一种多功能机器人激光金属焊接系统的制作方法

本实用新型属于激光焊接领域，具体是一种多功能机器人激光金属焊接系统。

背景技术：

近年来激光焊接又逐渐应用到印制电路板的装联过程中。随着电路的集成度越来越高，零件尺寸越来越小，引脚间距也变得更小，以往的工具已经很难在细小的空间操作。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构合理、功能全面、加工精度高、质量好的多功能机器人激光金属焊接系统。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种多功能机器人激光金属焊接系统，其特征在于：包括机器人、支架、焊接头、激光器以及检测探头，机器人的活动端通过连接器固装支架一端，支架的另一端固装焊接头，焊接头连接激光器，在焊接头一侧安装有检测探头，检测探头以及激光器分别通过光纤连接控制系统。

而且，激光器是采用密闭结构，它具有安全防护和环境防护的作用，能在各种环境下正常工作。

而且，激光器采用zgcm实时能量反馈激光电源，具有液品触摸屏显示和设置。

而且，所述支架包括定位板、延伸板以及固定板，定位板中部制有用于安装连接器的通孔，定位板的一端垂直固装有延伸板的一端，延伸板的另一端垂直安装有一固定板，固定板与定位板反向设置在延伸板的两侧；固定板上制有用于安装焊接头的定位圆孔。

而且，在定位板与延伸板之间固装有一相互垂直的三角形加强板。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本系统可将入热量降到最低的需要量，热影响区金相变化范围小，且因热传导所导致的变形亦最低；

2、32mm板厚单道焊接的焊接工艺参数业经检定合格，可降低厚板焊接所需的时间甚至可省掉填料金属的使用；

3、不需使用电极，没有电极污染或受损的顾虑。且因不属于接触式焊接制程，机具的耗损及变形皆可降至最低。

4、激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引，可放置在离工件适当之距离，且可在工件周围的机具或障碍间再导引，其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥；

5、工件可放置在封闭的空间(经抽真空或内部气体环境在控制下)；

6、激光束可聚焦在很小的区域，可焊接小型且间隔相近的部件；

7、可焊材质种类范围大，亦可相互接合各种异质材料；

8、易于以自动化进行高速焊接，亦可以数位或电脑控制；

9、焊接薄材或细径线材时，不会像电弧焊接般易有回熔的困扰；

10、不受磁场所影响(电弧焊接及电子束焊接则容易)，能精确的对准焊件；

11、可焊接不同物性(如不同电阻)的两种金属；

12、不需真空，亦不需做x射线防护；

13、若以穿孔式焊接，焊道深一宽比可达10:1；

14、可以切换装置将激光束传送至多个工作站。

附图说明

图1为本实用新型系统的工作流程图；

图2为焊接头局部结构示意图；

图3为支架的结构示意图；

图4为图3的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种多功能机器人激光金属焊接系统，工艺步骤为：

⑴初始化位置，机器人带动焊接头移动初始位置，系统坐标原点；

⑵激光系统触发；

⑶工件检定位置确认，光电开关检测工件位置进行确认；

⑷机器人确认激光触发；

⑸机器人移动到焊接点；

⑹激光焊接开始；

⑺焊接效果反馈，检测开关实时采集工件上完成焊接效果，发回控制器；

⑻机器人优化焊接路径；

⑼焊接完成，机器人准备下一工位焊接准备。

焊接系统包括机器人1、支架3、焊接头6、激光器4以及检测探头5，机器人的活动端通过连接器2固装支架3一端，支架的另一端固装焊接头6，焊接头连接激光器4，在焊接头一侧安装有检测探头5，检测探头以及激光器分别通过光纤连接控制系统。

支架包括定位板301、延伸板303、固定板304以及加强板302，定位板中部制有用于安装连接器2的通孔，定位板的一端垂直固装有延伸板的一端，延伸板的另一端垂直安装有一固定板，固定板与定位板反向设置在延伸板的两侧；固定板上制有用于安装焊接头的定位圆孔。

为了保证支撑强度，在定位板与延伸板之间固装有一相互垂直的三角形加强板302。

为了保证系统安全，在工件台外侧安装有外循环制冷机组(2p制冷机组)，图中未示出。

本系统的激光器采用德国技术制遣，由光具座、聚光腔ag晶体、泵浦氙灯、反射腔体、膜片架、指机罩等主要部件组成。激光器是采用密闭结构，它具有安全防护和环境防护的作用，能在各种环境下正常工作。采用德国技术稳态系统美谐振腔型设计，具有高稳定性，采用zgcm实时能量反馈激光电源，具有液品触摸屏显示和设置，方便直观。

本系统具有能量缓升缓降功能，可以实现焊接衔接部位平滑连接；脉冲波形可以对任意设置，最多达到32段。

本系统采用日本三菱进口光纤(整套)，在耦合端和物出端采用有蓝宝石固定光纤，能够有效防止耦合和接过程中激光对光纤的损。

激光焊接作为现代科技与传统技术的结合体，其相对于传统焊接技术而言，尤其独特之处并且本身的应用领域以及应用层面更加广泛，可以极大的提升焊接的效率和精度。其功率密度高、能量释放快，从而更好的提高了工作效率，同时其本身的聚焦点更小，无疑使得缝合的材料之间的黏连度更好，不会造成材料的损伤和变形。激光焊接技术的出现，实现了传统焊接技术所无法应用领域，其能够简单的实现不同材质、金属与非金属等多种焊接需求，并且因为激光本身的穿透性和折射性，能够依据光速本身的运行轨迹，实现360度范围内的随意聚焦，是传统焊接技术发展下所无法想象的。除此之外，因为激光焊接能够在短时间内释放大量热量实现快速焊接，因而其对于环境要求更低，能够在一般室温条件下进行，而无需再在真空环境或是气体保护状态下。

工艺对比：

激光亦可解释成将电能、化学能、热能、光能或核能等原始能源转换成某些特定光频(紫外光、可见光或红外光)的电磁辐射束的一种设备。转换形态在某些固态、液态或气态介质中容易进行。当这些介质以原子或分子形态被激发，便产生相位几乎相同且近乎单一波长的光束-激光。由于具备同相位及单一波长，差异角均非常小，再被高度集中以提供焊接、切割及热处理等功能。

激光由于不需要接触到零件即可实现焊接，很好的解决了这个问题，受到电路板制造商的重视。

焊接机器人在高质量、高效率的焊接生产中，发挥了极其重要的作用。工业机器人技术的研究、发展与应用，有力地推动了世界工业技术的进步。近年来，焊接机器人技术的研究与应用在焊缝跟踪、信息传感、离线编程与路径规划、智能控制、电源技术、仿真技术、焊接工艺方法、遥控焊接技术等方面取得了许多突出的成果。随着计算机技术、网络技术、智能控制技术、人工智能理论以及工业生产系统的不断发展，焊接机器人技术领域还有很多亟待我们去认真研究的问题，特别是焊接机器人的视觉控制技术、模糊控制技术、智能化控制技术、嵌入式控制技术、虚拟现实技术、网络控制技术等方面将是未来研究的主要方向。

尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。