CN115488529A - 一种自适应的伺服送丝焊接机构及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自适应的伺服送丝焊接机构及其焊接方法，包括：激光器、送丝机构和旋转电机，送丝机构与旋转电机连接，在激光器焊接的过程中，旋转电机用于驱动送丝机构的出丝口围绕激光器旋转，送丝机构的送丝口延伸至激光器的焊接点，位于激光器对应运行轨迹切线方向的前端；第一滑台机构，包括第一位移装置和第二位移装置；第一位移装置上设有第一安装板；第二位移装置上设有第二安装板。第二滑台机构，包括第三位移装置和第四位移装置；第三位移装置上设有第三安装板；第四位移装置上设有第四安装板。由此在保证焊接速度和精度的前提下，能够有效控制激光器和送丝机构的移动和倾斜角度调节，满足激光器不同的加工需求。

Description

一种自适应的伺服送丝焊接机构及其焊接方法

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种自适应的伺服送丝焊接机构及其焊接方法。

背景技术

目前激光焊接已经在制造业、电子工业、汽车工业等许多领域普及，同时也出现了越来越多的对于激光焊接领域新的需求。而由于激光焊接具有加工时光斑太小，导致对工件来料误差，装配精度的要求都非常高，无法加工厚板工件等缺陷。为扩大激光焊接的适用范围，激光送丝焊接技术开始逐渐推广。

激光送丝焊接是一种通过连续激光器射出高能量的激光束，将焊丝与工件融化、冷却后，再将几部分工件焊接在一起的加工方式。其中，激光送丝焊接的轴向加工运动方向必须与送丝方向保持一致，才能保证焊丝能够充分受热，并融化成稳定的熔池，均匀分布在焊缝上。但是目前平台激光送丝焊接的送丝机构的送丝方向都是固定的，所以送丝机构只能向一个方向加工，送丝机构无法满足激光器不同的加工需求。

发明内容

本发明实施例提供一种自适应的伺服送丝焊接机构及其焊接方法，用于在保证激光器焊接速度和精度的前提下，送丝机构无法满足激光器不同的加工需求的问题。

本发明实施例提供一种自适应的伺服送丝焊接机构，包括：

激光器；

送丝机构和旋转电机，所述送丝机构与所述旋转电机连接，在所述激光器焊接的过程中，所述旋转电机用于驱动所述送丝机构的出丝口围绕所述激光器旋转，所述送丝机构的送丝口延伸至所述激光器的焊接点，位于所述激光器对应运行轨迹切线方向的前端；

第一滑台机构，包括：第一位移装置和第二位移装置；所述第一位移装置上设有沿X轴方向可滑动地第一安装板；所述第二位移装置设置在所述第一安装板上，所述第二位移装置上设有沿Y轴方向可滑动地第二安装板；所述第二安装板的一端与所述激光器和所述送丝机构铰接；

第二滑台机构，包括：第三位移装置和第四位移装置；所述第三位移装置上设有沿Y轴方向可滑动地第三安装板；所述第四位移装置设置在所述第三安装板上，所述第四位移装置上设有沿X轴方向可滑动地第四安装板；所述第四安装板的一端与所述激光器和所述送丝机构铰接。

本发明实施例提供一种自适应的伺服送丝焊接机构，所述送丝机构包括：

转盘，所述转盘设置在所述激光器上，与所述旋转电机传动连接，所述转盘可沿所述激光器的径向旋转，所述转盘上设有安装座；

送丝头，所述送丝头通过所述安装座连接在所述转盘上，所述送丝头的出口延伸至所述激光器的焊接点，位于所述激光器对应运行轨迹切线方向的前端。

本发明实施例提供一种自适应的伺服送丝焊接机构，所述送丝机构还包括：

送丝管和送丝机，所述送丝管的一端与所述送丝头的入口连通，所述送丝管的另一端与所述送丝机连通。

本发明实施例提供一种自适应的伺服送丝焊接机构，所述送丝管和/或所述送丝机上设有送丝开关，所述送丝开关用于控制送丝的启停。

本发明实施例提供一种自适应的伺服送丝焊接机构，还包括：

第一万向节和第二万向节，所述第二安装板通过所述第一万向节与所述激光器铰接；所述第四安装板通过所述第二万向节与所述激光器铰接。

本发明实施例提供一种自适应的伺服送丝焊接机构，还包括：

焊接控制器，与所述旋转电机、所述第一位移装置、所述第二位移装置、所述第三位移装置和所述第四位移装置电连接，以通过所述激光器对应焊接点的预设运行轨迹，控制所述激光器和送丝机构平移和/或旋转。

本发明实施例提供一种自适应的伺服送丝焊接机构，还包括：

第一位置传感器和第二位置传感器，所述第一位置传感器设置在所述激光器上，用于检测所述激光器的对应焊接点的位置变化，所述第二位置传感器设置在所述送丝机构上，用于检测所述送丝机构的送丝口的位置；

送丝控制器，与所述旋转电机、所述第一位置传感器和所述第二位置传感器电连接，基于所述焊接点的位置变化和所述送丝口的位置，控制所述旋转电机，使所述送丝口始终位于所述激光器对应运行轨迹切线方向的前端。

本发明实施例提供一种自适应的伺服送丝焊接机构，还包括：

操作台，所述操作台的顶面设有阶梯面，所述阶梯面具有第一安装面和第二安装面；所述第一安装面的高度大于所述第二安装面的高度；所述第一位移装置和所述第三位移装置均设置在所述第一安装面上，所述第一安装面沿Z轴方向可移动，以控制所述第一位移装置和所述第三位移装置沿Z轴方向移动；待焊接工件设置在所述第二安装面。

本发明实施例提供一种自适应的伺服送丝焊接机构的焊接方法，包括：

获取激光器对应焊接点的预设运行轨迹；

基于所述预设运行轨迹，控制所述激光器和送丝机构平移和/或旋转。

本发明实施例提供一种自适应的伺服送丝焊接机构的焊接方法，所述控制所述激光器和送丝机构平移和/或旋转的步骤之后还包括：

获取所述焊接点的位置变化和所述送丝机构的送丝口的位置；

基于所述焊接点的位置变化和所述送丝口的位置，控制所述送丝机构调整送丝方向，使所述送丝口始终位于所述激光器对应运行轨迹切线方向的前端。

本发明提供的自适应的伺服送丝焊接机构及其焊接方法，设有激光器、送丝机构、旋转电机、第一滑台机构和第二滑台机构，在第一位移装置上设有沿X轴方向可滑动地第一安装板，第二位移装置设置在第一安装板上，第二位移装置上设有沿Y轴方向可滑动地第二安装板，第二安装板的一端与激光器和送丝机构铰接，第四位移装置设置在第三安装板上，第四位移装置上设有沿X轴方向可滑动地第四安装板，第四安装板的一端与激光器和送丝机构铰接。由此使得，在第一安装板、第二安装板、第三安装板和第四安装板移动的过程中，激光器和送丝机构可以进行平移，同时实现倾斜角度调节，而且送丝机构能够配合调整送丝方向，由此在保证焊接速度和精度的前提下，能够有效控制激光器和送丝机构的倾角，使送丝机构位于激光器对应运行轨迹切线方向的前端，提高焊接的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的自适应的伺服送丝焊接机构的主视图；

图2是本发明另一实施例提供的自适应的伺服送丝焊接机构的侧视图；

图3是本发明又一实施例提供的自适应的伺服送丝焊接机构的俯视图；

图4是本发明一实施例提供的送丝机构的示意图；

图5是本发明一实施例提供的自适应的伺服送丝焊接机构的焊接方法的流程图；

附图标记：

其中，100、第一滑台机构；1010、第一位移装置；1011、第一安装板；1012、第一驱动机构；1020、第二位移装置；1021、第二安装板；1022、第二驱动机构；200、第二滑台机构；2010、第三位移装置；2011、第三安装板；2012、第三驱动机构；2020、第四位移装置；2021、第四安装板；2022、第四驱动机构；300、激光器；310、第一万向节；320、第二万向节；330、激光枪头；340、保护罩；400、定位机构；410、第一夹具体；420、第二夹具体；430、基座；440、限位件；500、操作台；600、送丝机构；601、转盘；602、送丝管；603、皮带；604、出丝口；700、旋转电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本发明提供一种自适应的伺服送丝焊接机构，如图1至图4所示，该自适应的伺服送丝焊接机构包括：激光器300、送丝机构600、旋转电机700、第一滑台机构100和第二滑台机构200。

其中，激光器300用于输出激光，设有沿Z轴方向依次设置的至少两个安装位，各安装位依次间隔设置，安装位的数量可根据需要进行调整。

送丝机构600设置在激光器300上，送丝机构600与旋转电机700连接。在旋转电机700的作用下，送丝机构600能够围绕激光器300进行旋转。具体而言，在激光器300焊接的过程中，旋转电机700用于驱动送丝机构600的出丝口604围绕激光器300旋转，送丝机构600的送丝口延伸至激光器300的焊接点，送丝机构600的送丝口位于激光器300对应运行轨迹切线方向的前端，由此确保送丝方向和激光器300加工前进方向统一，确保了整个加工产品的范围，提高加工高效率及焊接质量。

第一滑台机构100包括：第一位移装置1010和第二位移装置1020。第一位移装置1010整体沿X轴方向布置，第二位移装置1020整体沿Y轴方向布置。第一位移装置1010上设有沿X轴方向可滑动地第一安装板1011，也即第一安装板1011可在第一位移装置1010上沿X轴的正方向或者反方向移动。第二位移装置1020设置在第一安装板1011上，从而第二位移装置1020可在第一安装板1011上沿X轴的正方向或者反方向移动，第二位移装置1020上设有沿Y轴方向可滑动地第二安装板1021，第二安装板1021的一端与激光器300和送丝机构600铰接。为简化结构，可将送丝机构600设置在激光器300上，第二安装板1021铰接于激光器300上的其中一安装位，从而激光器300可在第二安装板1021的运行下沿Y轴的正方向或者反方向移动。由于送丝机构600设置在激光器300上，从而送丝机构600在环绕激光器300旋转的过程中，可配合激光器300沿Y轴的正方向或者反方向移动。

第二滑台机构200包括：第三位移装置2010和第四位移装置2020。第三位移装置2010整体沿Y轴方向布置，第四位移装置2020整体沿X轴方向布置。第三位移装置2010上设有沿Y轴方向可滑动地第三安装板2011，也即第三安装板2011可在第三位移装置2010上沿Y轴的正方向或者反方向移动，第四位移装置2020设置在第三安装板2011上，从而第四位移装置2020可在第三安装板2011上沿Y轴的正方向或者反方向移动，第四位移装置2020上设有沿X轴方向可滑动地第四安装板2021，第四安装板2021的一端与激光器300和送丝机构600铰接。为简化结构，可将送丝机构600设置在激光器300上，第二安装板1021铰接于激光器300上的另一安装位，从而激光器300可在第四安装板2021的运行下沿X轴的正方向或者反方向移动。由于送丝机构600设置在激光器300上，从而送丝机构600在环绕激光器300旋转的过程中，可配合激光器300沿X轴的正方向或者反方向移动。

具体地，在第一位移装置1010、第二位移装置1020、第三位移装置2010和第四位移装置2020工作的过程中，激光器300能够进行平移或者倾斜角度调节。

具体地，在第二安装板1021在第二位移装置1020沿Y轴方向移动时，若第三安装板2011在第三位移装置2010也沿Y轴方向移动时，而且第二安装板1021和第三安装板2011二者异步移动(第二安装板1021和第三安装板2011移动的速率不同，或者最终的位移不同时)，由于第二安装板1021的一端铰接于激光器300其中一安装位，且第四安装板2021的一端铰接于激光器300的另一安装位，此时激光器300绕X轴旋转，实现对激光器300的倾斜角度调节。同理可对送丝机构600的倾斜角度进行调节。

同理，在第一安装板1011在第一位移装置1010沿X轴方向移动时，若第四安装板2021在第四位移装置2020也沿X轴方向移动，而且第一安装板1011和第四安装板2021二者异步移动(第一安装板1011和第四安装板2021移动的速率不同，或者最终的位移不同时)，由于第二安装板1021的一端铰接于激光器300其中一安装位，且第四安装板2021的一端铰接于激光器300的另一安装位，此时激光器300绕Y轴旋转，实现对激光器300的倾斜角度调节。同理可对送丝机构600的倾斜角度进行调节。

在第二安装板1021在第二位移装置1020沿Y轴方向移动时，若第三安装板2011在第三位移装置2010也沿Y轴方向移动时，而且第二安装板1021和第三安装板2011二者同步移动(第二安装板1021和第三安装板2011移动的速率相同，或者最终的位移相同时)，由于第二安装板1021的一端铰接于激光器300其中一安装位，且第四安装板2021的一端铰接于激光器300的另一安装位，此时激光器300沿Y轴方向移动，实现对激光器300移动的调节。同理可对送丝机构600的移动进行调节。

同理，在第一安装板1011在第一位移装置1010沿X轴方向移动时，若第四安装板2021在第四位移装置2020也沿X轴方向移动时，而且第一安装板1011和第四安装板2021二者同步移动(第一安装板1011和第四安装板2021移动的速率相同，或者最终的位移相同时)，由于第二安装板1021的一端铰接于激光器300其中一安装位，且第四安装板2021的一端铰接于激光器300的另一安装位，此时激光器300沿X轴方向移动，实现对激光器300移动的调节。同理可对送丝机构600的移动进行调节。

在第二安装板1021在第二位移装置1020沿Y轴方向移动时，若第三安装板2011在第三位移装置2010也沿Y轴方向移动时，而且第二安装板1021和第三安装板2011二者同步移动(第二安装板1021和第三安装板2011移动的速率相同，或者最终的位移相同时)，第一安装板1011和第四安装板2021二者异步移动的过程中，此时激光器300沿Y轴方向移动，同时激光器300绕Y轴旋转，同时实现对激光器300的倾斜角度调节和平移。同理可对送丝机构600的倾斜角度调节和平移。

同理，在第一安装板1011在第一位移装置1010沿X轴方向移动时，若第四安装板2021在第四位移装置2020也沿X轴方向移动时，而且第一安装板1011和第四安装板2021二者同步移动(第一安装板1011和第四安装板2021移动的速率相同，或者最终的位移相同时)，第二安装板1021和第三安装板2011二者异步移动的过程中，此时激光器300沿X轴方向移动，同时激光器300绕X轴旋转，同时实现对激光器300的倾斜角度调节和平移。同理可对送丝机构600的倾斜角度调节和平移。

本发明提供的自适应的伺服送丝焊接机构及其焊接方法，设有激光器、送丝机构、旋转电机、第一滑台机构和第二滑台机构，在第一位移装置上设有沿X轴方向可滑动地第一安装板，第二位移装置设置在第一安装板上，第二位移装置上设有沿Y轴方向可滑动地第二安装板，第二安装板的一端与激光器和送丝机构铰接，第四位移装置设置在第三安装板上，第四位移装置上设有沿X轴方向可滑动地第四安装板，第四安装板的一端与激光器和送丝机构铰接。由此使得，在第一安装板、第二安装板、第三安装板和第四安装板移动的过程中，激光器和送丝机构可以进行平移，同时实现倾斜角度调节，而且送丝机构能够配合调整送丝方向，由此在保证焊接速度和精度的前提下，能够有效控制激光器和送丝机构的倾角，使送丝机构位于激光器对应运行轨迹切线方向的前端，提高焊接的可靠性。

如图1至图4所示，送丝机构600包括：转盘601和送丝头。转盘601设置在激光器300上，转盘601通过皮带603与旋转电机700传动连接，转盘601可沿激光器300的径向旋转，转盘601上设有安装座。送丝头通过安装座连接在转盘601上，送丝头的出口延伸至激光器300的焊接点，送丝头的出口位于激光器300对应运行轨迹切线方向的前端。

旋转电机700安装在激光器300上，转盘601可在激光头上转动，送丝头安装在转盘601上，从而在旋转电机700驱动转盘601转动的过程中，送丝头能够随着转盘601进行旋转。送丝头的出口靠近激光器300的焊接点，送丝头随着转盘601旋转则能够改变送丝的方向。

此外，送丝机构还包括：送丝管602和送丝机，送丝管602的一端与送丝头的入口连通，送丝管602的另一端与送丝机连通。从而送丝机送丝时，能够通过送丝管602直接送至焊接点。

为便于控制送丝，送丝管602或送丝机上设有送丝开关，或者同时在送丝管602和送丝机上设置送丝开关，送丝开关用于控制送丝的启停。

在送丝开关开启的情形下，送丝机能够通过送丝管602送丝至焊接点，从而送丝机构配合激光器300进行焊接，在送丝开关关闭的情形下，送丝机能停止送丝，激光器300单独进行焊接。

为了能够实现对自适应的伺服送丝焊接机构的控制，如图1和图2所示，自适应的伺服送丝焊接机构还包括：焊接控制器。焊接控制器与第一位移装置1010、第二位移装置1020、第三位移装置2010和第四位移装置2020电连接，焊接控制器用于控制第一安装板1011、第二安装板1021、第三安装板2011和第四安装板2021移动，以通过用户输入的激光器300对应焊接点的预设运行轨迹，控制激光器300和送丝机构600平移和/或旋转。

具体而言，焊接控制器控制第二安装板1021在第二位移装置1020沿Y轴方向移动时，焊接控制器同时也控制第三安装板2011在第三位移装置2010也沿Y轴方向移动时，而且第二安装板1021和第三安装板2011二者异步移动(第二安装板1021和第三安装板2011移动的速率不同，或者最终的位移不同时)，由于第二安装板1021的一端铰接于激光器300其中一安装位，且第四安装板2021的一端铰接于激光器300的另一安装位，此时激光器300可绕X轴旋转，实现对激光器300的倾斜角度调节。同理可对送丝机构600的倾斜角度进行调节。

同理，焊接控制器控制第一安装板1011在第一位移装置1010沿X轴方向移动时，焊接控制器同时也控制第四安装板2021在第四位移装置2020也沿X轴方向移动时，而且第一安装板1011和第四安装板2021二者异步移动(第一安装板1011和第四安装板2021移动的速率不同，或者最终的位移不同时)，由于第二安装板1021的一端铰接于激光器300其中一安装位，且第四安装板2021的一端铰接于激光器300的另一安装位，此时激光器300可绕Y轴旋转，实现对激光器300的倾斜角度调节。同理可对送丝机构600的倾斜角度进行调节。

焊接控制器控制第二安装板1021在第二位移装置1020沿Y轴方向移动时，焊接控制器同时也控制第三安装板2011在第三位移装置2010也沿Y轴方向移动时，而且第二安装板1021和第三安装板2011二者同步移动(第二安装板1021和第三安装板2011移动的速率相同，或者最终的位移相同时)，由于第二安装板1021的一端铰接于激光器300其中一安装位，且第四安装板2021的一端铰接于激光器300的另一安装位，此时激光器300可沿Y轴方向移动，实现对激光器300移动的调节。同理可对送丝机构600的移动进行调节。

同理，焊接控制器控制第一安装板1011在第一位移装置1010沿X轴方向移动时，焊接控制器同时也控制第四安装板2021在第四位移装置2020也沿X轴方向移动时，而且第一安装板1011和第四安装板2021二者同步移动(第一安装板1011和第四安装板2021移动的速率相同，或者最终的位移相同时)，由于第二安装板1021的一端铰接于激光器300其中一安装位，且第四安装板2021的一端铰接于激光器300的另一安装位，此时激光器300可沿X轴方向移动，实现对激光器300移动的调节。同理可对送丝机构600的移动进行调节。

焊接控制器控制第二安装板1021在第二位移装置1020沿Y轴方向移动时，焊接控制器同时也控制第三安装板2011在第三位移装置2010也沿Y轴方向移动时，而且第二安装板1021和第三安装板2011二者同步移动(第二安装板1021和第三安装板2011移动的速率相同，或者最终的位移相同时)，第一安装板1011和第四安装板2021二者异步移动的过程中，此时激光器300可沿Y轴方向移动，同时激光器300可绕Y轴旋转，同时实现对激光器300的倾斜角度调节和平移。同理可对送丝机构600的倾斜角度调节和平移。

同理，焊接控制器控制第一安装板1011在第一位移装置1010沿X轴方向移动时，焊接控制器同时也控制第四安装板2021在第四位移装置2020也沿X轴方向移动时，而且第一安装板1011和第四安装板2021二者同步移动(第一安装板1011和第四安装板2021移动的速率相同，或者最终的位移相同时)，第二安装板1021和第三安装板2011二者异步移动的过程中，此时激光器300可沿X轴方向移动，同时激光器300可绕X轴旋转，同时实现对激光器300的倾斜角度调节和平移。同理可对送丝机构600的倾斜角度调节和平移。

此外，自适应的伺服送丝焊接机构还设有第一位置传感器、第二位置传感器和送丝控制器。

其中，第一位置传感器设置在激光器300上，通过坐标的转化，第一位置传感器可用于检测激光器300的对应焊接点的位置变化。第二位置传感器设置在送丝机构600上，通过坐标的转化，第二位置传感器可用于检测送丝机构600的送丝口的位置。送丝控制器与旋转电机700、第一位置传感器和第二位置传感器电连接，送丝控制器基于焊接点的位置变化和送丝口的位置，控制所旋转电机700，使送丝口始终位于激光器300对应运行轨迹切线方向的前端。

具体而言，在焊接控制器控制激光器300基于按照预设运行轨迹运动的过程中，第一位置传感器用于检测激光器300的对应焊接点的位置变化，而第二位置传感器用于检测送丝机构600的送丝口的位置。送丝控制器根据焊接点的位置变化和送丝口的位置，控制旋转电机700，使送丝口始终位于激光器300对应运行轨迹切线方向的前端。

在一个示例中，如图1至图3所示，为了便于控制第一安装板1011、第二安装板1021、第三安装板2011和第四安装板2021移动。第一位移装置1010上设有第一驱动机构1012，第一驱动机构用于驱动第一安装板在第一位移装置1010上沿X轴方向往复运动。第二位移装置1020上设有第二驱动机构1022，第二驱动机构用于驱动第二安装板在第二位移装置上沿Y轴方向往复运动。第三位移装置2010上设有第三驱动机构2012，第三驱动机构用于驱动第三安装板在第三位移装置2010上沿Y轴方向往复运动。第四位移装置2020上设有第四驱动机构2022，第四驱动机构用于驱动第四安装板在第四位移装置上沿X轴方向往复运动。

其中，第一驱动机构1012、第二驱动机构1022、第三驱动机构2012和第四驱动机构2022可采用气控或者电控。

在自适应的伺服送丝焊接机构采用气控的情形下，第一驱动机构1012、第二驱动机构1022、第三驱动机构2012和第四驱动机构2022均可采用气缸驱动机构，通过气压传动将压缩空气的压力转换为机械能，使相应的第一安装板1011、第二安装板1021、第三安装板2011和第四安装板2021做直线运动。

在自适应的伺服送丝焊接机构采用电控的情形下，第一驱动机构1012、第二驱动机构1022、第三驱动机构2012和第四驱动机构2022均可采用电机驱动机构，通过通断电直接控制第一安装板1011、第二安装板1021、第三安装板2011和第四安装板2021做直线运动。

基于上述实施例，在本发明提供的一实施例中，如图1至图3所示，至少两个安装位上分别设有第一万向节310和第二万向节320，第二安装板1021通过第一万向节310铰接于其中一安装位，第四安装板2021通过第二万向节320铰接于另一安装位。

本实施例中，自适应的伺服送丝焊接机构共设有两个安装位，其中一安装位上设有第一万向节310，另一安装位上设有第二万向节320。从而第二安装板1021和第三安装板2011二者异步移动，或者第一安装板1011和第四安装板2021二者异步移动的时候，通过第一万向节310和第二万向节320可以实现对激光器300和送丝机构600的倾斜角度调节。

若自适应的伺服送丝焊接机构上设有两个以上安装位的时候，第一万向节310和第二万向节320可选择其中任意两个安装位来铰接，由于各个安装位均沿Z轴方向依次设置，从而根据安装位选择的不同可以调整激光器300和送丝机构600的高度。

例如，自适应的伺服送丝焊接机构上设有沿Z轴方向从上至下依次设置的安装位A、安装位B、安装位C和安装位D。初始状态下，第一万向节310设置在安装位A，第二万向节320设置在安装位B，如果需要降低激光器300的高度，则可以将第一万向节310设置在安装位B，第二万向节320设置在安装位C。如果需要继续降低激光器300的高度，则可以将第一万向节310设置在安装位C，第二万向节320设置在安装位D。

进一步地，第一万向节310和第二万向节320的结构相同，均包括：内环和外环。第一万向节310的内环连接在其中一安装位，第二万向节320的内环连接在另一安装位。第一万向节310的外环与第二安装板1021连接，第一万向节310可旋转地设置在相应内环上。第二万向节320的外环与第四安装板2021连接，第二万向节320可旋转地设置在相应内环上。

基于上述实施例，在本发明提供的一实施例中，如图1至图3所示，激光器300包括：相互同轴设置的激光枪头330和保护罩340；保护罩340为壳体结构，用于保护激光枪头330。保护罩340中设有腔体，保护罩340的底端设有腔体的开口。激光枪头330用于发射激光，激光枪头330穿过保护罩340的顶端，同时激光枪头330至少部分设置在腔体中，也即激光枪头330的发射端设置在保护罩340中。

工作过程中，当需要移动或者调整激光枪头330的倾斜角度时，直接控制第一安装板1011、第二安装板1021、第三安装板2011和第四安装板2021的移动即可，以使激光枪头330和送丝机构600调节倾斜角度和/或移动。

为了保护激光枪头330，激光器还包括：喷气管道。喷气管道具有进气口和出气口；喷气管道的进气口与惰性气体管道连接，喷气管道的出气口设置在腔体中，喷气管道的出气口朝开口方向设置，喷气管道的出气口与激光枪头330之间具有夹角。

将喷气管道的进气口与惰性气体管道连接，使得在工作时，喷气管道的出气口可以吹出氩气、氮气等保护气，而且由于喷气管道的出气口与激光枪头330之间具有夹角，使得焊接轨迹保持在一定的位置，有利于焊缝的保护和冷却。

基于上述实施例，在本发明提供的一实施例中，如图1至图3所示，自适应的伺服送丝焊接机构还包括：定位机构400。定位机构400用于固定焊接工件。定位机构400与激光器300相对，二者间隔一定距离设置。

为了便于焊接工件位置的调整，定位机构400包括：基座430、第一夹具体410和第二夹具体420；基座430上设有滑槽，第一夹具体410和第二夹具体420相对设置，第一夹具体410和第二夹具体420均可滑动地设置在滑槽中。

在需要固定焊接工件时，直接将焊接工件设置在第一夹具体410和第二夹具体420之间，通过移动第一夹具体410和第二夹具体420，即可夹紧焊接工件，再调整激光器300的位置，将激光器300与焊接工件对准时即可实现对焊接工件的焊接。

如图1至图3所示，为增加焊接工件的稳固性，自适应的伺服送丝焊接机构还包括：两个限位件440，两个限位件440设置在基座430上相对的两侧，两个限位件440分别用于限制第一夹具体410和第二夹具体420的移动，至少一个限位件440为位置可调的活动限位件。

本实施例中，两个限位件440分别设置在基座430的左右两侧，左侧设置的限位件440用于限制第一夹具体410，右侧设置的限位件440用于限制第二夹具体420。在需要固定焊接工件时，直接将焊接工件设置在第一夹具体410和第二夹具体420之间，通过调整两个限位件440，来控制第一夹具体410和第二夹具体420移动，即可夹紧焊接工件，再调整激光器300的位置，将激光器300与焊接工件对准时即可实现对焊接工件的焊接。

此外，自适应的伺服送丝焊接机构还包括：操作台500。操作台500上设有对应各功能的按钮，可用于控制第一位移装置1010、第二位移装置1020、第三位移装置2010和第四位移装置2020工作。用户可直接通过操作台500来控制第一安装板1011、第二安装板1021、第三安装板2011和第四安装板2021的移动。

其中，操作台500的顶面设有阶梯面，阶梯面至少具有第一安装面和第二安装面。第一安装面的高度大于第二安装面的高度。第一位移装置1010和第三位移装置2010均设置在第一安装面上，本实施例中，第一位移装置1010沿X轴方向设置在第一安装面，第三位移装置2010沿Y轴方向设置在第一安装面，第一安装面沿Z轴方向可移动，从而可以控制第一位移装置1010和第三位移装置2010沿Z轴方向移动，定位机构400的基座430设置在第二安装面，也即待焊接工件设置在第二安装面。通过第一安装面和第二安装面高度的不同，使得激光器300与定位机构400相互间隔开，以便于对激光器300位置以及角度的调节。

根据用户需要，第一安装面可设置为沿Z轴方向可移动地安装面，第一安装面整体通过一个升降装置来控制高度，此时第一位移装置1010和第三位移装置2010设置在第一安装面上，因此整个第一滑台机构100和第二滑台机构200整体可沿Z轴方向移动，从而可调节激光器300的高度，调节焊接位置和焊接轨迹。

本申请还提供一种伺服送丝焊接机构的焊接方法，该伺服送丝焊接机构的结构如图1至图4所示，在此不再赘述。

如图5所示，焊接方法包括如下步骤：

步骤S510：获取激光器对应焊接点的预设运行轨迹。

步骤S520：基于预设运行轨迹，控制激光器和送丝机构平移和/或旋转。

在控制前先获取用户输入的激光器对应焊接点的预设运行轨迹，焊接控制器用于控制第一安装板1011、第二安装板1021、第三安装板2011和第四安装板2021移动，以通过激光器300对应焊接点的预设运行轨迹，控制激光器300和送丝机构600平移和/或旋转。

步骤S530：获取焊接点的位置变化和送丝机构的送丝口的位置。

在激光器300和送丝机构600平移和/或旋转的过程中，第一位置传感器通过坐标的转化，检测激光器300的对应焊接点的位置变化，而第二位置传感器通过坐标的转化，检测送丝机构600的送丝口的位置。

步骤S540：基于焊接点的位置变化和送丝口的位置，控制送丝机构调整送丝方向，使送丝口始终位于激光器对应运行轨迹切线方向的前端。

送丝控制器根据焊接点的位置变化和送丝口的位置，控制旋转电机700，这一过程中，送丝控制器根据运行轨迹的方向控制旋转电机700正转或者反转，使送丝口始终位于激光器300对应运行轨迹切线方向的前端。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种自适应的伺服送丝焊接机构，其特征在于，包括：

激光器；

送丝机构和旋转电机，所述送丝机构与所述旋转电机连接，在所述激光器焊接的过程中，所述旋转电机用于驱动所述送丝机构的出丝口围绕所述激光器旋转，所述送丝机构的送丝口延伸至所述激光器的焊接点，位于所述激光器对应运行轨迹切线方向的前端；

第一滑台机构，包括：第一位移装置和第二位移装置；所述第一位移装置上设有沿X轴方向可滑动地第一安装板；所述第二位移装置设置在所述第一安装板上，所述第二位移装置上设有沿Y轴方向可滑动地第二安装板；所述第二安装板的一端与所述激光器和所述送丝机构铰接；

第二滑台机构，包括：第三位移装置和第四位移装置；所述第三位移装置上设有沿Y轴方向可滑动地第三安装板；所述第四位移装置设置在所述第三安装板上，所述第四位移装置上设有沿X轴方向可滑动地第四安装板；所述第四安装板的一端与所述激光器和所述送丝机构铰接。

2.根据权利要求1所述的自适应的伺服送丝焊接机构，其特征在于，所述送丝机构包括：

转盘，所述转盘设置在所述激光器上，与所述旋转电机传动连接，所述转盘可沿所述激光器的径向旋转，所述转盘上设有安装座；

送丝头，所述送丝头通过所述安装座连接在所述转盘上，所述送丝头的出口延伸至所述激光器的焊接点，位于所述激光器对应运行轨迹切线方向的前端。

3.根据权利要求2所述的自适应的伺服送丝焊接机构，其特征在于，所述送丝机构还包括：

送丝管和送丝机，所述送丝管的一端与所述送丝头的入口连通，所述送丝管的另一端与所述送丝机连通。

4.根据权利要求3所述的自适应的伺服送丝焊接机构，其特征在于，所述送丝管和/或所述送丝机上设有送丝开关，所述送丝开关用于控制送丝的启停。

5.根据权利要求1所述的自适应的伺服送丝焊接机构，其特征在于，还包括：

第一万向节和第二万向节，所述第二安装板通过所述第一万向节与所述激光器铰接；所述第四安装板通过所述第二万向节与所述激光器铰接。

6.根据权利要求1所述的自适应的伺服送丝焊接机构，其特征在于，还包括：

焊接控制器，与所述旋转电机、所述第一位移装置、所述第二位移装置、所述第三位移装置和所述第四位移装置电连接，以通过所述激光器对应焊接点的预设运行轨迹，控制所述激光器和送丝机构平移和/或旋转。

7.根据权利要求6所述的自适应的伺服送丝焊接机构，其特征在于，还包括：

第一位置传感器和第二位置传感器，所述第一位置传感器设置在所述激光器上，用于检测所述激光器的对应焊接点的位置变化，所述第二位置传感器设置在所述送丝机构上，用于检测所述送丝机构的送丝口的位置；

送丝控制器，与所述旋转电机、所述第一位置传感器和所述第二位置传感器电连接，基于所述焊接点的位置变化和所述送丝口的位置，控制所述旋转电机，使所述送丝口始终位于所述激光器对应运行轨迹切线方向的前端。

8.根据权利要求1所述的自适应的伺服送丝焊接机构，其特征在于，还包括：

操作台，所述操作台的顶面设有阶梯面，所述阶梯面具有第一安装面和第二安装面；所述第一安装面的高度大于所述第二安装面的高度；所述第一位移装置和所述第三位移装置均设置在所述第一安装面上，所述第一安装面沿Z轴方向可移动，以控制所述第一位移装置和所述第三位移装置沿Z轴方向移动；待焊接工件设置在所述第二安装面。

9.一种根据如权利要求1-8中任一项所述自适应的伺服送丝焊接机构的焊接方法，其特征在于，包括：

获取激光器对应焊接点的预设运行轨迹；

基于所述预设运行轨迹，控制所述激光器和送丝机构平移和/或旋转。

10.根据权利要求9所述的自适应的伺服送丝焊接机构的焊接方法，其特征在于，所述控制所述激光器和送丝机构平移和/或旋转的步骤之后还包括：

获取所述焊接点的位置变化和所述送丝机构的送丝口的位置；

基于所述焊接点的位置变化和所述送丝口的位置，控制所述送丝机构调整送丝方向，使所述送丝口始终位于所述激光器对应运行轨迹切线方向的前端。

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