[發明專利]激光雙光束焊接機床上十字滑臺的位置測量裝置

有效

• 申請號: 201410856689.8
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104625439A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 陳新松;鞏水利;張曉兵;蔡凡;趙曉龍
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空制造工程研究所
• 主分類號: B23K26/70
• 分類號: B23K26/70;G01B11/00;G01B11/14;G01B11/26
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯

技術領域

本發明涉及激光雙光束焊接技術領域，特別涉及一種激光雙光束焊接機床上十字滑臺的位置測量裝置。

背景技術

激光雙光束焊接是近幾年發展起來的一項新型焊接工藝，由于采用兩束激光在兩邊同時進行“T”型接頭焊接，使接頭兩邊的熱變形相互抵消，有效控制了焊接過程中的變形，改善了零件的性能，在航空等領域得到廣泛的應用。目前大部分激光雙光束系統由機器人和激光器構成，但由于機器人在插補能力上的缺陷導致這類系統的精度和效率不如數控機床。

為保證數控激光雙光束焊接機床的效率，必須采用焊縫跟蹤技術，而采用焊縫跟蹤技術就需要在機床上安裝兩套十字滑臺，實現對激光焊頭的姿態調整，兩套十字滑臺安裝在一個弧形導軌上，只有這種結構才能保證焊接頭能圍繞著“T”型接頭調整角度。但這種結構也帶來一個問題，如何為十字滑臺定位。

對于數控激光雙光束焊接機床，尤其是多軸聯動的數控機床(本申請中機床十軸六聯動)，必須通過十字滑臺定位后給出機床在各種狀態下的精確數模，才能保證最后零件的加工精度，否則，編程、仿真、加工就無從談起。但是，現有技術中沒有合適的圓光柵或線性光柵，磁柵的誤差較大，同時由于弧形導軌的齒輪間隙較大，導致十字滑臺定位后的誤差也比較大。因此，現有技術無法滿足精確測量十字滑臺位置的需求，從而使得無法保證數控激光雙光束焊接機床的加工精度。

發明內容

本發明實施例提供了一種激光雙光束焊接機床上十字滑臺的位置測量裝置，以提高數控激光雙光束焊接機床的加工精度。該裝置包括：激光雙光束焊接機床包括兩個十字滑臺，兩個十字滑臺以弧形導軌的中軸線對稱分別安裝在弧形導軌上，激光雙光束焊接機床上十字滑臺的位置測量裝置包括：反射板，安裝在弧形導軌的中軸線上，且反射板的平面與弧形導軌的中軸線平行；激光長度傳感器，安裝在十字滑臺上，每個十字滑臺上安裝兩個激光長度傳感器，且該兩個激光長度傳感器安裝在使自身發射的激光光線能夠在所述反射板上反射的位置上，每個激光長度傳感器用于在自身所在的十字滑臺移動到固定位置時，接收自身發射的激光光線經所述反射板反射后的反射光線，并根據接收的反射光線實時計算該激光長度傳感器與激光光線在所述反射板上的反射點之間的距離，再將計算的距離數值發送給可編程邏輯控制器；可編程邏輯控制器，用于根據每個十字滑臺上安裝的兩個激光長度傳感器發送的距離數值，實時計算該十字滑臺在弧形導軌上的偏擺角度。

在一個實施例中，所述可編程邏輯控制器根據每個十字滑臺上安裝的兩個激光長度傳感器發送的距離數值，采用三角函數實時計算該十字滑臺在弧形導軌上的偏擺角度。

在一個實施例中，所述反射板的直線度大于等于0.1毫米每米。

在一個實施例中，所述可編程邏輯控制器通過以下公式計算十字滑臺在弧形導軌上的偏擺角度：