[實用新型]二氧化碳激光光纖切割機器人

有效

• 申請號: 201720250536.8
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN206588492U
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 招宇晏
• 申請（專利權）人: 廣州華仁億和特種光纖科技有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/08;B23K26/064;B25J9/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 李盛洪

技術領域

本實用新型涉及工業機器人技術領域，更具體地說，是涉及一種二氧化碳激光光纖切割機器人。

背景技術

工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置，它能自動執行工作，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器，常用于焊接、刷漆、組裝、切割等工作，具有高效性、持久性、速度和準確性。

目前，市場上的工業機器人普遍是使用刀片或激光來進行切割，其中刀片易磨損，而且刀片和材料是直接接觸，容易造成材料的污染，刀片切割的過程中，切割面產生了大量的披鋒，需要人工進行二次處理。激光一般采用光纖激光器，其中用得較多的是YAG激光器，但YAG激光器轉換效率較低，僅為1-3％，比二氧化碳激光器的效率約低一個數量級，因此YAG激光器每瓦輸出功率的成本比二氧化碳激光貴不少，YAG激光棒在工作過程中存在內部溫度梯度，因而會引起熱應力和熱透鏡效應，限制了YAG激光器平均功率和光束質量的進一步提高。在切割塑料、陶瓷和玻璃等非金屬材料時，這些材料對二氧化碳激光的吸收率要遠遠優于YAG激光。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術中的上述缺陷，提供一種無污染、無磨損、切縫窄、速度快、切割面光滑、切割質量好、不需要二次加工、不受工件外形影響、可用于塑料等非金屬3D工件的切割的二氧化碳激光光纖切割機器人。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種二氧化碳激光光纖切割機器人，包括六軸機器人和二氧化碳激光光纖切割機構，所述二氧化碳激光光纖切割機構包括機箱、二氧化碳激光玻璃管、激光能量傳輸裝置、關節臂和激光刀頭，所述機箱裝設在六軸機器人的第四軸上，所述二氧化碳激光玻璃管裝設在機箱的內部，所述激光能量傳輸裝置的一端連接在機箱的激光出射口處，所述激光能量傳輸裝置的另一端與關節臂的入口端相連接，所述關節臂的入口端端部裝設在六軸機器人的第五軸上，所述關節臂的出口端與激光刀頭相連接，所述關節臂的出口端端部裝設在六軸機器人的第六軸上，所述二氧化碳激光玻璃管輸出的激光依次經過激光能量傳輸裝置、關節臂和激光刀頭后從激光刀頭的激光口射出，所述關節臂能夠跟隨六軸機器人的第五軸、第六軸完成擺動和轉動兩個自由度的動作。

作為優選的實施方式，所述機箱通過機箱固定板裝設在六軸機器人的第四軸上，所述關節臂的入口端端部通過關節臂過渡板裝設在六軸機器人的第五軸上，所述關節臂的出口端端部通過關節臂過渡板裝設在六軸機器人的第六軸上。

作為優選的實施方式，所述激光能量傳輸裝置包括耦合裝置、傳輸二氧化碳激光能量光纖和準直刀頭，所述耦合裝置裝設在機箱的激光出射口處，所述傳輸二氧化碳激光能量光纖的一端與耦合裝置相連接，所述傳輸二氧化碳激光能量光纖的另一端與準直刀頭的一端相連接，所述準直刀頭的另一端與關節臂的入口端相連接。

作為優選的實施方式，所述耦合裝置包括固定鏡架、耦合器、反射鏡架、第一反射鏡、第一壓鏡墊、透鏡架、第二平凸ZnSe透鏡和壓鏡圈，所述固定鏡架裝設在機箱的激光出射口處，所述耦合器的一端與固定鏡架相連接，所述耦合器的另一端與傳輸二氧化碳激光能量光纖相連接，所述第一反射鏡通過反射鏡架安裝在固定鏡架的斜面上，所述第一反射鏡能夠將進入固定鏡架的光路內的激光反射進入耦合器，所述第一壓鏡墊將第一反射鏡固定在固定鏡架的內部，所述透鏡架裝設在固定鏡架與耦合器之間并位于耦合器的入口處，所述壓鏡圈將第二平凸ZnSe透鏡固定在透鏡架的內部。

作為優選的實施方式，所述準直刀頭包括調焦鏡架、第二聚焦筒、第一平凹ZnSe透鏡、第三平凸ZnSe透鏡和鎖緊螺母，所述調焦鏡架的一端連接在關節臂的入口端，所述第二聚焦筒的一端與傳輸二氧化碳激光能量光纖相連接，所述第二聚焦筒的另一端從調焦鏡架的另一端插入到調焦鏡架的內部，所述第一平凹ZnSe透鏡裝設在調焦鏡架的內部，所述第三平凸ZnSe透鏡裝設在第二聚焦筒插入到調焦鏡架內部的一端，所述鎖緊螺母裝設在調焦鏡架與第二聚焦筒之間，以調節第一平凹ZnSe透鏡與第三平凸ZnSe透鏡之間的距離，使得傳輸二氧化碳激光能量光纖出射的二氧化碳激光被準直為平行激光。

作為另一優選的實施方式，所述激光能量傳輸裝置包括導光管，所述導光管的一端連接在機箱的激光出射口處，所述導光管的另一端與關節臂的入口端相連接。