本发明属于自熔焊接,特别涉及一种激光自熔焊接机器人及其工作方法。
背景技术:
1、激光自熔焊接机器人,采用无填丝技术,利用电弧增强激光作用,激光光斑照射到工件表面上的功率密度达到106w/cm2以上时,工件在激光的照射下被迅速加热,其表面温度在极短的时间内升高到沸点,使金属熔化和汽化,对焊缝的快速焊接。
2、其中,对待焊接的焊接件进行激光焊接时,需要工作人员多次调整焊接件的位置,以使焊接件的焊缝需要与激光焊接头对应,不便于实际操作。
技术实现思路
1、针对上述问题,本发明提供了一种激光自熔焊接机器人及其工作方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种激光自熔焊接机器人,包括机械手,以及安装在机械手输出轴的激光焊接头,所述机械手安装在底板上,所述底板顶面两侧分别设置有第一侧板和第二侧板,所述第一侧板外侧部安装有气缸,气缸输出端安装有伸缩杆,伸缩杆内侧端安装有限定头,所述第二侧板外侧部安装有电机,第二侧板中心处转动卡接有转轴,电机输出端连接转轴外侧面中心处,所述转轴内侧面设置有夹持头,且夹持头与限定头之间设置有待焊接的焊接件,焊接件一端处于限定头内侧,焊接件另一端处于夹持头内侧,焊接件由两个并列设置的套管对应设置,且两个套管之间形成环形焊缝,且激光焊接头输出端对应焊接该焊接件的环形焊缝。
4、进一步的,所述限定头外侧面设置有套环,所述伸缩杆内侧端对应插接在套环内侧,所述套环中心处横插有横杆,气缸工作,气缸输出端利用伸缩杆和套环带动限定头在底板顶部水平移动。
5、进一步的,所述限定头内侧面设置有多个环形并列的限定架,多个限定架的内凹面环绕在焊接件端部,所述限定架中心处贯穿有方圆杆,方圆杆外侧端固定有圆板,方圆杆表面套接有弹簧,弹簧内侧端连接限定架外侧部,弹簧外侧端连接圆板内侧面,所述方圆杆内侧端设置有卡架,所述卡架内侧面设置有内槽,所述焊接件端部套接有圆环,多个卡架均利用内槽配合卡扣在焊接件的圆环外侧,焊接件利用圆环在多个卡架的内槽内侧转动。
6、进一步的,所述限定头圆周外侧面设置有多个通槽,多个通槽与多个限定架一一对应,且限定头内侧面设置有多个侧槽,所述通槽内部设置有滑环,滑环圆周外侧面利用连接杆连接限定架,且通槽内侧转动卡接有转杆,滑环螺旋套接于转杆表面,转动的转杆使得滑环在通槽内侧移动,移动的滑环利用连接杆带动限定架同步移动,且连接杆在侧槽内侧移动。
7、进一步的,所述夹持头内侧设置有十字架,且焊接件端面与十字架内侧面贴合,所述夹持头内侧设置有内环块,内环块中心处设置与十字架对应的卡槽,所述十字架包括四个边板,边板内侧面固定有贯穿限定头的腰圆套,所述腰圆套中心处设置有内杆,内杆内侧端固定有压板,内杆外侧端固定有两个压块,两个压块分别处于内杆两侧,且两个压块均利用侧杆连接内杆,所述边板中心处设置有与内杆对应的滑槽,所述压块处于边板外侧,所述滑槽两侧均设置有与侧杆对应的竖槽,所述竖槽内侧设置有弹性件,弹性件一端连接内杆,弹性件另一端连接竖槽内侧底面,
8、进一步的,多个腰圆套环绕在焊接件外侧,压板的内凹面与焊接件对应。
9、进一步的,所述内环块表面设置有斜环面,所述压块外侧面与内环块的斜环面对应。
10、本发明还提供了一种激光自熔焊接机器人的工作方法,应用上述的激光自熔焊接机器人,所述工作方法包括以下步骤:
11、s1、将两个套管连接对应,利用点焊的方式将两个套管焊接成焊接件,将携带有圆环的焊接件端部对应插接在限定头内部,拧动转杆,转动的转杆与滑环的螺旋配合使得滑环在限定头的通槽内侧移动,滑环利用连接杆带动限定架靠近焊接件,直至卡架内侧的内槽卡扣在圆环表面,完成对焊接件端部的初步限定;
12、s2、将焊接件另一端与夹持头对应,气缸工作,气缸输出端的伸缩杆利用限定头内侧部的多个卡架带动焊接件同步移动,直至焊接件另一端面与十字架内侧面贴合,焊接件继续移动,移动的焊接件推动十字架移动,十字架带动压块同步移动,直至压块外侧面与环斜面贴合,此时十字架逐渐进入到卡槽内部;
13、s3、十字架进入卡槽的过程中,十字架带动压块在内环块的环斜面上滑动,由于环斜面对压块的限定,移动的压块带动侧杆在竖槽内侧移动,移动的压块利用侧杆带动内杆在腰圆套内侧移动,移动的内杆带动压板靠近焊接件,直至多个压板均利用内凹面卡接焊接件圆周外侧面,气缸停止工作;
14、s4、多个压板的挤压使得焊接件处于水平状态,继续转动转杆,转杆与滑环的螺旋配合使得滑环利用连接杆带动限定架继续靠近焊接件,由于焊接件利用圆环限定卡架,此时限定架在方圆杆表面滑动,且移动的限定架与圆板配合拉扯方圆杆表面的弹簧,直至携带有圆环的焊接件端部限定在限定头内侧;
15、s5、机械手将激光焊接头的激光输出端与环形焊缝对应,激光焊接头利用激光焊接环形焊缝时,启动电机,电机输出端带动转轴转动,转动的转轴利用夹持头内侧的多个卡架带动焊接件转动,转动的焊接件利用圆环在多个卡架的内槽内侧转动,此时激光焊接头对转动的环形焊缝进行焊接处理,直至两个套管完全焊接在一起,形成一体的焊接件,气缸工作利用伸缩杆拉动限定头靠近第一侧板,限定头利用多个卡架带动焊接件远离夹持头,反向转动转杆,转杆与滑环的螺旋配合使得限定架远离焊接件,方便将焊接后的焊接件取下,然后待焊接的焊接件重新限定在限定头与夹持头之间。
16、本发明的技术效果和优点:
17、1、本发明通过转杆与滑环的螺旋配合,使得多个限定架配合限定不同外径的焊接件,通过弹簧的弹力,避免多个卡架限定卡死焊接件,焊接件转动时,通过机械手使得激光焊接头的激光输出端始终与焊接件的环形焊缝对应,方便焊接件通过圆环在多个卡架的内槽内侧转动,多个卡架的限定,使得焊接件在限定头内侧平稳的转动,能够对焊接件的环形焊缝进行快速且全面的焊接处理。
18、2、本发明通过多个压板的挤压使得焊接件处于水平状态,避免焊接件在转动的过程中出现偏移的状况,方便将焊接件端部限定在夹持头内侧。
19、3、本发明通过转动转杆,利用转杆与滑环的螺旋配合调整限定架与焊接件之间的相对距离,方便限定头配合限定不同外径的焊接件。
1.一种激光自熔焊接机器人,包括机械手(1),以及安装在机械手(1)输出轴的激光焊接头(2),其特征在于:所述机械手(1)安装在底板(3)上,所述底板(3)顶面两侧分别设置有第一侧板(4)和第二侧板(5),所述第一侧板(4)外侧部安装有气缸(6),气缸(6)输出端安装有伸缩杆(7),伸缩杆(7)内侧端安装有限定头(8),所述第二侧板(5)外侧部安装有电机(9),第二侧板(5)中心处转动卡接有转轴(10),电机(9)输出端连接转轴(10)外侧面中心处,所述转轴(10)内侧面设置有夹持头(11),且夹持头(11)与限定头(8)之间设置有待焊接的焊接件(12),焊接件(12)一端处于限定头(8)内侧,焊接件(12)另一端处于夹持头(11)内侧,焊接件(12)由两个并列设置的套管对应设置,且两个套管之间形成环形焊缝,且激光焊接头(2)输出端对应焊接该焊接件(12)的环形焊缝。
2.根据权利要求1所述的激光自熔焊接机器人,其特征在于:所述限定头(8)外侧面设置有套环(13),所述伸缩杆(7)内侧端对应插接在套环(13)内侧,所述套环(13)中心处横插有横杆(14),气缸(6)工作,气缸(6)输出端利用伸缩杆(7)和套环(13)带动限定头(8)在底板(3)顶部水平移动。
3.根据权利要求2所述的激光自熔焊接机器人,其特征在于:所述限定头(8)内侧面设置有多个环形并列的限定架(15),多个限定架(15)的内凹面环绕在焊接件(12)端部,所述限定架(15)中心处贯穿有方圆杆(16),方圆杆(16)外侧端固定有圆板,方圆杆(16)表面套接有弹簧(17),弹簧(17)内侧端连接限定架(15)外侧部,弹簧(17)外侧端连接圆板内侧面,所述方圆杆(16)内侧端设置有卡架(18),所述卡架(18)内侧面设置有内槽(19),所述焊接件(12)端部套接有圆环(20),多个卡架(18)均利用内槽(19)配合卡扣在焊接件(12)的圆环(20)外侧,焊接件(12)利用圆环(20)在多个卡架(18)的内槽(19)内侧转动。
4.根据权利要求3所述的激光自熔焊接机器人,其特征在于:所述限定头(8)圆周外侧面设置有多个通槽(21),多个通槽(21)与多个限定架(15)一一对应,且限定头(8)内侧面设置有多个侧槽,所述通槽(21)内部设置有滑环(22),滑环(22)圆周外侧面利用连接杆连接限定架(15),且通槽(21)内侧转动卡接有转杆(23),滑环(22)螺旋套接于转杆(23)表面,转动的转杆(23)使得滑环(22)在通槽(21)内侧移动,移动的滑环(22)利用连接杆带动限定架(15)同步移动,且连接杆在侧槽内侧移动。
5.根据权利要求4所述的激光自熔焊接机器人,其特征在于:所述夹持头(11)内侧设置有十字架(24),且焊接件(12)端面与十字架(24)内侧面贴合,所述夹持头(11)内侧设置有内环块(25),内环块(25)中心处设置与十字架(24)对应的卡槽,所述十字架(24)包括四个边板,边板内侧面固定有贯穿限定头(8)的腰圆套(26),所述腰圆套(26)中心处设置有内杆(27),内杆(27)内侧端固定有压板(28),内杆(27)外侧端固定有两个压块(29),两个压块(29)分别处于内杆(27)两侧,且两个压块(29)均利用侧杆连接内杆(27),所述边板中心处设置有与内杆(27)对应的滑槽,所述压块(29)处于边板外侧,所述滑槽两侧均设置有与侧杆对应的竖槽(30),所述竖槽(30)内侧设置有弹性件(31),弹性件(31)一端连接内杆(27),弹性件(31)另一端连接竖槽(30)内侧底面。
6.根据权利要求5所述的激光自熔焊接机器人,其特征在于:多个腰圆套(26)环绕在焊接件(12)外侧,压板(28)的内凹面与焊接件(12)对应。
7.根据权利要求6所述的激光自熔焊接机器人,其特征在于:所述内环块(25)表面设置有斜环面,所述压块(29)外侧面与内环块(25)的斜环面对应。
8.一种激光自熔焊接机器人的工作方法,其特征在于,应用权利要求7所述的激光自熔焊接机器人,所述工作方法包括以下步骤:
