一、激光加工機(jī)器人簡(jiǎn)介

　　1、激光加工機(jī)器人組成

　　機(jī)器人是高度柔性加工系統(tǒng)，所以要求激光器必須具有高度的柔性，目前都選擇可光纖傳輸?shù)募す馄?。智能化激光加工機(jī)器人主要由以下幾大部分組成：

　　1）高功率可光纖傳輸激光器；

　　2）光纖耦合和傳輸系統(tǒng)；

　　3）激光光束變換光學(xué)系統(tǒng)；

　　4）六自由度機(jī)器人本體；

　　5）機(jī)器人數(shù)字控制系統(tǒng)（控制器、示教盒）；

　　6）計(jì)算機(jī)離線編程系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)、軟件）；

　　7）機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)；

　　8）激光加工頭；

　　9）材料進(jìn)給系統(tǒng)（高壓氣體、送絲機(jī)、送粉器）；

　　10）激光加工工作臺(tái)。

　　激光熔覆機(jī)器人組成示意圖

　　2、激光加工機(jī)器人工作原理

　　從高功率激光器發(fā)出的激光，經(jīng)光纖耦合傳輸?shù)郊す夤馐儞Q光學(xué)系統(tǒng)，光束經(jīng)過(guò)整形聚焦后進(jìn)入激光加工頭。根據(jù)用途不同（切割、焊接、熔覆）選擇不同的激光加工頭，配用不同的材料進(jìn)給系統(tǒng)（高壓氣體、送絲機(jī)、送粉器）。激光加工頭裝于六自由度機(jī)器人本體手臂末端，如圖2所示。激光加工頭的運(yùn)動(dòng)軌跡和激光加工參數(shù)是由機(jī)器人數(shù)字控制系統(tǒng)提供指令進(jìn)行的。先由激光加工操作人員在機(jī)器人示教盒上進(jìn)行示教編程或在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行離線編程。材料進(jìn)給系統(tǒng)將材料（高壓氣體、金屬絲、金屬粉末）與激光同步輸入到激光加工頭，高功率激光與進(jìn)給材料同步作用完成加工任務(wù)。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)加工區(qū)檢測(cè)，檢測(cè)信號(hào)反饋至機(jī)器人控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的適時(shí)控制。

　　激光加工頭與機(jī)器人手臂末端連接示意圖

　　3、激光加工機(jī)器人類(lèi)型

　　激光加工機(jī)器人是光機(jī)電一體化的復(fù)雜系統(tǒng)，可以按機(jī)械結(jié)構(gòu)、用途、控制等進(jìn)行許多種分類(lèi)。

　　按機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)分，目前激光加工機(jī)器人主要有兩種類(lèi)型：框架式機(jī)器人和關(guān)節(jié)式機(jī)器人。

　　框架式激光加工機(jī)器人：這種機(jī)器人主要由三坐標(biāo)高精度龍門(mén)框架、數(shù)字控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、高功率激光器、傳輸光纖、三自由度旋轉(zhuǎn)光束頭和檢測(cè)系統(tǒng)組成。這種機(jī)器人具有加工范圍大，加工精度高等特點(diǎn)。適合各種編程和系統(tǒng)集成，至少可實(shí)現(xiàn)六坐標(biāo)加工，即3D直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)（X，Y，Z）和3D轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)（θ，φ，ψ）。所有坐標(biāo)軸的驅(qū)動(dòng)均采用交流伺服電機(jī)、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌、滾珠絲杠螺母副等。這種機(jī)器人可靠性高，但造價(jià)也高。