用于激光焊接機(jī)器人的多方向焊接頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種用于激光焊接機(jī)器人的多方向焊接頭。
【背景技術(shù)】
[0002]焊接是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中一種必要的工藝方法，在汽車制造中得到廣泛應(yīng)用。隨著科技的進(jìn)步，鍍層鋼板、輕金屬材料的焊接問題對(duì)汽車焊接提出了新的挑戰(zhàn)。汽車焊接過程中的機(jī)器人與自動(dòng)化激光焊接技術(shù)使汽車焊接面貌大為改觀。汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，使得激光焊接技術(shù)開啟了汽車焊接的新時(shí)代。
[0003]與目前傳統(tǒng)的點(diǎn)焊工藝不同，激光焊接可以達(dá)到兩塊鋼板之間的分子結(jié)合，通俗而言就是焊接后的鋼板硬度相當(dāng)于一整塊鋼板，從而將車身強(qiáng)度提升30%，車身的結(jié)合精度同樣大大提升。當(dāng)然，激光焊接的實(shí)際使用意義并不僅于此。一般來說，車輛在道路上行進(jìn)時(shí)來自地面的顛簸會(huì)轉(zhuǎn)換成每分鐘上千次的扭曲運(yùn)動(dòng)考驗(yàn)車身，如果車身結(jié)合精度、強(qiáng)度不夠，輕則車內(nèi)異響頻頻、噪音大，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致安裝在車輛上的零部件如變速箱、前后橋的損壞或者車身斷裂。由此可見激光焊接相對(duì)傳統(tǒng)的點(diǎn)焊具有較大意義。
[0004]目前，為了更好的提高汽車鈑金件的焊接效率通常是激光焊接機(jī)器人對(duì)鈑金件進(jìn)行焊接。激光焊接機(jī)器人具有活動(dòng)半徑大，焊接自由度大的特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。如圖1所示，激光焊接機(jī)器人通常主要是由底座10、主轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)20、主轉(zhuǎn)動(dòng)軸30、副轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)40和副轉(zhuǎn)動(dòng)軸50等組成，底座10與主轉(zhuǎn)動(dòng)軸30通過主轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)20連接，主轉(zhuǎn)動(dòng)軸30與副轉(zhuǎn)動(dòng)軸50通過副轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)40連接，副轉(zhuǎn)動(dòng)軸50的自由端上安裝有焊接頭60，焊接頭60與副轉(zhuǎn)動(dòng)軸50通過微型伺服電機(jī)連接。由于現(xiàn)有的激光焊接機(jī)器人上的焊接頭運(yùn)動(dòng)均是通過一系列的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)合成，然而在對(duì)一些鈑金進(jìn)行微小直線焊接而言非常困難，特別是對(duì)于縱橫交錯(cuò)的直線縫而言，需要機(jī)器人做一系列的合成運(yùn)動(dòng)，耗能較大，且運(yùn)動(dòng)精度較低。
[0005]由此可見現(xiàn)需要設(shè)計(jì)一種降低激光焊接機(jī)器人對(duì)縱橫交錯(cuò)的微小直線縫焊接能耗的焊接頭。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種降低激光焊接機(jī)器人對(duì)縱橫交錯(cuò)的微小直線縫焊接能耗的焊接頭。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的基礎(chǔ)方案為:用于激光焊接機(jī)器人的多方向焊接頭，包括激光噴嘴和與副轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接的矩形擺動(dòng)筒，所述激光噴嘴位于矩形擺動(dòng)筒內(nèi)，所述矩形擺動(dòng)筒的其中內(nèi)壁上的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)上均設(shè)有安裝座，該安裝座上設(shè)有一個(gè)第一主電磁鐵和兩個(gè)副電磁鐵，所述兩個(gè)副電磁鐵相對(duì)于第一主電磁鐵對(duì)稱；所述矩形擺動(dòng)筒內(nèi)壁的其他兩個(gè)側(cè)面上均安裝有第二主電磁鐵；所述激光噴嘴的尾部安裝有環(huán)形磁鐵，且環(huán)形磁鐵位于第一主電磁鐵和第二主電磁鐵形成的磁場(chǎng)腔內(nèi)；所述環(huán)形磁鐵與第一主電磁鐵之間設(shè)有彈性件，所述第一主電磁鐵和第二主電磁鐵靠近激光噴嘴的端面上均設(shè)有防撞柱。
[0008]本方案的工作原理及優(yōu)點(diǎn)在于:針對(duì)縱橫交錯(cuò)的微小直線縫焊接時(shí)，首先啟動(dòng)機(jī)器人，使焊接頭位于焊縫上方。然后通過調(diào)節(jié)控制板控制第一主電磁鐵、第二主電磁鐵和副電磁鐵上線圈的通電電流大小及頻率，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)第一主電磁鐵、第二主電磁鐵和副電磁鐵的磁力目的。環(huán)形磁鐵受到的磁力不平衡時(shí)，環(huán)形磁鐵會(huì)隨之移動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到激光噴嘴移動(dòng)的目的。環(huán)形磁鐵移動(dòng)的過程中，彈性件一方面對(duì)環(huán)形磁鐵起消震作用，避免焊接環(huán)境中氣流對(duì)激光噴嘴的阻礙導(dǎo)致激光噴嘴發(fā)生晃動(dòng)，影響焊接質(zhì)量；另一方面，當(dāng)電磁鐵通電的瞬間，此時(shí)環(huán)形磁鐵會(huì)瞬間產(chǎn)生磁場(chǎng)，環(huán)形磁鐵會(huì)受到磁力的瞬間沖擊，彈性件能較好的克服瞬間沖擊對(duì)激光噴嘴造成的影響。另外，防撞柱能避免操作人員因誤操作導(dǎo)致激光噴嘴撞擊到矩形擺動(dòng)筒上，影響激光噴嘴的使用壽命。對(duì)水平焊縫進(jìn)行焊接時(shí)，調(diào)節(jié)第二主電磁鐵的磁力；對(duì)豎直焊縫進(jìn)行焊接時(shí)，調(diào)節(jié)第一主電磁鐵的磁力；對(duì)傾斜焊縫進(jìn)行焊接時(shí)，調(diào)節(jié)副電磁鐵的磁力。
[0009]本方案巧妙利用環(huán)形磁鐵處于第一主電磁鐵、第二主電磁鐵和副電磁鐵形成的磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)改變時(shí)，激光噴嘴隨環(huán)形磁鐵移動(dòng)。針對(duì)微小直線縫焊接時(shí)，只需調(diào)節(jié)相應(yīng)正對(duì)的電磁鐵的磁力大小即可實(shí)現(xiàn)激光噴嘴直線移動(dòng)，克服了傳遞的激光焊接頭要機(jī)器人做復(fù)雜的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)合成，才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)直線運(yùn)動(dòng)的難題，減小機(jī)器人主要部件的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到降低能耗的目的。另外，由于激光噴嘴的移動(dòng)精度主要取樣于控制板對(duì)電磁鐵的電流控制，減小了相應(yīng)零件安裝誤差對(duì)激光噴嘴移動(dòng)精度的影響，間接提高了焊接精度高。
[0010]優(yōu)選方案二:作為優(yōu)選方案一的優(yōu)選方案:所述第一主電磁鐵上設(shè)有若干繞線電圈。繞線電圈通電后會(huì)形成磁場(chǎng)，通過繞線電圈對(duì)環(huán)形磁鐵的移動(dòng)進(jìn)行微小糾偏，進(jìn)而提高激光噴嘴移動(dòng)的精度。
[0011]優(yōu)選方案三:作為優(yōu)選方案二的優(yōu)選方案:所述激光噴嘴的尾部與環(huán)形磁鐵通過膨脹套固定。膨脹套便于激光噴嘴與環(huán)形磁鐵的固定，當(dāng)激光噴嘴需要維修更換時(shí)，方便激光噴嘴從環(huán)形磁鐵上拆掉。
[0012]優(yōu)選方案四:作為優(yōu)選方案三的優(yōu)選方案:所述膨脹套為橡膠膨脹套，所述繞線電圈在第一主電磁鐵靠近激光噴嘴的端部呈矩陣分布。繞線電圈呈矩陣分布，減少磁場(chǎng)的紊流，更加有利于環(huán)形磁鐵做直線運(yùn)動(dòng)。
【附圖說明】
[0013]圖1是現(xiàn)有技術(shù)激光焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明用于激光焊接機(jī)器人的多方向焊接頭實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
說明書附圖中的附圖標(biāo)記包括:底座10、主轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)20、主轉(zhuǎn)動(dòng)軸30、副轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)40、副轉(zhuǎn)動(dòng)軸50、焊接頭60、矩形擺動(dòng)筒61、第一主電磁鐵62、