專利名稱：一種三向旋轉雙光束激光焊接頭的制作方法
技術領域：
本發明是一種三向旋轉雙光束激光焊接頭，屬于激光材料加工技術領域，用于三維構件的雙光束同步焊接。
背景技術：
帶筋壁板T型接頭激光雙光束焊接技術主要應用于飛機整體壁板、蒙皮、船用甲板等結構焊接。采用焊接工藝主要用于取代原有的鉚接工藝，見附圖1，有利于減輕結構重量、改善連接性能；采用激光雙光束焊接，與其它焊接工藝比較，由于焊接速度快，結構變形小、焊接性能高。而該類帶筋壁板結構激光雙光束焊接技術的工程化應用離不開激光焊接裝備的開發及專業化。以往，國內雙光束焊接研究主要采用雙機器人方式或簡易的一體化雙光束焊接裝置開展T型接頭試驗件雙光束焊接試驗，僅僅用于驗證工藝的可行性，不適合大尺寸空間三維結構件的焊接，不具備實際工程應用條件。目前我國大型客機等新型飛機帶筋壁板整體結構設計已要求采用焊接結構，所以，實現雙側、同步焊接T型接頭的激光焊接設備的開發，是滿足大飛機及新型戰機研制、生產的迫切需要。

發明內容
本發明正是針對上述現有技術狀況而設計研制了一種三向旋轉雙光束激光焊接頭，其目的是為雙光束大功率激光焊接設備提供最關鍵的部件，該產品既可以滿足飛機整體壁板等T型接頭雙光束焊，包括雙光束填絲焊和激光-電弧復合焊，還可以實現單光束對接接頭三維焊接。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的該種三向旋轉雙光束激光焊接頭，包括兩個可以實現雙側、同步焊接T型接頭的激光焊接頭(I)，其特征在于兩個焊接頭(I)分別安裝在一個扇形板(2)的兩端，扇形板 ⑵的中心點與A向旋轉機構(3)的A向轉軸(4)連接，A向旋轉機構(3)的轉軸(4)的轉動可以帶動扇形板⑵以轉軸⑷為中心旋轉，A向旋轉機構(3)的箱體與B向旋轉機構
(5)的B向轉軸(6)連接，B向旋轉機構(5)的箱體與C向旋轉機構(7)的C向轉軸⑶連接，C向旋轉機構(7)的箱體與機床Z軸的滑枕連接；C向旋轉機構(7)的C向轉軸(8)與機床Z軸平行，A向旋轉機構(3)的A向轉軸
(4)和C向旋轉機構(7)的C向轉軸⑶處于一個平面上，B向旋轉機構(5)的B向轉軸
(6)與該平面垂直。兩個焊接頭(I)分別通過十字滑臺(9)與扇形板(2)連接，十字滑臺(9)可以帶動激光焊接頭(I)在各自的Z1、Y1方向和Z2、Y2方向的較小行程內移動。本發明產品是將三軸數控旋轉機構與焊接角度和激光焦點位置可調的光纖傳導雙激光焊接頭裝置融為一體的一種機械結構。在焊接過程中，雙束激光焊接裝置或單束激光焊接頭可以在Α、B、C軸3個方向數控旋轉，并與機床X、Y、Z軸進行聯動，以實現三維空間分布的T型接頭和對接接頭焊接。本發明的優點是該種三向旋轉雙光束激光焊接頭中的旋轉機構與光纖傳導的雙光束焊接裝置為模塊化設計，焊接裝置與旋轉機構間以及焊接裝置本身易于拆卸、重新安裝、定位，從而使具備單光束激光焊接三維空間焊縫的功能。


圖I為現有技術示意2為本發明三向旋轉雙光束激光焊接頭的側視3為本發明三向旋轉雙光束激光焊接頭的主視4為本發明裝置的另一種實施方式結構示意圖
具體實施例方式以下將結合附圖和實施例對本發明產品作進一步地詳述參見附圖2 3所示，該種三向旋轉雙光束激光焊接頭，包括兩個可以實現雙側、 同步焊接T型接頭的激光焊接頭1，其特征在于兩個焊接頭I分別安裝在一個扇形板2的兩端，扇形板2的中心點與A向旋轉機構3的A向轉軸4連接，A向旋轉機構3的轉軸4的轉動可以帶動扇形板2以轉軸4為中心旋轉，A向旋轉機構3的箱體與B向旋轉機構5的B 向轉軸6連接，B向旋轉機構5的箱體與C向旋轉機構7的C向轉軸8連接，C向旋轉機構 7的箱體與機床Z軸的滑枕連接；C向旋轉機構7的C向轉軸8與機床Z軸平行，A向旋轉機構3的A向轉軸4和C 向旋轉機構7的C向轉軸8處于一個平面上，B向旋轉機構5的B向轉軸6與該平面垂直。兩個焊接頭I分別通過十字滑臺9與扇形板2連接，十字滑臺9通過伺服電機驅動絲杠帶動激光焊接頭I在各自的Z1、Y1方向和Z2、、Y2方向的較小行程內移動。本發明裝置的Α、B、C三向旋轉機構的旋轉軸采用串聯的方式，旋轉機構的傳動采用伺服電機-雙導程蝸桿-蝸輪傳動方式完成Α、B、C三向旋轉機構的旋轉軸的旋轉。參見附圖4所示，本發明產品還具備單光束焊接功能，且避免單光束三維焊接可能造成的碰撞干涉，進行單光束焊接時，將扇形板2從A向旋轉機構3上拆除，將安裝了焊接頭I的十字滑臺9直接安裝于A向旋轉機構3的A向轉軸4上。通過X、Y、Ζ、C、A軸5 軸聯動，即可實現三維空間焊縫的單光束焊接。與現有技術相比，該產品既可以滿足飛機整體壁板等T型接頭雙光束焊，包括雙光束填絲焊和激光-電弧復合焊，還可以實現單光束對接接頭三維焊接。
權利要求
1.一種三向旋轉雙光束激光焊接頭，包括兩個可以實現雙側、同步焊接T型接頭的激光焊接頭(I)，其特征在于兩個焊接頭(I)分別安裝在一個扇形板(2)的兩端，扇形板(2) 的中心點與A向旋轉機構(3)的A向轉軸(4)連接，A向旋轉機構(3)的轉軸(4)的轉動可以帶動扇形板⑵以轉軸⑷為中心旋轉，A向旋轉機構(3)的箱體與B向旋轉機構(5) 的B向轉軸(6)連接，B向旋轉機構(5)的箱體與C向旋轉機構(7)的C向轉軸⑶連接， C向旋轉機構(7)的箱體與機床Z軸的滑枕連接；C向旋轉機構(7)的C向轉軸(8)與機床Z軸平行，A向旋轉機構(3)的A向轉軸(4) 和C向旋轉機構(7)的C向轉軸⑶處于一個平面上，B向旋轉機構(5)的B向轉軸(6)與該平面垂直。
2.根據權利要求I所述的三向旋轉雙光束激光焊接頭，其特征在于兩個焊接頭(I) 分別通過十字滑臺(9)與扇形板(2)連接，十字滑臺(9)可以帶動激光焊接頭(I)在各自的Zl、Yl方向和Z2、、Y2方向的較小行程內移動。
全文摘要
本發明是一種三向旋轉雙光束激光焊接頭，包括兩個可以實現雙側、同步焊接T型接頭的激光焊接頭，兩個焊接頭分別安裝在一個扇形板的兩端，扇形板的中心點與A向旋轉機構的A向轉軸連接，A向旋轉機構的轉軸的轉動可以帶動扇形板以轉軸為中心旋轉，A向旋轉機構的箱體與B向旋轉機構的B向轉軸連接，B向旋轉機構的箱體與C向旋轉機構的C向轉軸連接，C向旋轉機構的箱體與機床Z軸的滑枕連接。與現有技術相比，該產品既可以滿足飛機整體壁板等T型接頭雙光束焊，包括雙光束填絲焊和激光-電弧復合焊，還可以實現單光束對接接頭三維焊接。
文檔編號B23K26/30GK102581490SQ20121007586
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者左從進, 鞏水利, 張曉兵, 蔡凡, 邱靈, 陳俐 申請人:中國航空工業集團公司北京航空制造工程研究所