CN110756995A - 一种多自由度调节激光电弧复合焊枪结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多自由度调节激光电弧复合焊枪结构，包括激光焊枪、电弧焊枪、固定支撑件、直线调节机构、焊枪角度调节机构；所述直线调节机构包括X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构；所述X轴调节机构与Y轴调节机构相连，所述Z轴调节机构与X轴调节机构相连；所述激光焊枪通过固定支撑件与直Y轴调节机构固定；所述焊枪角度调节机构与Z轴调节机构相连；所述电弧焊枪与焊枪角度调节机构相连；所述直线调节机构用于调整电弧焊枪的水平横向、水平纵向、垂直方向的位置，以调整电弧焊枪相对激光焊枪的位置；所述焊枪角度调节机构用于调整电弧焊枪轴向与激光焊枪轴向的夹角。本发明可实现多自由度、高精度的调整焊枪位置。

Description

一种多自由度调节激光电弧复合焊枪结构
技术领域
本发明属于激光电弧复合焊接领域，特别是一种多自由度调节激光电弧复合焊枪结构。
背景技术
激光电弧复合焊接结合了激光和电弧两者各自的优点，同时极大的避免了二者的缺点，具有高能量密度、高能量利用率、高的电弧稳定性、较低的工作装备精度要求等优点，使之成为具有极大应用前景的新型焊接热源。目前激光电弧复合焊接已经应用于汽车、造船、重工业、航空航天和铁道运输等领域。
激光电弧复合焊接工作时需要激光焊枪与电弧焊枪协同工作，对于不同结构参数不同技术参数的激光焊枪和电弧焊枪，其工作时的相对位置需要根据实际的工艺需求进行调整。对相同的激光焊枪和电弧焊枪，根据待焊工件的不同，其相对位置也需要进行调整。
激光电弧复合焊枪主要可以分为激光电弧旁轴复合和激光电弧同轴复合两种结构形式。其中激光电弧旁轴复合方式，具有焊枪姿态对焊接效果影响较大、焊接参数调整相对容易、有焊接方向性限制等特点；激光电弧同轴复合方式，具有电弧对激光能量的吸收较小、无方向性限制、空心钨极烧损严重、焊接参数不易调节等特点。为适应功率更大，技术参数更为丰富的激光焊枪结构，采用旁轴复合的方式更为理想，兼容性好的旁轴式激光电弧复合焊枪在工程应用时需要考虑安装结构稳定可靠、多自由度可调、调整结构精确可操作等一系列问题，现阶段缺少一种适应性高多自由度可调的实用型激光电弧复合焊枪结构。
目前的旁轴式激光电弧复合焊枪结构主要包括两种，一种是高度集成化的固定式结构，主要代表是奥地利Fronius公司研制的激光电弧复合焊枪结构，该结构几何尺寸小、安装方便、焦距调整精度高，但该结构仅支持设计时的单一标准型号激光焊枪和电弧焊枪。专利号为CN201320060021.3的中国发明专利公开了一种激光-电弧复合焊接头调节装置，该装置主要通过调整手动调整机械安装结构进行电弧焊枪的位置和角度的调整，调节方式较为不便，且手动确定安装位置精度较差。综上所述，目前相关应用领域依然缺少一种综合适应能量强、实用性好、多自由度可调的激光电弧复合焊枪结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多自由度调节激光电弧复合焊枪结构，以实现多自由度可调、可操作性强、调节精度高的多自由度调节激光电弧复合焊枪结构。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种多自由度调节激光电弧复合焊枪结构，包括激光焊枪、电弧焊枪、固定支撑件、直线调节机构、焊枪角度调节机构；
所述直线调节机构包括X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构；所述X轴调节机构与Y轴调节机构相连，所述Z轴调节机构与X轴调节机构相连；所述激光焊枪通过固定支撑件与直Y轴调节机构固定；所述焊枪角度调节机构与Z轴调节机构相连；所述电弧焊枪与焊枪角度调节机构相连；所述直线调节机构用于调整电弧焊枪的水平横向、水平纵向、垂直方向的位置，以调整电弧焊枪相对激光焊枪的位置；所述焊枪角度调节机构用于调整电弧焊枪轴向与激光焊枪轴向的夹角。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：
(1)本发明的激光电弧复合焊枪结构，设有直线调节机构、焊枪角度调节机构，具备多自由度可调功能，课同时调整电弧焊枪相对激光焊枪的位置以及电弧焊枪相对激光焊枪的轴向夹角，能够适应工程实际中各种各样的工艺等需求。
(2)直线调节机构采用研磨丝杠进行传动，燕尾副导轨进行导向，调节精度高，可操作性强。
(3)焊枪角度调节机构采用精密涡轮蜗杆进行驱动，弧形导轨导向，可以对电弧焊枪组件的两个方向角度进行精确调整，同时结构具备自锁功能，调节可操作性强。
附图说明
图1为本发明总体结构示意图。
图2为电弧焊枪与角度调节机构连接示意图。
图3为角度调节机构与直线调节机构连接示意图。
图4为角度调节机构总体结构示意图。
图5为角度标度机构爆炸示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。
结合图1，本发明的一种多自由度调节激光电弧复合焊枪结构，包括激光焊枪1、电弧焊枪2、固定支撑件3、直线调节机构4、焊枪角度调节机构5；
所述直线调节机构4包括X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构；所述X轴调节机构与Y轴调节机构相连，所述Z轴调节机构与X轴调节机构相连；所述激光焊枪1通过固定支撑件3与直Y轴调节机构固定；所述焊枪角度调节机构5与Z轴调节机构相连；所述电弧焊枪2与焊枪角度调节机构5相连；所述直线调节机构4用于调整电弧焊枪2的水平横向、水平纵向、垂直方向的位置，以调整电弧焊枪2相对激光焊枪1的位置；所述焊枪角度调节机构5用于调整电弧焊枪2轴向与激光焊枪1轴向的夹角。
进一步的，所述X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构结构相同，均包括轴承支撑座41、固定板43、调节丝杠42、滑块44、导向杆45；所述固定板43两端分别固定有轴承支撑座41，所述调节丝杠42两端通过轴承支撑座41进行支撑；所述滑块44与调节丝杠41螺纹连接；两个轴承支撑座41之间设有导向杆45，所述导向杆45穿过滑块44，以对滑块44进行导向；所述X轴调节机构的固定板43通过连接板47与Y轴调节机构的滑块44相连；所述Z轴调节机构的固定板43与X轴调节机构的滑块44相连；所述调节丝杠42上设有旋钮46，以转动旋钮46带动调节丝杠旋转。所述焊枪角度调节机构5与Z轴调节机构的滑块44相连。所述固定支撑件3与Y轴调节机构的固定板43相连。
进一步的，所述导向杆45与滑块44采用燕尾副结构配合。
进一步的，所述焊枪角度调节机构5包括精密手动角位移调整结构51和角位移安装结构52；所述精密手动角位移调整结构51与角位移安装结构52固定，所述角位移安装结构52与Z轴调节机构的滑块44相连；所述精密手动角位移调整结构51对电弧焊枪组件2的两个方向上角度姿态进行精确调整。
进一步的，所述精密手动角位移调整结构51包括结构相同的两个角度调节机构，两个角度调调节机构调节方向相互垂直；所述角度调节机构包括上弧形安装板61、弧形涡轮62、蜗杆63、下弧形安装板65、两个弧形导轨64；
所述弧形涡轮62和上弧形安装板61通过螺钉固定在一起；所述蜗杆63两端通过轴承67与下弧形安装板65相连；所述蜗杆63与弧形涡轮62配合；所述蜗杆63的两侧分别设有弧形导轨64；两个弧形导轨64与下弧形安装板65固定；所述上弧形安装板61下端设有滑槽，滑槽与弧形导轨64配合；所述上弧形安装板61可相对弧形导轨64呈弧形滑动；所述蜗杆63上设有手轮68，以便于蜗杆63的转动。一个角度调节机构的下弧形安装板65与另一个角度调节机构的下弧形安装板65固定，两个角度调节机构的蜗杆63轴向垂直。弧形涡轮62与蜗杆63配合侧为齿状结构，齿状结构固定在弧形板上。
进一步的，所述角度调节机构还设有角度标度机构；所述角度标度机构包括指针69、刻度尺66；所述指针与上弧形安装板61固定；所述刻度尺66与下弧形安装板65固定；所述刻度尺66上设有弧形槽661；沿弧形槽661侧沿上设有角度刻度；所述指针穿过弧形槽661；指针上设有标线，标线指向角度刻度。人工旋转手轮，蜗杆63与涡轮62配合，带动上弧形安装板61沿弧形导轨64实现弧线移动，实现手动角位移调节的功能，上弧形安装板61带动指针转动，指针相对刻度尺转动，指示转动角度。所述焊枪通过夹块22与上弧形安装板61固定。采用弧形涡轮62与蜗杆63进行驱动，具有自锁能力，保证角度调整的精度和稳定性。
本发明的激光电弧复合焊枪结构，设有直线调节机构、焊枪角度调节机构，具备多自由度可调功能，课同时调整电弧焊枪相对激光焊枪的位置以及电弧焊枪相对激光焊枪的轴向夹角，能够适应工程实际中各种各样的工艺等需求。直线调节机构采用研磨丝杠进行传动，燕尾副导轨进行导向，调节精度高，可操作性强。焊枪角度调节机构采用精密涡轮蜗杆进行驱动，弧形导轨导向，可以对电弧焊枪组件的两个方向角度进行精确调整，同时结构具备自锁功能，调节可操作性强。

Claims (6)

1.一种多自由度调节激光电弧复合焊枪结构，其特征在于，包括激光焊枪(1)、电弧焊枪(2)、固定支撑件(3)、直线调节机构(4)、焊枪角度调节机构(5)；
所述直线调节机构(4)包括X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构；所述X轴调节机构与Y轴调节机构相连，所述Z轴调节机构与X轴调节机构相连；所述激光焊枪(1)通过固定支撑件(3)与直Y轴调节机构固定；所述焊枪角度调节机构(5)与Z轴调节机构相连；所述电弧焊枪(2)与焊枪角度调节机构(5)相连；所述直线调节机构(4)用于调整电弧焊枪(2)的水平横向、水平纵向、垂直方向的位置，以调整电弧焊枪(2)相对激光焊枪(1)的位置；所述焊枪角度调节机构(5)用于调整电弧焊枪(2)轴向与激光焊枪(1)轴向的夹角。
2.根据权利要求1所述的激光电弧复合焊枪结构，其特征在于，所述X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构结构相同，均包括轴承支撑座(41)、固定板(43)、调节丝杠(42)、滑块(44)、导向杆(45)；所述固定板(43)两端分别固定有轴承支撑座(41)，所述调节丝杠(42)两端通过轴承支撑座(41)进行支撑；所述滑块(44)与调节丝杠(41)螺纹连接；两个轴承支撑座(41)之间设有导向杆(45)，所述导向杆(45)穿过滑块(44)，以对滑块(44)进行导向；所述X轴调节机构的固定板(43)通过连接板(47)与Y轴调节机构的滑块(44)相连；所述Z轴调节机构的固定板(43)与X轴调节机构的滑块(44)相连；所述调节丝杠(42)上设有旋钮(46)。
3.根据权利要求2所述的激光电弧复合焊枪结构，其特征在于，所述导向杆(45)与滑块(44)采用燕尾副结构配合。
4.根据权利要求1所述的激光电弧复合焊枪结构，其特征在于，所述焊枪角度调节机构(5)包括精密手动角位移调整结构(51)和角位移安装结构(52)；所述精密手动角位移调整结构(51)与角位移安装结构(52)固定，所述角位移安装结构(52)与Z轴调节机构的滑块(44)相连；所述精密手动角位移调整结构(51)包括结构相同的两个角度调节机构，两个角度调调节机构调节方向相互垂直，对电弧焊枪组件(2)的两个方向上角度姿态进行调整。
5.根据权利要求1所述的激光电弧复合焊枪结构，其特征在于，所述角度调节机构包括上弧形安装板(61)、弧形涡轮(62)、蜗杆(63)、下弧形安装板(65)、两个弧形导轨(64)；
所述弧形涡轮(62)和上弧形安装板(61)固定；所述蜗杆(63)两端通过轴承(67)与下弧形安装板(65)相连；所述蜗杆(63)与弧形涡轮(62)配合；所述蜗杆(63)的两侧分别设有弧形导轨(64)；两个弧形导轨(64)与下弧形安装板(65)固定；所述上弧形安装板(61)下端设有滑槽，滑槽与弧形导轨(64)配合；所述上弧形安装板(61)可相对弧形导轨(64)呈弧形滑动；所述蜗杆(63)上设有手轮(68)；一个角度调节机构的下弧形安装板(65)与另一个角度调节机构的下弧形安装板(65)固定，两个角度调节机构的蜗杆(63)轴向垂直。
6.根据权利要求5所述的激光电弧复合焊枪结构，其特征在于，所述角度调节机构还设有角度标度机构；所述角度标度机构包括指针(69)、刻度尺(66)；所述指针与上弧形安装板(61)固定；所述刻度尺(66)与下弧形安装板(65)固定；所述刻度尺(66)上设有弧形槽(661)；所述指针穿过弧形槽(661)，沿弧形槽(661)侧沿上设有角度刻度。
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