專利名稱：一種三向旋轉(zhuǎn)雙光束激光焊接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種三向旋轉(zhuǎn)雙光束激光焊接頭，屬于激光材料加工技術(shù)領(lǐng)域，用于三維構(gòu)件的雙光束同步焊接。
背景技術(shù)：
帶筋壁板T型接頭激光雙光束焊接技術(shù)主要應(yīng)用于飛機(jī)整體壁板、蒙皮、船用甲板等結(jié)構(gòu)焊接。采用焊接工藝主要用于取代原有的鉚接工藝，見附圖1，有利于減輕結(jié)構(gòu)重量、改善連接性能；采用激光雙光束焊接，與其它焊接工藝比較，由于焊接速度快，結(jié)構(gòu)變形小、焊接性能高。而該類帶筋壁板結(jié)構(gòu)激光雙光束焊接技術(shù)的工程化應(yīng)用離不開激光焊接裝備的開發(fā)及專業(yè)化。以往，國內(nèi)雙光束焊接研究主要采用雙機(jī)器人方式或簡易的一體化雙光束焊接裝置開展T型接頭試驗(yàn)件雙光束焊接試驗(yàn)，僅僅用于驗(yàn)證工藝的可行性，不適合大尺寸空間三維結(jié)構(gòu)件的焊接，不具備實(shí)際工程應(yīng)用條件。目前我國大型客機(jī)等新型飛機(jī)帶筋壁板整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已要求采用焊接結(jié)構(gòu)，所以，實(shí)現(xiàn)雙側(cè)、同步焊接T型接頭的激光焊接設(shè)備的開發(fā)，是滿足大飛機(jī)及新型戰(zhàn)機(jī)研制、生產(chǎn)的迫切需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)狀況而設(shè)計(jì)研制了一種三向旋轉(zhuǎn)雙光束激光焊接頭，其目的是為雙光束大功率激光焊接設(shè)備提供最關(guān)鍵的部件，該產(chǎn)品既可以滿足飛機(jī)整體壁板等T型接頭雙光束焊，包括雙光束填絲焊和激光-電弧復(fù)合焊，還可以實(shí)現(xiàn)單光束對(duì)接接頭三維焊接。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的該種三向旋轉(zhuǎn)雙光束激光焊接頭，包括兩個(gè)可以實(shí)現(xiàn)雙側(cè)、同步焊接T型接頭的激光焊接頭(I)，其特征在于兩個(gè)焊接頭(I)分別安裝在一個(gè)扇形板(2)的兩端，扇形板 ⑵的中心點(diǎn)與A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的A向轉(zhuǎn)軸(4)連接，A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的轉(zhuǎn)軸(4)的轉(zhuǎn)動(dòng)可以帶動(dòng)扇形板⑵以轉(zhuǎn)軸⑷為中心旋轉(zhuǎn)，A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的箱體與B向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
(5)的B向轉(zhuǎn)軸(6)連接，B向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)的箱體與C向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(7)的C向轉(zhuǎn)軸⑶連接，C向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(7)的箱體與機(jī)床Z軸的滑枕連接；C向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(7)的C向轉(zhuǎn)軸(8)與機(jī)床Z軸平行，A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的A向轉(zhuǎn)軸
(4)和C向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(7)的C向轉(zhuǎn)軸⑶處于一個(gè)平面上，B向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)的B向轉(zhuǎn)軸
(6)與該平面垂直。兩個(gè)焊接頭(I)分別通過十字滑臺(tái)(9)與扇形板(2)連接，十字滑臺(tái)(9)可以帶動(dòng)激光焊接頭(I)在各自的Z1、Y1方向和Z2、Y2方向的較小行程內(nèi)移動(dòng)。本發(fā)明產(chǎn)品是將三軸數(shù)控旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與焊接角度和激光焦點(diǎn)位置可調(diào)的光纖傳導(dǎo)雙激光焊接頭裝置融為一體的一種機(jī)械結(jié)構(gòu)。在焊接過程中，雙束激光焊接裝置或單束激光焊接頭可以在Α、B、C軸3個(gè)方向數(shù)控旋轉(zhuǎn)，并與機(jī)床X、Y、Z軸進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)三維空間分布的T型接頭和對(duì)接接頭焊接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該種三向旋轉(zhuǎn)雙光束激光焊接頭中的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與光纖傳導(dǎo)的雙光束焊接裝置為模塊化設(shè)計(jì)，焊接裝置與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)間以及焊接裝置本身易于拆卸、重新安裝、定位，從而使具備單光束激光焊接三維空間焊縫的功能。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)示意2為本發(fā)明三向旋轉(zhuǎn)雙光束激光焊接頭的側(cè)視3為本發(fā)明三向旋轉(zhuǎn)雙光束激光焊接頭的主視4為本發(fā)明裝置的另一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品作進(jìn)一步地詳述參見附圖2 3所示，該種三向旋轉(zhuǎn)雙光束激光焊接頭，包括兩個(gè)可以實(shí)現(xiàn)雙側(cè)、 同步焊接T型接頭的激光焊接頭1，其特征在于兩個(gè)焊接頭I分別安裝在一個(gè)扇形板2的兩端，扇形板2的中心點(diǎn)與A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的A向轉(zhuǎn)軸4連接，A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的轉(zhuǎn)軸4的轉(zhuǎn)動(dòng)可以帶動(dòng)扇形板2以轉(zhuǎn)軸4為中心旋轉(zhuǎn)，A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的箱體與B向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5的B 向轉(zhuǎn)軸6連接，B向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5的箱體與C向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7的C向轉(zhuǎn)軸8連接，C向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 7的箱體與機(jī)床Z軸的滑枕連接；C向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7的C向轉(zhuǎn)軸8與機(jī)床Z軸平行，A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的A向轉(zhuǎn)軸4和C 向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7的C向轉(zhuǎn)軸8處于一個(gè)平面上，B向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5的B向轉(zhuǎn)軸6與該平面垂直。兩個(gè)焊接頭I分別通過十字滑臺(tái)9與扇形板2連接，十字滑臺(tái)9通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠帶動(dòng)激光焊接頭I在各自的Z1、Y1方向和Z2、、Y2方向的較小行程內(nèi)移動(dòng)。本發(fā)明裝置的Α、B、C三向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸采用串聯(lián)的方式，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)采用伺服電機(jī)-雙導(dǎo)程蝸桿-蝸輪傳動(dòng)方式完成Α、B、C三向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)。參見附圖4所示，本發(fā)明產(chǎn)品還具備單光束焊接功能，且避免單光束三維焊接可能造成的碰撞干涉，進(jìn)行單光束焊接時(shí)，將扇形板2從A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3上拆除，將安裝了焊接頭I的十字滑臺(tái)9直接安裝于A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的A向轉(zhuǎn)軸4上。通過X、Y、Ζ、C、A軸5 軸聯(lián)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)三維空間焊縫的單光束焊接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該產(chǎn)品既可以滿足飛機(jī)整體壁板等T型接頭雙光束焊，包括雙光束填絲焊和激光-電弧復(fù)合焊，還可以實(shí)現(xiàn)單光束對(duì)接接頭三維焊接。
權(quán)利要求
1.一種三向旋轉(zhuǎn)雙光束激光焊接頭，包括兩個(gè)可以實(shí)現(xiàn)雙側(cè)、同步焊接T型接頭的激光焊接頭(I)，其特征在于兩個(gè)焊接頭(I)分別安裝在一個(gè)扇形板(2)的兩端，扇形板(2) 的中心點(diǎn)與A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的A向轉(zhuǎn)軸(4)連接，A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的轉(zhuǎn)軸(4)的轉(zhuǎn)動(dòng)可以帶動(dòng)扇形板⑵以轉(zhuǎn)軸⑷為中心旋轉(zhuǎn)，A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的箱體與B向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5) 的B向轉(zhuǎn)軸(6)連接，B向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)的箱體與C向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(7)的C向轉(zhuǎn)軸⑶連接， C向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(7)的箱體與機(jī)床Z軸的滑枕連接；C向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(7)的C向轉(zhuǎn)軸(8)與機(jī)床Z軸平行，A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的A向轉(zhuǎn)軸(4) 和C向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(7)的C向轉(zhuǎn)軸⑶處于一個(gè)平面上，B向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)的B向轉(zhuǎn)軸(6)與該平面垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三向旋轉(zhuǎn)雙光束激光焊接頭，其特征在于兩個(gè)焊接頭(I) 分別通過十字滑臺(tái)(9)與扇形板(2)連接，十字滑臺(tái)(9)可以帶動(dòng)激光焊接頭(I)在各自的Zl、Yl方向和Z2、、Y2方向的較小行程內(nèi)移動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明是一種三向旋轉(zhuǎn)雙光束激光焊接頭，包括兩個(gè)可以實(shí)現(xiàn)雙側(cè)、同步焊接T型接頭的激光焊接頭，兩個(gè)焊接頭分別安裝在一個(gè)扇形板的兩端，扇形板的中心點(diǎn)與A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的A向轉(zhuǎn)軸連接，A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)可以帶動(dòng)扇形板以轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)，A向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的箱體與B向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的B向轉(zhuǎn)軸連接，B向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的箱體與C向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的C向轉(zhuǎn)軸連接，C向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的箱體與機(jī)床Z軸的滑枕連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該產(chǎn)品既可以滿足飛機(jī)整體壁板等T型接頭雙光束焊，包括雙光束填絲焊和激光-電弧復(fù)合焊，還可以實(shí)現(xiàn)單光束對(duì)接接頭三維焊接。
文檔編號(hào)B23K26/30GK102581490SQ20121007586
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者左從進(jìn), 鞏水利, 張曉兵, 蔡凡, 邱靈, 陳俐 申請人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空制造工程研究所