一种可调节激光焊接装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种可调节激光焊接装置，涉及激光焊接技术领域。装置包括支杆，支杆的另一端通过紧固螺钉与一安装板可旋转连接；安装板与十字滑台固连；十字滑台与一激光头安装座连接；激光头安装座分别连接有送丝头安装板、激光头以及固定支架；送丝头安装板与送丝头连接；送丝头与送丝嘴组件之间接有送丝软管；固定支架远离激光头安装座的一端的两侧分别连接有送丝支架和传感器支架；送丝支架连接有一送丝可调节结构，送丝可调节结构与送丝嘴组件连接，以调节送丝嘴组件的送丝角度和送丝位置；传感器支架连接有一传感器可调节结构，传感器可调节结构与激光跟踪传感器连接，以调节激光跟踪传感器的横向位置、纵向位置以及前瞻量。
【专利说明】
一种可调节激光焊接装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种可调节激光焊接装置。
【背景技术】
[0002]随着激光焊接技术的发展，激光焊接技术已经在航空航天、汽车、船舶等工业领域得到了广泛应用。当前激光焊接技术可以按接头型式分为对接(例如两块金属板的边缘拼接在一起，进行焊接)或T形接头型式(例如筋条与平板的角接)。为了保证焊接质量，当前一般采用填丝激光焊接作为焊接的工艺手段，同时采用焊缝跟踪技术来跟踪焊缝。
[0003]由于激光焊接具有一定的特殊性，使得焊缝跟踪、送丝的调节难度大，例如:作为激光焊接热源的激光束，其焦点尺寸通常小于0.3mm，过小的加热面积，容易使送丝位置和角度对焊丝熔化及焊接质量影响很大，这就要求送丝位置和送丝角度有一定的调节范围且调节方便。另外，激光焊接工艺要求焊丝送进位置在激光束前方，同时，焊缝跟踪也要求激光跟踪传感器配置在激光束前方，并且前瞻量(当采用激光跟踪传感器进行焊缝跟踪时，传感器结构光与激光焦点沿焊缝方向的距离为前瞻量，前瞻量不仅决定焊缝跟踪算法参数，而且对减少等离子体干扰也具有重要作用)、纵向、横向位置调节方便。此外，传感器与焊缝的纵向距离、传感器在垂直于焊缝方向的位置(横向)都影响焊缝跟踪效果，因此都需要方便调节。对对接和T形结构焊接，焊接装置(激光头、送丝、焊缝跟踪等)与被焊工件的相对位置不同，当接头型式改变时，焊接装置的位置也要改变，由于同一焊件通常包含这两种接头型式，因此这种改变是比较频繁的，要求两种接头型式转换时焊接装置能够快速方便地改变，并满足送丝与焊缝跟踪功能要求。
[0004]然而，现有技术中，对前瞻量、激光跟踪传感器横向位置和纵向位置、送丝位置和角度的调节以及对对接和T形接头两种接头型式的转换均较难控制。
【发明内容】
[0005]本发明的实施例提供一种可调节激光焊接装置，以实现对激光焊接焊缝跟踪、送丝以及接头型式转换的三位一体调节，避免了现有技术中，对前瞻量、激光跟踪传感器横向位置和纵向位置、送丝位置和角度的调节以及对对接接头和T形接头两种接头型式的转换均较难控制的问题。
[0006]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种可调节激光焊接装置，包括:一端与外部运动机构执行末端连接的支杆，所述支杆的另一端通过紧固螺钉与一安装板可旋转连接;所述安装板与十字滑台固连;所述十字滑台与一激光头安装座连接;所述激光头安装座分别连接有送丝头安装板、激光头以及固定支架，所述激光头用于发出用于焊接的激光束，以照射待焊焊缝;所述送丝头安装板与送丝头连接;所述送丝头与送丝嘴组件之间接有送丝软管;所述固定支架远离激光头安装座的一端的两侧分别连接有送丝支架和传感器支架;所述送丝支架连接有一送丝可调节结构，所述送丝可调节结构与所述送丝嘴组件连接，以调节所述送丝嘴组件的送丝角度和送丝位置;所述传感器支架连接有一传感器可调节结构，所述传感器可调节结构与激光跟踪传感器连接，以调节所述激光跟踪传感器的横向位置、纵向位置以及激光跟踪传感器的前瞻量。
[0008]具体的，所述支杆的另一端通过紧固螺钉与一安装板可旋转连接的旋转角度为0°至360。ο
[0009]此外，所述送丝可调节结构包括送丝导杆;所述送丝导杆与送丝支架的连接端设置有第一导轨槽;所述送丝支架上设置有多个沿送丝支架宽度方向的第二导轨槽;所述第一导轨槽和所述第二导轨槽通过螺钉固定;所述送丝导杆能相对于所述送丝支架沿所述第一导轨槽活动或者沿所述第二导轨槽活动。
[0010]具体的，所述送丝嘴组件包括转接管、送丝套管、送丝嘴座、送丝嘴;所述转接管的一端与所述送丝软管连接，所述转接管的另一端被所述送丝套管套接;所述送丝套管通过所述送丝嘴座与所述送丝嘴连接;所述送丝嘴用于传送出用于焊接的焊丝。
[0011 ] 具体的，所述送丝导杆设置一连接槽，所述送丝嘴座通过一固定螺钉固定于所述送丝导杆的所述连接槽处;所述送丝嘴座相对于所述送丝导杆的角度可调。
[0012]具体的，所述传感器支架通过多个螺钉与所述固定支架连接;所述传感器支架还设置有一连接面板;所述连接面板设置有上下两组第三导轨槽。
[0013]具体的，所述传感器可调节结构包括一与所述连接面板连接的传感器滑板和套在所述传感器滑板内的传感器套板;所述传感器套板套接于激光跟踪传感器外侧。
[0014]具体的，所述传感器滑板包括第一连接面、第二连接面以及第三连接面;所述第一连接面上设置有与所述两组第三导轨槽分别对应且垂直的第四导轨槽;所述第三导轨槽与第四导轨槽通过螺钉固定;所述传感器滑板能沿所述第三导轨槽活动;所述传感器滑板还能沿所述第四导轨槽活动；
[0015]所述第二连接面与第三连接面平行，且分别与所述第一连接面垂直连接;所述第二连接面与所述第三连接面与所述第四导轨槽垂直;所述第二连接面与所述第三连接面分别设置有第一矩形开口和第二矩形开口 ；在所述第一矩形开口上下两侧分别设置有第五导轨槽和第六导轨槽;在所述第二矩形开口上下两侧分别设置有第七导轨槽和第八导轨槽。
[0016]具体的，所述传感器套板包括第四连接面、第五连接面和第六连接面;所述第五连接面和第六连接面平行，且分别与所述第四连接面垂直连接;所述第五连接面设置有与第二连接面的第一矩形开口相对应的第三矩形开口，所述第三矩形开口的上下两侧分别设置有与第五导轨槽和第六导轨槽对应的第一螺杆;所述第五导轨槽和第六导轨槽分别对应两个所述第一螺杆;所述第六连接面设置有与第三连接面的第二矩形开口相对应的第四矩形开口，所述第四矩形开口的上下两侧分别设置有与第七导轨槽和第八导轨槽对应的第二螺杆;所述第七导轨槽和第八导轨槽分别对应两个所述第二螺杆;所述传感器套板能相对于所述传感器滑板沿所述第五导轨槽、第六导轨槽、第七导轨槽和第八导轨槽同步活动。
[0017]本发明实施例提供的可调节激光焊接装置，该装置包括一端与外部运动机构执行末端连接的支杆，所述支杆的另一端通过紧固螺钉与一安装板可旋转连接;所述安装板与十字滑台固连;所述十字滑台与一激光头安装座连接;所述激光头安装座分别连接有送丝头安装板、激光头以及固定支架，所述激光头用于发出用于焊接的激光束，以照射待焊焊缝;所述送丝头安装板与送丝头连接;所述送丝头与送丝嘴组件之间接有送丝软管;所述固定支架远离激光头安装座的一端的两侧分别连接有送丝支架和传感器支架;所述送丝支架连接有一送丝可调节结构，所述送丝可调节结构与所述送丝嘴组件连接，以调节所述送丝嘴组件的送丝角度和送丝位置;所述传感器支架连接有一传感器可调节结构，所述传感器可调节结构与激光跟踪传感器连接，以调节所述激光跟踪传感器的横向位置、纵向位置以及激光跟踪传感器的前瞻量。另外，上述支杆的另一端通过紧固螺钉与一安装板可旋转连接，从而可以带动激光焊接装置的焊接角度发生变化，即可垂直于焊件板面焊接对接焊缝，又可与焊件板面呈一定角度焊接T形接头焊缝。可见，本发明可以实现对激光焊接焊缝跟踪、送丝以及接头型式转换的三位一体调节，避免了现有技术中，对前瞻量、激光跟踪传感器横向位置和纵向位置、送丝位置和角度的调节以及对对接和T形接头两种接头型式的转换均较难控制的问题。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本发明实施例提供的一种可调节激光焊接装置的结构示意图一；
[0020]图2为本发明实施例提供的一种可调节激光焊接装置的结构示意图二；
[0021]图3为本发明实施例提供的一种可调节激光焊接装置的结构示意图三；
[0022]图4为本发明实施例提供的一种可调节激光焊接装置的结构示意图四；
[0023]图5为本发明实施例提供的一种可调节激光焊接装置的局部结构示意图一；
[0024]图6为本发明实施例提供的一种可调节激光焊接装置的局部结构示意图二；
[0025]图7为本发明实施例提供的一种可调节激光焊接装置的局部结构示意图三；
[0026]图8为本发明实施例提供的一种可调节激光焊接装置的局部结构示意图四；
[0027]图9为本发明实施例提供的一种可调节激光焊接装置的局部结构示意图五；
[0028]图10为本发明实施例提供的一种可调节激光焊接装置的局部结构示意图六；
[0029]图11为本发明实施例提供的一种可调节激光焊接装置的局部结构示意图七；
[0030]图12为本发明实施例提供的一种可调节激光焊接装置的局部结构示意图八；
[0031]图13为本发明实施例提供的一种可调节激光焊接装置的局部结构示意图九。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033]如图1至图4所示，本发明实施例提供一种可调节激光焊接装置10，包括:一端与外部运动机构(例如机床或机械手等)执行末端连接的支杆125，该支杆125的另一端通过紧固螺钉127与一安装板126可旋转连接。该安装板126与十字滑台101固连;该十字滑台101与一激光头安装座102连接;该激光头安装座102分别连接有送丝头安装板124、激光头103以及固定支架107。该激光头103用于发出用于焊接的激光束104，以照射待焊焊缝(例如工件底板105与工件筋板106之间形成的焊缝)。该送丝头安装板124与送丝头123连接;该送丝头123与送丝嘴组件110之间连接有送丝软管120;所述固定支架107远离激光头安装座102的一端的两侧分别连接有送丝支架108和传感器支架111;该送丝支架108连接有一送丝可调节结构30，送丝可调节结构30与送丝嘴组件110连接，以调节送丝嘴组件110的送丝角度和送丝位置;传感器支架111连接有一传感器可调节结构40，传感器可调节结构40与激光跟踪传感器114连接，以调节激光跟踪传感器114的横向位置、纵向位置以及激光跟踪传感器114的前瞻量。该激光跟踪传感器114可以发出检测光115。
[0034]具体的，如图5和图6所示，该支杆125的另一端通过紧固螺钉127与一安装板126可旋转连接的旋转角度为0°至360°。如图5所示，当安装板126相对于支杆125以箭头方向旋转后，使得可调节激光焊接装置10的焊接方向如图5所示，当转角符合焊接要求后，再将紧固螺钉127拧紧，则可焊接T形接头焊缝。对于T形接头焊缝的焊接，此处可以采用两台本发明实施例提供的可调节激光焊接装置对称设置，即在工件筋板106两侧各采用一台。此处，由于两台装置结构完全相同，在本说明书中仅对一台装置进行阐述。另外，如图6所示，当安装板126相对于支杆125以箭头方向旋转后，使得可调节激光焊接装置10的焊接方向如图6所示，当转角符合焊接要求后，再将紧固螺钉127拧紧，则可焊接对接焊缝129。通过图5和图6的调节方式，可以方便地实现双光束激光焊与对接焊的转换。当然，焊接对接接头只需一台可调节激光焊接装置即可。
[0035]另外，根据激光头103焦长的不同，可以采用几种长度不同的固定支架107，当更换激光头103导致焦长变化时，只需更换与此焦长相对应的固定支架107，即可使送丝和焊缝跟踪同时适应变化后的焦长。
[0036]另外，如图7和图8所示，送丝可调节结构30包括送丝导杆109;送丝导杆109与送丝支架108的连接端设置有第一导轨槽1091;送丝支架108上设置有多个沿送丝支架宽度方向的第二导轨槽1081;第一导轨槽1091和第二导轨槽1081可通过螺钉固定;送丝导杆109能相对于送丝支架沿第一导轨槽1091活动(例如图7中的DD方向)或者沿第二导轨槽1081活动(例如图8中的EE方向)。此处的DD方向和EE方向可以互相垂直，通过DD方向和EE方向的调节，可以完成送丝位置的粗调。
[0037]此外，如图9、图10、图11所示，该送丝嘴组件110包括转接管119、送丝套管118、送丝嘴座117、送丝嘴116。该转接管119的一端与送丝软管120连接，转接管119的另一端被送丝套管118套接;送丝套管118通过送丝嘴座117与送丝嘴116连接;送丝嘴116用于传送出用于焊接的焊丝122。此外，送丝导杆109设置有一连接槽1092，该送丝嘴座117通过一固定螺钉121固定于所述送丝导杆109的连接槽1092处，从而实现沿图11的FF方向活动，从而完成送丝位置的细调；所述送丝嘴座117相对于所述送丝导杆109的角度可调节(例如图11中以GG方向转动，从而完成送丝角度的调节)。
[0038]进一步的，如图4、图12和图13所示，该传感器支架111通过多个螺钉与固定支架107连接;该传感器支架111还设置有一连接面板1111;该连接面板1111设置有上下两组第三导轨槽1112。
[0039]如图12所示，传感器可调节结构40包括一与连接面板1111连接的传感器滑板112和套在传感器滑板112内的传感器套板113;传感器套板113套接于激光跟踪传感器114外侦U。传感器滑板112包括第一连接面1121、第二连接面1122以及第三连接面1123;第一连接面1121上设置有与两组第三导轨槽1112分别对应且垂直的第四导轨槽1124;第三导轨槽1112与第四导轨槽1124通过螺钉固定;传感器滑板112能沿第三导轨槽1112活动(如图12中的AA方向)；传感器滑板112还能沿第四导轨槽1124活动(如图12中的BB方向)。该第二连接面1122与第三连接面1123平行，且分别与第一连接面1121垂直连接;第二连接面1122与第三连接面1123与第四导轨槽1124垂直;第二连接面1122与第三连接面1123分别设置有第一矩形开口 1125和第二矩形开口 1126;在第一矩形开口 1125上下两侧分别设置有第五导轨槽1127和第六导轨槽1128;在第二矩形开口 1126上下两侧分别设置有第七导轨槽1129和第八导轨槽1120。
[0040]另外，如图12所示，该传感器套板113包括第四连接面1130、第五连接面1131和第六连接面1132;第五连接面1131和第六连接面1132平行，且分别与第四连接面1130垂直连接;第五连接面1131设置有与第二连接面1122的第一矩形开口 1125相对应的第三矩形开口1133，第三矩形开口 1133的上下两侧分别设置有与第五导轨槽1127和第六导轨槽1128对应的第一螺杆1134;第五导轨槽1127和第六导轨槽1128分别对应两个第一螺杆1134;第六连接面1132设置有与第三连接面1123的第二矩形开口 1126相对应的第四矩形开口 1135，第四矩形开口 1135的上下两侧分别设置有与第七导轨槽1129和第八导轨槽1120对应的第二螺杆1136;第七导轨槽1129和第八导轨槽1120分别对应两个第二螺杆1136;传感器套板113能相对于传感器滑板112沿第五导轨槽1127、第六导轨槽1128、第七导轨槽1129和第八导轨槽1120同步活动(即如图12所示沿CC方向活动)。
[0041 ] 值得说明的是，上述的AA方向、BB方向以及CC方向可以相互垂直，从而使得激光跟踪传感器114在三个正交方向上可进行调节。其中AA方向的调节相当于调节激光跟踪传感器114的横向位置，BB方向的调节相当于调节激光跟踪传感器114的纵向位置，CC方向的调节相当于调节激光跟踪传感器114的前瞻量。
[0042]本发明实施例提供的可调节激光焊接装置，该装置包括一端与外部运动机构执行末端连接的支杆，所述支杆的另一端通过紧固螺钉与一安装板可旋转连接;所述安装板与十字滑台固连;所述十字滑台与一激光头安装座连接;所述激光头安装座分别连接有送丝头安装板、激光头以及固定支架，所述激光头用于发出用于焊接的激光束，以照射待焊焊缝;所述送丝头安装板与送丝头连接;所述送丝头与送丝嘴组件之间接有送丝软管;所述固定支架远离激光头安装座的一端的两侧分别连接有送丝支架和传感器支架;所述送丝支架连接有一送丝可调节结构，所述送丝可调节结构与所述送丝嘴组件连接，以调节所述送丝嘴组件的送丝角度和送丝位置;所述传感器支架连接有一传感器可调节结构，所述传感器可调节结构与激光跟踪传感器连接，以调节所述激光跟踪传感器的横向位置、纵向位置以及激光跟踪传感器的前瞻量。另外，上述支杆的另一端通过紧固螺钉与一安装板可旋转连接，从而可以带动激光焊接装置的焊接角度发生变化，即可垂直于焊件板面焊接对接焊缝，又可与焊件板面呈一定角度焊接T形接头。可见，本发明可以实现对激光焊接焊缝跟踪、送丝以及接头型式转换的三位一体调节，避免了现有技术中，对前瞻量、激光跟踪传感器横向位置和纵向位置、送丝位置和角度的调节以及对对接和T形接头两种接头型式的转换均较难控制的问题。
[0043]本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种可调节激光焊接装置，其特征在于，包括:一端与外部运动机构执行末端连接的支杆，所述支杆的另一端通过紧固螺钉与一安装板可旋转连接;所述安装板与十字滑台固连;所述十字滑台与一激光头安装座连接;所述激光头安装座分别连接有送丝头安装板、激光头以及固定支架，所述激光头用于发出用于焊接的激光束，以照射待焊焊缝;所述送丝头安装板与送丝头连接;所述送丝头与送丝嘴组件之间接有送丝软管;所述固定支架远离激光头安装座的一端的两侧分别连接有送丝支架和传感器支架;所述送丝支架连接有一送丝可调节结构，所述送丝可调节结构与所述送丝嘴组件连接，以调节所述送丝嘴组件的送丝角度和送丝位置;所述传感器支架连接有一传感器可调节结构，所述传感器可调节结构与激光跟踪传感器连接，以调节所述激光跟踪传感器的横向位置、纵向位置以及激光跟踪传感器的前瞻量。2.根据权利要求1所述的可调节激光焊接装置，其特征在于，所述支杆的另一端通过紧固螺钉与一安装板可旋转连接的旋转角度为0°至360°。3.根据权利要求1所述的可调节激光焊接装置，其特征在于，所述送丝可调节结构包括送丝导杆;所述送丝导杆与送丝支架的连接端设置有第一导轨槽;所述送丝支架上设置有多个沿送丝支架宽度方向的第二导轨槽;所述第一导轨槽和所述第二导轨槽通过螺钉固定;所述送丝导杆能相对于所述送丝支架沿所述第一导轨槽活动或者沿所述第二导轨槽活动。4.根据权利要求3所述的可调节激光焊接装置，其特征在于，所述送丝嘴组件包括转接管、送丝套管、送丝嘴座、送丝嘴;所述转接管的一端与所述送丝软管连接，所述转接管的另一端被所述送丝套管套接;所述送丝套管通过所述送丝嘴座与所述送丝嘴连接;所述送丝嘴用于传送出用于焊接的焊丝。5.根据权利要求4所述的可调节激光焊接装置，其特征在于，所述送丝导杆设置一连接槽，所述送丝嘴座通过一固定螺钉固定于所述送丝导杆的所述连接槽处;所述送丝嘴座相对于所述送丝导杆的角度可调。6.根据权利要求1所述的可调节激光焊接装置，其特征在于，所述传感器支架通过多个螺钉与所述固定支架连接;所述传感器支架还设置有一连接面板;所述连接面板设置有上下两组第三导轨槽。7.根据权利要求6所述的可调节激光焊接装置，其特征在于，所述传感器可调节结构包括一与所述连接面板连接的传感器滑板和套在所述传感器滑板内的传感器套板;所述传感器套板套接于激光跟踪传感器外侧。8.根据权利要求7所述的可调节激光焊接装置，其特征在于，所述传感器滑板包括第一连接面、第二连接面以及第三连接面;所述第一连接面上设置有与所述两组第三导轨槽分别对应且垂直的第四导轨槽;所述第三导轨槽与第四导轨槽通过螺钉固定;所述传感器滑板能沿所述第三导轨槽活动;所述传感器滑板还能沿所述第四导轨槽活动； 所述第二连接面与第三连接面平行，且分别与所述第一连接面垂直连接;所述第二连接面与所述第三连接面与所述第四导轨槽垂直;所述第二连接面与所述第三连接面分别设置有第一矩形开口和第二矩形开口 ；在所述第一矩形开口上下两侧分别设置有第五导轨槽和第六导轨槽;在所述第二矩形开口上下两侧分别设置有第七导轨槽和第八导轨槽。9.根据权利要求8所述的可调节激光焊接装置，其特征在于，所述传感器套板包括第四连接面、第五连接面和第六连接面;所述第五连接面和第六连接面平行，且分别与所述第四连接面垂直连接;所述第五连接面设置有与第二连接面的第一矩形开口相对应的第三矩形开口，所述第三矩形开口的上下两侧分别设置有与第五导轨槽和第六导轨槽对应的第一螺杆;所述第五导轨槽和第六导轨槽分别对应两个所述第一螺杆;所述第六连接面设置有与第三连接面的第二矩形开口相对应的第四矩形开口，所述第四矩形开口的上下两侧分别设置有与第七导轨槽和第八导轨槽对应的第二螺杆;所述第七导轨槽和第八导轨槽分别对应两个所述第二螺杆;所述传感器套板能相对于所述传感器滑板沿所述第五导轨槽、第六导轨槽、第七导轨槽和第八导轨槽同步活动。
【文档编号】B23K26/21GK106041333SQ201610532605
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】王学东, 陈俐, 何恩光
【申请人】中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所