一種激光焊接機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及板材焊接儀器領(lǐng)域，具體涉及一種激光焊接機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]焊接是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中一種必要的工藝方法，在汽車(chē)制造中得到廣泛應(yīng)用。隨著科技的進(jìn)步，鍍層鋼板、輕金屬材料的焊接問(wèn)題對(duì)汽車(chē)焊接提出了新的挑戰(zhàn)。汽車(chē)焊接過(guò)程中的機(jī)器人與自動(dòng)化激光焊接技術(shù)使汽車(chē)焊接面貌大為改觀。汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展，使得激光焊接技術(shù)開(kāi)啟了汽車(chē)焊接的新時(shí)代。
[0003]與目前傳統(tǒng)的點(diǎn)焊工藝不同，激光焊接可以達(dá)到兩塊鋼板之間的分子結(jié)合，通俗而言就是焊接后的鋼板硬度相當(dāng)于一整塊鋼板，從而將車(chē)身強(qiáng)度提升30%，車(chē)身的結(jié)合精度同樣大大提升。當(dāng)然，激光焊接的實(shí)際使用意義并不僅于此。一般來(lái)說(shuō)，車(chē)輛在道路上行進(jìn)時(shí)來(lái)自地面的顛簸會(huì)轉(zhuǎn)換成每分鐘上千次的扭曲運(yùn)動(dòng)考驗(yàn)車(chē)身，如果車(chē)身結(jié)合精度、強(qiáng)度不夠，輕則車(chē)內(nèi)異響頻頻、噪音大，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致安裝在車(chē)輛上的零部件如變速箱、前后橋的損壞或者車(chē)身斷裂。由此可見(jiàn)激光焊接相對(duì)傳統(tǒng)的點(diǎn)焊具有較大意義。
[0004]目前，為了更好的提高汽車(chē)鈑金件的焊接效率通常是激光焊接機(jī)器人對(duì)鈑金件進(jìn)行焊接。激光焊接機(jī)器人具有轉(zhuǎn)動(dòng)半徑大，焊接自由度大的特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。激光焊接機(jī)器人通常主要是由底座、主轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、主轉(zhuǎn)動(dòng)軸、副轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)和副轉(zhuǎn)動(dòng)軸等組成，底座與主轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)主轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)連接，主轉(zhuǎn)動(dòng)軸與副轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)副轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)連接，副轉(zhuǎn)動(dòng)軸的自由端上安裝有激光焊接頭，激光焊接頭與副轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)微型伺服電機(jī)連接。由于現(xiàn)有的激光焊接機(jī)器人上的激光焊接頭均是通過(guò)一系列的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)合成，然而在對(duì)一些鈑金進(jìn)行微小的直線(xiàn)焊接而言非常困難，需要機(jī)器人做一系列的合成運(yùn)動(dòng)，非常耗能。
[0005]由此可見(jiàn)現(xiàn)需要設(shè)計(jì)一種針對(duì)微小直線(xiàn)縫焊接的激光焊接機(jī)器人。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種針對(duì)微小直線(xiàn)縫焊接耗能較小的激光焊接機(jī)器人。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的基礎(chǔ)方案為:一種激光焊接機(jī)器人，包括激光焊接頭和位于副轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的控制板，所述激光焊接頭包括激光噴嘴和圓形擺動(dòng)筒，所述激光噴嘴位于圓形擺動(dòng)筒內(nèi)，所述圓形擺動(dòng)筒內(nèi)壁的同一圓周上設(shè)有四個(gè)均布的電磁鐵，電磁鐵與控制板電連接，四個(gè)電磁鐵形成環(huán)形腔，激光噴嘴的尾部安裝有環(huán)形磁鐵，且環(huán)形磁鐵位于環(huán)形腔內(nèi)。
[0008]本方案的工作原理及優(yōu)點(diǎn)在于:針對(duì)微小直線(xiàn)縫焊接時(shí)，首先啟動(dòng)機(jī)器人，使激光焊接頭位于焊縫上方。然后通過(guò)控制板調(diào)節(jié)四個(gè)電磁鐵上線(xiàn)圈的通電電流，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)四個(gè)電磁鐵的磁力。環(huán)形磁鐵受到的磁力不平衡時(shí)，環(huán)形磁鐵會(huì)隨之移動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到激光噴嘴移動(dòng)的目的。
[0009]本方案巧妙利用環(huán)形磁鐵處于四個(gè)電磁鐵形成的磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)改變時(shí)，激光噴嘴隨環(huán)形磁鐵移動(dòng)。針對(duì)微小直線(xiàn)縫焊接時(shí)，只需調(diào)節(jié)相應(yīng)正對(duì)的電磁鐵的磁力大小即可實(shí)現(xiàn)激光噴嘴直線(xiàn)移動(dòng)，并不需要機(jī)器人做復(fù)雜的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)合成，進(jìn)而達(dá)到降低能耗的目的。另外，由于激光噴嘴的移動(dòng)精度主要取樣于控制板對(duì)電磁鐵的電流控制，減小了相應(yīng)零件加工誤差對(duì)激光噴嘴移動(dòng)精度的影響，變向提高了焊接精度高。
[0010]優(yōu)選方案一:作為基礎(chǔ)方案的優(yōu)選方案，所述電磁鐵上設(shè)有防撞氣囊，防撞氣囊避免操作人員誤操作導(dǎo)致激光噴嘴撞擊到圓形擺動(dòng)筒上，影響激光噴嘴的使用壽命。
[0011]優(yōu)選方案二:作為優(yōu)選方案一的優(yōu)選方案:所述電磁鐵上設(shè)有若干繞線(xiàn)電圈，該繞線(xiàn)電圈與控制板電連接。繞線(xiàn)電圈通電后會(huì)形成磁場(chǎng)，通過(guò)繞線(xiàn)電圈對(duì)環(huán)形磁鐵的移動(dòng)進(jìn)tx微小糾偏，進(jìn)而提尚激光嗔嘴移動(dòng)的精度。
[0012]優(yōu)選方案三:作為優(yōu)選方案二的優(yōu)選方案:所述激光噴嘴的尾部與環(huán)形磁鐵通過(guò)膨脹套固定。膨脹套便于激光噴嘴與環(huán)形磁鐵的固定，當(dāng)激光噴嘴需要維修更換時(shí)，方便激光噴嘴從環(huán)形磁鐵上拆掉。
[0013]優(yōu)選方案四:作為優(yōu)選方案三的優(yōu)選方案:所述膨脹套為橡膠膨脹套，所述電磁鐵靠近激光噴嘴的端部呈下凹弧形，所述繞線(xiàn)電圈在電磁鐵靠近激光噴嘴的端部呈矩陣分布。四個(gè)電磁鐵同時(shí)通電時(shí)，可形成一個(gè)環(huán)形磁場(chǎng)，更有利用調(diào)整環(huán)形磁鐵的運(yùn)動(dòng)。繞線(xiàn)電圈呈矩陣分布，減少磁場(chǎng)的紊流，更加有利于環(huán)形磁鐵做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明一種激光焊接機(jī)器人實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中激光噴頭的橫截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
說(shuō)明書(shū)附圖中的附圖標(biāo)記包括:底座10、主轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)20、主轉(zhuǎn)動(dòng)軸30、副轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)40、副轉(zhuǎn)動(dòng)軸50、激光焊接頭60、圓形擺動(dòng)筒61、電磁鐵62、控制板63、防撞氣囊64、橡膠膨脹套65、繞線(xiàn)電圈66、環(huán)形磁鐵67、激光噴嘴68。
[0016]實(shí)施例基本如附圖1和圖2所示:激光焊接機(jī)器人，包括底座10、主轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)20、主轉(zhuǎn)動(dòng)軸30、副轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)40和副轉(zhuǎn)動(dòng)軸50。底座10與主轉(zhuǎn)動(dòng)軸30通過(guò)主轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)20連接，主轉(zhuǎn)動(dòng)軸30與副轉(zhuǎn)動(dòng)軸50通過(guò)副轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)40連接。副轉(zhuǎn)動(dòng)軸50上安裝有激光焊接頭60和位于副轉(zhuǎn)動(dòng)軸50上的控制板63。激光焊接頭60包括激光噴嘴68和圓形擺動(dòng)筒61，激光噴嘴68位于圓形擺動(dòng)筒61內(nèi)，圓形擺動(dòng)筒61內(nèi)壁的同一圓周上設(shè)有四個(gè)均布的電磁鐵62，電磁鐵62與控制板63電連接，四個(gè)電磁鐵62形成環(huán)形腔，激光噴嘴68的尾部安裝有環(huán)形磁鐵67，且環(huán)形磁鐵67位于環(huán)形腔內(nèi)。
[0017]電磁鐵62靠近激光噴嘴68的端部呈下凹弧形，電磁鐵62上靠近激光噴嘴68的端部安裝有防撞氣囊64和呈矩陣分布的繞線(xiàn)電圈66，該繞線(xiàn)電圈66與控制板63電連接。激光噴嘴68的尾部與環(huán)形磁鐵67通過(guò)橡膠膨脹套65固定。
[0018]針對(duì)微小直線(xiàn)縫焊接時(shí)，首先啟動(dòng)機(jī)器人，通過(guò)主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)和副轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)40的運(yùn)動(dòng)使激光焊接頭60位于焊縫上方。然后通過(guò)控制板63調(diào)節(jié)四個(gè)電磁鐵62上線(xiàn)圈的通電電流，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)四個(gè)電磁鐵62的磁力。環(huán)形磁鐵67受到的磁力不平衡時(shí)，環(huán)形磁鐵67會(huì)隨之移動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到激光噴嘴68移動(dòng)的目的。
[0019]例如，現(xiàn)需要激光噴嘴68向上移動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)激光噴嘴68上、下方向的電磁鐵62，使上電磁鐵62對(duì)環(huán)形磁鐵67的吸力較大，此時(shí)環(huán)形磁鐵67會(huì)向上移動(dòng)。通過(guò)調(diào)節(jié)上下電磁鐵62上線(xiàn)圈通過(guò)的電流強(qiáng)度和頻率時(shí)，來(lái)實(shí)現(xiàn)上、下電磁鐵62對(duì)環(huán)形磁鐵67的磁力大小，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)環(huán)形磁鐵67移動(dòng)的速度。
[0020]本方案巧妙利用環(huán)形磁鐵67處于四個(gè)電磁鐵62形成的磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)改變時(shí)，激光噴嘴68隨環(huán)形磁鐵67移動(dòng)。針對(duì)微小直線(xiàn)縫焊接時(shí)，只需調(diào)節(jié)相應(yīng)正對(duì)的電磁鐵62的磁力大小即可實(shí)現(xiàn)激光噴嘴68直線(xiàn)移動(dòng)，并不需要機(jī)器人做復(fù)雜的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)合成，進(jìn)而達(dá)到降低能耗的目的。另外，由于激光噴嘴68的移動(dòng)精度主要取樣于控制板63對(duì)電磁鐵62的電流控制，減小了相應(yīng)零件加工誤差對(duì)激光噴嘴68移動(dòng)精度的影響，變向提高了焊接精度高。
[0021]以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施例，方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識(shí)在此未作過(guò)多描述。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專(zhuān)利的實(shí)用性。本申請(qǐng)要求的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，說(shuō)明書(shū)中的【具體實(shí)施方式】等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光焊接機(jī)器人，包括激光焊接頭和位于副轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的控制板，其特征在于，所述激光焊接頭包括激光噴嘴和圓形擺動(dòng)筒，所述激光噴嘴位于圓形擺動(dòng)筒內(nèi)，所述圓形擺動(dòng)筒內(nèi)壁的同一圓周上設(shè)有四個(gè)均布的電磁鐵，電磁鐵與控制板電連接，四個(gè)電磁鐵形成環(huán)形腔，激光噴嘴的尾部安裝有環(huán)形磁鐵，且環(huán)形磁鐵位于環(huán)形腔內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光焊接機(jī)器人，其特征在于，所述電磁鐵上設(shè)有防撞氣囊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光焊接機(jī)器人，其特征在于，所述電磁鐵上設(shè)有若干繞線(xiàn)電圈，該繞線(xiàn)電圈與控制板電連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光焊接機(jī)器人，其特征在于，所述激光噴嘴的尾部與環(huán)形磁鐵通過(guò)膨脹套固定。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光焊接機(jī)器人，其特征在于，所述膨脹套為橡膠膨脹套，所述電磁鐵靠近激光噴嘴的端部呈下凹弧形，所述繞線(xiàn)電圈在電磁鐵靠近激光噴嘴的端部呈矩陣分布。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于板材焊接儀器領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種激光焊接機(jī)器人，包括激光焊接頭和位于副轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的控制板，所述激光焊接頭包括激光噴嘴和圓形擺動(dòng)筒，所述激光噴嘴位于圓形擺動(dòng)筒內(nèi)，所述圓形擺動(dòng)筒內(nèi)壁的同一圓周上設(shè)有四個(gè)均布的電磁鐵，電磁鐵與控制板電連接，四個(gè)電磁鐵形成環(huán)形腔，激光噴嘴的尾部安裝有環(huán)形磁鐵，且環(huán)形磁鐵位于環(huán)形腔內(nèi)。本發(fā)明在焊接微小直線(xiàn)縫時(shí)具有耗能較小的特點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】B23K26/08, B23K26/21
【公開(kāi)號(hào)】CN105364306
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510910939
【發(fā)明人】祝源成
【申請(qǐng)人】重慶鐳寶激光智能機(jī)器人制造有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年12月10日