【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业机器人，尤其涉及一种用于异种金属焊接的焊接机器人。
技术介绍
1、为响应环保要求，航天、汽车等各大制造行业纷纷对自己的产品进行升级，并通过减少发动机载体重量从而减少燃油耗能提高环保效果。经过研究发现，发动机的载体框架采用异种金属，如高强钢+铝合金或高强钢+镁合金的复合结构是一种经济合理的决方式。而对于各大制造业，尤其是汽车行业来说，合金结构件的连接采用焊接，仍是一种经济合理的方式：焊接接头有较高的接头强度，可以保证结构的安全性能；焊接接头可以节省原材料，降低发动机载体的自重，更环保。综合考虑各项要求，异种金属的连接将以焊接为主。因此，对于以铝-钢异种焊接为代表的异种金属连接成为焊接领域的研究重点的特点。
2、异种金属之间，如铝/钢在室温条件下可以形成多种金属间化合物，而且钢/铝界面易形成富铝的脆性组织，焊接过程中界面上的脆性组织主要为fe2al5和feal3，这两种化合物易导致焊缝产生裂纹、甚至开裂。此外，铝和钢所具有的物理和化学性质差异也给铝/钢焊接带来严重问题。因此，抑制fe-al金属间化合物的生成、降低fe-al金属间化合物的厚度是提高接头强度的关键。
3、目前，工业上一般采用钎焊、扩散焊等方法进行连接。受到工艺局限性的限制，这些方法焊接效率较低，加工柔性差，连接件的尺寸大小受加热设备的限制，制造大尺寸零件和复杂结构件较为困难，其中钎焊在加工过程中使用的钎剂以及清洗过程会对环境造成不良影响。所以目前亟需一种能高效、快捷、焊接效果优异的异种金属焊接装置。
1、本专利技术目的在于提供一种用于异种金属焊接的焊接机器人，用于焊接异种金属，解决上述问题，保证焊缝质量。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种用于异种金属焊接的焊接机器人，包括万向机械臂，所述万向机械臂设置在驱动板上；所述驱动板中设置有中央控制单元和驱动电机，所述驱动板滑动设置在地轨上；所述万向机械臂包括第一水平转臂、第二转动臂和第三转动臂，所述万向机械臂通过所述第一水平转臂一端与所述驱动板转动连接，所述第一水平转臂另一端与所述第二竖直转臂的一端转动连接，所述第二转臂的另一端与所述第三转臂的一端转动连接，所述第三转臂的另一端上设置有激光发射器，所述激光发射器旁侧设置有送粉喷嘴，且所述送粉喷嘴出口朝向所述激光发射器出口倾斜。
4、需要说明的是，焊接时，进行焊接的母材和异种金属需叠放，所述母材和异种金属之间设置有钎焊金属，在激光焊接时，利用钎焊机制，母材和钎焊金属快速融化取得较宽的钎接界面，实现两种材料的连接，有效抑制了脆性金属间化合物的形成。
5、优选的，驱动板滑动套设在地轨上，所述地轨上水平设置有移动齿条，所述驱动电机输出端连接有转动齿轮，所述转动齿轮与所述移动齿条啮合，所述驱动电机通过中央控制单元控制，驱动所述齿轮转动，使所述驱动板及所述万向机械臂能沿着移动齿条水平移动。
6、优选的，所述地轨包括第一轨道和第二轨道，所述第一轨道和所述第二轨道水平且相互垂直设置，所述第一轨道下方固定设置有第二驱动板，所述第二驱动板滑动设置在第二轨道上，并通过电机驱动所述第二驱动板沿第二轨道移动。
7、优选的，所述送粉喷嘴转动设置在所述激光发射器的侧壁上，所述送粉喷嘴内设置有送粉通道，所述送粉通道外侧设置有多个射流通道，所述射流通道中输入保护气体，所述射流通道围绕所述送粉通道均匀设置。
8、优选的，所述射流通道朝向出口方向的管径先由大到小收拢成一个窄喉，所述窄喉再逐渐扩大至所述射流通道的出口处。
9、优选的，所述射流通道出口朝向所述送粉通道的轴线偏斜，所述射流通道出口的轴线与所述送粉通道的轴线所成的夹角α为0°～10°。
10、优选的，所述激光发射器的透镜端转动连接在激光器端，所述送粉喷嘴设置在所述透镜端，通过转动透镜端使所述倾斜的送粉喷嘴的出粉方向始终朝向焊接方向。
11、优选的，所述激光发射器采用宽带激光，所述送粉喷嘴的出口扁平，所述送粉喷嘴出口的长度方向与所述宽带激光的长度方向平行。
12、优选的，所述第二转臂上设置有视觉分析模块，所述视觉分析模块通过连接杆置于所述激光发射其的正上方。
13、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
14、1.通过智能化的机械人进行焊接，由于机械臂的存在能实现焊接头与待焊件的距离始终处于恒定状态，保证焊接功率，确保焊缝质量；同时机械人进行焊接，能适应并稳定焊接曲折的焊路，有效避免焊接误差的产生，进而能更高效率的焊接。
15、2.在金属粉末喷嘴上使用拉瓦尔管状结构输出保护气体，保护气体能有效约束金属粉末，提高金属粉末的利用率；同时高速喷出的保护气体在喷射在焊接母材表面，使金属熔化的等离子体无法在焊接点上方聚集，避免影响焊接入射激光束或离子束的能量；高速气体产生的气体压强也能有效将焊接位置处的其他气体驱除，避免焊区的氧化，能有效减小fe-al金属间化合物的生成；通过射流通道输出的超高速气体加速熔池中氧气的、氢气的排出，减少气孔生成，高速的射流气体加速焊接点、熔池冷却成型，有效提高焊接的质量。
16、3.使用激光填充粉末焊接，粉末能在焊接区域形成有约束的紊流，吸收激光能量并融化，提高激光利用率，提高熔深，减少母材对激光的反射浪费。增加焊接效率；通过两种异种金属之间设置钎焊金属，母材能充分吸收激光的能量，并与钎焊金属快速融化取得较宽的钎接界面，实现两种材料的连接，有效抑制了脆性金属间化合物的形成，从而降低金属间化合物对焊接接头的不利影响，获得了成形饱满，无裂纹、气孔等缺陷的焊缝和力学性能较高的熔钎焊接头。
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1.一种用于异种金属焊接的焊接机器人，其特征在于：包括万向机械臂(1)，所述万向机械臂(1)设置在驱动板(2)上；所述驱动板(2)中设置有中央控制单元和驱动电机，所述驱动板(2)滑动设置在地轨(3)上；所述万向机械臂(1)包括第一水平转臂(11)、第二转动臂(12)和第三转动臂(13)，所述万向机械臂(1)通过所述第一水平转臂(11)一端与所述驱动板(2)转动连接，所述第一水平转臂(11)另一端与所述第二竖直转臂(12)的一端转动连接，所述第二转臂的另一端与所述第三转臂(13)的一端转动连接，所述第三转臂(13)的另一端上设置有激光发射器(14)，所述激光发射器(14)旁侧设置有送粉喷嘴(15)，且所述送粉喷嘴(15)出口朝向所述激光发射器(14)出口倾斜。
2.根据权利要求1所述的一种用于异种金属焊接的焊接机器人，其特征在于：驱动板(2)滑动套设在地轨(3)上，所述地轨(3)上水平设置有移动齿条(31)，所述驱动电机输出端连接有转动齿轮(32)，所述转动齿轮(32)与所述移动齿条(31)啮合，所述驱动电机通过中央控制单元控制，驱动所述齿轮转动，使所述驱动板(2)及所
3.根据权利要求2所述的一种用于异种金属焊接的焊接机器人，其特征在于：所述地轨(3)包括第一轨道(34)和第二轨道(35)，所述第一轨道(35)和所述第二轨道(35)水平且相互垂直设置，所述第一轨道下方(35)固定设置有第二驱动板(35)，所述第二驱动板(33)滑动设置在第二轨道(35)上，并通过电机驱动所述第二驱动板(35)沿第二轨道(35)移动。
4.根据权利要求1所述的一种用于异种金属焊接的焊接机器人，其特征在于：所述送粉喷嘴(15)转动设置在所述激光发射器(14)的侧壁上，所述送粉喷嘴(15)内设置有送粉通道(152)，所述送粉通道(152)外侧设置有多个射流通道(151)，所述射流通道(151)中输入保护气体，所述射流通道(151)围绕所述送粉通道(152)均匀设置。
5.根据权利要求4所述的一种用于异种金属焊接的焊接机器人，其特征在于：所述射流通道(151)朝向出口方向的管径先由大到小收拢成一个窄喉，所述窄喉再逐渐扩大至所述射流通道(151)的出口处。
6.根据权利要求5所述的一种用于异种金属焊接的焊接机器人，其特征在于：所述射流通道(151)出口朝向所述送粉通道(152)的轴线偏斜，所述射流通道(151)出口的轴线与所述送粉通道(152)的轴线所成的夹角α为0°～10°。
7.根据权利要求1所述的一种用于异种金属焊接的焊接机器人，其特征在于：所述激光发射器(14)的透镜端(142)转动连接在激光器端(141)，所述送粉喷嘴(15)设置在所述透镜端(142)，通过转动透镜端(142)使所述倾斜的送粉喷嘴(15)的出粉方向始终朝向焊接方向。
8.根据权利要求4所述的所述一种用于异种金属焊接的焊接机器人，其特征在于：所述激光发射器(14)采用宽带激光，所述送粉喷嘴(15)的出口扁平，所述送粉喷嘴(15)出口的长度方向与所述宽带激光的长度方向平行。
9.根据权利要求1～8所述的任一一种用于异种金属焊接的焊接机器人，其特征在于：所述第二转臂上设置有视觉分析模块(16)，所述视觉分析模块(16)通过连接杆置于所述激光发射器(14)的正上方。
...【技术特征摘要】
1.一种用于异种金属焊接的焊接机器人，其特征在于：包括万向机械臂(1)，所述万向机械臂(1)设置在驱动板(2)上；所述驱动板(2)中设置有中央控制单元和驱动电机，所述驱动板(2)滑动设置在地轨(3)上；所述万向机械臂(1)包括第一水平转臂(11)、第二转动臂(12)和第三转动臂(13)，所述万向机械臂(1)通过所述第一水平转臂(11)一端与所述驱动板(2)转动连接，所述第一水平转臂(11)另一端与所述第二竖直转臂(12)的一端转动连接，所述第二转臂的另一端与所述第三转臂(13)的一端转动连接，所述第三转臂(13)的另一端上设置有激光发射器(14)，所述激光发射器(14)旁侧设置有送粉喷嘴(15)，且所述送粉喷嘴(15)出口朝向所述激光发射器(14)出口倾斜。
2.根据权利要求1所述的一种用于异种金属焊接的焊接机器人，其特征在于：驱动板(2)滑动套设在地轨(3)上，所述地轨(3)上水平设置有移动齿条(31)，所述驱动电机输出端连接有转动齿轮(32)，所述转动齿轮(32)与所述移动齿条(31)啮合，所述驱动电机通过中央控制单元控制，驱动所述齿轮转动，使所述驱动板(2)及所述万向机械臂(1)能沿着移动齿条(31)水平移动。
3.根据权利要求2所述的一种用于异种金属焊接的焊接机器人，其特征在于：所述地轨(3)包括第一轨道(34)和第二轨道(35)，所述第一轨道(35)和所述第二轨道(35)水平且相互垂直设置，所述第一轨道下方(35)固定设置有第二驱动板(35)，所述第二驱动板(33)滑动设置在第二轨道(35)上，并通过电机驱动所述第二驱动板(35)沿第二轨道(35)移动。
4.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：张君，王路，牛虎彪，张阳松，汪怡村，
申请(专利权)人：电科科知成都科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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