CN214236752U - 一种激光电弧复合焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光电弧复合焊接装置，包括激光焊接头、三维调节机构、角度调节机构、弧焊枪、焊缝跟踪相机、相机调节组件和激光测距传感组件，激光焊接头设置在外部运动机构末端，三维调节机构安装于激光焊接头的一侧，角度调节机构设置在三维调节机构上，弧焊枪设置在角度调节机构上，相机调节组件设置在激光焊接头的另一侧，焊缝跟踪相机设置在相机调节组件，激光测距传感组件设置在激光焊接头上。本实用新型通过三维调节机构和角度调节机构可实时、灵活、快速调节弧焊枪在三维空间的位置和角度，以快速调节激光电弧复合焊接中光丝夹角，通过相机调节组件可实时、灵活、快速调节相机的空间位置和角度，调节精度较高，大大提高了焊接效率。

Description

一种激光电弧复合焊接装置

技术领域

本实用新型涉及激光电弧复合焊接加工技术领域，尤其涉及一种激光电弧复合焊接装置。

背景技术

激光电弧复合焊作为一种新型的焊接方法，具有提高能量利用率、增大焊缝熔深、提高焊接效率和降低工件装配要求、提高焊缝质量、改善焊缝成形等特点，在航天航空、船舶制造、汽车行业得到了迅速发展。合适的激光电弧复合焊接头根据不同的控制方式，可以实现激光焊、激光填丝焊、激光电弧复合焊、电弧焊等多种焊接方式，提高设备的应用范围。

随着激光电弧复合焊在焊接领域的广泛应用，对于不同材料或者不同厚度材料的焊接，激光电弧复合焊中多种工艺参数，例如光丝夹角(激光与电弧的夹角)、光丝间距(激光与电弧之间的间距)等，需要迅速调整，即实际运用过程中，需要经常对激光与电弧之间的空间位置(X/Y/Z/R值)进行快速调整，且对调整的精度、效率也提出了更高的要求。目前激光电弧复合焊接头中弧焊枪固定通常采用仿型槽导向及螺钉固定，调整间隙大、定位不精准且效率低，部分成品调整组件不能够以激光焦点为圆心，调整光丝夹角时对光丝间距产生影响，需多次重复调整。

目前市场所用的主流激光器均为光纤激光器，其激光波长为1064± 10nm，肉眼不可见，因此仅依靠人工，无法实现激光焦点与焊缝之间的准确对正。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种激光电弧复合焊接装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种激光电弧复合焊接装置，包括激光焊接头、三维调节机构、角度调节机构、弧焊枪、焊缝跟踪相机、相机调节组件和激光测距传感组件，所述激光焊接头设置在外部运动机构末端，所述三维调节机构安装于所述激光焊接头的一侧，所述角度调节机构设置在所述三维调节机构上，并可随着所述三维调节机构运动，所述弧焊枪设置在所述角度调节机构上，并可调节焊接角度，所述相机调节组件设置在所述激光焊接头的另一侧，所述焊缝跟踪相机设置在所述相机调节组件上，通过所述相机调节组件可调节所述焊缝跟踪相机的空间位置和角度，所述激光测距传感组件设置在所述激光焊接头上，并用于检测焊接头与焊缝之间的距离。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的激光电弧复合焊接装置，通过所述三维调节机构和角度调节机构可实时、灵活、快速调节所述弧焊枪在三维空间的位置和角度，从而快速调节激光电弧复合焊接中光丝夹角，同时通过相机调节组件可实时、灵活、快速调节相机的空间位置和角度，调节精度较高，大大提高了焊接效率，并且通过所述激光测距传感组件可以实时检测激光焦点与焊缝之间的距离，大大提高调整离焦量的效率，操作简单，使用方便。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步：所述三维调节机构包括X轴调节座、Y轴调节轴和Z轴调节座，所示X轴调节座安装于所述激光焊接头的一侧，所示Z轴调节座设置在所述 X轴调节座上，并可以在所述X轴调节座上沿着X轴方向水平运动，所述Y 轴调节轴设置在所述Z轴调节座上，并可在所述Z轴调节座上沿着Z轴竖向运动，所述角度调节机构设置在所述Y轴调节轴上，并可连同所述弧焊枪沿着所述Y轴调节轴在Y轴上水平移动。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述X轴调节座、Y轴调节轴和Z 轴调节座可以分别在X轴、Y轴和Z轴方向调节所述弧焊枪的位置，从而实现所述弧焊枪在三维空间内位置的快速、精准调节。

进一步：所述角度调节机构包括多点定位导向组件、弧形导向槽板和手柄，所述弧形导向槽板的一端固定于Y轴调节轴上，所述弧形导向槽板上间隔设置有圆心与激光焦点重合的弧形槽，所述多点定位导向组件活动设置在所述弧形导向槽板上，且所述多点定位导向组件位于所述弧形导向槽板的两侧之间，所述弧焊枪安装于所述多点定位导向组件的一侧，所述手柄设置在所述多点定位导向组件上，并与所述弧形导向槽板传动连接，拧动所述手柄可驱动所述多点定位导向组件带动所述弧焊枪相对所述弧形导向槽板沿着所述弧形槽移动，以调节弧焊枪的焊接角度。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述手柄驱动所述多点定位导向组件相对所述弧形导向槽板沿着所述弧形槽移动,从而带动弧焊枪沿着弧形槽的圆心周向转动,从而实现调节所述弧焊枪的焊接角度，以快速调节激光电弧复合焊接中光丝夹角，大大提高焊接精度和生产效率，安装简单，操作方便，可应用于多规格的激光焊接头与电弧焊枪的连接，适用范围广泛，通用性强。

进一步：所述多点定位导向组件包括内连接板、外固定板、两个上台阶轴、下台阶轴和传动齿轮，所述内连接板与所述外固定板间隔设置，且所述弧形导向槽板设置在所述内连接板与所述外固定板之间，所述弧焊枪安装于所述内连接板远离所述外固定板的一侧，所述上台阶轴和下台阶轴分别设置在所述内连接板与外固定板之间，并穿过所述弧形槽后将所述内连接板与外固定板连接固定，且所述弧形导向槽板夹紧于二者之间，所述下台阶轴远离所述内连接板的一端伸出所述外固定板，且所述手柄设置在所述下台阶轴伸出所述外固定板的一端，所述传动齿轮套设在所述下台阶轴上，且所述传动齿轮位于所述外固定板与所述手柄之间，所述弧形导向槽板靠近所述外固定板一侧位于所述弧形槽的下方沿着所述弧形槽的边缘设有与所述传动齿轮相匹配的弧形齿轮，且所述传动齿轮与所述弧形齿轮啮合，拧动所述手柄可驱动所述内连接板连同所述弧焊枪相对于所述弧形导向槽板沿着所述弧形槽转动，以调节弧焊枪的焊接角度。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述传动齿轮和设置在所述外固定板上的弧形齿轮，这样可以通过拧动所述手柄驱动所述内连接板连同所述弧焊枪相对于所述弧形导向槽板沿着所述弧形槽转动，从而精确调节所述弧焊枪的焊接角度，以快速调节激光电弧复合焊接中光丝夹角，非常方便，操作简单，控制精确。

进一步：所述多点定位导向组件还包括三个滚动轴承、三个固定轴承和三个定位垫片，所述固定轴承镶嵌设置在所述内连接板的外侧壁上，两个所述上台阶轴和下台阶轴分别一一对应设置在所述固定轴承上，所述滚动轴承一一对应设置在所述上台阶轴或下台阶轴上，并可自由转动，且所述滚动轴承恰好位于所述弧形槽内，所述定位垫片一一对应设置在上台阶轴或下台阶轴上，且所述定位垫片位于所述滚动轴承与所述外固定板之间。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述固定轴承和滚动轴承，可以将连接所述内连接板和外固定板之间的上台阶轴和下台阶轴可以自由转动，并且在所述手柄驱动所述内连接板和外固定板沿着弧形槽运动时，通过所述滚动轴承沿着弧形槽运动来降低阻力，将常规的滑动摩擦改为滚动摩擦，使得操作更方便，同时滚动轴承的外缘与所述弧形槽之间精确配合，提高整个装置的定位精度，通过设置定位垫片可以使得所述滚动轴承稳定的设置在对应的所述上台阶轴或下台阶轴上，防止所述滚动轴承在所述上台阶轴或下台阶轴上窜动。

进一步：所述弧形槽的数量为两个，且两个所述弧形槽上下间隔设置在所述弧形导向槽板上，两个所述弧形槽共圆心设置,且两个所述弧形槽的圆心与激光的焦点重合，所述弧形槽与所述滚动轴承相适配，两个所述上台阶轴上的滚动轴承位于上部的所述弧形槽内，所述下台阶轴上的滚动轴承位于下部的所述弧形槽内，拧动所述手柄并驱动所述内连接板连同所述弧焊枪沿着所述弧形槽转动时，所述滚动轴承在对应的所述弧形槽在滚动。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置两个弧形槽，并配合两个上台阶轴和一个下台阶轴对应的三个滚动轴承，从而可以形成稳定的三角支撑关系，保证在调节过程中整个多点定位导向组件连同所述弧焊枪沿着弧形槽精确移动。

进一步：所述角度调节机构还包括多个弹簧柱塞，所述内连接板和外固定板上分别设有与所述弹簧柱塞数量相同并一一对应贯通的螺孔，且所述弹簧柱塞的长度大于所述内连接板和外固定板的厚度，所述弹簧柱塞的球头一端拧入所述螺孔内并与所述弧形导向槽板对应的一侧侧壁抵接，以使得所述弧形导向槽板与对应的所述内连接板或和外固定板之间留有间隙。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置多个所述弹簧柱塞，并拧入所述内连接板和外固定板上的螺孔内，这样可以使得所述内连接板与所述外固定板分别与所述弧形导向槽板之间留有间隙，这样可以减小在调节过程中二者与所述弧形导向槽板之间的摩擦力，使得操作更加方便。

进一步：所述相机调节组件包括相机底座、相机水平座和相机圆弧座，所述相机底座设置在所述激光焊接头的另一侧，所述相机水平座竖向活动设置在所述相机底座，并可在所述相机底座上沿着Z轴方向运动，所述相机圆弧座水平活动设置在所述相机水平座上，并可在所述相机水平座上沿着X轴方向运动，所述焊缝跟踪相机活动设置在所述相机圆弧座上，并可相对于所述相机圆弧座转动。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述相机底座、相机水平座和相机圆弧座可以分别在空间调节所述焊缝跟踪相机在Z轴、X轴和Y轴方向上的位置，从而调节所述焊缝跟踪相机在三维空间内的位置，通过所述相机圆弧座还可以调节所述焊缝跟踪相机的角度，从而调节所述焊缝跟踪相机为三维空间内的位姿信息，调节方便，操作简单。

进一步：所述相机底座上设有至少一个竖向长孔，所述相机水平座通过紧固螺栓活动设置在所述相机底座上，并可以沿着所述竖向长孔在Z轴方向运动，所述相机水平座上设有X轴方向水平长孔，所述相机圆弧座通过导向轴活动设置在所述相机水平座，并可以沿着所述X轴方向水平长孔在X轴方向运动，所述相机圆弧座的截面呈L型，且所述相机圆弧座靠近所述相机水平座一侧的侧壁上设有弧形孔和转动圆孔，所述焊缝跟踪相机对应的侧壁通过紧固螺栓活动固定于所述相机圆弧座靠近所述相机水平座一侧的侧壁上，且所述焊缝跟踪相机以所述焊缝跟踪相机为圆心绕着所述弧形孔转动，以调节所述焊缝跟踪相机的角度，所述相机圆弧座的另一侧侧壁上设有至少一个 Y轴方向水平长孔，所述焊缝跟踪相机对应的侧壁通过紧固螺栓活动固定于所述相机圆弧座的另一侧侧壁上，并可沿着所述Y轴方向水平长孔在Y轴方向运动。

上述进一步方案的有益效果是：通过调节所述焊缝跟踪相机相对于所述相机圆弧座转动或者沿着Y轴方向移动可以调节焊缝跟踪相机在空间内的角度和Y轴方向的位置，通过调节所述相机圆弧座相对于所述相机水平座的位置可调节所述焊缝跟踪相机在X轴方向的位置，通过调节所述相机水平座沿着所述相机底座运动可调节所述焊缝跟踪相机Z轴方向上的位置，实现所述焊缝跟踪相机的空间位置和姿态的灵活、精准调节。

进一步：所述的激光电弧复合焊接装置还包括显示器，所述显示器设置在所述激光焊接头上，且所述显示器与所述激光测距传感组件电连接，并显示焊缝的离焦距离。

上述进一步方案的有益效果是：通过显示器可实时显示焊缝的离焦距离，方便操作人员调整离焦量，大大提高调整离焦量的效率，方便直观，可操作性强。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的激光电弧复合焊接装的结构示意图一；

图2为本实用新型一实施例的激光电弧复合焊接装的结构示意图二；

图3为本实用新型一实施例的角度调节机构结构示意图；

图4为本实用新型一实施例的多点定位导向组件的局部剖视图一；

图5为本实用新型一实施例的多点定位导向组件的多点定位导向组件的局部剖视图二；

图6为本实用新型一实施例的相机调节组件的结构示意图一；

图7为本实用新型一实施例的相机调节组件的结构示意图二。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、激光焊接头，2、Z轴调节座，3、Y轴调节轴，4、X轴调节座，5、角度调节机构，6、弧焊枪，7、焊缝跟踪相机，8、相机底座，9、相机水平座，10、导向轴，11、相机圆弧座，12、传感器支架，13、激光测距传感器， 14、显示器支架，15、显示器。

52、多点定位导向组件，53、弧形导向槽板，54、手柄，55、安装座， 56、弹簧柱塞，57、弧形齿轮；

521、内连接板，522、外固定板，523、上台阶轴，524、下台阶轴，525、滚动轴承，526、固定轴承，527、定位垫片，528、传动齿轮，529，锁紧螺母。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1和图2所示，一种激光电弧复合焊接装置，包括激光焊接头1、三维调节机构、角度调节机构5、弧焊枪6、焊缝跟踪相机7、相机调节组件和激光测距传感组件，所述激光焊接头1设置在外部运动机构末端，所述三维调节机构安装于所述激光焊接头1的一侧，所述角度调节机构5设置在所述三维调节机构上，并可随着所述三维调节机构运动，所述弧焊枪6设置在所述角度调节机构5上，并可调节焊接角度，所述相机调节组件设置在所述激光焊接头1的另一侧，所述焊缝跟踪相机7设置在所述相机调节组件上，通过所述相机调节组件可调节所述焊缝跟踪相机7的空间位置和角度，所述激光测距传感组件设置在所述激光焊接头1上，并用于检测焊接头与焊缝之间的距离。

本实用新型的激光电弧复合焊接装置，通过所述三维调节机构和角度调节机构5可实时、灵活、快速调节所述弧焊枪6在三维空间的位置和角度，从而快速调节激光电弧复合焊接中光丝夹角，同时通过相机调节组件可实时、灵活、快速调节相机的空间位置和角度，调节精度较高，大大提高了焊接效率，并且通过所述激光测距传感组件可以实时检测激光焦点与焊缝之间的距离，大大提高调整离焦量的效率，操作简单，使用方便。

如图2所示，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述三维调节机构包括X轴调节座4、Y轴调节轴3和Z轴调节座2，所示X轴调节座4安装于所述激光焊接头1的一侧，所示Z轴调节座2设置在所述X轴调节座4上，并可以在所述X轴调节座4上沿着X轴方向水平运动，所述Y轴调节轴3设置在所述Z轴调节座2上，并可在所述Z轴调节座2上沿着Z轴竖向运动，所述角度调节机构5设置在所述Y轴调节轴3上，并可连同所述弧焊枪6沿着所述Y轴调节轴3在Y轴上水平移动。通过所述X轴调节座4、Y轴调节轴3和Z轴调节座2可以分别在X轴、Y轴和Z轴方向调节所述弧焊枪6的位置，从而实现所述弧焊枪6在三维空间内位置的快速、精准调节。

实际中，为了方便调节，在所述X轴调节座4、Y轴调节轴3和Z轴调节座2上分别设有刻度线，作为参照，方便控制调节的幅度和进度，有利于快速精准调节，提高调节效率。

如图3-5所示，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述角度调节机构5包括多点定位导向组件52、弧形导向槽板53和手柄54，所述弧形导向槽板53的一端固定于Y轴调节轴3上，所述弧形导向槽板53上间隔设置有圆心与激光焦点重合的弧形槽，所述多点定位导向组件52活动设置在所述弧形导向槽板53上，且所述多点定位导向组件52位于所述弧形导向槽板53 的两侧之间，所述弧焊枪6安装于所述多点定位导向组件52的一侧，所述手柄54设置在所述多点定位导向组件52上，并与所述弧形导向槽板53传动连接，拧动所述手柄54可驱动所述多点定位导向组件52带动所述弧焊枪 6相对所述弧形导向槽板53沿着所述弧形槽移动，以调节弧焊枪6的焊接角度。通过所述手柄54驱动所述多点定位导向组件52相对所述弧形导向槽板 53沿着所述弧形槽移动,从而带动弧焊枪6沿着弧形槽的圆心周向转动,从而实现调节所述弧焊枪的焊接角度，以快速调节激光电弧复合焊接中光丝夹角，大大提高焊接精度和生产效率，安装简单，操作方便，可应用于多规格的激光焊接头与电弧焊枪的连接，适用范围广泛，通用性强。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述多点定位导向组件52包括内连接板521、外固定板522、两个上台阶轴523、下台阶轴524和传动齿轮528，所述内连接板521与所述外固定板522间隔设置，且所述弧形导向槽板53设置在所述内连接板521与所述外固定板522之间，所述弧焊枪6安装于所述内连接板521远离所述外固定板522的一侧，所述上台阶轴523和下台阶轴524分别设置在所述内连接板521与外固定板522之间，并穿过所述弧形槽后将所述内连接板521与外固定板522连接固定，且所述弧形导向槽板53夹紧于二者之间，所述下台阶轴524远离所述内连接板521的一端伸出所述外固定板522，且所述手柄54设置在所述下台阶轴524伸出所述外固定板522的一端，所述传动齿轮528套设在所述下台阶轴524上，且所述传动齿轮528位于所述外固定板522与所述手柄54之间，所述弧形导向槽板53靠近所述外固定板522一侧位于所述弧形槽的下方沿着所述弧形槽的边缘设有与所述传动齿轮528相匹配的弧形齿轮57，且所述传动齿轮528 与所述弧形齿轮57啮合，拧动所述手柄54可驱动所述内连接板521连同所述弧焊枪6相对于所述弧形导向槽板53沿着所述弧形槽转动，以调节弧焊枪6的焊接角度。通过所述传动齿轮528和设置在所述外固定板522上的弧形齿轮57，这样可以通过拧动所述手柄54驱动所述内连接板521连同所述弧焊枪6相对于所述弧形导向槽板53沿着所述弧形槽转动，从而精确调节所述弧焊枪6的焊接角度，以快速调节激光电弧复合焊接中光丝夹角，非常方便，操作简单，控制精确。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述多点定位导向组件52还包括三个滚动轴承525、三个固定轴承526和三个定位垫片527，所述固定轴承526镶嵌设置在所述内连接板521的外侧壁上，两个所述上台阶轴523和下台阶轴524分别一一对应设置在所述固定轴承526上，所述滚动轴承525 一一对应设置在所述上台阶轴523或下台阶轴524上，并可自由转动，且所述滚动轴承525恰好位于所述弧形槽内，所述定位垫片527一一对应设置在上台阶轴523或下台阶轴524上，且所述定位垫片527位于所述滚动轴承525 与所述外固定板522之间。通过所述固定轴承526和滚动轴承525，可以将连接所述内连接板521和外固定板522之间的上台阶轴523和下台阶轴524 可以自由转动，并且在所述手柄54驱动所述内连接板521和外固定板522 沿着弧形槽运动时，通过所述滚动轴承525沿着弧形槽运动来降低阻力，将常规的滑动摩擦改为滚动摩擦，使得操作更方便，同时滚动轴承525的外缘与所述弧形槽之间精确配合，提高整个装置的定位精度，通过设置定位垫片 527可以使得所述滚动轴承525稳定的设置在对应的所述上台阶轴523或下台阶轴524上，防止所述滚动轴承525在所述上台阶轴523或下台阶轴524 上窜动。

需要说明的是，本实用新型的实施例中，通过设置有台阶的上台阶轴523 和下台阶轴524，配合定位垫片527，可以将定位垫片527牢牢加紧于所述滚动轴承525与所述外固定板522之间，避免其在滚动过程中出现晃动，从而影响弧焊枪6调整的定位精度。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述多点定位导向组件52还包括两个与所述上台阶轴523相匹配的锁紧螺母529，所述外固定板522上设有两个与所述上台阶轴523相匹配的通孔，所述上台阶轴523远离所述内连接板521的一端伸入对应的所述通孔，所述锁紧螺母529锁紧于所述上台阶轴523位于对应的所述通孔内的一端并将所述内连接板521和外固定板522 紧固。通过设置所述锁紧螺母529可以使得所述内连接板521和外固定板522之间紧固连接，并且在调节过程中二者的相对位置保持不变，避免二者之间出现松动使得所述滚动轴承525与弧形槽之间出现晃动导致调节精度出现偏差。

可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述弧形槽的数量为两个，且两个所述弧形槽上下间隔设置在所述弧形导向槽板53上，两个所述弧形槽共圆心设置,且两个所述弧形槽的圆心与激光的焦点重合，所述弧形槽与所述滚动轴承525相适配，两个所述上台阶轴523上的滚动轴承525位于上部的所述弧形槽内，所述下台阶轴524上的滚动轴承525位于下部的所述弧形槽内，拧动所述手柄54并驱动所述内连接板521连同所述弧焊枪6 沿着所述弧形槽转动时，所述滚动轴承525在对应的所述弧形槽在滚动。通过设置两个弧形槽，并配合两个上台阶轴523和一个下台阶轴524对应的三个滚动轴承525，从而可以形成稳定的三角支撑关系，保证在调节过程中整个多点定位导向组件52连同所述弧焊枪6沿着弧形槽精确移动。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述两个所述弧形槽共圆心设置, 且两个所述弧形槽的圆心与激光的焦点重合。通过将所述弧形槽的圆心与所述激光的焦点重合，可以实现弧焊枪6在较大角度范围内调节，并且保证光丝间距的稳定，使得光丝夹角的调整中对其他的参数无任何影响。

可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述弧形导向槽板53 上位于上部的所述弧形槽的上边缘设有角度刻度线。通过在所述弧形导向槽板53上位于上部的所述弧形槽的上边缘设有角度刻度线，可以在调节过程中作为参照，方便精确调整，提高角度的控制精度。

可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述角度调节机构5还包括多个弹簧柱塞56，所述内连接板521和外固定板522上分别设有与所述弹簧柱塞56数量相同并一一对应贯通的螺孔，且所述弹簧柱塞56的长度大于所述内连接板521和外固定板522的厚度，所述弹簧柱塞56的球头一端拧入所述螺孔内并与所述弧形导向槽板53对应的一侧侧壁抵接，以使得所述弧形导向槽板53与对应的所述内连接板521或和外固定板522之间留有间隙。通过设置多个所述弹簧柱塞56，并拧入所述内连接板521和外固定板 522上的螺孔内，这样可以使得所述内连接板521与所述外固定板522分别与所述弧形导向槽板之间留有间隙，这样可以减小在调节过程中二者与所述弧形导向槽板53之间的摩擦力，使得操作更加方便。

本实用新型的实施例中，所述手柄54通过内外螺母锁紧于下台阶轴524 上，手动左右旋转调整手柄54，手柄54带动下台阶轴524旋转，从而使得传动齿轮528在弧形齿条57上滚动，传动齿轮528滚动产生偏转力，带动滚动轴承525在弧形槽中成以激光焦点为圆心的圆弧的轨迹上运动，从而实现弧焊枪6在以激光焦点为圆心的圆弧上运动，实现光丝夹角在25°-50°内连续调整。滚动轴承525外径与弧形槽内径成精密的间隙配合，保证弧焊枪6在调整过程中精确定位。

如图6和图7所示，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述相机调节组件包括相机底座8、相机水平座9和相机圆弧座11，所述相机底座8设置在所述激光焊接头1的另一侧，所述相机水平座9竖向活动设置在所述相机底座8，并可在所述相机底座8上沿着Z轴方向运动，所述相机圆弧座11 水平活动设置在所述相机水平座9上，并可在所述相机水平座9上沿着X轴方向运动，所述焊缝跟踪相机7活动设置在所述相机圆弧座11上，并可相对于所述相机圆弧座11转动。通过所述相机底座8、相机水平座9和相机圆弧座11可以分别在空间调节所述焊缝跟踪相机7在Z轴、X轴和Y轴方向上的位置，从而调节所述焊缝跟踪相机7在三维空间内的位置，通过所述相机圆弧座11还可以调节所述焊缝跟踪相机7的角度，从而调节所述焊缝跟踪相机7为三维空间内的位姿信息，调节方便，操作简单。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述相机底座8上设有至少一个竖向长孔，所述相机水平座9通过紧固螺栓活动设置在所述相机底座8上，并可以沿着所述竖向长孔在Z轴方向运动，所述相机水平座9上设有X轴方向水平长孔，所述相机圆弧座11通过导向轴10活动设置在所述相机水平座 9，并可以沿着所述X轴方向水平长孔在X轴方向运动，所述相机圆弧座11 的截面呈L型，且所述相机圆弧座11靠近所述相机水平座9一侧的侧壁上设有弧形孔和转动圆孔，所述焊缝跟踪相机7对应的侧壁通过紧固螺栓活动固定于所述相机圆弧座11靠近所述相机水平座9一侧的侧壁上，且所述焊缝跟踪相机7以所述焊缝跟踪相机7为圆心绕着所述弧形孔转动，以调节所述焊缝跟踪相机7的角度，所述相机圆弧座11的另一侧侧壁上设有至少一个Y轴方向水平长孔，所述焊缝跟踪相机7对应的侧壁通过紧固螺栓活动固定于所述相机圆弧座11的另一侧侧壁上，并可沿着所述Y轴方向水平长孔在Y轴方向运动。通过调节所述焊缝跟踪相机7相对于所述相机圆弧座11 转动或者沿着Y轴方向移动可以调节焊缝跟踪相机7在空间内的角度和Y轴方向的位置，通过调节所述相机圆弧座11相对于所述相机水平座9的位置可调节所述焊缝跟踪相机7在X轴方向的位置，通过调节所述相机水平座9 沿着所述相机底座8运动可调节所述焊缝跟踪相机7Z轴方向上的位置，实现所述焊缝跟踪相机7的空间位置和姿态的灵活、精准调节。

本实用新型的实施例中，所述激光测距传感组件包括激光测距传感器13 和传感器支架12，所述传感器支架12可以选择安装在所述激光焊接头1的顶部，所述激光测距传感器13安装在所述传感器支架12上，且其下方无遮光，其发出的激光(一般为红光)可以直达下方的焊缝位置处，并实时检测焊缝表面反射回来的激光束，通过计算确定激光焊接头到焊缝表面的距离，通过标定，确定激光焦点的位置，此数值对应的离焦量为零，移动激光焊接头1后，对应的离焦量会发生偏移，并将实时的离焦量通过显示器15显示。

可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述的激光电弧复合焊接装置还包括显示器15，所述显示器15设置在所述激光焊接头1上，且所述显示器15与所述激光测距传感组件电连接，并显示焊缝的离焦距离。通过显示器15可实时显示焊缝的离焦距离，方便操作人员调整离焦量，大大提高调整离焦量的效率，方便直观，可操作性强。

本实用新型的实施例中，所述显示器15通过显示器支架14设置在所述激光焊接头1上的合适位置，并实时显示离焦量，方便操作人员作为调节的依据。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光电弧复合焊接装置，其特征在于：包括激光焊接头(1)、三维调节机构、角度调节机构(5)、弧焊枪(6)、焊缝跟踪相机(7)、相机调节组件和激光测距传感组件，所述激光焊接头(1)设置在外部运动机构末端，所述三维调节机构安装于所述激光焊接头(1)的一侧，所述角度调节机构(5)设置在所述三维调节机构上，并可随着所述三维调节机构运动，所述弧焊枪(6)设置在所述角度调节机构(5)上，并可调节焊接角度，所述相机调节组件设置在所述激光焊接头(1)的另一侧，所述焊缝跟踪相机(7)设置在所述相机调节组件上，通过所述相机调节组件可调节所述焊缝跟踪相机(7)的空间位置和角度，所述激光测距传感组件设置在所述激光焊接头(1)上，并用于检测焊接头与焊缝之间的距离。

2.根据权利要求1所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于：所述三维调节机构包括X轴调节座(4)、Y轴调节轴(3)和Z轴调节座(2)，所示X轴调节座(4)安装于所述激光焊接头(1)的一侧，所示Z轴调节座(2)设置在所述X轴调节座(4)上，并可以在所述X轴调节座(4)上沿着X轴方向水平运动，所述Y轴调节轴(3)设置在所述Z轴调节座(2)上，并可在所述Z轴调节座(2)上沿着Z轴竖向运动，所述角度调节机构(5)设置在所述Y轴调节轴(3)上，并可连同所述弧焊枪(6)沿着所述Y轴调节轴(3)在Y轴上水平移动。

3.根据权利要求2所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于：所述角度调节机构(5)包括多点定位导向组件(52)、弧形导向槽板(53)和手柄(54)，所述弧形导向槽板(53)的一端固定于Y轴调节轴(3)上，所述弧形导向槽板(53)上间隔设置有圆心与激光焦点重合的弧形槽，所述多点定位导向组件(52)活动设置在所述弧形导向槽板(53)上，且所述多点定位导向组件(52)位于所述弧形导向槽板(53)的两侧之间，所述弧焊枪(6)安装于所述多点定位导向组件(52)的一侧，所述手柄(54)设置在所述多点定位导向组件(52)上，并与所述弧形导向槽板(53)传动连接，拧动所述手柄(54)可驱动所述多点定位导向组件(52)带动所述弧焊枪(6)相对所述弧形导向槽板(53)沿着所述弧形槽移动，以调节弧焊枪(6)的焊接角度。

4.根据权利要求3所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于：所述多点定位导向组件(52)包括内连接板(521)、外固定板(522)、两个上台阶轴(523)、下台阶轴(524)和传动齿轮(528)，所述内连接板(521)与所述外固定板(522)间隔设置，且所述弧形导向槽板(53)设置在所述内连接板(521)与所述外固定板(522)之间，所述弧焊枪(6)安装于所述内连接板(521)远离所述外固定板(522)的一侧，所述上台阶轴(523)和下台阶轴(524)分别设置在所述内连接板(521)与外固定板(522)之间，并穿过所述弧形槽后将所述内连接板(521)与外固定板(522)连接固定，且所述弧形导向槽板(53)夹紧于二者之间，所述下台阶轴(524)远离所述内连接板(521)的一端伸出所述外固定板(522)，且所述手柄(54)设置在所述下台阶轴(524)伸出所述外固定板(522)的一端，所述传动齿轮(528)套设在所述下台阶轴(524)上，且所述传动齿轮(528)位于所述外固定板(522)与所述手柄(54)之间，所述弧形导向槽板(53)靠近所述外固定板(522)一侧位于所述弧形槽的下方沿着所述弧形槽的边缘设有与所述传动齿轮(528)相匹配的弧形齿轮(57)，且所述传动齿轮(528)与所述弧形齿轮(57)啮合，拧动所述手柄(54)可驱动所述内连接板(521)连同所述弧焊枪(6)相对于所述弧形导向槽板(53)沿着所述弧形槽转动，以调节弧焊枪(6)的焊接角度。

5.根据权利要求4所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于：所述多点定位导向组件(52)还包括三个滚动轴承(525)、三个固定轴承(526)和三个定位垫片(527)，所述固定轴承(526)镶嵌设置在所述内连接板(521)的外侧壁上，两个所述上台阶轴(523)和下台阶轴(524)分别一一对应设置在所述固定轴承(526)上，所述滚动轴承(525)一一对应设置在所述上台阶轴(523)或下台阶轴(524)上，并可自由转动，且所述滚动轴承(525)恰好位于所述弧形槽内，所述定位垫片(527)一一对应设置在上台阶轴(523)或下台阶轴(524)上，且所述定位垫片(527)位于所述滚动轴承(525)与所述外固定板(522)之间。

6.根据权利要求5所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于：所述弧形槽的数量为两个，且两个所述弧形槽上下间隔设置在所述弧形导向槽板(53)上，两个所述弧形槽共圆心设置,且两个所述弧形槽的圆心与激光的焦点重合，所述弧形槽与所述滚动轴承(525)相适配，两个所述上台阶轴(523)上的滚动轴承(525)位于上部的所述弧形槽内，所述下台阶轴(524)上的滚动轴承(525)位于下部的所述弧形槽内，拧动所述手柄(54)并驱动所述内连接板(521)连同所述弧焊枪(6)沿着所述弧形槽转动时，所述滚动轴承(525)在对应的所述弧形槽在滚动。

7.根据权利要求4所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于：所述角度调节机构(5)还包括多个弹簧柱塞(56)，所述内连接板(521)和外固定板(522)上分别设有与所述弹簧柱塞(56)数量相同并一一对应贯通的螺孔，且所述弹簧柱塞(56)的长度大于所述内连接板(521)和外固定板(522)的厚度，所述弹簧柱塞(56)的球头一端拧入所述螺孔内并与所述弧形导向槽板(53)对应的一侧侧壁抵接，以使得所述弧形导向槽板(53)与对应的所述内连接板(521)或和外固定板(522)之间留有间隙。

8.根据权利要求2所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于：所述相机调节组件包括相机底座(8)、相机水平座(9)和相机圆弧座(11)，所述相机底座(8)设置在所述激光焊接头(1)的另一侧，所述相机水平座(9)竖向活动设置在所述相机底座(8)，并可在所述相机底座(8)上沿着Z轴方向运动，所述相机圆弧座(11)水平活动设置在所述相机水平座(9)上，并可在所述相机水平座(9)上沿着X轴方向运动，所述焊缝跟踪相机(7)活动设置在所述相机圆弧座(11)上，并可相对于所述相机圆弧座(11)转动。

9.根据权利要求8所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于：所述相机底座(8)上设有至少一个竖向长孔，所述相机水平座(9)通过紧固螺栓活动设置在所述相机底座(8)上，并可以沿着所述竖向长孔在Z轴方向运动，所述相机水平座(9)上设有水平长孔，所述相机圆弧座(11)通过导向轴(10)活动设置在所述相机水平座(9)，并可以沿着所述水平长孔在X轴方向运动，所述相机圆弧座(11)的截面呈L型，且所述相机圆弧座(11)靠近所述相机水平座(9)一侧的侧壁上设有弧形孔和转动圆孔，所述焊缝跟踪相机(7)通过紧固螺栓活动固定于所述相机圆弧座(11)上，且所述焊缝跟踪相机(7)以所述焊缝跟踪相机(7)为圆心绕着所述弧形孔转动，以调节所述焊缝跟踪相机(7)的角度，所述相机圆弧座(11)的另一侧侧壁上设有至少一个Y轴方向水平长孔，所述焊缝跟踪相机(7)对应的侧壁通过紧固螺栓活动固定于所述相机圆弧座(11)的另一侧侧壁上，并可沿着所述Y轴方向水平长孔在Y轴方向运动。

10.根据权利要求1-9任一项所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于：还包括显示器(15)，所述显示器(15)设置在所述激光焊接头(1)上，且所述显示器(15)与所述激光测距传感组件电连接，并显示焊缝的离焦距离。

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