CN116493746A - 一种实时清洁保护镜片的激光焊接机及清洁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实时清洁保护镜片的激光焊接机，包括机架、旋转工作台、多轴机械臂、激光发生器、保护镜片清洁机构、保护气喷头和冷却机构，所述机架表面转动安装有旋转工作台，且机架一侧固定安装有多轴机械臂。该实时清洁保护镜片的激光焊接机，设置有保护镜片清洁机构、清洗液储罐和气液两用泵，第一电机通过蜗杆带动旋转盘转动，使镜筒内的保护镜转动至清洗腔上方，气液两用泵抽取清洗液储罐内的清洗液进入清洗腔，超声波清洗器通过清洗液清洗保护镜片，随后气液两用泵抽取清洗液回流，同时抽取外界空气进入清洗腔完成吹干，便于自动完成对保护镜片的清洗，同时极大的缩短的保护镜片的清洁流程与清洁周期。
Description
技术领域
本发明涉及激光焊接机技术领域，具体为一种实时清洁保护镜片的激光焊接机及清洁方法。
背景技术
激光焊接是一种新型的焊接方法。其具有热变形小、焊接速度快、焊接精度高等优点，而在实际焊接过程中，需要使用到大量的保护气体，为了避免保护气体在设备附近堆积导致操作人员缺氧，现有的激光焊接机通常需要使用统一的换气结构，该换气结构体积庞大，建设成本高，需要采用大批量激光焊接机聚集运行分担换气成本，不适用于少量激光焊接机使用，现有的激光焊接机通常采用外置的冷却塔或冷水机组作为辅助散热机构，该散热方式同样属于适合大批量生产的生产模式，导致少量生产运行的激光焊接机成本进一步增加，并且现有的激光焊接机为了保护激光发生器加装的保护镜片，焊接时产生的金属蒸汽被保护镜片阻拦并粘附在保护镜片表面，为了确保保护镜片的透光率，通常定期拆卸保护镜片进行清洗，而在拆卸清洁时不可避免的会影响正常加工，同时金属蒸汽是逐渐粘附的，因此在一个清洗周期中保护镜片的透光率是逐渐降低的，进一步增大了废热积聚，降低了焊接效率，现有的激光焊接机中激光焊接头受多轴机械臂驱动，而激光焊接头在移动过程中仍然需要大量管线供电、供气、供液，现有的激光焊接机中的管线未贴合多轴机械臂，使得多轴机械臂在运行过程中需要考虑管线的位置，避免发生钩挂等问题，极大的影响了多轴机械臂的灵活性，针对上述问题，需要对现有设备进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实时清洁保护镜片的激光焊接机及清洁方法，以解决上述背景技术中提出的换气结构体积庞大，建设成本高，需要采用大批量激光焊接机聚集运行分担换气成本，不适用于少量激光焊接机使用，现有的激光焊接机通常采用外置的冷却塔或冷水机组作为辅助散热机构，该散热方式同样属于适合大批量生产的生产模式，导致少量生产运行的激光焊接机成本进一步增加，为了确保保护镜片的透光率，通常定期拆卸保护镜片进行清洗，而在拆卸清洁时不可避免的会影响正常加工，同时金属蒸汽是逐渐粘附的，因此在一个清洗周期中保护镜片的透光率是逐渐降低的，进一步增大了废热积聚，降低了焊接效率，现有的激光焊接机中的管线未贴合多轴机械臂，使得多轴机械臂在运行过程中需要考虑管线的位置，避免发生钩挂等问题，极大的影响了多轴机械臂的灵活性问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种实时清洁保护镜片的激光焊接机及清洁方法，包括机架、旋转工作台、多轴机械臂、激光发生器、保护镜片清洁机构、保护气喷头和冷却机构，所述机架表面转动安装有旋转工作台，且机架一侧固定安装有多轴机械臂，所述多轴机械臂一端固定安装有镜筒，且镜筒内部固定安装有激光发生器，所述镜筒内部开设有冷却水道，且冷却水道螺旋设置在激光发生器外侧，所述镜筒中部设置有保护镜片清洁机构，且镜筒底部设置有环形管，同时环形管底部均匀的开设有多个气孔，所述保护镜片清洁机构一侧固定安装有保护气喷头；
所述机架底部依次设置有液氮储罐、氮气汽化罐、液氧储罐、清洗液储罐以及冷却液储罐，所述液氮储罐与氮气汽化罐之间相连通，且氮气汽化罐与保护气管一端相连通，同时保护气管另一端与保护气喷头相连通，所述液氮储罐与氮气汽化罐之间、氮气汽化罐与保护气管以及液氧储罐与氧气管之间均设置有电磁节流阀，所述液氧储罐与氧气管一端相连通，且氧气管另一端与废气混合机构相连通，所述清洗液储罐顶部固定安装有气液两用泵，且气液两用泵一端通过三叉管与外部环境或清洗液储罐相连通，所述三叉管内部安装有电磁换向阀，且三叉管与气液两用泵之间固定安装有气液两用过滤器，所述气液两用泵另一端与清洗出管一端相连通，且清洗出管另一端与保护镜片清洁机构相连通，所述清洁进管一端与保护镜片清洁机构相连通，且清洁进管另一端与清洗液储罐相连通，所述冷却液储罐与冷却液进管一端相连通，且冷却液进管另一端与冷却水道一端相连通，所述冷却液储罐内部固定安装有液泵，且液泵与冷却液出管一端相连通，同时冷却液出管另一端与冷却水道另一端相连通；
所述冷却液储罐顶部设置有冷却机构，所述氮气汽化罐内部固定安装有冷却螺旋管，所述机架远离旋转工作台的一侧固定安装有管线收卷机构与废气混合机构，所述废气混合机构与废气管一端相连通，且废气管另一端与环形管相连通
优选的，所述保护镜片清洁机构包括安装盘、旋转槽、旋转盘、蜗杆、第一电机、保护镜片、密封环、密封垫、电磁开关、清洗腔和超声波清洗器，所述安装盘固定安装在镜筒中部，且安装盘内部开设有旋转槽，所述旋转槽内部转动安装有旋转盘，且旋转盘与安装盘一侧转动安装的蜗杆啮合，同时蜗杆管材安装盘与安装盘上固定安装的第一电机相连接，所述旋转盘表面安装有两个对称设置的保护镜片，所述安装盘远离镜筒的一侧开设有与旋转槽相连通的清洗腔，且清洗腔内部固定安装有超声波清洗器，所述清洗腔顶部固定安装有电磁开关，且电磁开关顶部固定安装有密封环，所述密封环表面粘贴有密封垫，且密封垫贴合旋转盘下表面设置，同时密封垫底部粘接固定在清洗腔外侧；
通过采用上述技术方案，两个保护镜片互换位置后，电磁开关推动密封环以及密封垫贴合旋转盘并封闭清洗腔，随后清洗液进入清洗腔，便于超声波清洗器透过清洗腔内的清洗液对保护镜片进行清洗。
优选的，所述废气混合机构包括气泵、混气筒、气体过滤器、螺旋导流板、聚气管以及单向阀，所述混气筒固定安装在机架表面，且混气筒一端同时与氧气管以及废气管相连通，所述混气筒与废气管连通处安装有气泵，且气泵与废气管连通处安装有气体过滤器，所述混气筒内部固定有螺旋导流板，且混气筒中部贯穿有聚气管，同时聚气管内部安装有单向阀；
通过采用上述技术方案，氧气与废气同时进入混气筒，螺旋导流板改变氧气与废气的流动路径，使氧气与废气在混气筒内混合均匀，同时单向阀避免外界与混气筒内直接相连，防止点燃混气筒内未混合均匀的氧气。
优选的，所述冷却机构包括回型管、垫板和冷却风机，所述回型管设置在冷却液进管上并与其连通，且回型管悬空在冷却液储罐顶部，所述垫板垫放在回型管与冷却液储罐之间，且回型管顶部固定安装有冷却风机；
通过采用上述技术方案，冷却风机吹动气流，使空气经过回型管并从回型管与冷却液储罐之间的进行排出。
优选的，所述管线收卷机构(31)包括支架(311)、第二电机(312)、主轴(313)、滑槽(314)、滑块(315)、压缩弹簧(316)、绕线盘(317)和电液滑环(318)，所述支架(311)焊接固定在机架(1)表面，所述主轴(313)两端贯穿支架(311)并与其转动连接，且主轴(313)一端与支架(311)上固定安装的第二电机(312)相连接，所述主轴(313)内部开设有滑槽(314)，且滑槽(314)内部滑动安装有滑块(315)，同时滑块(315)与滑槽(314)之间设置有压缩弹簧(316)，所述主轴(313)外侧转动安装有绕线盘(317)，且绕线盘(317)内侧与对应设置的滑块(315)贴合设置，所述绕线盘(317)内部安装有电液滑环(318)；
通过采用上述技术方案，第二电机带动主轴持续转动，使多个独立设置的绕线盘持续收卷管线，一旦管线绷紧，此时绕线盘的转动阻力大于绕线盘与滑块之间的摩擦阻力，此时对应的绕线盘在主轴上空转，便于将管线始终保持在紧绷状态。
优选的，所述废气管(32)、冷却液进管(26)、冷却液出管(28)、清洁进管(25)、清洗出管(24)以及保护气管(16)均与管线收卷机构(31)内部安装的电液滑环(319)相连通，且废气管(32)、冷却液进管(26)、冷却液出管(28)、清洁进管(25)、清洗出管(24)以及保护气管(16)均穿过导向机构(34)，多个所述导向机构(34)固定安装在多轴机械臂(3)上；
通过采用上述技术方案，绕线盘转动时，电液滑环随之转动，使得电液滑环靠近导向机构一端的管线缠绕在绕线管表面并完成收卷。
优选的，所述冷却液出管、冷却水道、冷却液进管、冷却螺旋管、回型管以及冷却液储罐依次连通并构成冷却液循环通道；
通过采用上述技术方案，冷却液储罐内的冷却液经过冷却液出管、冷却水道、冷却液进管、冷却螺旋管、回型管以及冷却液储罐循环流动，并在循环流动过程中完成对激光发生器的散热以及冷却液本身的散热。
优选的，所述导向机构包括固定板、活动板、滚珠和管线槽，所述固定板固定安装在多轴机械臂上，且活动板固定安装在固定板上，所述固定板以及活动板上均开设有管线槽，且管线槽内部均匀的转动安装有多个滚珠；
通过采用上述技术方案，管线穿过管线槽，管线槽内壁上的滚珠降低管线槽与管线之间的摩擦阻力，起到限制管线径向位移并便于管线轴向位移。
优选的，两个所述保护镜片的对称中心与旋转盘的旋转轴线重合，所述镜筒的中心线左侧保护镜片的中心线重合，右侧所述保护镜片的中心线与密封环的中心线重合；
通过采用上述技术方案，第一电机通过蜗杆带动旋转盘转动，使旋转盘上的两个保护镜片互换位置。
一种激光焊接机实时清洁方法，包括以下步骤：
(1)调整焊接角度与焊接位置
a、工件放置在旋转工作台上，旋转工作台转动调节工件的水平角度。
b、多轴机械臂运行带动镜筒及镜筒内部激光发生器运动，调整激光发生器的高度与朝向。
(2)管线收束
a、管线穿过固定板与活动板之间的管线槽，管线槽内的滚珠降低摩擦阻力，使管线在管线槽内自由滑动。
b、第二电机带动主轴及主轴外侧的绕线盘转动，绕线盘收卷管线，管线绷紧并根据导向机构贴合多轴机械臂。
(3)保护气释放
a、打开液氮储罐上的电磁节流阀使液氮储罐内的液氮汽化并进入氮气汽化罐。
b、打开氮气汽化罐上的电磁节流阀，使氮气经过保护气管进入保护气喷头喷出。
(4)降温冷却
a、液泵抽取冷却液储罐内的冷却液经过冷却液出管进入冷却水道，随后冷却液经过冷却液进管回流至冷却液储罐。
b、冷却液回流过程中经过冷却机构与冷却螺旋管，冷却机构与冷却螺旋管配合对回流的冷却液降温。
(5)镜片更换
a、松开电磁开关，电磁开关上的密封环以及密封垫脱离与安装盘的贴合。
b、第一电机带动蜗杆转动，蜗杆带动安装盘在旋转槽内转动，使安装盘的两个互换位置。
(6)镜片清洗
a、气液两用泵通过三叉管抽取清洗液储罐内的清洗液经过清洗出管进入清洗腔，超声波清洗器清洗清洗腔内的保护镜片。
b、调节电磁换向阀，气液两用泵通过三叉管抽取外界空气并经过清洗出管进入清洗腔，气体吹动清洗液经过清洁进管回流至清洗液储罐，同时流动的气体吹干保护镜片。
(7)废气清理与净化
a、气泵抽取空气，在负压的作用下空气裹挟金属蒸汽经过气孔、环形管以及废气管进入混气筒，气体流动过程中经过气体过滤器，气体过滤器对空气进行过滤净化。
b、打开液氧储罐上的电磁节流阀，氧气汽化经过氧气管流入混气筒，氧气与废气在混气筒中混合并经过聚气管排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该实时清洁保护镜片的激光焊接机及清洁方法，
(1)设置有保护镜片清洁机构、清洗液储罐和气液两用泵，第一电机通过蜗杆带动旋转盘转动，使镜筒内的保护镜转动至清洗腔上方，气液两用泵抽取清洗液储罐内的清洗液进入清洗腔，超声波清洗器通过清洗液清洗保护镜片，随后气液两用泵抽取清洗液回流，同时抽取外界空气进入清洗腔完成吹干，便于自动完成对保护镜片的清洗，同时极大的缩短的保护镜片的清洁流程与清洁周期。
(2)设置有废气混合机构、氧气储罐和环形管，气泵通过环形管上的气孔抽取激光发生器附近的空气，使空气裹挟金属蒸汽进入废气管，随后废气管上的气体过滤器过滤阻拦金属蒸汽，废气进入混气筒，液氧储罐内的氧气进入混气筒与废气混合，使废气中的氧气含量达标，便于直接将废气排放在激光焊接机附近，避免废气堆积导致区域缺氧。
(3)设置有管线收卷机构与导向机构，管线缠绕在管线收卷机构的绕线盘上并穿过导线机构的管线槽中，第一电机通过主轴带动绕线盘收卷管线，同时管线槽限制了管线的径向位移，使得管线始终贴紧多轴机械臂，避免管线影响多轴机械臂运动，使多轴机械臂带动激光发生器移动更加灵活。
(4)设置有冷却机构、冷却水道和冷却螺旋管，液泵抽取冷却液储罐内的冷却液进入冷却水道，冷却水道绕在激光发生器外侧完成降温，随后回流的冷却液依次经过冷却螺旋管以及回型管回到冷却液储罐内部，冷却液经过冷却螺旋管内时，由于冷却螺旋管位移液氮汽化罐内部，而液氮汽化过程中吸收大量热量，完成了对冷却液的第一次降温，随后冷却液经过回型管，第一风机吹动外界空气流动对冷却液进行第二次降温，通过两次降温，有效利用了周围环境对冷却液降温，极大的简化了冷却机构，也无需传统的大型冷却设备，更适用于小批量生产使用的激光焊接机。
附图说明
图1为本发明主视剖面结构示意图；
图2为本发明俯视剖面结构示意图；
图3为本发明机架俯视剖面结构示意图；
图4为本发明导向机构结构示意图；
图5为本发明导向机构切面结构示意图；
图6为本发明图1中A处放大结构示意图；
图7为本发明保护镜片清洁机构垂直剖切结构示意图；
图8为本发明废气混合机构剖切结构示意图；
图9为本发明主轴剖切结构示意图；
图10为本发明保护镜片清洁机构水平剖切结构示意图。
图中：1、机架；2、旋转工作台；3、多轴机械臂；4、镜筒；5、激光发生器；6、冷却水道；7、保护镜片清洁机构；71、安装盘；72、旋转槽；73、旋转盘；74、蜗杆；75、第一电机；76、保护镜片；77、密封环；78、密封垫；79、电磁开关；710、清洗腔；711、超声波清洗器；8、环形管；9、气孔；10、保护气喷头；11、液氮储罐；12、氮气汽化罐；13、液氧储罐；14、清洗液储罐；15、冷却液储罐；16、保护气管；17、电磁节流阀；18、氧气管；19、废气混合机构；191、气泵；192、混气筒；193、气体过滤器；194、螺旋导流板；195、聚气管；196、单向阀；20、气液两用泵；21、三叉管；22、电磁换向阀；23、气液两用过滤器；24、清洗出管；25、清洁进管；26、冷却液进管；27、液泵；28、冷却液出管；29、冷却机构；291、回型管；292、垫板；293、冷却风机；30、冷却螺旋管；31、管线收卷机构；311、支架；312、第二电机；313、主轴；314、滑槽；315、滑块；316、压缩弹簧；317、绕线盘；318、电液滑环；32、废气管；34、导向机构；341、固定板；342、活动板；343、滚珠；344、管线槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种实时清洁保护镜片的激光焊接机及清洁方法，如图1和6所示，机架1表面转动安装有旋转工作台2，且机架1一侧固定安装有多轴机械臂3，多轴机械臂3一端固定安装有镜筒4，且镜筒4内部固定安装有激光发生器5，镜筒4内部开设有冷却水道6，且冷却水道6螺旋设置在激光发生器5外侧，镜筒4中部设置有保护镜片清洁机构7，且镜筒4底部设置有环形管8，同时环形管8底部均匀的开设有多个气孔9，保护镜片清洁机构7一侧固定安装有保护气喷头10。
在进一步的实施例中，保护镜片清洁机构7包括安装盘71、旋转槽72、旋转盘73、蜗杆74、第一电机75、保护镜片76、密封环77、密封垫78、电磁开关79、清洗腔710和超声波清洗器711，安装盘71固定安装在镜筒4中部，且安装盘71内部开设有旋转槽72，旋转槽72内部转动安装有旋转盘73，且旋转盘73与安装盘71一侧转动安装的蜗杆74啮合，同时蜗杆74管材安装盘71与安装盘71上固定安装的第一电机75相连接，旋转盘73表面安装有两个对称设置的保护镜片76，安装盘71远离镜筒4的一侧开设有与旋转槽72相连通的清洗腔710，且清洗腔710内部固定安装有超声波清洗器711，清洗腔710顶部固定安装有电磁开关79，且电磁开关79顶部固定安装有密封环77，密封环77表面粘贴有密封垫78，且密封垫78贴合旋转盘73下表面设置，同时密封垫78底部粘接固定在清洗腔710外侧，第一电机75通过蜗杆74带动旋转盘73转动，使旋转盘73上的两个保护镜片76互换位置，随后清洗腔710内的超声波清洗器711对换下来的保护镜片76进行清洁，便于快速更换新的保护镜片76并对旧的保护镜片76进行清洁。
如图1、图7和图10所示，两个保护镜片76的对称中心与旋转盘73的旋转轴线重合，镜筒4的中心线左侧保护镜片76的中心线重合，右侧保护镜片76的中心线与密封环77的中心线重合，便于在旋转盘73转动后两个保护镜片76位置互换，同时镜筒4内的保护镜片76封闭镜筒4，清洗腔710上的保护镜片76位于清洗腔710正上方。
如图1、图2、图3和图8所示，机架1底部依次设置有液氮储罐11、氮气汽化罐12、液氧储罐13、清洗液储罐14以及冷却液储罐15，液氮储罐11与氮气汽化罐12之间相连通，且氮气汽化罐12与保护气管16一端相连通，同时保护气管16另一端与保护气喷头10相连通，液氮储罐11与氮气汽化罐12之间、氮气汽化罐12与保护气管16以及液氧储罐13与氧气管18之间均设置有电磁节流阀17，液氧储罐13与氧气管18一端相连通，且氧气管18另一端与废气混合机构19相连通。
在进一步的实施例中，废气混合机构19包括气泵191、混气筒192、气体过滤器193、螺旋导流板194、聚气管195以及单向阀196，混气筒192固定安装在机架1表面，且混气筒192一端同时与氧气管18以及废气管32相连通，混气筒192与废气管32连通处安装有气泵191，且气泵191与废气管32连通处安装有气体过滤器193，混气筒192内部固定有螺旋导流板194，且混气筒192中部贯穿有聚气管195，同时聚气管195内部安装有单向阀196，氧气从氧气管18进入混气筒192，废气从废气管32进入混气筒192，随后在螺旋导流板194的作用下使氧气与废气混合并进入聚气管195，混合后的气体经过单向阀196直接排放在外界。
如图1、图3和图所示，清洗液储罐14顶部固定安装有气液两用泵20，且气液两用泵20一端通过三叉管21与外部环境或清洗液储罐14相连通，三叉管21内部安装有电磁换向阀22，且三叉管21与气液两用泵20之间固定安装有气液两用过滤器23，气液两用泵20另一端与清洗出管24一端相连通，且清洗出管24另一端与保护镜片清洁机构7相连通，清洁进管25一端与保护镜片清洁机构7相连通，且清洁进管25另一端与清洗液储罐14相连通，冷却液储罐15与冷却液进管26一端相连通，且冷却液进管26另一端与冷却水道6一端相连通，冷却液储罐15内部固定安装有液泵27，且液泵27与冷却液出管28一端相连通，同时冷却液出管28另一端与冷却水道6另一端相连通。
在进一步的实施例中，冷却液出管28、冷却水道6、冷却液进管26、冷却螺旋管30、回型管291以及冷却液储罐15依次连通并构成冷却液循环通道，便于冷却液经过该冷却液循环通道循环流动，起到重复使用该冷却液的作用。
如图1和图2所示，冷却液储罐15顶部设置有冷却机构29。
在进一步的实施例中，冷却机构29包括回型管291、垫板292和冷却风机293，回型管291设置在冷却液进管26上并与其连通，且回型管291悬空在冷却液储罐15顶部，垫板292垫放在回型管291与冷却液储罐15之间，且回型管291顶部固定安装有冷却风机293，垫板292垫起回型管291，增大回型管291与冷却液储罐15之间的间隙，便于冷却风机293吹动外界空气流过回型管291完成降温。
如图1、图3和图9所示，氮气汽化罐12内部固定安装有冷却螺旋管30，机架1远离旋转工作台2的一侧固定安装有管线收卷机构31与废气混合机构19。
在进一步的实施例中，管线收卷机构31包括支架311、第二电机312、主轴313、滑槽314、滑块315、压缩弹簧316、绕线盘317和电液滑环318，支架311焊接固定在机架1表面，主轴313两端贯穿支架311并与其转动连接，且主轴313一端与支架311上固定安装的第二电机312相连接，主轴313内部开设有滑槽314，且滑槽314内部滑动安装有滑块315，同时滑块315与滑槽314之间设置有压缩弹簧316，主轴313外侧转动安装有绕线盘317，且绕线盘317内侧与对应设置的滑块315贴合设置，绕线盘317内部安装有电液滑环318，电液滑环318起到分割管线的作用，在第二电机312通过主轴313带动转动绕线盘317转动时，绕线盘317仅收卷靠近导向机构34一侧的管线，使该侧的管线收卷在绕线盘317外侧，直至管线绷紧，此时绕线盘317与管线之间的摩擦阻力大于绕线盘317与滑块315之间的摩擦阻力，使得绕线盘317在主轴313上空转，便于第二电机312通过一根主轴同时带动多个独立的绕线盘317转动不同的圈数，并根据每根管线的实际伸长长度进行自动调节。
如图3和图8所示，废气混合机构19与废气管32一端相连通，且废气管32另一端与环形管8相连通。
在进一步的实施例中，废气管32、冷却液进管26、冷却液出管28、清洁进管25、清洗出管24以及保护气管16均与管线收卷机构31内部安装的电液滑环319相连通，且废气管32、冷却液进管26、冷却液出管28、清洁进管25、清洗出管24以及保护气管16均穿过导向机构34，多个导向机构34固定安装在多轴机械臂3上，多个导向机构34固定安装在多轴机械臂3上，上述管线与绕线盘317上的电液滑环318连通，电液滑环318定盘固定在绕线盘317上，电液滑环318动环悬空，使得在绕线盘317转动时，电液滑环318定盘上的管线随绕线盘317转动并收卷，而电液滑环318动盘上的管线空转不动。
如图4和图5所示，导向机构34包括固定板341、活动板342、滚珠343和管线槽344，固定板341固定安装在多轴机械臂3上，且活动板342固定安装在固定板341上，固定板341以及活动板342上均开设有管线槽344，且管线槽344内部均匀的转动安装有多个滚珠343，管线穿过管线槽344，管线槽344内壁上的滚珠343降低管线与管线槽344内壁的摩擦阻力，使管线轴向滑动更加流畅，同时限制了管线的径向位移。
一种激光焊接机实时清洁方法，包括以下步骤：
(1)调整焊接角度与焊接位置
a、工件放置在旋转工作台2上，旋转工作台2转动调节工件的水平角度。
b、多轴机械臂运行带动镜筒4及镜筒4内部激光发生器5运动，调整激光发生器5的高度与朝向。
(2)管线收束
a、管线穿过固定板341与活动板342之间的管线槽344，管线槽344内的滚珠343降低摩擦阻力，使管线在管线槽344内自由滑动。
b、第二电机312带动主轴313及主轴313外侧的绕线盘317转动，绕线盘317收卷管线，管线绷紧并根据导向机构贴合多轴机械臂3。
(3)保护气释放
a、打开液氮储罐11上的电磁节流阀17使液氮储罐11内的液氮汽化并进入氮气汽化罐12。
b、打开氮气汽化罐12上的电磁节流阀17，使氮气经过保护气管16进入保护气喷头10喷出。
(4)降温冷却
a、液泵27抽取冷却液储罐15内的冷却液经过冷却液出管28进入冷却水道6，随后冷却液经过冷却液进管26回流至冷却液储罐15。
b、冷却液回流过程中经过冷却机构29与冷却螺旋管30，冷却机构29与冷却螺旋管30配合对回流的冷却液降温。
(5)镜片更换
a、松开电磁开关79，电磁开关79上的密封环77以及密封垫78脱离与安装盘71的贴合。
b、第一电机75带动蜗杆74转动，蜗杆74带动安装盘71在旋转槽72内转动，使安装盘71的两个互换位置。
(6)镜片清洗
a、气液两用泵20通过三叉管21抽取清洗液储罐14内的清洗液经过清洗出管24进入清洗腔710，超声波清洗器711清洗清洗腔710内的保护镜片76。
b、调节电磁换向阀22，气液两用泵20通过三叉管21抽取外界空气并经过清洗出管24进入清洗腔710，气体吹动清洗液经过清洁进管25回流至清洗液储罐14，同时流动的气体吹干保护镜片76。
(7)废气清理与净化
a、气泵191抽取空气，在负压的作用下空气裹挟金属蒸汽经过气孔9、环形管8以及废气管进入混气筒192，气体流动过程中经过气体过滤器193，气体过滤器193对空气进行过滤净化。
b、打开液氧储罐13上的电磁节流阀17，氧气汽化经过氧气管18流入混气筒192，氧气与废气在混气筒192中混合并经过聚气管195排出。
使用时，将工件固定在旋转工作台2上，启动多轴机械臂3，多轴机械臂3带动激光发生器5运动，启动旋转工作台2，旋转工作台2带动工件转动，便于激光发生器5以特定角度与特定距离对工件进行焊接，启动第二电机312，第二电机312带动主轴313转动，同时压缩弹簧316推动滑块315沿滑槽314滑动，滑块315挤压绕线盘317，使绕线盘317随主轴313转动，绕线盘317收卷靠近导向机构34一端的管线，而原理导向机构34一端的管线随部分电液滑环318空转，同时该管线穿过管线槽344，管线槽344内的滚珠343降低了管线的摩擦，同时管线槽344限制管线的移动路径，绕线盘317转动，与绕线盘317固定的电液滑环318，管线绷紧后绕线盘317的转动阻力大于绕线盘317与滑块315之间的摩擦阻力，此时绕线盘317在主轴313上空转，同时管线始终处于绷紧状态，而导向机构34限制了管线的路径，使得管线始终贴紧运动变形的多轴机械臂3，打开液氮储罐11上的电磁节流阀17，液氮储罐11内的液氮汽化进入氮气汽化罐12，打开氮气汽化罐12上的电磁节流阀17，使氮气经过保护气管16进入保护气喷头10喷出，调节上述两个电磁节流阀17，便于调节保护气的喷出流量，启动液泵27，液泵27抽取冷却液储罐15内的冷却液通过冷却液出管28进入冷却水道6，缠绕在激光发生器5外侧的冷却水道6对激光发生器5降温，吸收热量后的冷却液经过冷却液进管26回流至冷却螺旋管30，而冷却螺旋管30位于氮气汽化罐12内部，液氮储罐11内的液氮吸热汽化并进入氮气汽化罐12，在此过程中液氮储罐11与氮气汽化罐12内快速吸热降温，起到对冷却螺旋管30的降温作用，使冷却螺旋管30内的冷却液第一次散热，随后冷却液继续回流进入回型管291，冷却风机293吹动外界空气流过回型管291并经过回型管291与冷却液储罐15之间的间隙排出，完成第二次散热，利用外界空气与设备本身的制冷完成废热的排放，极大的降低对外界冷却设备的依靠，使得该焊接设备更加独立，启动气泵191，气泵191抽取空气，在负压的作用下，空气裹挟金属蒸汽经过气孔9进入环形管8，随后经过废气管32进入混气筒192，金属蒸汽被废气管32上的气体过滤器193阻拦过滤，打开液氧储罐13上的电磁节流阀17，液氧汽化并进入混气筒192，螺旋导流板194引导废气与氧气混合并经过聚气管195排出，单向阀196避免外界火焰进入混气筒192内与未稀释的氧气反应爆燃，使用起来更加安全，完成焊接后，启动第一电机75，第一电机75通过蜗杆74带动旋转盘73在旋转槽72内转动，旋转盘73上的两个保护镜片76互换位置，启动电磁开关79，电磁开关79推动密封环77，使密封环77上的密封垫78贴紧旋转盘73并封闭清洗腔710，启动气液两用泵20，气液两用泵20抽取清洗液储罐14内的清洗液，使清洗液经过清洗出管24进入清洗腔710，启动超声波清洗器711，超声波清洗器711通过清洗液完成对保护镜片76的清洗，随后调节三叉管21内的电磁换向阀22，气液两用泵20抽取外界空气进入清洗腔710，同时裹挟清洗液经过清洁进管25回流至清洗液储罐14，完成对保护镜片76的吹干，外界空气以及清洗液均需要经过清洗出管24上的气液两用过滤器23，气液两用过滤器23净化了气体与清洗液，使保护镜片76清洁更加完成，该清洁方式无需停机维护，同时极大的缩短了清洗周期，降低了废热，提高了保护镜片76的透光率，继而提高了激光的利用率。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗指所指的机构或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种实时清洁保护镜片的激光焊接机，包括机架(1)、旋转工作台(2)、多轴机械臂(3)、激光发生器(5)、保护镜片清洁机构(7)、保护气喷头(10)和冷却机构(29)，其特征在于：所述机架(1)表面转动安装有旋转工作台(2)，且机架(1)一侧固定安装有多轴机械臂(3)，所述多轴机械臂(3)一端固定安装有镜筒(4)，且镜筒(4)内部固定安装有激光发生器(5)，所述镜筒(4)内部开设有冷却水道(6)，且冷却水道(6)螺旋设置在激光发生器(5)外侧，所述镜筒(4)中部设置有保护镜片清洁机构(7)，且镜筒(4)底部设置有环形管(8)，同时环形管(8)底部均匀的开设有多个气孔(9)，所述保护镜片清洁机构(7)一侧固定安装有保护气喷头(10)；
所述机架(1)底部依次设置有液氮储罐(11)、氮气汽化罐(12)、液氧储罐(13)、清洗液储罐(14)以及冷却液储罐(15)，所述液氮储罐(11)与氮气汽化罐(12)之间相连通，且氮气汽化罐(12)与保护气管(16)一端相连通，同时保护气管(16)另一端与保护气喷头(10)相连通，所述液氮储罐(11)与氮气汽化罐(12)之间、氮气汽化罐(12)与保护气管(16)以及液氧储罐(13)与氧气管(18)之间均设置有电磁节流阀(17)，所述液氧储罐(13)与氧气管(18)一端相连通，且氧气管(18)另一端与废气混合机构(19)相连通，所述清洗液储罐(14)顶部固定安装有气液两用泵(20)，且气液两用泵(20)一端通过三叉管(21)与外部环境或清洗液储罐(14)相连通，所述三叉管(21)内部安装有电磁换向阀(22)，且三叉管(21)与气液两用泵(20)之间固定安装有气液两用过滤器(23)，所述气液两用泵(20)另一端与清洗出管(24)一端相连通，且清洗出管(24)另一端与保护镜片清洁机构(7)相连通，所述清洁进管(25)一端与保护镜片清洁机构(7)相连通，且清洁进管(25)另一端与清洗液储罐(14)相连通，所述冷却液储罐(15)与冷却液进管(26)一端相连通，且冷却液进管(26)另一端与冷却水道(6)一端相连通，所述冷却液储罐(15)内部固定安装有液泵(27)，且液泵(27)与冷却液出管(28)一端相连通，同时冷却液出管(28)另一端与冷却水道(6)另一端相连通；
所述冷却液储罐(15)顶部设置有冷却机构(29)，所述氮气汽化罐(12)内部固定安装有冷却螺旋管(30)，所述机架(1)远离旋转工作台(2)的一侧固定安装有管线收卷机构(31)与废气混合机构(19)，所述废气混合机构(19)与废气管(32)一端相连通，且废气管(32)另一端与环形管(8)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种实时清洁保护镜片的激光焊接机，其特征在于：所述保护镜片清洁机构(7)包括安装盘(71)、旋转槽(72)、旋转盘(73)、蜗杆(74)、第一电机(75)、保护镜片(76)、密封环(77)、密封垫(78)、电磁开关(79)、清洗腔(710)和超声波清洗器(711)，所述安装盘(71)固定安装在镜筒(4)中部，且安装盘(71)内部开设有旋转槽(72)，所述旋转槽(72)内部转动安装有旋转盘(73)，且旋转盘(73)与安装盘(71)一侧转动安装的蜗杆(74)啮合，同时蜗杆(74)管材安装盘(71)与安装盘(71)上固定安装的第一电机(75)相连接，所述旋转盘(73)表面安装有两个对称设置的保护镜片(76)，所述安装盘(71)远离镜筒(4)的一侧开设有与旋转槽(72)相连通的清洗腔(710)，且清洗腔(710)内部固定安装有超声波清洗器(711)，所述清洗腔(710)顶部固定安装有电磁开关(79)，且电磁开关(79)顶部固定安装有密封环(77)，所述密封环(77)表面粘贴有密封垫(78)，且密封垫(78)贴合旋转盘(73)下表面设置，同时密封垫(78)底部粘接固定在清洗腔(710)外侧。
3.根据权利要求1所述的一种实时清洁保护镜片的激光焊接机，其特征在于：所述废气混合机构(19)包括气泵(191)、混气筒(192)、气体过滤器(193)、螺旋导流板(194)、聚气管(195)以及单向阀(196)，所述混气筒(192)固定安装在机架(1)表面，且混气筒(192)一端同时与氧气管(18)以及废气管(32)相连通，所述混气筒(192)与废气管(32)连通处安装有气泵(191)，且气泵(191)与废气管(32)连通处安装有气体过滤器(193)，所述混气筒(192)内部固定有螺旋导流板(194)，且混气筒(192)中部贯穿有聚气管(195)，同时聚气管(195)内部安装有单向阀(196)。
4.根据权利要求1所述的一种实时清洁保护镜片的激光焊接机，其特征在于：所述冷却机构(29)包括回型管(291)、垫板(292)和冷却风机(293)，所述回型管(291)设置在冷却液进管(26)上并与其连通，且回型管(291)悬空在冷却液储罐(15)顶部，所述垫板(292)垫放在回型管(291)与冷却液储罐(15)之间，且回型管(291)顶部固定安装有冷却风机(293)。
5.根据权利要求1所述的一种实时清洁保护镜片的激光焊接机，其特征在于：所述管线收卷机构(31)包括支架(311)、第二电机(312)、主轴(313)、滑槽(314)、滑块(315)、压缩弹簧(316)、绕线盘(317)和电液滑环(318)，所述支架(311)焊接固定在机架(1)表面，所述主轴(313)两端贯穿支架(311)并与其转动连接，且主轴(313)一端与支架(311)上固定安装的第二电机(312)相连接，所述主轴(313)内部开设有滑槽(314)，且滑槽(314)内部滑动安装有滑块(315)，同时滑块(315)与滑槽(314)之间设置有压缩弹簧(316)，所述主轴(313)外侧转动安装有绕线盘(317)，且绕线盘(317)内侧与对应设置的滑块(315)贴合设置，所述绕线盘(317)内部安装有电液滑环(318)。
6.根据权利要求1所述的一种实时清洁保护镜片的激光焊接机，其特征在于：所述废气管(32)、冷却液进管(26)、冷却液出管(28)、清洁进管(25)、清洗出管(24)以及保护气管(16)均与管线收卷机构(31)内部安装的电液滑环(319)相连通，且废气管(32)、冷却液进管(26)、冷却液出管(28)、清洁进管(25)、清洗出管(24)以及保护气管(16)均穿过导向机构(34)，多个所述导向机构(34)固定安装在多轴机械臂(3)上。
7.根据权利要求1所述的一种实时清洁保护镜片的激光焊接机，其特征在于：所述冷却液出管(28)、冷却水道(6)、冷却液进管(26)、冷却螺旋管(30)、回型管(291)以及冷却液储罐(15)依次连通并构成冷却液循环通道。
8.根据权利要求6所述的一种实时清洁保护镜片的激光焊接机，其特征在于：所述导向机构(34)包括固定板(341)、活动板(342)、滚珠(343)和管线槽(344)，所述固定板(341)固定安装在多轴机械臂(3)上，且活动板(342)固定安装在固定板(341)上，所述固定板(341)以及活动板(342)上均开设有管线槽(344)，且管线槽(344)内部均匀的转动安装有多个滚珠(343)。
9.根据权利要求2所述的一种实时清洁保护镜片的激光焊接机，其特征在于：两个所述保护镜片(76)的对称中心与旋转盘(73)的旋转轴线重合，所述镜筒(4)的中心线左侧保护镜片(76)的中心线重合，右侧所述保护镜片(76)的中心线与密封环(77)的中心线重合。
10.一种激光焊接机实时清洁方法，包括以下步骤：
(1)调整焊接角度与焊接位置
a、工件放置在旋转工作台(2)上，旋转工作台(2)转动调节工件的水平角度。
b、多轴机械臂运行带动镜筒(4)及镜筒(4)内部激光发生器(5)运动，调整激光发生器(5)的高度与朝向。
(2)管线收束
a、管线穿过固定板(341)与活动板(342)之间的管线槽(344)，管线槽(344)内的滚珠(343)降低摩擦阻力，使管线在管线槽(344)内自由滑动。
b、第二电机(312)带动主轴(313)及主轴(313)外侧的绕线盘(317)转动，绕线盘(317)收卷管线，管线绷紧并根据导向机构贴合多轴机械臂(3)。
(3)保护气释放
a、打开液氮储罐(11)上的电磁节流阀(17)使液氮储罐(11)内的液氮汽化并进入氮气汽化罐(12)。
b、打开氮气汽化罐(12)上的电磁节流阀(17)，使氮气经过保护气管(16)进入保护气喷头(10)喷出。
(4)降温冷却
a、液泵(27)抽取冷却液储罐(15)内的冷却液经过冷却液出管(28)进入冷却水道(6)，随后冷却液经过冷却液进管(26)回流至冷却液储罐(15)。
b、冷却液回流过程中经过冷却机构(29)与冷却螺旋管(30)，冷却机构(29)与冷却螺旋管(30)配合对回流的冷却液降温。
(5)镜片更换
a、松开电磁开关(79)，电磁开关(79)上的密封环(77)以及密封垫(78)脱离与安装盘(71)的贴合。
b、第一电机(75)带动蜗杆(74)转动，蜗杆(74)带动安装盘(71)在旋转槽(72)内转动，使安装盘(71)的两个互换位置。
(6)镜片清洗
a、气液两用泵(20)通过三叉管(21)抽取清洗液储罐(14)内的清洗液经过清洗出管(24)进入清洗腔(710)，超声波清洗器(711)清洗清洗腔(710)内的保护镜片(76)。
b、调节电磁换向阀(22)，气液两用泵(20)通过三叉管(21)抽取外界空气并经过清洗出管(24)进入清洗腔(710)，气体吹动清洗液经过清洁进管(25)回流至清洗液储罐(14)，同时流动的气体吹干保护镜片(76)。
(7)废气清理与净化
a、气泵(191)抽取空气，在负压的作用下空气裹挟金属蒸汽经过气孔(9)、环形管(8)以及废气管进入混气筒(192)，气体流动过程中经过气体过滤器(193)，气体过滤器(193)对空气进行过滤净化。
b、打开液氧储罐(13)上的电磁节流阀(17)，氧气汽化经过氧气管(18)流入混气筒(192)，氧气与废气在混气筒(192)中混合并经过聚气管(195)排出。
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