人是激光技術和機器人技術高度集成的系統，目前仍處于發展階段。高功率激光器發出的激光，經光纖耦合傳輸到激光光束變換光學系統，整形聚焦后進入激光工作頭。激光工作頭是負責激光與進給材料相結合并作用于被加工零件的關鍵部件，根據用途不同選擇不同的激光工作頭，配用不同的材料進給系統。因此好的激光工作頭對于提升激光加工機器人的性能有著重要的意義。

傳統的激光加工工作頭主要用于普通的固定式激光加工機床進行激光切割、激光焊接、激光淬火和激光熔覆等。在申請人檢索的范圍內，激光加工機器人的工作頭多用于激光焊接和激光切割，而用于激光再制造機器人的工作頭還未見報道。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型擬解決的技術問題是：提供一種激光再制造機器人工作頭。該工作頭模塊化與激光再制造機器人配套設計，可以方便地與機器人連接，并且位置可調，方便加工；同時工作頭集成有光纖耦合單元，可滿足機器人需要使用光纖激光傳輸和加工的要求。

本實用新型解決所述技術問題的技術方案是，設計一種激光再制造機器人工作頭，其特征在于該工作頭包括機械連接的五大模塊：連接機器人模塊、光纖輸入準直聚焦模塊、鏡頭保護模塊、熔覆頭模塊和分粉送粉模塊，每個模塊均可單獨拆裝；連接機器人模塊主要包括法蘭盤、固定座和壓蓋，法蘭盤的兩端分別與機器人手臂的末端和固定座連接，固定座與壓蓋連接，壓蓋中含有導軌，通過調節可使壓蓋雙向滑動；

光纖輸入準直聚焦模塊主要包括準直聚焦單元、水冷嘴、調焦螺母、水冷槽、透鏡組、工作頭主體外殼和光纖接口；準直聚焦單元與壓蓋連接，準直聚焦單元附有水冷系統，其水冷槽開在工作頭主體外殼內，水冷嘴為冷水一進一出對稱分布的兩個，光纖通過光纖接口接入，透鏡組進行光束的變換，通過調焦螺母來調節出射激光的焦距；

鏡頭保護模塊主要包括鏡頭保護單元和氣嘴；鏡頭保護單元與準直聚焦單元鏈接；鏡頭保護單元橫向通有保護氣，保護氣的氣嘴對稱分布的兩個；

熔覆頭模塊主要包括粉嘴、進粉口、進氣孔、內錐體、外錐體、進水口、粉腔和出粉口；粉嘴與所述鏡頭保護單元螺紋連接；粉嘴上有一個進氣孔，兩個冷卻水口和至少一個進粉口；粉嘴由內錐體和外錐體組成，內錐體和外錐體之間有粉腔；

分粉送粉模塊.主要包括總粉管、分粉器、送粉器和外接氣管；分粉器通過壓蓋的右側與連接機器人模塊連接，送粉器的進粉管與所述進粉口對應連接；外接氣管與進氣孔連接。

與現有技術相比，本實用新型激光再制造機器人工作頭采用模塊化設計，共有五大模塊，每個模塊均可單獨進行拆卸，可以方便地與激光再制造機器人連接，具有結構簡單，調整容易，維護方便，加工質量穩定等特點。

附圖說明

圖1為本實用新型激光再制造機器人工作頭一種實施例的總體結構示意圖。

圖2為本實用新型激光再制造機器人工作頭一種實施例的主體結構剖視示意圖。

具體實施方式：

下面結合實施例及其附圖進一步敘述本實用新型。

本實用新型設計的激光再制造機器人工作頭(簡稱工作頭，參見圖1、2)，其特征在于該工作頭包括機械連接的五大模塊：連接機器人模塊1、光纖輸入準直聚焦模塊2、鏡頭保護模塊3、熔覆頭模塊4和分粉送粉模塊5，每個模塊均可單獨拆裝；連接機器人模塊1主要包括法蘭盤1-11、固定座1-12和壓蓋1-13，法蘭盤1-11的一端與機器人手臂的末端6通過六個螺釘連接，法蘭盤1-11的另一端通過焊接方法與固定座1-12連接，固定座1-12用四個螺栓與壓蓋1-13的左側連接，壓蓋1-13中含有導軌，通過調節四個螺栓的固定位置可以使壓蓋1-13通過導軌進行雙向滑動，以方便連接和使用。連接機器人模塊1主要用來與激光再制造機器人的手臂末端進行連接，從而固定激光再制造機器人的工作頭。

光纖輸入準直聚焦模塊2主要包括準直聚焦單元2-21、水冷嘴2-22、調焦螺母2-23、水冷槽2-24、透鏡組2-25、工作頭主體外殼2-26和光纖接口2-27；準直聚焦單元2-21與壓蓋1-13通過四個螺栓連接，并將所述連接機器人模塊1和光纖輸入準直聚焦模塊2連接為一體，準直聚焦單元2-21附有水冷系統，其水冷槽2-24開在工作頭主體外殼2-26內，水冷嘴2-22為冷水一進一出對稱分布的兩個，光纖通過光纖接口2-27接入，透鏡組2-25進行光束的變換。可通過調焦螺母2-23來調節出射激光的焦距。該模塊主要用來連接輸入光纖7，并通過準直聚焦單元與輸入光纖7進行耦合，形成加工激光束。