[发明专利]实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人系统

权利要求书

1.一种实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人系统，其特征在于，包括双臂龙门架单元、机器人单元、激光单元、弧焊单元、激光复合头单元、总控单元以及配电单元；

所述双臂龙门架单元，用于携载机器人单元实现三轴方向的运动；

所述机器人单元，用于携载激光复合头单元实现激光电弧复合焊接，且控制双臂龙门架单元实现三轴运动；

所述激光单元，用于输出激光能量至激光复合头单元；

所述弧焊单元，用于输出电弧能量至激光复合头单元；

所述激光复合头单元，用于实现激光电弧复合焊接；

所述总控单元(1)，用于实现与机器人单元进行通信，以及人机交互；

所述配电单元(3)，用于为其他单元提供工作所需电源。

2.根据权利要求1所述的实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人系统，其特征在于，所述双臂龙门架单元包括平行设置的第一横梁(12-1)和第二横梁(12-2)，跨接于第一横梁(12-1)、第二横梁(12-2)之间的第三横梁(8)，设置于第三横梁(8)两端且与第三横梁(8)垂直的第一运动臂(6)和第二运动臂(9)；第一横梁(12-1)、第二横梁(12-2)通过若干立柱(11)支撑固定；

将第一横梁(12-1)、第二横梁(12-2)视为X轴，第三横梁(8)视为Y轴，第一运动臂(6)、第二运动臂(9)分别视为Z1轴、Z2轴；Y轴可沿X轴运动，Z1轴、Z2轴可沿Y轴运动，Z1轴、Z2轴可沿垂直于XOY面的方向运动。

3.根据权利要求1或2所述的实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人系统，其特征在于，所述机器人单元包括分别设置于Z1轴、Z2轴末端的主机器人(7)、从机器人(10)，以及分别用于控制主机器人(7)、从机器人(10)运动的主机器人控制柜(4)、从机器人控制柜(5)；所述主机器人(7)、从机器人(10)之间实现协同联动，且主机器人(7)能控制Y轴沿X轴运动、Z1轴沿Y轴运动以及Z1轴沿垂直于XOY面的方向运动，从机器人(10)仅能控制Z2轴沿Y轴运动以及Z2轴沿垂直于XOY面的方向运动。

4.根据权利要求3所述的实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人系统，其特征在于，所述主机器人(7)、从机器人(10)均采用库卡KR 60型机器人，且配备KRC4控制系统，两个机器人之间的协同联动通过KRC4控制系统的RoboTeam功能实现。

5.根据权利要求3所述的实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人系统，其特征在于，所述激光复合头单元包括分别设置于主机器人(7)、从机器人(10)末端的第一激光复合头单元、第二激光复合头单元；所述第一激光复合头单元包括接收激光能量的第一激光加工头(1-1)、接收电弧能量的第一焊枪(2-1)、以及第一焊缝跟踪装置(3-1)，第二激光复合头单元包括接收激光能量的第二激光加工头(4-1)、接收电弧能量的第二焊枪(5-1)、以及第二焊缝跟踪装置(6-1)。

6.根据权利要求5所述的实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人系统，其特征在于，所述第一激光复合头单元、第二激光复合头单元还分别包括第一熔池观测设备、第二熔池观测设备。

7.根据权利要求5或6所述的实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人系统，其特征在于，所述激光单元输出两路激光分别至第一激光复合头单元、第二激光复合头单元；所述弧焊单元输出两路电弧分别至第一激光复合头单元、第二激光复合头单元。

8.根据权利要求7所述的实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人系统，其特征在于，所述激光单元包括两台激光器，分别由主机器人(7)、从机器人(10)控制。

9.根据权利要求7所述的实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人系统，其特征在于，所述激光单元包括一台激光器和将激光束分为两路的分光模块。

10.根据权利要求1或6所述的实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人系统，其特征在于，所述总控单元包括：

主控PLC，用于接收机器人单元传输的焊接相关参数；

HMI触摸屏，用于实时显示所述焊接相关参数，还用于设置机器人单元的运动及焊接参数和故障报警应答。