CN113305439A - 双束脉冲激光分时诱导mag电弧定向摆动堆焊装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种双束脉冲激光分时诱导MAG电弧定向摆动堆焊装置，包括第一激光装置、第二激光装置、MAG电弧装置、第一三向调节机构、第二三向调节机构、主连接板、第一L形连接板、第二L形连接板、副连接板、T形连接板和夹紧装置；第一激光装置连接于第一L形连接板并通过第一L形连接板可旋转地连接于第一三向调节机构；第二激光装置连接于第二L形连接板并通过第二L形连接板可旋转地连接第二三向调节机构。本发明的一种双束脉冲激光分时诱导MAG电弧定向摆动堆焊装置，可以精确控制激光、MAG电弧、激光三热源之间的空间位置，保证了三热源复合焊接工艺参数的准确实现，进而实现三热源的柔性复合焊接。

Description

双束脉冲激光分时诱导MAG电弧定向摆动堆焊装置
技术领域
本发明涉及智能化焊接装备领域，尤其涉及一种双束脉冲激光分时诱导 MAG电弧定向摆动堆焊装置。
背景技术
目前双束激光-电弧复合焊接装置主要以双束+电弧复合装置和单束分光 +电弧复合装置为主。双束+电弧复合装置是采用两束相互独立的激光+电弧进行焊接，三热源通过专用卡具或双/三机器人实现连接，三热源的空间位置通过卡具上的导向机构或机器人来调节；单束分光+电弧复合装置是采用分光系统将一束激光分成两束+电弧进行焊接，三热源的空间位置通过改变分光模块中楔形镜的位置和电弧位置来改变。
单束分光+电弧复合装置虽然实现了三热源复合焊接，但三热源复合焊接时空间位置的调节范围受限，尤其是双束激光之间的空间位置；双束+电弧复合装置采用卡具实现三热源复合焊接，虽然扩大了三热源空间位置的调节范围，但现有卡具主要以3轴调节为主，限制了三热源的空间调节的维度；双束+电弧复合装置采用双/三机器人实现三热源复合焊接，虽然扩大了三热源空间位置的调节范围和维度，但双/三机器人存在自身干涉区、相互工艺协同性差、操作复杂、成本高等问题。因此目前对于可以实现精确控制激光-MAG电弧-激光三热源之间的空间位置，保证三热源复合焊接空间参数的准确，实现三热源的柔性复合焊接还没有合适的装置。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种双束脉冲激光分时诱导 MAG电弧定向摆动堆焊装置，成功的将激光、MAG电弧、激光三热源组合在一起，通过五轴非干涉调节(两台脉冲激光可沿X轴、Y轴、Z轴直线移动；两台脉冲激光可沿X轴旋转；MAG电弧可沿Y轴旋转)，可以精确控制激光、MAG电弧、激光三热源之间的空间位置，保证了三热源复合焊接工艺参数的准确实现，进而实现三热源的柔性复合焊接。
为了实现上述目的，本发明提供一种双束脉冲激光分时诱导MAG电弧定向摆动堆焊装置，包括一第一激光装置、一第二激光装置、一MAG电弧装置、一第一三向调节机构、一第二三向调节机构、一主连接板、一第一L形连接板、一第二L形连接板、一副连接板、一T形连接板和一夹紧装置；所述第一激光装置连接于所述第一L形连接板并通过所述第一L形连接板可旋转地连接于所述第一三向调节机构；所述第二激光装置连接于所述第二L形连接板并通过所述第二L形连接板可旋转地连接所述第二三向调节机构；所述第一三向调节机构、所述第二三向调节机构和所述副连接板连接所述主连接板；所述MAG电弧装置通过所述夹紧装置连接于所述T形连接板，所述T形连接板可旋转地连接所述副连接板。
优选地，所述第一三向调节机构包括一第一X向移动导向机构、一第一 Y向移动导向机构和一第一Z向移动导向机构；所述第一激光装置通过所述第一L形连接板可旋转地连接于所述第一X向移动导向机构；所述第一X向移动导向机构连接所述第一Z向移动导向机构；所述第一Z向移动导向机构连接所述第一Y向移动导向机构；所述第一X向移动导向机构包括一第一X 向移动调节旋钮，所述第一X向移动导向机构用于通过第一X向移动调节旋钮控制所述第一L形连接板沿X方向移动；所述第一Z向移动导向机构包括一第一Z向移动调节旋钮，所述第一Z向移动导向机构用于通过第一Z向移动调节旋钮控制所述第一X向移动导向机构沿Z方向移动；所述第一Y向移动导向机构包括一第一Y向移动调节旋钮，所述第一Y向移动导向机构用于通过第一Y向移动调节旋钮控制所述第一Z向移动导向机构沿Y方向移动；所述X方向、所述Y方向和所述Z方向相互垂直。
优选地，所述第二三向调节机构包括一第二X向移动导向机构、一第二 Y向移动导向机构和一第二Z向移动导向机构；所述第二激光装置通过所述第二L形连接板可旋转地连接于所述第二X向移动导向机构；所述第二X向移动导向机构连接所述第二Z向移动导向机构；所述第二Z向移动导向机构连接所述第二Y向移动导向机构；所述第二X向移动导向机构包括一第二X 向移动调节旋钮，所述第二X向移动导向机构用于通过第二X向移动调节旋钮控制所述第二L形连接板沿所述X方向移动；所述第二Z向移动导向机构包括一第二Z向移动调节旋钮，所述第二Z向移动导向机构用于通过第二Z 向移动调节旋钮控制所述第二X向移动导向机构沿所述Z方向移动；所述第二Y向移动导向机构包括一第二Y向移动调节旋钮，所述第二Y向移动导向机构用于通过第二Y向移动调节旋钮控制所述第二Z向移动导向机构沿所述 Y方向移动。
优选地，所述第一激光装置卡扣固定于一第一卡盘座，并通过所述第一卡盘座连接所述第一L形连接板；所述第二激光装置卡扣固定于一第二卡盘座，并通过所述第二卡盘座连接所述第二L形连接板。
优选地，所述第一激光装置和所述第二激光装置设置于所述MAG电弧装置两侧。
优选地，所述第一激光装置和所述第二激光装置的连线与焊接方向垂直或平行。
优选地，所述MAG电弧装置位于所述第一激光装置和所述第二激光装置的连线上或位于所述第一激光装置和所述第二激光装置的连线的一侧。
优选地，所述MAG电弧装置位于所述第一激光装置和所述第二激光装置的连线的中垂线上或位于所述第一激光装置和所述第二激光装置的连线的中垂线的一侧。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
第一激光装置、第二激光装置和MAG电弧装置的三热源具有3个方向的直线调节和2个方向的角度调节，实现激光、MAG电弧、激光三热源之间的空间位置的精确控制，保证三热源复合焊接空间位置参数的准确设置，达到三热源柔性复合焊接效果。而且本发明的装置结构紧凑，操作方便，适用性强。
附图说明
图1为本发明实施例的双束脉冲激光分时诱导MAG电弧定向摆动堆焊装置的结构示意图。
图2为本发明实施例另一方向的双束脉冲激光分时诱导MAG电弧定向摆动堆焊装置的结构示意图。
具体实施方式
下面根据附图图1和图2，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。
请参阅图1和图2，本发明实施例的一种双束脉冲激光分时诱导MAG电弧定向摆动堆焊装置，包括一第一激光装置1、一第二激光装置10、一MAG 电弧装置19、一第一三向调节机构、一第二三向调节机构、一主连接板23、一第一L形连接板9、一第二L形连接板18、一副连接板22、一T形连接板 21和一夹紧装置20；第一激光装置1连接于第一L形连接板9并通过第一L 形连接板9可旋转地连接于第一三向调节机构；第二激光装置10连接于第二 L形连接板18并通过第二L形连接板18可旋转地连接第二三向调节机构；第一三向调节机构、第二三向调节机构和副连接板22连接主连接板23；MAG 电弧装置19通过夹紧装置20连接于T形连接板21，T形连接板21可旋转地连接副连接板22。
第一三向调节机构包括一第一X向移动导向机构6、一第一Y向移动导向机构8和一第一Z向移动导向机构4；第一激光装置1通过第一L形连接板9可旋转地连接于第一X向移动导向机构6；第一X向移动导向机构6连接第一Z向移动导向机构4；第一Z向移动导向机构4连接第一Y向移动导向机构8；第一X向移动导向机构6包括一第一X向移动调节旋钮5，第一X向移动导向机构6用于通过第一X向移动调节旋钮5控制第一L形连接板9 沿X方向移动；第一Z向移动导向机构4包括一第一Z向移动调节旋钮3，第一Z向移动导向机构4用于通过第一Z向移动调节旋钮3控制第一X向移动导向机构6沿Z方向移动；第一Y向移动导向机构8包括一第一Y向移动调节旋钮7，第一Y向移动导向机构8用于通过第一Y向移动调节旋钮7控制第一Z向移动导向机构4沿Y方向移动；X方向、Y方向和Z方向相互垂直。
第二三向调节机构包括一第二X向移动导向机构15、一第二Y向移动导向机构17和一第二Z向移动导向机构13；第二激光装置10通过第二L形连接板18可旋转地连接于第二X向移动导向机构15；第二X向移动导向机构 15连接第二Z向移动导向机构13；第二Z向移动导向机构13连接第二Y向移动导向机构17；第二X向移动导向机构15包括一第二X向移动调节旋钮 14，第二X向移动导向机构15用于通过第二X向移动调节旋钮14控制第二L形连接板18沿X方向移动；第二Z向移动导向机构13包括一第二Z向移动调节旋钮12，第二Z向移动导向机构13用于通过第二Z向移动调节旋钮 12控制第二X向移动导向机构15沿Z方向移动；第二Y向移动导向机构17 包括一第二Y向移动调节旋钮16，第二Y向移动导向机构17用于通过第二 Y向移动调节旋钮16控制第二Z向移动导向机构13沿Y方向移动。
第一激光装置1卡扣固定于一第一卡盘座2，并通过第一卡盘座2连接第一L形连接板9；第二激光装置10卡扣固定于一第二卡盘座11，并通过第二卡盘座11连接第二L形连接板18。
第一激光装置1、第二激光装置10和MAG电弧装置19的三热源之间可进行五轴非干涉调节，实现三热源柔性复合焊接。其中第一激光装置1和第二激光装置10可实现X轴、Y轴、Z轴3个方向的直线调节和1个沿X轴的角度调节；MAG电弧装置19可实现1个沿Y轴的角度调节。
本实施例中，第一激光装置1和第二激光装置10设置于MAG电弧装置 19两侧。
第一激光装置1和第二激光装置10的连线可以与焊接方向垂直或平行。
MAG电弧装置19可以位于第一激光装置1和第二激光装置10的连线上或位于第一激光装置1和第二激光装置10的连线的一侧。
MAG电弧装置19也可以位于第一激光装置1和第二激光装置10的连线的中垂线上或位于第一激光装置1和第二激光装置10的连线的中垂线的一侧。
可以使激光束、MAG电弧、激光束的工作点汇聚于同1点或者是分散为 3个点。
两束激光可以实现X形交叉焊接，使激光束交叉作用于焊件。
本发明实施例的一种双束脉冲激光分时诱导MAG电弧定向摆动堆焊装置，其主要技术调节参数限定范围步骤如下：
(1)、旋转第一X向移动调节旋钮5，改变第一激光装置1在X轴上的移动距离，调整第一激光装置1与MAG电弧装置19之间的距离范围为 0～400m；旋转第一Y向移动调节旋钮7，改变第一激光装置1在Y轴上的移动距离，调整第一激光装置1与MAG电弧装置19的距离范围为0～400mm；旋转第一Z向移动调节旋钮3，改变第一激光装置1在Z轴上的移动距离，调整第一激光装置1与被焊件表面之间的垂直距离范围为0～400mm；调整第一L形连接板9，改变第一激光装置1沿X轴的旋转角度，第一激光装置1 入射方向与工件表面法线方向的夹角范围为0～45°。
(2)、旋转第二X向移动调节旋钮14，改变第二激光装置10在X轴上的移动距离，调整第二激光装置10与MAG电弧装置19之间的距离范围为 0～400mm；旋转第二Y向移动调节旋钮16，改变第二激光装置10在Y轴上的移动距离，调整第二激光装置10与MAG电弧装置19之间的距离范围为 0～400mm；旋转第二Z向移动调节旋钮12，改变第二激光装置10在Z轴上的移动距离，调整第二激光装置10与被焊件表面之间的垂直距离范围为 0～400mm；调整第二L形连接板18，改变第二激光装置10沿X轴的旋转角度，第二激光装置10入射方向与工件表面法线方向的夹角范围为0～45°。
(3)、调节T形连接板21和副连接板22，改变MAG电弧装置19沿Y 轴的旋转角度，MAG电弧装置19入射方向与工件表面法线方向的夹角范围为0～60°。
本发明的装置采用2套三个互相垂直的导向机构分别实现2个激光束沿X 轴、Y轴、Z轴的三个方向调节，采用2个L形连接板分别实现2个激光束沿X轴旋转；采用1个T形连接板21和1个副连接板22实现MAG电弧沿 Y轴旋转；2个激光束和MAG电弧通过主连接板23实现组合。最终实现三热源之间的五轴非干涉调节，激光束与MAG电弧之间空间位置的调节范围增大、调节维度增多，且操作更加方便。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种双束脉冲激光分时诱导MAG电弧定向摆动堆焊装置，其特征在于，包括一第一激光装置、一第二激光装置、一MAG电弧装置、一第一三向调节机构、一第二三向调节机构、一主连接板、一第一L形连接板、一第二L形连接板、一副连接板、一T形连接板和一夹紧装置；所述第一激光装置连接于所述第一L形连接板并通过所述第一L形连接板可旋转地连接于所述第一三向调节机构；所述第二激光装置连接于所述第二L形连接板并通过所述第二L形连接板可旋转地连接所述第二三向调节机构；所述第一三向调节机构、所述第二三向调节机构和所述副连接板连接所述主连接板；所述MAG电弧装置通过所述夹紧装置连接于所述T形连接板，所述T形连接板可旋转地连接所述副连接板。
2.根据权利要求1所述的双束脉冲激光分时诱导MAG电弧定向摆动堆焊装置，其特征在于，所述第一三向调节机构包括一第一X向移动导向机构、一第一Y向移动导向机构和一第一Z向移动导向机构；所述第一激光装置通过所述第一L形连接板可旋转地连接于所述第一X向移动导向机构；所述第一X向移动导向机构连接所述第一Z向移动导向机构；所述第一Z向移动导向机构连接所述第一Y向移动导向机构；所述第一X向移动导向机构包括一第一X向移动调节旋钮，所述第一X向移动导向机构用于通过第一X向移动调节旋钮控制所述第一L形连接板沿X方向移动；所述第一Z向移动导向机构包括一第一Z向移动调节旋钮，所述第一Z向移动导向机构用于通过第一Z向移动调节旋钮控制所述第一X向移动导向机构沿Z方向移动；所述第一Y向移动导向机构包括一第一Y向移动调节旋钮，所述第一Y向移动导向机构用于通过第一Y向移动调节旋钮控制所述第一Z向移动导向机构沿Y方向移动；所述X方向、所述Y方向和所述Z方向相互垂直。
3.根据权利要求2所述的双束脉冲激光分时诱导MAG电弧定向摆动堆焊装置，其特征在于，所述第二三向调节机构包括一第二X向移动导向机构、一第二Y向移动导向机构和一第二Z向移动导向机构；所述第二激光装置通过所述第二L形连接板可旋转地连接于所述第二X向移动导向机构；所述第二X向移动导向机构连接所述第二Z向移动导向机构；所述第二Z向移动导向机构连接所述第二Y向移动导向机构；所述第二X向移动导向机构包括一第二X向移动调节旋钮，所述第二X向移动导向机构用于通过第二X向移动调节旋钮控制所述第二L形连接板沿所述X方向移动；所述第二Z向移动导向机构包括一第二Z向移动调节旋钮，所述第二Z向移动导向机构用于通过第二Z向移动调节旋钮控制所述第二X向移动导向机构沿所述Z方向移动；所述第二Y向移动导向机构包括一第二Y向移动调节旋钮，所述第二Y向移动导向机构用于通过第二Y向移动调节旋钮控制所述第二Z向移动导向机构沿所述Y方向移动。
4.根据权利要求3所述的双束脉冲激光分时诱导MAG电弧定向摆动堆焊装置，其特征在于，所述第一激光装置卡扣固定于一第一卡盘座，并通过所述第一卡盘座连接所述第一L形连接板；所述第二激光装置卡扣固定于一第二卡盘座，并通过所述第二卡盘座连接所述第二L形连接板。
5.根据权利要求4所述的双束脉冲激光分时诱导MAG电弧定向摆动堆焊装置，其特征在于，所述第一激光装置和所述第二激光装置设置于所述MAG电弧装置两侧。
6.根据权利要求5所述的双束脉冲激光分时诱导MAG电弧定向摆动堆焊装置，其特征在于，所述第一激光装置和所述第二激光装置的连线与焊接方向垂直或平行。
7.根据权利要求5所述的双束脉冲激光分时诱导MAG电弧定向摆动堆焊装置，其特征在于，所述MAG电弧装置位于所述第一激光装置和所述第二激光装置的连线上或位于所述第一激光装置和所述第二激光装置的连线的一侧。
8.根据权利要求5所述的双束脉冲激光分时诱导MAG电弧定向摆动堆焊装置，其特征在于，所述MAG电弧装置位于所述第一激光装置和所述第二激光装置的连线的中垂线上或位于所述第一激光装置和所述第二激光装置的连线的中垂线的一侧。
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陈定方 卢全国: "《现代设计理论与方法 第2版》", 华中科技大学出版社, pages: 197 - 198 *

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