本发明专利技术公开了一个多维度可调节的原位激光焊接装置，包括从前至后依次连接的机械执行机构、连杆机构、旋转模块、焊接头模块、焦点指示模块，焊接头模块包括第一焊接头模块腔体、安装座体、棘轮转盘机构、以及设置在第一焊接头模块腔体的沿激光光路发射方向依次设置的光纤接头、准直镜片、光路调节镜片、聚焦镜片、保护镜片；安装座体与旋转模块的驱动端连接，且安装座体通过棘轮转盘机构与第一焊接头模块腔体连接。本发明专利技术可以实现多维度调整焊接位置，降低了机械干涉的风险，增加了焊接操作的覆盖范围，保证了焊接质量。本发明专利技术通过焦点指示模块可以快速确认焊接头模块姿态，有效减少了焊接前准备时间，提高了加工效率。提高了加工效率。提高了加工效率。
【技术实现步骤摘要】
一个多维度可调节的原位激光焊接装置
[0001]本专利技术属于原位焊接的
，具体涉及一个多维度可调节的原位激光焊接装置。
技术介绍
[0002]与传统的焊接零件制造不同，原位焊接技术是在零部件装配阶段利用诸如激光等高能束流实施焊接，实现焊接对象零件原位焊接工艺与装配技术的协调统一，大幅缩短零件制造周期。原位，即不使用传统的变位机，不改变焊接零部件姿态，仅依靠执行末端完成全部焊缝焊接。激光焊接能量密度高，加热集中，对材料热损伤小，焊缝深宽比大，焊接接头残余应力低，而且焊接精度高，可显著减少焊后加工量，焊接装备易于集成化、自动化、柔性化，具有高能量密度、高焊接精度和高焊接效率的显著特点，焊接质量可与电子束焊媲美，却无需真空环境。
[0003]在航空制造领域，激光原位焊接的对象是飞机的钛合金框梁结构零件，在装配阶段实施原位焊接。特别是对于复杂航空结构件的原位焊接，零件的定位工装夹具结构复杂，相互交错，进一步增大了焊接头模块可达的难度，仅靠机器人的机械臂夹持常规激光焊接头模块极易发生干涉，无法实现焊缝全覆盖。目前，飞机框梁结的原位焊接属于全新制造
，现有激光焊接末端无法完全满足焊接需求。
[0004]因此，需要一种灵活可调整的焊接末端，避开零件本体及工装夹具的干涉，保证焊接头模块在复杂框梁骨架结构焊接工况下的可达性，以解决现有技术中的不足。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一个多维度可调节的原位激光焊接装置，旨在解决上述问题。
[0006]本专利技术主要通过以下技术方案实现：一个多维度可调节的原位激光焊接装置，包括从前至后依次连接的机械执行机构、连杆机构、旋转模块、焊接头模块、焦点指示模块，所述旋转模块用于驱动焊接头模块旋转；所述焊接头模块包括第一焊接头模块腔体、安装座体、棘轮转盘机构、光纤接头、镜片机构，所述镜片机构包括沿激光光路发射方向依次设置的准直镜片、光路调节镜片、聚焦镜片、保护镜片，所述聚焦镜片、保护镜片同轴设置；所述第一焊接头模块腔体的顶部设置有光纤接头，且内部安装有镜片机构，第一焊接头模块腔体的末端设置有焦点指示模块；所述安装座体通过棘轮转盘机构与第一焊接头模块腔体连接，所述棘轮转盘机构用于使第一焊接头模块腔体沿聚焦镜片轴向单向旋转，所述安装座体与旋转模块的驱动端连接。
[0007]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述第一焊接头模块腔体的侧壁设置有水冷层，所述第一焊接头模块腔体外侧对应设置有与水冷层连通的水冷接头，所述水冷接头与水冷却循环机构连接。
[0008]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述第一焊接头模块腔体的内部分别通过安
装支架固定安装准直镜片、光路调节镜片、聚焦镜片、保护镜片，所述安装支架内设置有水冷流道，所述第一焊接头模块腔体的侧壁对应设置有与水冷流道连通的水冷接头。
[0009]所述第一焊接头模块腔体的侧壁对应设置有用于进水、出水的多个水冷接头，以与水冷却循环机构连接，最终实现对第一焊接头模块腔体内部镜片温度的调节。所述水冷却循环机构为现有技术，故不再赘述。
[0010]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述第一焊接头模块腔体的末端与焦点指示模块螺纹连接，所述焦点指示模块包括螺纹连接头与圆台测距尺，所述圆台测距尺的顶部通过螺纹连接头与第一焊接头模块腔体的末端螺纹连接，所述圆台测距尺与聚焦镜片同轴设置，所述圆台测距尺的长度等于聚焦镜片的焦距长度。
[0011]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述旋转模块包括本体、伺服电机与减速机构，所述本体上设置有伺服电机与减速机构，所述本体与连杆机构连接，所述伺服电机通过减速机构与安装座体连接。
[0012]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述连杆机构包括依次连接的第一连接臂、若干个中间连接臂以及第二连接臂，所述第一连接臂、第二连接臂的自由端分别与旋转模块、机械执行机构连接。
[0013]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述连杆机构还包括连接单元、连接法兰，所述第二连接臂的自由端通过连接法兰与机械执行机构连接；所述第一连接臂与中间连接臂、相邻中间连接臂以及中间连接臂与第二连接臂之间分别通过连接单元连接。
[0014]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述连接单元包括锁紧螺母和连接轴，所述第一连接臂、中间连接臂、第二连接臂的连接端分别设置有通孔，所述连接轴穿过相邻的通孔并与锁紧螺母螺纹连接。
[0015]本专利技术的有益效果如下：（1）本专利技术能够实现激光焊接头模块焦点360
°
旋转，极大程度增大了末端可达性且能保证光路与焊缝垂直，保证了焊接质量，本专利技术可以实现激光焊接头模块整体姿态旋转可调，能有效避免焊接头模块与焊接零件及夹具的干涉。同时，本专利技术通过设置棘轮转盘机构，可实现焊接头模块在棘轮转轴轴向任一角度位置调整并固定，进一步避免干涉，增加可达性，具有较好的实用性；（2）所述连杆机构的各连接臂可任意旋转角度并固定，通过设置多个连接臂，连杆机构可以按需求调整为任意多段线形状，可以极大程度上能避免与原位焊接对象及其夹持工装的干涉，具备极强通用性，能适配不同形状零件与夹具。同时，连杆机构可以通过调整连接臂结构单元数量，按需要增加连杆机构长度，增大焊接末端的覆盖范围，具有较好的实用性；（3）本专利技术通过焦点指示模块快速确认焊接头模块姿态，调整出合理的焊接位置，能有效减少焊接前准备时间，提高加工效率；（4）本专利技术通过旋转模块可以实现焊接头模块旋转，可以通过棘轮转盘机构实现第一焊接头模块腔体沿沿聚焦镜轴向单向旋转任意角度并固定；通过连杆机构实现与机械执行机构柔性连接，本专利技术可以实现多维度调整焊接位置，提高了操作的灵活性，增加了焊接操作的覆盖范围，降低机械干涉的风险，保证了焊接质量。本专利技术通过焦点指示模块确认焊接头模块姿态，可以快速调整出合理的焊接位置，能有效减少焊接前准备时间，提高加工
效率。
附图说明
[0016]图1为本专利技术焊接装置的结构示意图；图2为焊接头模块的结构示意图；图3为图2中A处的放大图；图4为连杆机构的结构示意图；图5为连接单元的结构示意图。
[0017]其中：1、焊接头模块；2、焦点指示模块；3、旋转模块；4、连杆机构；11、第一焊接头模块腔体；12、安装座体；13、棘轮转盘机构；111、光纤接头；112、准直镜片；113、水冷接头；114、光路调节镜片；115、聚焦镜片；116、保护镜片；21、螺纹连接头；22、圆台测距尺；41、第一连接臂；42、第二连接臂；43、中间连接臂；44、连接单元；441、锁紧螺母；442、连接轴；45、连接法兰。
具体实施方式
[0018]实施例1：一个多维度可调节的原位激光焊接装置，如图1
‑
图3所示，包括从前至后依次连接的机械执行机构、连杆机构4、旋转模块3、焊接头模块1、焦点指示模块2，所述旋转模块3用于驱动焊接头模块1旋转；所述焊接头模块1包括第一焊接头模块腔体11、安装座体12、棘轮转盘机构13、光纤接头111、镜片机构，所述镜片机构包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一个多维度可调节的原位激光焊接装置，其特征在于，包括从前至后依次连接的机械执行机构、连杆机构（4）、旋转模块（3）、焊接头模块（1）、焦点指示模块（2），所述旋转模块（3）用于驱动焊接头模块（1）旋转；所述焊接头模块（1）包括第一焊接头模块腔体（11）、安装座体（12）、棘轮转盘机构（13）、光纤接头（111）、镜片机构，所述镜片机构包括沿激光光路发射方向依次设置的准直镜片（112）、光路调节镜片（114）、聚焦镜片（115）、保护镜片（116），所述聚焦镜片（115）、保护镜片（116）同轴设置；所述第一焊接头模块腔体（11）的顶部设置有光纤接头（111），且内部安装有镜片机构，第一焊接头模块腔体（11）的末端设置有焦点指示模块（2）；所述安装座体（12）通过棘轮转盘机构（13）与第一焊接头模块腔体（11）连接，所述棘轮转盘机构（13）用于使第一焊接头模块腔体（11）沿聚焦镜片（115）轴向单向旋转，所述安装座体（12）与旋转模块（3）的驱动端连接。2.根据权利要求1所述的一个多维度可调节的原位激光焊接装置，其特征在于，所述第一焊接头模块腔体（11）的侧壁设置有水冷层，所述第一焊接头模块腔体（11）外侧对应设置有与水冷层连通的水冷接头（113），所述水冷接头（113）与水冷却循环机构连接。3.根据权利要求1所述的一个多维度可调节的原位激光焊接装置，其特征在于，所述第一焊接头模块腔体（11）的内部分别通过安装支架固定安装准直镜片（112）、光路调节镜片（114）、聚焦镜片（115）、保护镜片（116），所述安装支架内设置有水冷流道，所述第一焊接头模块腔体（11）的侧壁对应设置有与水冷流道连通的水冷接头（113）。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的一个多维度可...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈柯，梁杰，姜伟，高猛，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。