CN111318825B - 一种用于摆头激光焊接时的防撞保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于摆头激光焊接时的防撞保护装置，包括摆动头主体，还包括：摆动头保护窗，设置在摆动头主体下端；第一保护装置，连接在摆动头保护窗下端，用于实现X、Y方向撞击掉落；第二保护装置，连接在第一保护装置下端，用于实现Z方向撞击升降；防撞保护感应器，设置在摆动头保护窗上，用于感应第一保护装置和第二保护装置是否受到撞击，防撞保护感应器与焊接设备的控制主机电连接。本发明能够起到X、Y、Z三个方向的同时防撞，即使摆动头发生撞击，也能够快速复原不会影响项目的进度；发生撞击后设备能够第一时间报警让设备停机，不会对设备造成二次损害，以及降低现场生产安全事故的发生。

Description

一种用于摆头激光焊接时的防撞保护装置

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，特别涉及一种用于摆头激光焊接时的防撞保护装置。

背景技术

激光焊接是利用高能量密度的激光光束作为热源的一种高效精密的焊接方法，具有热输入量小，能量转换率高，焊缝深度与宽度比较大，且易于实现自动化、智能化等优点。

在市场对产品的工艺需求越来越高的情况下，摆动头激光焊接的工艺在市场上被广泛接受，相较于传统的准直焊接头、振镜焊接头，摆动焊接头焊接出来的产品：焊缝更加均匀、外观更加美观。随着运用的深入，一些复杂激光焊接工况下的运用也随之产生，摆动头激光焊接需要与现场很多的运动机构相配合才能完成，这个过程中(特别是在调试的时候)非常容易发生摆动头被撞的风险，大大影响项目的推进进度和增加现场安全事故的发生，这就对摆动头激光焊接时的防撞保护提出更高的要求，摆动头发生撞击后不能对设备有大的损害和要能够快速复原、不能影响项目的进度。

目前在摆动头激光焊接的过程中，摆动头的防撞保护机构大都还没有安装应用，小部分有安装也是比较简单形式，并不能起到X、Y、Z三个方向的同时防撞的能力。

发明内容

本发明提供一种用于摆头激光焊接时的防撞保护装置，用以解决目前在摆动头激光焊接的过程中，摆动头的防撞保护机构大都还没有安装应用，小部分有安装也是比较简单形式，并不能起到X、Y、Z三个方向的同时防撞的能力。

一种用于摆头激光焊接时的防撞保护装置，包括摆动头主体，还包括：

摆动头保护窗，设置在摆动头主体下端；

第一保护装置，连接在所述摆动头保护窗下端，用于实现X、Y方向撞击掉落；

第二保护装置，连接在所述第一保护装置下端，用于实现Z方向撞击升降；

防撞保护感应器，设置在所述摆动头保护窗上，用于感应第一保护装置和第二保护装置是否受到撞击，所述防撞保护感应器与焊接设备的控制主机电连接。

优选的，所述摆动头保护窗下端设置第一安装槽；

所述第一保护装置包括：双磁铁装置；X、Y方向撞击掉落部分；

所述双磁铁装置包括：

锥形部，内部设置第一竖直通孔，且大径端朝上设置，所述锥形部上端的大径端设置第二安装槽；

第一磁铁，设置在所述第一安装槽内；

第二磁铁，设置在所述第二安装槽内，与所述第一磁铁吸附配合；

所述锥形部、第二磁铁与第二保护装置整体构成X、Y方向撞击掉落部分；

所述第二保护装置包括：弹簧装置；Z方向撞击升降部分；

所述弹簧装置包括：

压缩弹簧，竖直设置，上端固定连接在所述锥形部下端；

所述Z方向撞击升降部分上端与所述压缩弹簧下端固定连接，所述Z方向撞击升降部分设置有与所述第一竖直通孔同轴的第二竖直通孔；

所述锥形部下端处设置第三竖直通孔，所述第三竖直通孔与所述第一竖直通孔下端连通且直径小于第一竖直通孔直径；

所述Z方向撞击升降部分的第二竖直通孔内固定设置导向套筒，所述导向套筒上部设置在所述第一竖直通孔和第三竖直通孔内，所述导向套筒上端设置挡板，所述挡板尺寸大于第三竖直通孔直径，所述压缩弹簧套在导向套筒外侧。

优选的，所述第一安装槽和第二安装槽均为环形，所述第一磁铁和第二磁铁均为钕铁硼磁环。

优选的，所述锥形部和Z方向撞击升降部分同轴设置，所述第一竖直通孔、第二竖直通孔分别设置在锥形部和Z方向撞击升降部分轴心处；

所述Z方向撞击升降部分整体外部轮廓为倒置的锥形结构。

优选的，所述防撞保护感应器包括：激光位移传感器，用于感应第一保护装置和第二保护装置的位移。

优选的，所述摆动头保护窗包括：连接部和连接部一侧的保护镜片。

优选的，还包括：

振动传感器，连接在所述摆动头保护窗或摆动头主体上；

防撞保护感应器包括：若干距离传感器，设置在连接部周向；

所述振动传感器与焊接设备的控制主机电连接，所述焊接设备的控制主机根据所述振动传感器和所述若干距离传感器控制焊接设备工作；

所述振动传感器通过第一连接电路与焊接设备的控制主机，所述第一连接电路包括：放大及补偿单元、跟随单元、检测单元；

所述检测单元包括：

第二电阻，一端连接防撞保护感应器，另一端连接焊接设备的控制主机；

第一电阻，第一端连接防撞保护感应器，第二端连接焊接设备的控制主机；

第七电阻，一端连接防撞保护感应器，另一端接地；

第三电容，一端连接防撞保护感应器，另一端接地；

第二电容，一端连接第一电阻第二端，另一端接地；

所述放大及补偿单元包括：

第十二电阻，为可变电阻，一端连接防撞保护感应器，另一端连接第一电源；

第三电阻，一端连接第一电源；

第二运算放大器，正输入端连接第三电阻另一端；

第五电阻，一端连接第十二电阻可变端，另一端连接第二运算放大器负输入端；

第四电阻，一端连接第二运算放大器负输入端，另一端连接第二运算放大器输出端；

第四电容，一端连接第二运算放大器负输入端，另一端连接第二运算放大器输出端；

第六电阻，一端连接第二运算放大器输出端；

所述跟随单元包括：

第一运算放大器，正输入端连接第六电阻另一端，负输入端连接输出端；

第八电阻，第一端连接第一运算放大器输出端，第二端连接焊接设备的控制主机；

第一电容，一端连接第一运算放大器输出端，另一端接地；

第三二极管，负极连接第八电阻第二端，正极接地；

所述焊接设备的控制主机通过第二连接电路连接报警装置，所述第二连接电路包括：

第二二极管，负极连接焊接设备的控制主机，正极接地；

第一二极管，负极连接焊接设备的控制主机；

第四二极管，正极连接焊接设备的控制主机；

场效应管，栅极连接第一二极管正极，漏极连接第二电源以及通过第十一电阻连接第四二极管负极；

第九电阻，第一端连接报警装置，第二端连接场效应管源极；

第十电阻，一端连接第九电阻第二端；

第五二极管，正极连接第十电阻另一端，所述第五二极管负极接地。

优选的，所述报警装置包括：

第一报警器，用于指示X、Y方向撞击掉落；

第二报警器，用于指示Z方向撞击升降；

第三报警器，用于当振动传感器的检测值大于第一标准值，而防撞保护感应器未感应到X、Y方向撞击掉落及Z方向撞击升降，进行报警并控制焊接设备停机；

第四报警器，用于当振动传感器的检测值大于第二标准值，而防撞保护感应器未感应到X、Y方向撞击掉落及Z方向撞击升降，进行报警，所述第二标准值小于第一标准值；

第五报警器，用于当焊接设备的控制主机根据若干距离传感器检测信息，判断出第一保护装置或第二保护装置倾斜角度超出预设倾斜角度标准值时，进行报警。

优选的，还包括：若干缓冲装置，所述缓冲装置套接连接在第一保护装置及第二保护装置上；

所述缓冲装置包括：

第一环形体，所述第一环形体外侧由相邻的弧形凸起及弧形凹陷连接成的弧形弯曲结构；

若干固定块，沿第一环形体周侧均匀设置在所述第一环形体内侧下部；

转动杆，通过转轴转动连接在所述固定块上端，所述转动杆第一端伸入弧形凸起或弧形凹陷内部；

第二环形体，由弹性材质制成，设置在所述第一环形体外侧，所述第二环形体内壁与所述弧形凸起固定连接；

球体，由弹性材质制成，固定连接在所述转动杆第一端；

第一缓冲弹簧，一端固定连接在所述转动杆第二端；

第二套筒，所述缓冲弹簧另一端固定连接在第二套筒外壁，第二套筒内壁用于与第一保护装置、第二保护装置外侧壁固定连接；

第二缓冲弹簧，所述第二环形体相对于第二环形体的弧形凹陷处内部固定连接第二缓冲弹簧，所述第二缓冲弹簧远离第二环形体外壁的一端与所述弧形凹陷固定连接；

靠近第二保护装置下端的缓冲装置的下端超出第二保护装置下端。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明第一连接电路和第二连接电路的电路图。

图3为本发明缓冲装置的一种实施例的结构示意图。

图中：1、摆动头保护窗；11、连接部；111、第一安装槽；12、保护镜片；2、第一保护装置；21、双磁铁装置；211、锥形部；2111、第一竖直通孔；212、第一磁铁；213、第二磁铁；22、X、Y方向撞击掉落部分；3、第二保护装置；31、弹簧装置；311、压缩弹簧；32、Z方向撞击升降部分；321、导向套筒；322、挡板；4、防撞保护感应器；41、连接线；5、摆动头主体；6、缓冲装置；61、第一环形体；611、弧形凸起；612、弧形凹陷；62、固定块；63、转动杆；64、第二环形体；65、球体；66、第一缓冲弹簧；67、第二缓冲弹簧；68、第二套筒；69、转轴；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；R9、第九电阻；R10、第十电阻；R11、第十一电阻；R12、第十二电阻；C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容；C4、第四电容；Q、场效应管；V1、第一电源；V2、第二电源；D1、第一二极管；D2、第二二极管；D3、第三二极管；D4、第四二极管；D5、第五二极管；U1、第一运算放大器；U2、第二运算放大器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明实施例提供了一种用于摆头激光焊接时的防撞保护装置，如图1所示，包括摆动头主体5，还包括：

摆动头保护窗1，设置在摆动头主体5下端(优选的，为摆动头主体5光束聚焦装置下端)；摆动头保护窗1用于隔离摆动头主体5；

第一保护装置2，连接在所述摆动头保护窗1下端(优选的，为吸附连接在所述摆动头保护窗1下端)，用于实现X、Y方向撞击掉落；

第二保护装置3，连接在所述第一保护装置2下端，用于实现Z方向撞击升降；

防撞保护感应器4，设置在所述摆动头保护窗1上，用于感应第一保护装置2和第二保护装置3是否受到撞击，所述防撞保护感应器与焊接设备的控制主机电连接(也可另外设置控制器，控制器与焊接设备的控制主机及防撞保护感应器电连接)；优选的，焊接设备的控制主机可电连接报警器，当防撞保护感应器产生报警信号时，控制报警器进行报警。

当防撞保护感应器4感应到第一保护装置2和第二保护装置3受到撞击时，将感应信息传输给焊接设备的控制主机，焊接设备的控制主机控制焊接设备停机、相关机构停止动作、激光器停止出光，减少对设备造成二次损害。

所述摆动头主体5为现有激光焊接时采用的摆动头(摆动焊接头)，其主要包括激光光束输入接口装置、光束调整装置、光束聚焦装置、CCD视觉监控装置、信号输入输出装置等。

本发明可应用于使用摆动头进行激光焊接、切割的的场合；

上述技术方案的工作原理为：

1、摆动头在工作的过程中发生Z轴方向的撞击，这时第二保护装置3实现Z方向撞击上升动作，触发防撞保护感应器报警信号发生，焊接设备接收到报警信号后通知设备停机、相关机构停止动作、激光器停止出光，减少对设备造成二次损害。

2、摆动头在工作的过程中发生X、Y平面方向的撞击，这时第一保护装置2实现X、Y方向撞击掉落，触发防撞保护感应器报警信号发生，焊接设备接收到报警信号后通知设备停机、相关机构停止动作、激光器停止出光，减少对设备造成二次损害；

3、撞击发生后由于没有对摆动头和焊接设备的相关机构有破坏性的损害，只需要将X、Y方向撞击掉落部分装上复原即可，不会影响项目的进度，减少现场安全事故的发生，可以大幅提高企业的生产效率。

上述技术方案的有益效果为：

1、能够起到X、Y、Z三个方向的同时防撞；

上述第一保护装置、第二保护装置结构简单，连接方便(如通过磁铁吸附连接)，即使摆动头发生撞击，也能够快速复原不会影响项目的进度；

发生撞击后设备能够第一时间报警让设备停机，不会对设备造成二次损害；

2、通过此种摆动头防撞保护的工艺方法(上述工作原理对应的方法)，特别适用于复杂工况下的生产加工要求，能够加快项目的推进速度，降低现场生产安全事故的发生。

3、使用此种方法对摆动头的防撞保护后，使复杂设备调试生产变得简单，不需要特别专业的人才能使用设备，一般人员通过专业的培训后就可以使用设备，便于工厂实现大批量生产，提高生产效率，增加企业的效益。

在一个实施例中，如图1所示，所述摆动头保护窗1下端设置第一安装槽111；

所述第一保护装置2包括：双磁铁装置21；X、Y方向撞击掉落部分22；

所述双磁铁装置21包括：

锥形部211，内部设置第一竖直通孔2111，且大径端朝上设置，所述锥形部211上端的大径端设置第二安装槽；

第一磁铁212，设置在所述第一安装槽111内；

第二磁铁213，设置在所述第二安装槽内，与所述第一磁铁212吸附配合；

所述锥形部211、第二磁铁213与第二保护装置3整体构成X、Y方向撞击掉落部分；

所述第二保护装置3包括：弹簧装置31；Z方向撞击升降部分32；

所述弹簧装置31包括：

压缩弹簧311，竖直设置，上端固定连接在所述锥形部211下端；

所述Z方向撞击升降部分32上端与所述压缩弹簧311下端固定连接，所述Z方向撞击升降部分32设置有与所述第一竖直通孔2111同轴的第二竖直通孔；

所述锥形部211下端处设置第三竖直通孔，所述第三竖直通孔与所述第一竖直通孔2111下端连通且直径小于第一竖直通孔2111直径；

所述Z方向撞击升降部分32的第二竖直通孔内固定设置导向套筒321，所述导向套筒321上部设置在所述第一竖直通孔2111和第三竖直通孔内，所述导向套筒321上端设置挡板322，所述挡板322尺寸大于第三竖直通孔直径(小于第一竖直通孔直径)，所述压缩弹簧311套在导向套筒321外侧。

所述防撞保护感应器4包括：激光位移传感器，用于感应第一保护装置2和第二保护装置3的位移(可如图1中连接线41所示，激光位移传感器用于感应Z方向撞击升降部分32上端的距离，根据距离判断是否出现X、Y方向撞击或撞击掉落及Z方向撞击升降)

上述技术方案的工作原理和有益效果为：锥形部211、第二磁铁213与第二保护装置3整体构成X、Y方向撞击掉落部分22，与摆动头主体通过第一磁铁和第二磁铁吸附固定连接，摆动头主体在工作的过程中发生X、Y平面方向的撞击，这时X、Y方向撞击掉落部分22实现撞击掉落，这时激光位移传感器用于感应Z方向撞击升降部分32上端的距离发生第一改变，触发第一报警信号(X、Y方向碰撞信号)产生；

摆动头在工作的过程中发生Z轴方向的撞击，这时Z方向撞击升降部分向上动作，这时激光位移传感器用于感应Z方向撞击升降部分32上端的距离发生第二改变，触发第二报警信号(X、Y方向碰撞信号)产生；

所述锥形部211处设置相对的第一竖直通孔、第三竖直通孔，所述Z方向撞击升降部分32设置与第一竖直通孔相对的第二竖直通孔及导向套筒，光线从第一竖直通孔、第三竖直通孔、导向套筒、第二竖直通孔通过(如图1中箭头所示为光线方向)；

所述导向套筒321上端设置在所述第三竖直通孔内，所述压缩弹簧套在导向套筒外侧；通过导向套筒和第三竖直通孔的作用对弹簧的运动进行导向，Z方向撞击升降部分向上动作的效果，且挡板的设置避免导向套筒脱离出第一竖直通孔及第三竖直通孔。

且第一保护装置(X、Y方向撞击掉落部分22)，与摆动头主体通过第一磁铁和第二磁铁吸附固定连接，而第二保护装置连接在第一保护装置，吸附连接具有连接方便的优点，因此本发明中即使摆动头发生撞击，也能够快速复原不会影响项目的进度。

在一个实施例中，所述第一安装槽111和第二安装槽均为环形，所述第一磁铁212和第二磁铁213均为钕铁硼磁环。

上述技术方案的有益效果为：第一安装槽111和第二安装槽均为环形，所述第一磁铁212和第二磁铁213均为钕铁硼磁环，增大的第一磁铁和第二磁铁接触的面积，可使得吸附连接可靠；

钕铁硼磁性材料，作为稀土永磁材料发展的最新结果，由于其优异的磁性能而被称为“磁王”。钕铁硼磁性材料是钕，氧化铁等的合金。又称磁钢。钕铁硼具有极高的磁能积和矫力，同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用，从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。钕铁硼的优点是性价比高，具良好的机械特性。

在一个实施例中，所述锥形部211和Z方向撞击升降部分32同轴设置，所述第一竖直通孔2111、第二竖直通孔分别设置在锥形部211和Z方向撞击升降部分32轴心处；

所述Z方向撞击升降部分32整体外部轮廓为倒置的锥形结构。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：所述锥形部211和Z方向撞击升降部分32同轴设置具有结构稳定性好的优点。

在一个实施例中，所述摆动头保护窗1包括：连接部11和连接部11一侧的保护镜片12；

上述技术方案的工作原理和有益效果为：保护镜片用于隔离摆动头主体，连接部用于连接所述第一保护装置及防撞保护感应器。

在一个实施例中，

还包括：振动传感器，连接在所述摆动头保护窗或摆动头主体上(优选的，也可连接在锥形部上)；

防撞保护感应器包括：若干距离传感器，设置在连接部周向；

所述振动传感器与焊接设备的控制主机电连接，所述焊接设备的控制主机根据所述振动传感器和所述若干距离传感器控制焊接设备工作；

所述振动传感器通过第一连接电路与焊接设备的控制主机，所述第一连接电路包括：放大及补偿单元、跟随单元、检测单元；

所述检测单元包括：

第二电阻R2，一端连接防撞保护感应器，另一端连接焊接设备的控制主机；

第一电阻R1，第一端连接防撞保护感应器，第二端连接焊接设备的控制主机；

第七电阻R7，一端连接防撞保护感应器，另一端接地；

第三电容C3，一端连接防撞保护感应器，另一端接地；

第二电容C2，一端连接第一电阻R1第二端，另一端接地；

所述放大及补偿单元包括：

第十二电阻R12，为可变电阻，一端连接防撞保护感应器，另一端连接第一电源V1；

第三电阻R3，一端连接第一电源V1；

第二运算放大器U2，正输入端连接第三电阻R3另一端；

第五电阻R5，一端连接第十二电阻R12可变端，另一端连接第二运算放大器U2负输入端；

第四电阻R4，一端连接第二运算放大器U2负输入端，另一端连接第二运算放大器U2输出端；

第四电容C4，一端连接第二运算放大器U2负输入端，另一端连接第二运算放大器U2输出端；

第六电阻R6，一端连接第二运算放大器U2输出端；

所述跟随单元包括：

第一运算放大器U1，正输入端连接第六电阻R6另一端，负输入端连接输出端；

第八电阻R8，第一端连接第一运算放大器U1输出端，第二端连接焊接设备的控制主机；

第一电容C1，一端连接第一运算放大器U1输出端，另一端接地；

第三二极管D3，负极连接第八电阻R8第二端，正极接地；

所述焊接设备的控制主机通过第二连接电路连接报警装置，所述第二连接电路包括：

第二二极管D2，负极连接焊接设备的控制主机，正极接地；

第一二极管D1，负极连接焊接设备的控制主机；

第四二极管D4，正极连接焊接设备的控制主机；

场效应管Q，栅极连接第一二极管D1正极，漏极连接第二电源V2以及通过第十一电阻R11连接第四二极管D4负极；

第九电阻R9，第一端连接报警装置，第二端连接场效应管Q源极；

第十电阻R10，一端连接第九电阻R9第二端；

第五二极管D5，正极连接第十电阻R10另一端，所述第五二极管D5负极接地。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

振动传感器，用于感应摆动头主体的振动频率信息并将其传输给焊接设备的控制主机；

设置若干距离传感器，设置在连接部周向，用于从多个方向感应第一保护装置及第二保护装置距离信息，并将其传输给焊接设备的控制主机，避免由于安装环境的影响而影响距离检测，且使得检测更准确，尤其是当某个距离传感器工作异常时，仍然可以除非碰撞信号，使得本发明监测更可靠；

所述焊接设备的控制主机根据所述振动传感器和所述若干距离传感器控制焊接设备工作，通过距离触发和振动频率触发两方面结合，更便于可靠保护焊接设备；

上述放大及补偿单元中，通过U2放大信号，通过R12、R5、R3将信号分别输入端U2正输入端和负输入端比较，且R4用于反馈信号至U2输入端实现信号补偿，且通过C4滤波；上述跟随单元中，U1用于信号隔离放大传输，避免U1信号干扰，且通过D3稳压，C1滤波；以上放大及补偿单元、跟随单元能够提高信号传输的可靠性；

上述检测单元中，用于根据R1、R2与焊接设备的控制主机连接的一端的输出电压，判断防撞保护器的工作是否异常；

上述第二连接电路中，通过D2、D4起到电压钳位保护作用，然后通过D1稳压后报警，上述报警电路更加可靠及安全。

在一个实施例中，所述报警装置包括：

第一报警器，用于指示X、Y方向撞击掉落；

第二报警器，用于指示Z方向撞击升降；

第三报警器，用于当振动传感器的检测值大于第一标准值，而防撞保护感应器未感应到X、Y方向撞击掉落及Z方向撞击升降，进行报警并控制焊接设备停机；

第四报警器，用于当振动传感器的检测值大于第二标准值，而防撞保护感应器未感应到X、Y方向撞击掉落及Z方向撞击升降，进行报警，所述第二标准值小于第一标准值；

第五报警器，用于当焊接设备的控制主机根据若干距离传感器检测信息，判断出第一保护装置或第二保护装置倾斜角度超出预设倾斜角度标准值时，进行报警。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：第一报警器，用于指示X、Y方向撞击掉落；第二报警器，用于指示Z方向撞击升降；第一报警器及第二报警器报警的同时，焊接设备的控制主机控制焊接设备停机、相关机构停止动作、激光器停止出光，减少对设备造成二次损害；

第三报警器，用于当振动传感器的检测值大于第一标准值，而防撞保护感应器未感应到X、Y方向撞击掉落及Z方向撞击升降，进行报警并控制焊接设备停机；用于当防撞保护感应器感应异常时，进行报警器，同时焊接设备的控制主机控制焊接设备停机、相关机构停止动作、激光器停止出光，减少对设备造成二次损害；

第四报警器，用于当振动传感器的检测值大于第二标准值，而防撞保护感应器未感应到X、Y方向撞击掉落及Z方向撞击升降，进行报警，所述第二标准值小于第一标准值，用于如碰撞频率未达到使得X、Y方向撞击掉落部分22掉落的情况下，进行报警提示，以提醒操作人员；

第五报警器，用于当焊接设备的控制主机根据若干距离传感器检测信息，判断出第一保护装置或第二保护装置倾斜角度超出预设倾斜角度标准值时，进行报警，避免由于第一保护装置或第二保护装置倾斜(如连接不稳导致的倾斜)影响保护效果。

在一个实施例中，如图3所示，还包括：若干缓冲装置6，所述缓冲装置6套接连接在第一保护装置及第二保护装置上，且若干缓冲装置6的布置时避免影响防撞保护感应器的感应；

所述缓冲装置6包括：

第一环形体61，所述第一环形体61外侧由相邻的弧形凸起611及弧形凹陷612连接成的弧形弯曲结构；

若干固定块62，沿第一环形体61周侧均匀设置在所述第一环形体61内侧下部；

转动杆63，通过转轴69转动连接在所述固定块62上端，所述转动杆63第一端伸入弧形凸起611或弧形凹陷612内部；

第二环形体64，由弹性材质制成，设置在所述第一环形体61外侧，所述第二环形体64内壁与所述弧形凸起611固定连接；

球体65，由弹性材质制成，固定连接在所述转动杆63第一端；

第一缓冲弹簧66，一端固定连接在所述转动杆63第二端；

第二套筒68，所述缓冲弹簧另一端固定连接在第二套筒68外壁，第二套筒68内壁用于与第一保护装置、第二保护装置外侧壁固定连接；

第二缓冲弹簧67，所述第二环形体64相对于第二环形体64的弧形凹陷612处内部固定连接第二缓冲弹簧67，所述第二缓冲弹簧67远离第二环形体64外壁的一端与所述弧形凹陷612固定连接；

靠近第二保护装置下端的缓冲装置6的下端超出第二保护装置下端。优选的，靠近第一保护装置下端的缓冲装置6的上端稍微超出第二保护装置上端，或者两者齐平，以进一步提高缓冲效果，避免第一保护装置上端和第二或保护装置下端端头损坏；优选的，还可在第一保护装置上端和第二或保护装置下端设置缓冲层。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：从外到内依次通过第二环形体、第二缓冲弹簧、球体、第一缓冲弹簧进行多次缓冲，具有缓冲效果好的优点，以保护连接在第二套筒内部的第一保护装置和第二保护装置，避免X、Y方向撞击掉落后，损坏第一保护装置和第二保护装置而影响对摆动头主体的保护效果，延长第一保护装置及第二保护装置的使用寿命；上述弧形凸起和弧形凹陷的设置有利于侧向缓冲(侧向传递力至第二缓冲弹簧及球体)，转动杆的设置使得第一环形体和第二环形体连接可靠，且当第二环形体和球体侧向受力时，能够驱动转动杆转动，实现侧向缓冲。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种用于摆头激光焊接时的防撞保护装置，包括摆动头主体(5)，其特征在于，还包括：

摆动头保护窗(1)，设置在摆动头主体(5)下端；

第一保护装置(2)，连接在所述摆动头保护窗(1)下端，用于实现X、Y方向撞击掉落；

第二保护装置(3)，连接在所述第一保护装置(2)下端，用于实现Z方向撞击升降；

防撞保护感应器(4)，设置在所述摆动头保护窗(1)上，用于感应第一保护装置(2)和第二保护装置(3)是否受到撞击，所述防撞保护感应器(4)与焊接设备的控制主机电连接；

所述摆动头保护窗(1)包括：连接部(11)和连接部(11)一侧的保护镜片(12)；

振动传感器，连接在所述摆动头保护窗(1)或摆动头主体(5)上；

防撞保护感应器(4)包括：若干距离传感器，设置在连接部(11)周向；

所述振动传感器与焊接设备的控制主机电连接，所述焊接设备的控制主机根据所述振动传感器和所述若干距离传感器控制焊接设备工作；

所述振动传感器通过第一连接电路与焊接设备的控制主机，所述第一连接电路包括：放大及补偿单元、跟随单元、检测单元；

所述检测单元包括：

第二电阻(R2)，一端连接防撞保护感应器(4)，另一端连接焊接设备的控制主机；

第一电阻(R1)，第一端连接防撞保护感应器(4)，第二端连接焊接设备的控制主机；

第七电阻(R7)，一端连接防撞保护感应器(4)，另一端接地；

第三电容(C3)，一端连接防撞保护感应器(4)，另一端接地；

第二电容(C2)，一端连接第一电阻(R1)第二端，另一端接地；

所述放大及补偿单元包括：

第十二电阻(R12)，为可变电阻，一端连接防撞保护感应器(4)，另一端连接第一电源(V1)；

第三电阻(R3)，一端连接第一电源(V1)；

第二运算放大器(U2)，正输入端连接第三电阻(R3)另一端；

第五电阻(R5)，一端连接第十二电阻(R12)可变端，另一端连接第二运算放大器(U2)负输入端；

第四电阻(R4)，一端连接第二运算放大器(U2)负输入端，另一端连接第二运算放大器(U2)输出端；

第四电容(C4)，一端连接第二运算放大器(U2)负输入端，另一端连接第二运算放大器(U2)输出端；

第六电阻(R6)，一端连接第二运算放大器(U2)输出端；

所述跟随单元包括：

第一运算放大器(U1)，正输入端连接第六电阻(R6)另一端，负输入端连接输出端；

第八电阻(R8)，第一端连接第一运算放大器(U1)输出端，第二端连接焊接设备的控制主机；

第一电容(C1)，一端连接第一运算放大器(U1)输出端，另一端接地；

第三二极管(D3)，负极连接第八电阻(R8)第二端，正极接地；

所述焊接设备的控制主机通过第二连接电路连接报警装置，所述第二连接电路包括：

第二二极管(D2)，负极连接焊接设备的控制主机，正极接地；

第一二极管(D1)，负极连接焊接设备的控制主机；

第四二极管(D4)，正极连接焊接设备的控制主机；

场效应管(Q)，栅极连接第一二极管(D1)正极，漏极连接第二电源(V2)以及通过第十一电阻(R11)连接第四二极管(D4)负极；

第九电阻(R9)，第一端连接报警装置，第二端连接场效应管(Q)源极；

第十电阻(R10)，一端连接第九电阻(R9)第二端；

第五二极管(D5)，正极连接第十电阻(R10)另一端，所述第五二极管(D5)负极接地；

所述报警装置包括：

第一报警器，用于指示X、Y方向撞击掉落；

第二报警器，用于指示Z方向撞击升降；

第三报警器，用于当振动传感器的检测值大于第一标准值，而防撞保护感应器(4)未感应到X、Y方向撞击掉落及Z方向撞击升降，进行报警并控制焊接设备停机；

第四报警器，用于当振动传感器的检测值大于第二标准值，而防撞保护感应器(4)未感应到X、Y方向撞击掉落及Z方向撞击升降，进行报警，所述第二标准值小于第一标准值；

第五报警器，用于当焊接设备的控制主机根据若干距离传感器检测信息，判断出第一保护装置(2)或第二保护装置(3)倾斜角度超出预设倾斜角度标准值时，进行报警；

还包括：若干缓冲装置(6)，所述缓冲装置(6)套接连接在第一保护装置(2)及第二保护装置(3)上；

所述缓冲装置(6)包括：

第一环形体(61)，所述第一环形体(61)外侧由相邻的弧形凸起(611)及弧形凹陷(612)连接成的弧形弯曲结构；

若干固定块(62)，沿第一环形体(61)周侧均匀设置在所述第一环形体(61)内侧下部；

转动杆(63)，通过转轴(69)转动连接在所述固定块(62)上端，所述转动杆(63)第一端伸入弧形凸起(611)或弧形凹陷(612)内部；

第二环形体(64)，由弹性材质制成，设置在所述第一环形体(61)外侧，所述第二环形体(64)内壁与所述弧形凸起(611)固定连接；

球体(65)，由弹性材质制成，固定连接在所述转动杆(63)第一端；

第一缓冲弹簧(66)，一端固定连接在所述转动杆(63)第二端；

第二套筒(68)，所述缓冲弹簧另一端固定连接在第二套筒(68)外壁，第二套筒(68)内壁用于与第一保护装置(2)、第二保护装置(3)外侧壁固定连接；

第二缓冲弹簧(67)，所述第二环形体(64)相对于第二环形体(64)的弧形凹陷(612)处内部固定连接第二缓冲弹簧(67)，所述第二缓冲弹簧(67)远离第二环形体(64)外壁的一端与所述弧形凹陷(612)固定连接；

靠近第二保护装置(3)下端的缓冲装置(6)的下端超出第二保护装置(3)下端。

2.根据权利要求1所述的一种用于摆头激光焊接时的防撞保护装置，其特征在于，

所述摆动头保护窗(1)下端设置第一安装槽(111)；

所述第一保护装置(2)包括：双磁铁装置(21)；X、Y方向撞击掉落部分(22)；

所述双磁铁装置(21)包括：

锥形部(211)，内部设置第一竖直通孔(2111)，且大径端朝上设置，所述锥形部(211)上端的大径端设置第二安装槽；

第一磁铁(212)，设置在所述第一安装槽(111)内；

第二磁铁(213)，设置在所述第二安装槽内，与所述第一磁铁(212)吸附配合；

所述锥形部(211)、第二磁铁(213)与第二保护装置(3)整体构成X、Y方向撞击掉落部分(22)；

所述第二保护装置(3)包括：弹簧装置(31)；Z方向撞击升降部分(32)；

所述弹簧装置(31)包括：

压缩弹簧(311)，竖直设置，上端固定连接在所述锥形部(211)下端；

所述Z方向撞击升降部分(32)上端与所述压缩弹簧(311)下端固定连接，所述Z方向撞击升降部分(32)设置有与所述第一竖直通孔(2111)同轴的第二竖直通孔；

所述锥形部(211)下端处设置第三竖直通孔，所述第三竖直通孔与所述第一竖直通孔(2111)下端连通且直径小于第一竖直通孔(2111)直径；

所述Z方向撞击升降部分(32)的第二竖直通孔内固定设置导向套筒(321)，所述导向套筒(321)上部设置在所述第一竖直通孔(2111)和第三竖直通孔内，所述导向套筒(321)上端设置挡板(322)，所述挡板(322)尺寸大于第三竖直通孔直径，所述压缩弹簧(311)套在导向套筒(321)外侧。

3.根据权利要求2所述的一种用于摆头激光焊接时的防撞保护装置，其特征在于，所述第一安装槽(111)和第二安装槽均为环形，所述第一磁铁(212)和第二磁铁(213)均为钕铁硼磁环。

4.根据权利要求2所述的一种用于摆头激光焊接时的防撞保护装置，其特征在于，

所述锥形部(211)和Z方向撞击升降部分(32)同轴设置，所述第一竖直通孔(2111)、第二竖直通孔分别设置在锥形部(211)和Z方向撞击升降部分(32)轴心处；

所述Z方向撞击升降部分(32)整体外部轮廓为倒置的锥形结构。

5.根据权利要求1所述的一种用于摆头激光焊接时的防撞保护装置，其特征在于，所述防撞保护感应器(4)包括：激光位移传感器，用于感应第一保护装置(2)和第二保护装置(3)的位移。

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