[實用新型]一種五軸激光機器人

有效

• 申請號: 201720138312.8
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN206445358U
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 神祥龍;李思佳;李思泉
• 申請（專利權）人: 上海嘉強自動化技術有限公司
• 主分類號: B23K26/08
• 分類號: B23K26/08
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙)11638
• 代理人: 王新愛

技術領域

本實用新型涉及激光精密加工技術領域，具體為一種五軸激光機器人。

背景技術

CO₂激光器以長波紅外線的形式輸出時，波長通常為10.6μm。許多有機材料對這類長波長的吸收能力都很強，包括紙、木材、塑料、橡膠、紡織物和皮革，甚至對可透過的材料甚至也能吸收這類長波長，例如玻璃和藍寶石。

CO₂激光用來加工平面工件，應用已經非常成熟，只需要在數控機床上搭建反射光路，激光頭沿著XY方向的平面運動來實現平面加工。

使用CO₂激光來加工三維復雜曲面工件的方案通常是使用導光臂用多鏡片反射而組成的柔性加工系統，是將激光器安置在地面上，通過長導光臂將激光傳導到激光頭上，激光頭安裝在工業機器人上，由于導光臂是懸吊在空中，到工業機器人在運動時難免會發生運動干涉，這樣就大大縮減了工業機器人的活動范圍，整個系統的加工范圍受限，且運動過程導光臂的晃動也會影響光路精度；除了導光臂方案，還可以將CO₂激光光路不動而機器人抓取工件三維運動的方案。現存的這些CO₂激光加工方案，對于復雜的三維工件，如汽車儀表盤等凹凸起伏變化大的工件，由于方案自身繁瑣，靈活性差，很難獲得好的加工效果。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種五軸激光機器人，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種五軸激光機器人,包括第一軸組件、第二軸組件、機器人上臂、第三軸組件、第四軸組件、機器人前臂、第五軸組件和CO₂激光頭，所述第一軸組件、第二軸組件、第三軸組件、第四軸組件均為機器人旋轉軸，所述第五軸組件固定在機器人前臂前 端，所述CO₂激光頭固定在第五軸組件上，所述機器人前臂設置在第四軸組件上，所述第四軸組件下端設置第三軸組件，所述第三軸組件下端連接機器人上臂，所述機器人上臂固定在第二軸組件上，所述第二軸組件固定在第一軸組件上。

優選的，所述第五軸組件包括激光入口法蘭、旋轉法蘭、反射鏡座、伺服電機、減速器，所述激光入口法蘭與激光器出光口同軸，所述激光器出光口穿出激光束，所述激光束從機器人前臂射出后，進入反射鏡座，穿過中空的減速器，所述減速器為一種單級齒輪減速器，其小齒輪端與伺服電機連接，其大齒輪為中空結構，中間通過激光，所述減速器輸出軸與旋轉法蘭連接。

優選的，所述CO₂激光頭上設有反射鏡座、防撞組件、聚焦組件，所述反射鏡座設置在CO₂激光頭上端，所述CO₂激光頭直接通過螺釘鎖緊到旋轉法蘭上，所述反射鏡座與防撞組件連接，所述防撞組件下端連接聚焦組件。

優選的，所述防撞組件包括上蓋、下蓋、定位銷、吸合磁鐵、探針組件，所述上蓋與反射鏡座連接，所述下蓋與聚焦組件連接，所述上蓋和下蓋通過一對環形的吸合磁鐵吸合在一起，所述定位銷穿過上蓋和下蓋，所述探針組件設置在下蓋上。

優選的，所述第四軸組件的減速器為中空結構，所述中空的減速器中心穿過激光相關的電源線、信號線、氣路和水路。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

(1)本實用新型結構設計新穎，自動化程度高，可通過編程控制五軸機器人的運動軌跡與激光開關，無需外部導光光路，光路中鏡片數量少，能量損耗更低，整體結構簡單、緊湊，非常適合有復雜曲面的三維工件的激光加工，適用于工程塑料、橡膠、玻璃、布匹、皮革、紙、木材等非金屬材料的三維加工。

(2)本實用新型中，將第四旋轉軸置于機器人前臂之前，激光從激光器射 出后，僅僅只有一個旋轉軸，光路受轉軸影響更小、更穩定，光路精度調節更簡單；第五軸組件結構更輕便，降低了激光器力學負載。

(3)本實用新型中，激光從激光器出射后僅僅經過兩片平反鏡和一片聚焦鏡，與多關節導光臂方案相比，激光損耗低，更節能環保。

(4)本實用新型中，激光相關的電源線、信號線、氣路和水路從第四軸中空的減速器中心穿過，這樣可避免線路纏繞，合理的釋放線路的應力。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型的第五軸組件和CO₂激光頭組裝圖；

圖3為本實用新型的拆除外殼的第五軸組件和CO₂激光頭組裝圖；

圖4為本實用新型的防撞組件結構圖；