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(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210613706.X (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 哈尔滨工程大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南 通大街145号哈尔滨工程大学科技处 知识产权办公室 (72)发明人 苗玉刚 王林 王清龙 尹晨豪 邹俊攀 张本顺 (51)Int.Cl. B23K 26/348(2014.01) B23K 26/08(2014.01) B23K 26/03(2006.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 激光-电弧旁轴复合焊接热源集 成结构及其 焊接方法 (57)摘要 本发明提供一种激光 ‑电弧旁轴复合焊接热 源集成结构及其焊接方法, 包括大底板、 机器人 连接支架、 防碰撞传感器、 位姿调整机构、 监控跟 踪模块、 大底板延长板、 吸尘安装架、 激光焊枪、 电弧焊枪。 所述激光焊枪通过螺钉固定在大底板 上。 所述大底板延长板与大底板通过螺钉固定连 接; 大底板延长板与监控跟踪模块通过螺钉固定 连接。 本发明不仅适用于激光 ‑电弧旁轴复合焊 接热源的集成设计, 该集 成设计方案还适用于其 它旁轴复合焊接热源。 采用柔性化设计方式可以 调整电弧焊枪和视频监控模块的位置以适应激 光‑电弧旁轴复合热源的焊接工艺。 本发明解决 了激光‑电弧旁轴复合时热源集成和匹配问题, 结构紧凑、 方便调整, 提高了复合热源匹配效率 和焊接质量。 权利要求书2页 说明书4页 附图4页 CN 114850677 A 2022.08.05 CN 114850677 A 1.激光‑电弧旁轴复合焊接热源集成结构, 其特征在于: 包括大底板、 机器人连接支架、 防碰撞传感器、 位姿调整机构、 视觉跟踪模块、 激光焊枪、 电弧焊枪, 激光焊枪与大底板固定 连接; 防碰撞传感器与机器人控制模块连接; 大底板的中间部位与位姿调整机构固定连接; 大底板的下端与监控跟踪模块的延长板固定连接; 吸尘安装架固定安装到大底板上; 电弧 焊枪安装到位姿调整机构的电弧焊枪固定 板上。 2.根据权利要求1所述的激光 ‑电弧旁轴 复合焊接热源集成结构, 其特征在于: 位姿调 整机构包括X轴滑台、 Y轴滑台、 Z轴滑台、 角位台、 L型连接板、 Z轴滑台固定板、 角位台固定 板, X轴滑 台、 Y轴滑 台、 Z轴滑台三个方向的直线滑台组成直角坐标系; X轴滑台中的两端固 定块与大底板的中部位置固定连接; L型连接板与X轴滑台中的滑 块固定连接; Y轴滑台中的 两个固定块与L型连接板固定连接; 角位台两面分别固定连接Z轴滑台固定板和电弧焊枪固 定板, 角位台的调整旋钮分别向上和朝外以此方便后续的调整; 电弧焊枪固定板与电弧焊 枪固定连接 。 3.根据权利要求1所述的激光 ‑电弧旁轴 复合焊接热源集成结构, 其特征在于: 监控跟 踪模块包括熔池监控器、 焊缝跟踪器、 焊缝跟踪器滑块、 焊缝跟踪底板、 送丝管夹具、 监控跟 踪模块底板一、 监控跟踪模块底板二、 熔池监控滑块、 熔池监控底板, 焊缝跟踪器的外形结 构一端与焊缝跟踪器滑块连接组成移动副, 实现滑动以此调节焊缝跟踪器的位置; 焊缝跟 踪器滑块与焊缝跟踪底板固定连接; 焊缝跟踪器底板与送丝管夹具固定连接; 送丝管夹具 与监控跟踪模块底板二固定连接; 监控跟踪模块底板二与监控跟踪模块底板一固定连接后 一同固定在大底板延长板上; 根据熔池监控器的外形结构与熔池监控滑块组成移动副, 沿 着移动副的直线方向调整熔池监控器的位置; 熔池监控滑块与熔池监控底板固定连接, 熔 池监控底板根据焊缝跟踪器的外形两者之间采用螺钉组成转动副。 4.一种应用权利要求1或2或3所述的激光 ‑电弧旁轴 复合焊接热源集成结构的焊接方 法, 其特征在于, 步骤如下: 步骤一、 首先将激光焊枪、 机器人连接支架、 位姿调整机构、 监控跟踪模块等通过螺钉 固定连接到大底板相应位置上; 采用螺钉将电弧焊枪固定连接到位姿调整机构的电弧焊枪 固定板上; 通过机器人连接支架将整体激光 ‑电弧旁轴复合焊接热源组合安装到相应的自 动化焊接装备上; 将激光焊枪、 电弧焊枪分别与相关焊接 设备连接; 防碰撞传感器与机器人 运动控制器连接; 监控跟踪模块与相应的视频处 理设备连接; 步骤二、 根据待焊接部件的结构和激光 ‑电弧旁轴 复合焊接工艺要求调整该专利 中的 位姿调整机构, 根据激光 ‑电弧旁轴复合焊接工艺要求调整位姿调整机构; 分别调整位姿机 构中的X轴滑台、 Y轴滑台、 Z轴滑台, 先将电弧焊枪与激光焊枪的相对位置大致符合激光 ‑电 弧旁轴复合焊接工艺要求的位置, 随后调整角位台旋转电弧焊枪的角度作进一步的匹配; 调整机构将电弧焊枪 实现X、 Y、 Z三个方向的直线移动和绕X轴的旋转运动; 通过三个方向的 直线移动外加绕X轴的角度调整实现电弧焊枪与激光焊枪相对位置 关系, 实现激光 ‑电弧旁 轴复合焊接 。 步骤三、 根据对焊缝和熔池监控的需求调整监控跟踪模块; 焊缝跟踪器和熔池监控器 均采用滑块安装形式沿着直线进行移动, 分别调整各自的位置从而满足视频监控的要求; 将监控跟踪模块与相应的视频处理设备连接, 用以实时观察复合焊接过程中焊接熔滴、 熔 池和焊缝情况;权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 114850677 A 2步骤四、 重复步骤二和步骤三的动作, 直到满足激光 ‑电弧旁轴复合焊接工艺要求的位 置和视频监控跟踪的位置 。权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 114850677 A 3
专利 激光-电弧旁轴复合焊接热源集成结构及其焊接方法
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