[實用新型]一種用于機器手的四自由度激光電弧復(fù)合焊接頭裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721080679.5
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN207155013U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏勝全;王巍;何建軍;袁自立;任毅濤;郭興根;張志強;楊龍;陳奇兵
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院材料研究所
• 主分類號: B23K26/348
• 分類號: B23K26/348;B23K26/70
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司51214
• 代理人: 沈強

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于激光電弧復(fù)合制造領(lǐng)域，具體涉及一種用于機器手的四自由度激光電弧復(fù)合焊接頭裝置。

背景技術(shù)

激光焊是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進行焊接的一種高效精密的焊接方法，是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一。與激光焊相比激光-電弧復(fù)合焊接使間隙裝配要求降低，激光焊接應(yīng)用范圍增加。而對比于電弧焊來說，激光-電弧復(fù)合焊接可以明顯增加電弧的穩(wěn)定性，提高熱源的功率密度，因而焊縫的熔深和焊接速度不同程度增加，焊縫質(zhì)量得到顯著的改善。尤其是近年來由于激光功率和電弧焊電流控制技術(shù)的提高，使得激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)成為高能束焊接領(lǐng)域的熱點之一。目前國內(nèi)外研究學(xué)者針對厚大焊件的鋁合金、碳鋼、合金鋼等金屬材料的激光電弧復(fù)合焊接裝備、工藝、組織和性能開展了大量的研究工作。此外，由于機器人的可擴展性、靈活性和智能性，使得工業(yè)機器手廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中。

然而，在激光-電弧復(fù)合焊接過程中，設(shè)計一款適合機器人并且方便可調(diào)的激光電弧復(fù)合焊接裝置尤為關(guān)鍵，一些大型廠商也推出了激光電弧復(fù)合焊接頭，如德國HighYAG、Precitec、KUGLER公司、美國PRC公司、奧地利Fronius公司等。但是目前商業(yè)復(fù)合焊接價格昂貴，且對國內(nèi)存在一定的技術(shù)封鎖。為了在國內(nèi)更好的將激光-電弧復(fù)合焊接更加廣泛和有效的應(yīng)用于焊接成形領(lǐng)域，迫切需要設(shè)計一種較為簡便和靈活的激光電弧復(fù)合焊接裝置，以完成相關(guān)工藝的調(diào)整和改進。

實用新型內(nèi)容

本實用新型公開了一種用于機器手的四自由度激光電弧復(fù)合焊接頭裝置，解決了現(xiàn)有激光電弧復(fù)合焊接裝置在焊接時，激光和電弧的相對位置不便調(diào)節(jié)的問題，通過該裝置將激光和電弧復(fù)合起來，并且有四個自由度，其中兩個旋轉(zhuǎn)自由度和兩個移動自由度，方便調(diào)節(jié)激光焦斑和電弧末端的相對位置。

本實用新型為實現(xiàn)上述目的，主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種用于機器手的四自由度激光電弧復(fù)合焊接頭裝置，包括與機器手連接的弧焊槍弧焊裝置，所述弧焊槍弧焊裝置與機器手之間設(shè)置連接有承重梁，所述承重梁下方垂直連接有可旋轉(zhuǎn)的L板，所述L板的面板上連接有在水平方向和垂直方向上均可滑動的二維滑動平臺，所述二維滑動平臺設(shè)置連接有與二維滑動平臺相對轉(zhuǎn)動并用于固定激光焊接頭的旋轉(zhuǎn)平臺。

進一步地，所述弧焊槍弧焊裝置包括一端與承重梁連接的焊槍連接件，所述焊槍連接件另一端為放置弧焊槍的U型夾，所述弧焊槍通過鎖緊結(jié)構(gòu)與焊槍連接件鎖緊連接。

進一步地，所述焊槍連接件與承重梁之間從上至下依次設(shè)置連接有絕緣板、防撞器。

進一步地，所述二維滑動平臺包括兩個運動方向相互垂直的一維滑臺，所述每個一維滑臺均設(shè)置連接有與其對應(yīng)的自鎖裝置。

進一步地，所述兩個一維滑臺均為燕尾槽滑臺，并且每個一維滑臺表面均設(shè)置有長度刻度。

進一步地，所述旋轉(zhuǎn)平臺包括與二維滑動平臺固定連接的定位圓盤、固定激光焊接頭的旋轉(zhuǎn)圓盤，所述定位圓盤和旋轉(zhuǎn)圓盤之間為間隙配合。

進一步地，所述旋轉(zhuǎn)圓盤上開有環(huán)形槽。

進一步地，所述固定圓盤設(shè)置有若干個與環(huán)形槽相對應(yīng)的螺紋孔，所述旋轉(zhuǎn)圓盤通過固定螺釘與固定圓盤連接。

進一步地，所述定位圓盤和旋轉(zhuǎn)圓盤的側(cè)面均設(shè)置有角度刻度。

進一步地，所述轉(zhuǎn)動圓盤設(shè)置有連接螺釘，所述轉(zhuǎn)動圓盤通過連接螺釘與激光焊接頭固定連接。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和有益效果：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型設(shè)計新穎合理，裝置簡便靈活的將激光和電弧復(fù)合，并對相關(guān)工藝進行了調(diào)整和改進。利用L板提供和旋轉(zhuǎn)平臺各提供一個旋轉(zhuǎn)自由度，其中旋轉(zhuǎn)平臺中的定位圓盤和旋轉(zhuǎn)圓盤通過螺栓、軸孔間隙配合，結(jié)構(gòu)簡單，方便實用，螺紋連接方式便于拆卸和維護，同時旋轉(zhuǎn)圓盤上的環(huán)形槽和角度刻度方便轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)圓盤；二維滑動平臺通過兩個燕尾槽型滑臺提供兩個移動自由度，滑臺上的長度刻度便于移動確定滑臺位置，同時方便重復(fù)實驗和調(diào)節(jié)各種工藝參數(shù)，提供了更為方便的優(yōu)化工藝參數(shù)手段；通過裝置中的防撞器，在遭遇焊槍和周圍夾具等碰撞時會強行給機器手伺服斷電停機，從而保證了機器手在運動過程中的安全性。

此外，裝置中部件的材料均可采用較為輕質(zhì)的材料，保證裝置剛度的同時降低整體結(jié)構(gòu)的重量，有利于減小對機器人末端的壓力。裝置的整個制造成本低，具有良好的經(jīng)濟效益。裝置能夠完全實現(xiàn)方便調(diào)節(jié)激光焦點和電弧中心的相對位置，并且裝置的故障率低，工作效率和焊接質(zhì)量高。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型的后視結(jié)構(gòu)示意圖。