一种多功能双工位高功率激光加工系统技术方案

本实用新型专利技术属于高功率激光加工制造生产领域，具体为一种多功能双工位高功率激光加工系统，包括V型工作坊以及集成设置在所述V型工作坊内的机器人、工作台和双轴变位机，所述工作台与双轴变位机分别安装在所述机器人两侧，与机器人形成V型布局，还包括激光器、水冷机和送粉器，所述机器人末端设有快换式加工头，所述V型工作坊的顶部设有排烟除尘罩，所述V型工作坊的前板上嵌设有机器人控制系统、机器人示教器、监控系统以及控制各设备运作的PLC控制系统，所述激光器为万瓦级光纤耦合激光器，配置光纤耦合系统，实现光纤芯径的转换，所述机器人末端设有相应的加工头，达到一机多用的目的，其可实现多种激光加工应用，实现多样化工艺研究及生产。艺研究及生产。艺研究及生产。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能双工位高功率激光加工系统


[0001]本技术涉及高功率激光加工制造领域，具体为一种多功能双工位高功率激光加工系统。

技术介绍

[0002]近20年来激光加工技术，在世界各国工业发展中得到了广泛的应用，被视为一种新工艺手段，代表着材料加工的发展方向。高功率激光加工技术一般包括激光切割、激光焊接、激光打孔、激光淬火、激光熔凝、激光表面合金化、激光熔覆再制造、激光3D打印等。
[0003]目前高功率激光加工设备主要是针对其中某一种激光加工技术进行集成装备，功能针对性强，如文件号CN 213318345 U提供的一种全自动双工位独立激光加工系统，其采用全自动加工设备，可以减少人工的参与，进而减少运行过程中的出错率，但是其功能单一，只能满足一种激光方式，为能进行多种激光加工工艺的研究、生产和教学培训，需要配置多套相应的设备，设备费用高昂，利用率低，造成了资源浪费，同时也不利于进行综合性研究、生产及教学培训工作。

技术实现思路

[0004]本技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中的缺陷，提供一种多功能双工位高功率激光加工系统。
[0005]为了达到上述目的，本技术通过以下技术方案实现的：
[0006]本技术提供了一种多功能双工位高功率激光加工系统，包括V型工作坊以及集成设置在所述V型工作坊内的机器人、工作台和双轴变位机，所述工作台与双轴变位机分别安装在所述机器人两侧，与机器人形成V型布局，还包括激光器、水冷机和送粉器，所述机器人末端设有快换式加工头，所述V型工作坊的前板上嵌设有机器人控制系统、机器人示教器、监控系统以及控制各设备运作的PLC控制系统，所述激光器为万瓦级光纤耦合激光器，配置光纤耦合系统，实现光纤芯径的转换，所述机器人末端设有相应的加工头，达到一机多用的目的。
[0007]本技术的进一步改进在于：所述加工头采用激光熔覆头、激光淬火头、激光切割头和复合焊接头。
[0008]本技术的进一步改进在于：所述激光淬火头上设有红外温度传感器，所述 PLC控制系统监测激光淬火头上的红外温度传感器的信号，与所述激光器形成闭环控制，确保激光淬火温度达到0.1%的精度。
[0009]本技术的进一步改进在于：所述复合焊接头包括激光焊接头和电弧焊接头。
[0010]本技术的进一步改进在于：所述V型工作坊的顶部设有排烟除尘罩。
[0011]本技术的进一步改进在于：所述V型工作坊上设有快速卷帘门，所述快速卷帘门上设置了防激光及防弧焊光的人工观察窗口。
[0012]本技术的进一步改进在于：所述机器人采用六轴机器人，和所述双轴变位机
形成八轴协调联动，实现复杂轨迹的运动。
[0013]本技术的进一步改进在于：所述机器人末端设有用于连接加工头的快换装置，在需要更换加工头时，可实现快速更换。
[0014]本技术的有益效果是：本技术提供的一种多功能双工位高功率激光加工系统，通过配置了万瓦级激光器及其附件，结合机器人运动机构的特点，配置了双工位结构，并设置快换式加工头，可实现万瓦以上激光熔覆再制造、激光熔覆增材制造、激光淬火热处理、激光焊接、激光电弧复合焊接及激光切割应用，实现了一机多用，设备成本大幅降低，占用面积小，使用灵活，可实现多样化工艺研究及生产，应用于综合性激光工艺研究、生产及教育教学培训，具有较高的社会效益。
附图说明
[0015]图1、图2、图3为本技术的一种多功能双工位高功率激光加工系统的设备组成示意图；
[0016]图4本技术的一种多功能双工位高功率激光加工系统的宽带激光熔覆头；
[0017]图5本技术的一种多功能双工位高功率激光加工系统的激光淬火头；
[0018]图6本技术的一种多功能双工位高功率激光加工系统的复合焊接头（由激光焊接头与电弧焊接头组成）；
[0019]图7本技术的一种多功能双工位高功率激光加工系统的激光切割头。
[0020]图中：1
‑
V型工作坊、2
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机器人、3
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工作台，4
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双轴变位机、5
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激光器，6
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水冷机，7
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送粉器，8
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排烟除尘罩，9
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机器人控制系统，10
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机器人示教器，11
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监控系统,12
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PLC控制系统,13
‑
快速卷帘门，14
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人工观察窗口，15
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激光熔覆头，16
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激光淬火头，17
‑
激光切割头，18
‑
复合焊接头，19
‑
激光焊接头，20
‑
电弧焊接头。
具体实施方式
[0021]为了加深对本技术的理解，下面将结合附图和实施例对本技术做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本技术，并不对本技术的保护范围构成限定。
[0022]本实施例提供了一种多功能双工位高功率激光加工系统，包括V型工作坊1以及集成设置在所述V型工作坊1内的机器人2、工作台3和双轴变位机4，根据机器人2臂展，所述工作台3与双轴变位机4分别安装在所述机器人2两侧，形成V型工位，实现双工位分时切换作业，即可节省空间，同时也便于上下料，充分利用了机器人2的展范围，工作台3可进行平面类或不需要进行变位的工件加工；所述机器人2采用六轴机器人，和所述双轴变位机4形成八轴协调联动，实现复杂轨迹的协调运动，满足不同的工艺需求。该加工系统还包括激光器5、水冷机6和送粉器7，所述V型工作坊1的顶部设有排烟除尘罩8，所述V型工作坊1的前板上嵌设有机器人控制系统9、机器人示教器10、监控系统11以及控制各设备运作的PLC控制系统12，便于操作及监视，所述V型工作坊1上设有快速卷帘门13，所述快速卷帘门13上设置了防激光及防弧焊光的人工观察窗口14。所述激光器5为万瓦级光纤耦合激光器，配置光纤耦合系统，实现光纤芯径的转换，并配以相应的加工头，达到一机多用的目的，所述加工头为快换式，设置在所述机器人2的末端，所述机器人2末端设有用于连接加工头的快换装置，在需要更换加工头时，可实现快速更换，快换装置为现有结构，图中未示出。
[0023]据激光器5的光纤芯径及加工工艺的需求，配置了四种加工头，所述加工头根据需要可切换激光熔覆头15、激光淬火头16、激光切割头17和复合焊接头18，所述复合焊接头18包括激光焊接头19和电弧焊接头20，其中每种加工头能承受的最大激光功率均达到20kW。当需要进行激光切割加工时，可直接使用激光器5自身的50μm光纤，激光切割头17安装于机器人末端，即可实现激光切割应用，激光切割头17为三维切割头，与机器人控制系统9形成随动控制，实现激光切割；当需要进行激光熔覆时，激光器50μm光纤插入激光器5上的耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能双工位高功率激光加工系统，其特征在于：包括V型工作坊以及集成设置在所述V型工作坊内的机器人、工作台和双轴变位机，所述工作台与双轴变位机分别安装在所述机器人两侧，与机器人形成V型布局，还包括激光器、水冷机和送粉器，所述机器人末端设有快换式加工头，所述V型工作坊的前板上嵌设有机器人控制系统、机器人示教器、监控系统以及控制各设备运作的PLC控制系统，所述激光器为万瓦级光纤耦合激光器，配置光纤耦合系统，实现光纤芯径的转换，所述机器人末端配以相应的加工头，达到一机多用的目的。2.根据权利要求1所述的一种多功能双工位高功率激光加工系统，其特征在于：所述加工头采用激光熔覆头、激光淬火头、激光切割头和复合焊接头。3.根据权利要求2所述的一种多功能双工位高功率激光加工系统，其特征在于：所述激光淬火头上设有红外温度传感器，所述 PLC控制系统监测激光淬火头上的红外温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：林学春，农光壹，刘江川，杭骏祥，林培晨，
申请(专利权)人：江苏智远激光装备科技有限公司，
类型：新型
国别省市：