[发明专利]一种多功能双工位高功率激光加工系统

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

发明内容

本发明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。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现的：

本发明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。

本发明的进一步改进在于：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。

本发明的进一步改进在于：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。

本发明的进一步改进在于：所述复合焊接头包括激光焊接头和电弧焊接头。

本发明的进一步改进在于：所述V型工作坊的顶部设有排烟除尘罩。

本发明的进一步改进在于：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。

本发明的进一步改进在于：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。

本发明的进一步改进在于：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。

本发明的有益效果是：本发明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