专利名称：激光焊接曲线焊缝机器人示教装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机器人激光焊接各类空间曲线焊缝的激光焊接曲线焊缝机器人示教装置。
背景技术：
激光焊接是一种先进的焊接方法，具有焊接速度快、效率高、焊接接头性能良好等优点。目前先进的激光焊接均采用机器人系统进行焊接，激光机器人焊接是一种自动化焊接，同一般的数控机床系统相比，具有柔性好，可达性好等优点，能用于空间焊缝及曲线焊缝的焊接。目前机器人一般采用示教方式工作，示教是一种特殊的程序编制过程。操作者通过移动和旋转示教编程器上的操纵杆，使机器人的六个轴分别运动，当装夹在机器人上的激光头到达焊接所需的位置和姿态后记录下该点的位置和姿态数据，同时记录下机器人各轴的运动轨迹程序。沿焊缝长度方向对焊缝逐点示教之后，就构成了整个激光机器人焊接程序的机器人动作程序部分，此时再加进完成激光焊接的工艺参数部分，如激光功率、激光焦点离焦量、焊接速度、保护气流量等参数就构成完整的激光机器人焊接程序。
激光焊接时，为了得到均匀优质的焊缝，需要保证激光以一个恒定的功率密度投射到待焊工件上，即要保证在激光焊接过程中保持一个稳定的光束焦点离焦量进行。由于激光属于近红外光，在焊接时激光是不可见的，为了确定激光位置，一般在激光焊接前，打开用于指示激光位置的红光来确定激光位置。为了保证焊接过程中稳定的光束焦点离焦量，一般通过保持激光加工头与待焊工件的表面距离一定来保证。
现有的激光机器人系统焊接所采用的机器人示教装置一般是在有轴向保护气装置时将激光加工头作为参照来确定加工头和工件表面的距离，如果加工头下端太大太粗，所确定的距离的精度会受到很大影响；在焊接铝合金时，常采用侧吹气，不存在轴向保护气装置这个硬件，读取焊缝与激光加工头的距离信息很困难；当待焊工件装夹在夹具底部时，很难用尺之类的测量工具伸到工件表面上进行测量，因此几乎无法确定加工头与工件表面之间的距离；另外，用于指示激光位置的红光光点落在待焊工件表面时，光斑尺寸很小，没有合适的测量工具精确测量其位置数据，且只能确定红光光点在X、Y方向上的坐标，而空间Z坐标则无法确定。
发明内容
本发明的目的是提供一种能精确确定加工头与工件表面之间的距离，从而确定激光束加工的焦点离焦量的激光焊接曲线焊缝机器人示教装置。本发明的技术解决方案是，示教装置主要由X、Y、Z三个调节杆、百分表头及接长杆组成，Z轴杆5通过转接板2固定在焊接机器人的连接件4上；X轴杆7安装在Z轴杆5上；Y轴杆9装夹在X轴杆7上，接长杆12通过Y轴工程塑料夹子10安装在Y轴杆9上，百分表头11的测量头加接一个接长杆12，接长杆12下端用螺纹连接了一个尖触头13。本实用新型设计的Z轴杆5和X轴杆7、X轴杆7和Y轴杆9、Y轴杆9和接长杆12均采用既可保证各杆进行X、Y、Z三个方向直线位置调节，又可在空间旋转位置进行调整，解决了机器人激光焊接时用于确定激光位置的红色光点只能确定X、Y方向上的坐标，而空间Z坐标无法确定的难题；设计安装了一个百分表头，并在百分表头下用螺纹连接了一根细长的接长杆，在接长杆的下端用螺纹连接了一个尖的触头，这样，通过调整X、Y、Z各方向的位置，可以使尖的触头和红光光点完全重合，从而进行焊缝位置示教；设计的接长杆，可以方便的伸到夹具的底部，对工件的表面进行示教；在焊接时，若激光焦点离焦量有任何变化，即使是非常微小的距离变化，也可以通过设计安装的百分表头的偏转指针灵敏的显示出来，从而精确的测量出焊接时激光光束的离焦量。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图所示，Z轴杆5通过螺纹螺母标准件6与转接板2连接在一起，转接板2通过螺钉标准件3与机器人连接件4连接在一起，固定安装在机器人上。X轴杆7通过Z轴工程塑料夹子1安装在Z轴杆5上，高度可调，可在空间自由旋转，Y轴杆9通过X轴工程塑料夹子8装夹在X轴杆7上，长度可调，并可在空间自由旋转，接长杆12通过Y轴工程塑料夹子10安装在Y轴杆9上，可在空间自由旋转，百分表头11和接长杆12利用螺纹连接在一起，在接长杆12下端用螺纹连接了一个尖的触头13。
设计的Z轴杆5和X轴杆7、X轴杆7和Y轴杆9、Y轴杆9和接长杆12均采用既可保证各杆进行X、Y、Z三个方向直线位置调节，又可在空间自由旋转的工程塑料夹子装夹连接，通过调整各个方向的位置，保证尖触头13与激光光点的位置重合，从而精确的测量出焊接时激光光束的离焦量。
设计的接长杆12较细长，当待焊工件装夹在夹具的底部时，接长杆12可伸到夹具底部对工件的表面进行示教。装在接长杆12上的百分表头11通过偏转指针可以灵敏的显示高度方向的距离变化。
权利要求1一种激光焊接曲线焊缝机器人示教装置，其特征是，示教装置主要由X、Y、Z三个调节杆、百分表头及接长杆组成，Z轴杆(5)通过转接板(2)固定在焊接机器人的连接件(4)上；X轴杆(7)安装在Z轴杆(5)上；Y轴杆(9)装夹在X轴杆(7)上，接长杆(12)通过Y轴工程塑料夹子(10)安装在Y轴杆(9)上，百分表头(11)的测量头加接一个接长杆(12)，接长杆(12)下端用螺纹连接了一个尖触头(13)。
专利摘要本实用新型涉及一种机器人激光焊接各类空间曲线焊缝的激光焊接曲线焊缝机器人示教装置。它主要由X、Y、Z三个调节杆、百分表头及接长杆组成，Z轴杆通过转接板固定在焊接机器人的连接件上；X轴杆安装在Z轴杆上；Y轴杆装夹在X轴杆上，接长杆通过Y轴工程塑料夹子安装在Y轴杆上，百分表头的测量头加接一个接长杆，接长杆下端用螺纹连接了一个尖触头。本实用新型采用既可保证各杆进行X、Y、Z三个方向直线位置调节，又可在空间旋转位置进行调整；设计安装了一个百分表头，并在百分表头下用螺纹连接了一根尖触头的接长杆，可以使尖的触头和红光光点完全重合，从而进行焊缝位置及工件表面进行示教；从而精确的测量出焊接时激光光束的离焦量。
文档编号G09B25/02GK2739741SQ20042011206
公开日2005年11月9日 申请日期2004年11月5日 优先权日2004年11月5日
发明者巴瑞章, 巩水利, 曹慧 申请人:中国航空工业第一集团公司北京航空制造工程研究所