CN111331248A - 一种触觉跟踪的激光搅拌焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触觉跟踪的激光搅拌焊接装置，包括外壳、准直组件、反射镜组、数控反射镜组件、聚焦组件和触觉跟踪组件，准直组件包括光纤接口和准直镜；反射镜组包括安装在外壳内的固定反射镜；数控反射镜组件包括数控反射镜和数控反射镜驱动机构，聚焦镜组包括安装在外壳内的聚焦镜；触觉跟踪组件包括摇摆座、电机、导向针和编码器，导向针安装在摇摆座上，编码器与电机的电机轴连接，控制盒组件通过驱动机构驱动数控反射镜转动，使聚集激光在工件上形成的光斑移动到到指定位置，并按要求实现不同的激光搅拌轨迹图形对工件进行焊接。本发明可对不规则焊缝实时补偿跟踪，其稳定可靠，效率较高，可使能量均匀的分布在宽焊缝中，且具有较大熔深。

Description

一种触觉跟踪的激光搅拌焊接装置

技术领域

本发明属于焊接技术领域，更具体地，涉及一种激光搅拌焊接装置。

背景技术

焊缝跟踪在焊接自动化中的意义重大，对于提高焊接设备柔性、保证焊接质量都具有积极作用，特别是在复杂焊缝形状的焊接时，单纯的机器轨迹示教无法保证焊接质量。随着船舶、压力容器、核电等大型厚钢板的焊接需求越来越高，焊缝形状、宽度、熔深等综合指标也进一步提高，对现有焊接设备提出了更高要求。

焊缝跟踪方面，现有技术如常见的视觉传感器，需要克服焊接过程中强烈的反射光，图像中易混有噪声，需要复杂的后续处理才能保证跟踪精度，同时相比触觉传感器结构更复杂、造价更贵。此外，目前的激光搅拌焊接(wobble)装置主要用来完成对铝合金等特定材料的焊接任务，其与焊缝跟踪技术的结合相对较少，一定程度上限制了其使用效率。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种触觉跟踪的激光搅拌焊接装置，其可根据触觉跟踪的位置，数控调整反射镜激光束到指定位置，并按要求实现不同的激光搅拌轨迹图形。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种触觉跟踪的激光搅拌焊接装置，其特征在于，包括外壳、准直组件、反射镜组、数控反射镜组件、聚焦组件和触觉跟踪组件，其中：

所述准直组件包括光纤接口和准直镜，所述光纤接口设置于该外壳上，以用于连接激光光纤头并让激光光纤头发射激光到该外壳内的准直镜上，再经该准直镜准直后形成平行光；

所述反射镜组包括安装在所述外壳内的固定反射镜，以用于反射所述准直镜出来的平行光；

所述数控反射镜组件包括安装在所述外壳内的数控反射镜和数控反射镜驱动机构，所述聚焦镜组包括安装在所述外壳内的聚焦镜，所述数控反射镜用于将固定反射镜反射的平行光朝下反射到所述聚焦镜上聚焦成聚焦激光，所述外壳上设置有作为聚焦激光出口的条形孔，所述数控反射镜驱动机构用于驱动所述数控反射镜转动，以使所述聚焦激光在工件上形成的光斑可移动；

所述触觉跟踪组件包括摇摆座、电机、导向针和编码器，所述摇摆座可转动安装在所述外壳上，所述电机安装在所述外壳上，以用于驱动所述摇摆座转动，所述导向针固定安装在所述摇摆座上，以用于接触焊缝，所述编码器与所述电机的电机轴连接，以用于获取所述导向针的位置并反馈给控制盒组件，所述控制盒组件通过驱动机构驱动所述数控反射镜转动，从而使光斑移动到与导向针相对应的位置对工件进行焊接。

优选地，所述准直组件还包括安装在所述外壳上的准直驱动机构，以用于驱动所述准直镜沿Z轴上下移动，从而调整所述光斑的大小。

优选地，所述触觉跟踪组件还包括直线位移传感器、压缩弹簧和导向支架，所述直线位移传感器包括固定部件和可移动部件，所述直线位移传感器的固定部件安装在所述摇摆座上，所述直线位移传感器的可移动部件与所述压缩弹簧的上端连接，所述压缩弹簧的下端连接所述导向支架，所述导向支架上固定连接所述导向针，所述直线位移传感器将检测的导向针的位置反馈给控制盒组件，所述控制盒组件通过所述准直驱动机构驱动所述准直镜上下移动来调整所述光斑的大小及通过数控反射镜驱动机构驱动所述光斑移动来调整光斑的位置。

优选地，所述触觉跟踪组件还包括两个侧向压力传感器，所述摇摆座上相对的两侧分别设置用于在摇摆座摆动时与所述外壳接触的侧向压力传感器，侧向压力传感器通过压力反馈给控制盒组件，控制盒组件通过电机控制导向针偏摆以实时的完成对焊缝偏移量的补偿，以使侧向压力传感器检测的压力值在设定阈值范围内。

优选地，所述数控反射镜设有两个，分别为与Z轴平行的第一数控反射镜和与Y轴平行的第二数控反射镜，所述第一数控反射镜用于将固定反射镜反射的平行光反射到所述第二数控反射镜上后，所述第二数控反射镜再将平行光朝下反射到所述聚焦镜上聚焦形成聚焦激光；

所述数控反射镜驱动机构设有两个，分别为第一数控反射镜驱动机构和第二数控反射镜驱动机构，所述第一数控反射镜驱动机构用于驱动所述第一数控反射镜绕Z轴转动，以使所述光斑可沿平行于Y轴的方向移动，所述第二数控反射镜驱动机构用于驱动所述第二数控反射镜绕Y轴转动，以使所述聚焦激光可沿平行于X轴的方向移动；

所述电机驱动所述摇摆座绕与Y轴平行的水平线转动；

其中，上述X轴、Y轴和Z轴共同组成笛卡尔坐标系

优选地，还包括除尘组件，所述电机带动编码器转动，编码器获取导向针的位置信号并反馈给控制盒组件，控制盒组件通过控制第一数控反射镜驱动机构和第二数控反射镜驱动机构的转动，可实现聚焦激光束8字或0字图形运行，而且可在当前跟踪位置的焊缝宽度方向产生拓展搅拌运动，即实现搅拌轨迹的复制和平移，以使能量均匀的分布在焊缝中且具有所需的熔深。

优选地，还包括除尘组件，所述除尘组件包括除尘座、正压除尘单元和侧吹除尘组件，所述除尘座安装在所述外壳上，并且该除尘座的内腔与作为激光出口的条形孔连通，所述正压除尘单元用于向所述除尘的内腔通篇从上至下流动的气体，所述侧吹除尘组件用于向外吹气形成水平的气帘，并且所述气帘位于所述焊缝的上方。

优选地，所述准直组件还包括准直保护镜，所述准直保护镜位于所述光纤接口和所述准直镜之间，所述聚焦镜组还包括安装在外壳内的聚焦镜保护镜。

优选地，所述准直组件、所述反射镜组、所述数控反射镜组件、所述聚焦组件都包括冷却水循环单元，以分别用于对准直镜、固定反射镜、数控反射镜和聚焦镜进行降温。

优选地，在焊接过程中，激光焊接装置上使用的各传感器超出设定的测量范围时，可通过可调整与激光焊接装置相连接的焊接机器人的姿态进行补偿，以使传感器的检测值在设定的阈值范围内。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本发明以力传感的方式对不规则焊缝实时补偿跟踪，相比视觉跟踪较为稳定可靠，效率较高，同时结构简单，制作成本较低。

2)本发明的触觉跟踪组件具有对激光搅拌轨迹的信号反馈功能，进一步实现了功能的集成，简化了装置结构。

3)本发明通过控制两片激光数控反射镜和准直镜调整光斑照射到焊缝上实现激光随动，不仅能实现激光束以8字形、0字形、无穷形(∞)、一字形或其它简单图形运行，而且可在当前跟踪位置的焊缝宽度方向产生拓展搅拌运动即实现搅拌轨迹的复制和平移(此时搅拌振幅基本保持不变)，使能量均匀的分布在宽焊缝中，且具有较大熔深。

4)本发明结合了触觉跟踪和激光搅拌技术，能实现复杂焊缝形状的高质量焊接，通过一次焊接成形，不仅提高了焊接效率，而且改善了焊缝质量。

5)本发明无需要求焊接对象预先开槽或其他机加工预处理，可以直接进行搭接、对接、不等厚板焊接等，进一步简化了焊接工序，提高焊接效率。

6)本发明采用模块化结构设计，方便更换易于维护。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的光路示意图；

图3是本发明中激光和触觉跟踪偏摆的示意图；

图4是本发明安装到焊接机器人上的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1～图4所示，一种触觉跟踪的激光搅拌焊接装置，包括外壳、准直组件1、反射镜组2、数控反射镜组件3、聚焦组件4和触觉跟踪组件6，其中：

所述外壳包括可拆卸连接在一起的准直镜主体座、反射镜固定座、数控反射镜固定座和聚焦镜固定座，所述反射镜固定座连接在所述准直镜主体座上并且位于准直镜主体座的下方，所述数控反射镜固定座安装在所述反射镜固定座的一侧，所述聚焦镜固定座连接在所述数控反射镜固定座上并且位于数控反射镜固定座的下方；

所述准直组件1包括光纤接口11、准直保护镜12和准直镜组14，所述准直镜组14包括准直镜、准直冷却单元和准直镜固定座，所述光纤接口11设置于该外壳的准直镜主体座上，优选位于准直镜主体座顶部，以用于连接激光光纤头8并让激光光纤头8发射激光到该外壳的准直镜主体座内的准直镜上，激光光纤头8优选朝下发射激光到该准直镜上,再经该准直镜准直后形成平行光；参照图2，激光光纤头8是竖直朝下发射激光，准直镜水平设置，将发散的激光准直成平行光照射出去，也即准直镜主要作用是将激光光纤头8发出的发散光束汇集成平行光；所述准直保护镜12位于所述光纤接口11和所述准直镜之间，作用是防止因插拔输入光纤进而污染到准直镜；

所述反射镜组2包括安装在所述外壳的反射镜固定座内的固定反射镜和固定反射镜冷却单元组成，固定反射镜用于反射所述准直镜出来的平行光；参照图2，固定反射镜是相对于水平面45°倾斜设置，这样可以将竖直照射下来的平行光反射到数控反射镜组件3上，以改变光源路径；固定反射镜冷却单元作用是通过冷却水循环方式维持反射镜组2腔体内部温度恒定，防止因温度过高对固定反射镜带来影响，从而影响到焊接质量；

所述数控反射镜组件3包括安装在所述外壳的数控反射镜固定座内的数控反射镜和数控反射镜驱动机构，所述聚焦组件4包括安装在外壳的聚焦镜固定座内的聚焦镜组41和聚焦镜保护镜，聚焦镜组41包括聚焦镜和冷却循环水单元，所述数控反射镜用于将固定反射镜反射的平行光朝下反射到所述聚焦镜上聚焦成聚焦激光a，冷却循环水单元用来维持聚焦镜固定座的腔体内部温度恒定，防止因温度过高对聚焦镜带来影响，从而影响到焊接质量；聚焦保护镜42主要由第一聚焦保护镜42和第二聚焦保护镜42组成，其中第一聚焦保护镜42位于聚焦保护镜42最上方固定安置，第二聚焦保护镜42位于第一聚焦保护镜42下方，设有抽屉式可拆卸结构，方便快速更换第二聚焦保护镜42；

所述外壳的反射镜固定座上设置有作为聚焦激光a出口的条形孔，所述数控反射镜驱动机构用于驱动所述数控反射镜转动，以使所述聚焦激光a在工件上形成的光斑可移动；优选地，所述数控反射镜设有两个，分别为与Z轴平行的第一数控反射镜31和与Y轴平行的第二数控反射镜33，所述第一数控反射镜31用于将固定反射镜反射的平行光反射到所述第二数控反射镜33上后，所述第二数控反射镜33再将平行光朝下反射到所述聚焦镜上聚焦形成聚焦激光a；所述数控反射镜驱动机构设有两个，分别为第一数控反射镜驱动机构32和第二数控反射镜驱动机构34，所述第一数控反射镜驱动机构32用于驱动所述第一数控反射镜31绕Z轴转动，以使所述光斑可沿平行于Y轴的方向移动，所述第二数控反射镜驱动机构34用于驱动所述第二数控反射镜33绕Y轴转动，以使所述聚焦激光a可沿平行于X轴的方向移动；所述电机61驱动所述摇摆座绕与Y轴平行的水平线转动；其中，上述X轴、Y轴和Z轴共同组成笛卡尔坐标系；

所述触觉跟踪组件6包括摇摆座、电机61、导向针67、编码器62、直线位移传感器63、压缩弹簧65和导向支架66，所述摇摆座可转动安装在所述外壳上，所述电机61安装在所述外壳上，以用于驱动所述摇摆座转动，所述导向针67固定安装在所述摇摆座上，以用于接触焊缝，所述编码器62与所述电机61的电机61轴连接，以用于获取所述导向针67的位置并反馈给控制盒组件7，所述控制盒组件7通过驱动机构驱动所述数控反射镜转动，从而使光斑移动到与导向针相对应的位置对工件进行焊接，所述直线位移传感器63包括固定部件和可移动部件，所述直线位移传感器63的固定部件安装在所述摇摆座上，所述直线位移传感器63的可移动部件与所述压缩弹簧65的上端连接，所述压缩弹簧65的下端连接所述导向支架66，所述导向支架66上固定连接所述导向针67，所述直线位移传感器63将检测的导向针67的位置反馈给控制盒组件7，所述控制盒组件7通过所述准直驱动机构13驱动所述准直镜上下移动来调整所述光斑的大小及通过数控反射镜驱动机构驱动所述光斑移动来调整光斑的位置。进一步，所述摇摆座上相对的两侧分别设置有用于在摇摆座摆动时与所述外壳接触的侧向压力传感器64；

所述准直组件1还包括安装在所述外壳上的准直驱动机构13，以用于驱动所述准直镜沿Z轴上下移动，以调整所述光斑的大小。准直镜位于准直镜主体座的第一腔体的中部，所述准直驱动机构13位于外壳的准直镜主体座的第二腔体内，其中准直镜主体座的第一腔体和第二腔体相互连通，且准直驱动机构13主要由电机61驱动单元和滑块组成，电机61驱动单元可驱使滑块沿Z轴上下移动，准直组件1还包括准直冷却单元；准直冷却单元作用是通过冷却水循环方式维持准直镜主体座的第一腔体内部温度恒定，防止准直镜主体座的第一腔体内部温度过高对准直镜带来影响；准直镜主体座包括座体及用于安装准直镜的准直镜固定座，准直镜固定座是固定准直镜的载体，第一腔体在滑动座上，且准直镜固定座通过螺钉与准直驱动机构13的滑块连接，可实现准直镜Z向移动，从而调整光斑大小。

其中第一数控反射镜31固定在第一数控反射镜驱动机构32的端部，通过第一数控反射镜驱动机构32转动，可使第一数控反射镜31转动，从而改变反射镜组2输出激光的方向，为了方便理解定义，第一数控反射镜31改变方向为光斑的Y向移动；第二数控反射镜33固定在第二数控反射镜驱动机构34的端部，通过第二数控反射镜驱动机构34转动，可使第二数控反射镜33转动，从而改变第一数控反射镜31输出激光的方向，为了方便理解定义，第二数控反射镜33改变方向为光斑X向移动；所述的第一数控反射镜驱动机构32和第二数控反射镜驱动机构34的旋转轴都安装在数控反射镜座上，且它们带动数据反射镜转动的旋转轴在空间上成90°错开分布。

本发明的准直组件1、反射镜组2、数控反射镜组件3和聚焦组件4形成的光学跟踪系统，通过编程控制所述第一数控反射镜31、所述第二数控反射镜33和所述准直镜组14移动，可控制焊接光斑在空间上移动，并且焊接光斑移动规律可通过以上各镜之间移动速度自由编程控制，可控制焊接光斑X向大幅度摆动的同时沿着Y向小幅度搅拌并且通过准直组件1控制焊接光斑Z向移动调整合适的焊接光斑大小，根据焊缝焊接需要，调整光斑照射到焊缝中实现激光随动，不仅能实现激光在15mm左右宽的焊缝中来回搅拌，而且可实现激光束以8字形、0字形、无穷形(∞)、一字形或其它图形运行，同时在跟踪位置产生搅拌运动，进一步确保整个光学跟踪系统中焊接光斑始终以最优焊接光斑进行光学跟踪焊接。

触觉跟踪组件6的电机61的一端固定在聚焦镜固定座的右侧壁，一端连接着摇摆座，通过控制电机61便能控制摇摆座绕Y轴自主摆动；编码器62可以实时获取触觉跟踪组件6偏移量信息。所述压缩弹簧65能自动适应焊接过程中焊缝高低起伏的变化确保导向针67始终压在焊缝上，压缩弹簧65带动直线位移传感器63拉伸和收缩，进而将信号传递给控制盒组件7，控制盒组件7控制数控反射镜组件3和准直组件1，使得聚焦激光a能始终将最佳光斑照射在焊缝上，能够有效对焊接过程中起伏的弯曲的焊缝进行高度跟踪；侧向压力传感器64安装于所述触觉跟踪组件6两侧，在焊接过程中电机61带动导向针67贴紧焊缝，侧向压力传感器64通过压力反馈给电机61控制偏摆并实时的完成对不规则焊缝偏移量的补偿(当侧向压力传感器64收到焊缝的反作用压力时会获取力的信号值，电机61控制导向针67偏摆以保证贴着焊缝边缘的力始终恒定设定的阈值范围内，就可以满足对不规则焊缝偏移量的补偿)，同时，电机61带动编码器62获取位置信号传输给数控反射镜组件3可实现激光束以8字，0字或其它图形运行，而且可在当前跟踪位置的焊缝宽度方向产生拓展搅拌运动即实现搅拌轨迹的复制和平移(此时搅拌振幅基本保持不变)，使能量均匀的分布在宽焊缝中，且具有较大熔深；触觉跟踪组件6在一定偏摆角度范围内能够有效对焊接过程中的焊缝随动跟踪，在焊接过程中，激光焊接装置上使用的各传感器(包括上述提到的侧向压力传感器64)超出设定的测量范围时，可通过可调整与激光焊接装置相连接的焊接机器人的姿态进行补偿，以使传感器的检测值在设定的阈值范围内，这样就可通过大致调整焊接机器人A姿态弥补。

进一步，本发明还包括除尘组件5，所述除尘组件5包括除尘座、正压除尘单元51和侧吹除尘组件5，所述除尘座连接在所述外壳的聚焦镜固定座上并且位于聚焦镜固定座的下方，优选地，摇摆座可转动安装在所述除尘座上，从而也可相对所述外壳转动；并且该除尘座的内腔与作为激光出口的条形孔连通，所述正压除尘单元51用于向所述除尘的内腔通篇从上至下流动的气体，所述侧吹除尘组件5用于向外吹气形成水平的气帘，并且所述气帘位于所述焊缝的上方。正压除尘单元51通入洁净的气体从上往下吹，达到除尘的效果；侧吹除尘单元52安装在正压除尘单元51下方，通过设定在侧吹除尘单元52上的扁平条形出气口，形成一道空气屏障，阻挡焊接过程中的飞溅物；除尘座包括腰孔防尘挡板53，腰孔防尘挡板53安装在侧吹除尘单元52底部，腰孔防尘挡板53设有条形孔作为激光出口，腰孔防尘挡板53的作用一是满足本发明装置焊接过程中光束偏摆规律，其二是能有效阻挡焊接过程中部分飞溅物对聚焦保护镜42的伤害。

进一步，本发明还包括安装在外壳上的焊接头连接板N和安装在所述焊接头连接板N上的、用于安装到焊接机器人A上的机器人连接法兰盘M，这样可以将本发明整体安装到焊接机器人A上，通过与焊接机器人A的配合使用来实现对工件的焊接。

控制盒组件7固定在焊接头连接板N上，控制盒组件7主要设有准直组件1接口、数控反射镜组件3接口、触觉跟踪组件6接口，并且综合控制准直组件1、数控反射镜组件3和触觉跟踪组件6达到焊接的最优状态。机器人连接法兰盘M固定在焊接头连接板N背面，用于连接焊接机器人A。

所述准直组件1包含有光纤接口11、准直保护镜12、准直驱动机构13和准直镜组14，其中所述准直驱动机构13和准直镜组14连接并且可驱动所述准直镜组14纵向移动。

所述准直组件1和所述数控反射镜组件3形成的光学跟踪系统，通过编程控制所述第一数控反射镜31、所述第二数控反射镜33和所述准直镜组14移动，其特征包括，在光学跟踪系统中，单独控制第一数控反射镜31小幅度来回摆动，便可控制焊接光斑Y向移动即沿着焊接方向来回微动，在光学跟踪系统中，单独控制第二数控反射镜33大幅度来回摆动，便可控制焊接光斑X向偏移即沿着焊缝位置左右摆动，在光学跟踪系统中，单独控制准直镜组14上下移动，便可控制焊接光斑沿着Z向改变光斑大小进而控制最佳焊接光斑，综合控制所述第一数控反射镜31、所述第二数控反射镜33和所述准直镜组14可控制焊接光斑在空间上移动，并且焊接光斑移动规律可通过以上各镜之间移动速度自由编程控制，可控制焊接光斑X向大幅度摆动的同时沿着Y向小幅度搅拌并且通过控制焊接光斑Z向移动调整合适的焊接光斑大小，根据焊缝焊接需要，通过控制一定的焊接速度，焊接光斑可在摆动的同时围绕偏摆角中心以8字、0字或其它图形运行，而且可在当前跟踪位置的焊缝宽度方向产生拓展搅拌运动即实现搅拌轨迹的复制和平移(此时搅拌振幅基本保持不变)，使能量均匀的分布在宽焊缝中，且具有较大熔深。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种触觉跟踪的激光搅拌焊接装置，其特征在于，包括外壳、准直组件、反射镜组、数控反射镜组件、聚焦组件和触觉跟踪组件，其中：

所述准直组件包括光纤接口和准直镜，所述光纤接口设置于该外壳上，以用于连接激光光纤头并让激光光纤头发射激光到该外壳内的准直镜上，再经该准直镜准直后形成平行光；

所述反射镜组包括安装在所述外壳内的固定反射镜，以用于反射所述准直镜出来的平行光；

所述数控反射镜组件包括安装在所述外壳内的数控反射镜和数控反射镜驱动机构，所述聚焦镜组包括安装在所述外壳内的聚焦镜，所述数控反射镜用于将固定反射镜反射的平行光朝下反射到所述聚焦镜上聚焦成聚焦激光，所述外壳上设置有作为聚焦激光出口的条形孔，所述数控反射镜驱动机构用于驱动所述数控反射镜转动，以使所述聚焦激光在工件上形成的光斑可移动；

所述触觉跟踪组件包括摇摆座、电机、导向针和编码器，所述摇摆座可转动安装在所述外壳上，所述电机安装在所述外壳上，以用于驱动所述摇摆座转动，所述导向针固定安装在所述摇摆座上，以用于接触焊缝，所述编码器与所述电机的电机轴连接，以用于获取所述导向针的位置并反馈给控制盒组件，所述控制盒组件通过驱动机构驱动所述数控反射镜转动，从而使光斑移动到与导向针相对应的位置对工件进行焊接。

2.根据权利要求1所述的一种触觉跟踪的激光搅拌焊接装置，其特征在于，所述准直组件还包括安装在所述外壳上的准直驱动机构，以用于驱动所述准直镜沿Z轴上下移动，从而调整所述光斑的大小。

3.根据权利要求2所述的一种触觉跟踪的激光搅拌焊接装置，其特征在于，所述触觉跟踪组件还包括直线位移传感器、压缩弹簧和导向支架，所述直线位移传感器包括固定部件和可移动部件，所述直线位移传感器的固定部件安装在所述摇摆座上，所述直线位移传感器的可移动部件与所述压缩弹簧的上端连接，所述压缩弹簧的下端连接所述导向支架，所述导向支架上固定连接所述导向针，所述直线位移传感器将检测的导向针的位置反馈给控制盒组件，所述控制盒组件通过所述准直驱动机构驱动所述准直镜上下移动来调整所述光斑的大小及通过数控反射镜驱动机构驱动所述光斑移动来调整光斑的位置。

4.根据权利要求1所述的一种触觉跟踪的激光搅拌焊接装置，其特征在于，所述触觉跟踪组件还包括两个侧向压力传感器，所述摇摆座上相对的两侧分别设置用于在摇摆座摆动时与所述外壳接触的侧向压力传感器，侧向压力传感器通过压力反馈给控制盒组件，控制盒组件通过电机控制导向针偏摆以实时的完成对焊缝偏移量的补偿，以使侧向压力传感器检测的压力值在设定阈值范围内。

5.根据权利要求1所述的一种触觉跟踪的激光搅拌焊接装置，其特征在于：

所述数控反射镜设有两个，分别为与Z轴平行的第一数控反射镜和与Y轴平行的第二数控反射镜，所述第一数控反射镜用于将固定反射镜反射的平行光反射到所述第二数控反射镜上后，所述第二数控反射镜再将平行光朝下反射到所述聚焦镜上聚焦形成聚焦激光；

所述数控反射镜驱动机构设有两个，分别为第一数控反射镜驱动机构和第二数控反射镜驱动机构，所述第一数控反射镜驱动机构用于驱动所述第一数控反射镜绕Z轴转动，以使所述光斑可沿平行于Y轴的方向移动，所述第二数控反射镜驱动机构用于驱动所述第二数控反射镜绕Y轴转动，以使所述聚焦激光可沿平行于X轴的方向移动；

所述电机驱动所述摇摆座绕与Y轴平行的水平线转动；

其中，上述X轴、Y轴和Z轴共同组成笛卡尔坐标系。

6.根据权利要求1所述的一种触觉跟踪的激光搅拌焊接装置，其特征在于，所述电机带动编码器转动，编码器获取导向针的位置信号并反馈给控制盒组件，控制盒组件通过控制第一数控反射镜驱动机构和第二数控反射镜驱动机构的转动，可实现聚焦激光束8字或0字图形运行，而且可在当前跟踪位置的焊缝宽度方向产生拓展搅拌运动，即实现搅拌轨迹的复制和平移，以使能量均匀的分布在焊缝中且具有所需的熔深。

7.根据权利要求1所述的一种触觉跟踪的激光搅拌焊接装置，其特征在于，还包括除尘组件，所述除尘组件包括除尘座、正压除尘单元和侧吹除尘组件，所述除尘座安装在所述外壳上，并且该除尘座的内腔与作为激光出口的条形孔连通，所述正压除尘单元用于向所述除尘的内腔通篇从上至下流动的气体，所述侧吹除尘组件用于向外吹气形成水平的气帘，并且所述气帘位于所述焊缝的上方。

8.根据权利要求1所述的一种触觉跟踪的激光搅拌焊接装置，其特征在于，所述准直组件还包括准直保护镜，所述准直保护镜位于所述光纤接口和所述准直镜之间，所述聚焦镜组还包括安装在外壳内的聚焦镜保护镜。

9.根据权利要求1所述的一种触觉跟踪的激光搅拌焊接装置，其特征在于，所述准直组件、所述反射镜组、所述数控反射镜组件、所述聚焦组件都包括冷却水循环单元，以分别用于对准直镜、固定反射镜、数控反射镜和聚焦镜进行降温。

10.根据权利要求1所述的一种触觉跟踪的激光搅拌焊接装置，其特征在于，在焊接过程中，激光焊接装置上使用的各传感器超出设定的测量范围时，可通过可调整与激光焊接装置相连接的焊接机器人的姿态进行补偿，以使传感器的检测值在设定的阈值范围内。

Images