激光加工机器人设计(附件)【字数：7675】
随着工业制造的进步，人们对于工业产品的精度的要求日趋增加，原有的机器人加工无法准确定位加工。于是引入了激光技术，将其与机器人技术融合，进而为工业发展带来极大福音。作为激光加工机器人的重要设备高功率可光纤传输激光器，具有转换效率高，可在恶劣环境下工作等优点。文章写了激光加工机器人的工作任务以及分类，更加突出了激光加工机器人的优势，阐述了它在各行各业中的应用以及对于加工时运动轨迹的分析和可预期定位。另外还有在激光加工时需要密切关注的事项和对于系统的优化。利用仪器高功率可光纤传输激光器对于加工精度的提高起着重要作用，因此要合理使用分配和我国在此技术上的现状
目录
引言 1
一、激光加工机器人的本质 1
（一） 激光加工机器人的结构组成 1
（二）激光加工机器人的基本功能 2
（三）激光加工机器人的控制原理 3
二、激光加工机器人的分类 4
（一） 通过机器人机械构造来分类 4
（二）按控制过程来分类 4
（三）按用途来划分 4
三、激光加工机器人与传统加工的比较 5
（一）激光加工机器人的优势 5
（二）在各个需要高精度行业的应用 6
（三）对于加工时运动轨迹的分析以及可预期定位 7
四、激光加工机器人的安全操作和发展 8
（一） 系统出现故障时的应急操作 8
（二） 对于系统的优化和合理化选取高功率可光纤传输激光器 9
结论 10
参考文献 11
致谢 12
引言
科学技术在提高，社会在发展,在生产过程中使用了更多的技术,当中有激光加工技术，它是很智能化，现代化的。在消费过程中利用激光加工技术,不单单可以很快提升制造效率,同时还对其他行业的发展有所帮助。将其于机器人技术相结合，更能提高其精度。为了做传统机器人难以胜任的任务，引入激光加工机器人以改良作业精度，提升产品质量要求，有更佳的运行轨迹规划。
本文通过技术实践与理论知识相结合来阐述，对于用途的不同应合理制定运行轨迹，以达到最佳效果。对于激光加工头的选择也尤为关键，在成本可控下，最大限度的提高精度， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
是本文亟待谋求的理念。
下面对于激光加工机器人的内容进行全面展开。
一、激光加工机器人的本质
激光加工机器人的结构组成
通常来讲，由十大中心部分构成激光加工机器人，主要有激光加工头,高功率可光纤传输激光器,光纤耦合和传输零碎、六自由度机器人本体、激光加工工作台等。这几大部分根据自身的特点相辅相成，进而互相配合完成相应的工作。
1、高功率可光纤传输激光器
以下三个技术外围是光纤激光器功率提升的主要因素：ａ．很多激光器对于温度的变化十分敏感，所以输出功率成为了一个重要指标，对于激光器内部结构的重组成了重点。ｂ．激光器的功率的提升离不开许多物理设备的细节，比如 有源光纤、泵浦源、合束器等核心器件都在不停的更新换代中ｃ．最后一点也是最重要的，一些光纤中转设备性能的提升，焊接切割设备，熔接机等资金的投入，减少了大幅度的热量损失，因此对激光器的整体特性都有所改进。
2、六自由度机器人本体
这里研究的是库卡KR150 2激光加工机器人，与传统机器人宏架构几乎一致，其中有六个物理关节,六个伺服电机直接经过减速器、同步带轮，带动整个机器人的运作。库卡机器人一般有6个自由度,一般的六轴工业机器人包括转动,下臂、上臂、手腕转动，摆动，回转这六个存在差异的部分。6个关节分解配合完成机器人灵敏的运作。”
3、光纤耦合和传输系统
在激光器和光纤之间设置一个耦合装置，并且该装置的耦合性为高内聚，低耦合，且所述光信号传输部件越靠近中心轴线处的折射率越大，可用于对激光器入射的光信号进行整形机会就变的更多，使得整形后的光信号的模场半径与光纤的芯径相契合，整形后的光信号能够高效耦合进入光纤。
4、激光加工头
一种特殊的用于激光加工的可转变替代的重要装置
5、激光加工工作台
激光加工机器人和其他运作部件都要在上面完成相应的工作，同时也起到屏蔽辐射物质的作用
（二）激光加工机器人的基本功能
针对库卡KR1502激光加工机器人，它在智能化生产线上应用广泛，并且分模块进行激光焊接，大家常见的也是本文要说明的便是对于钢板的焊接，通过高精度激光加工头进行越来越柔性，效率更高的激光加工作业。无论想要机器人作什么，都必须首先设计算法，也就是后续的编程，最佳的方案能大大提高效率
如下图12所示，KR1502需完成一个焊接任务，设计方案如下，可先用仿真软件对路径进行规划，本系统经过示教盒线上示范后。在KRC2控制系统下，根据示教器先确定第一个点的位置，该任务需考虑运动时关节的可靠性，机械手臂应位于第一个作业点的正上方，我们设为A点，向下运动时速度要缓慢，到达的那个点我们称为B点，那么此时我们还应该对末端执行器进行关注，我们要采用更加柔性的激光加工头，避免损失物件。在非直线边缝中，应使用有弧度的焊接方法，激光加工头应垂直于物件表面，以防出现焊接不牢固的情况。紧接着沿着直线运动到C点，然后确定D，E，F三点，以此来完成焊接任务。
当然，与其他类型的机器人不同的是，激光加工机器人的核心为激光加工头，根据物件的软硬程度我们应选用不同类型的加工头。如图11所示。
/
图11 常见的激光加工头
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图12 一般的钢板激光焊接
（三）激光加工机器人的控制原理
首先是调试操作人员在机器人示教器上进行示指令编写或在计算机上进行线下编写代码。原料进给系统将其(高压气体、金属丝、金属粉末)与激光同时送到激光加工头，高功率激光与进给原料同时工作实现加工作业。机器视察系统对加工区检查，产生了反射信号发送至机器人逻辑控制单元系统，因而完成加工进程的实时调控。除了在较为平整的加工面上，ABB双向激光焊接能对空间不规则物件进行作业，弧焊是本机器人最大的特色，多个机械手可同时工作，特别在电弧传感器的开发及其在机器人焊接中的应用，并且弧焊在数量上有超过机器人点焊的趋势。如图13。
目录
引言 1
一、激光加工机器人的本质 1
（一） 激光加工机器人的结构组成 1
（二）激光加工机器人的基本功能 2
（三）激光加工机器人的控制原理 3
二、激光加工机器人的分类 4
（一） 通过机器人机械构造来分类 4
（二）按控制过程来分类 4
（三）按用途来划分 4
三、激光加工机器人与传统加工的比较 5
（一）激光加工机器人的优势 5
（二）在各个需要高精度行业的应用 6
（三）对于加工时运动轨迹的分析以及可预期定位 7
四、激光加工机器人的安全操作和发展 8
（一） 系统出现故障时的应急操作 8
（二） 对于系统的优化和合理化选取高功率可光纤传输激光器 9
结论 10
参考文献 11
致谢 12
引言
科学技术在提高，社会在发展,在生产过程中使用了更多的技术,当中有激光加工技术，它是很智能化，现代化的。在消费过程中利用激光加工技术,不单单可以很快提升制造效率,同时还对其他行业的发展有所帮助。将其于机器人技术相结合，更能提高其精度。为了做传统机器人难以胜任的任务，引入激光加工机器人以改良作业精度，提升产品质量要求，有更佳的运行轨迹规划。
本文通过技术实践与理论知识相结合来阐述，对于用途的不同应合理制定运行轨迹，以达到最佳效果。对于激光加工头的选择也尤为关键，在成本可控下，最大限度的提高精度， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
是本文亟待谋求的理念。
下面对于激光加工机器人的内容进行全面展开。
一、激光加工机器人的本质
激光加工机器人的结构组成
通常来讲，由十大中心部分构成激光加工机器人，主要有激光加工头,高功率可光纤传输激光器,光纤耦合和传输零碎、六自由度机器人本体、激光加工工作台等。这几大部分根据自身的特点相辅相成，进而互相配合完成相应的工作。
1、高功率可光纤传输激光器
以下三个技术外围是光纤激光器功率提升的主要因素：ａ．很多激光器对于温度的变化十分敏感，所以输出功率成为了一个重要指标，对于激光器内部结构的重组成了重点。ｂ．激光器的功率的提升离不开许多物理设备的细节，比如 有源光纤、泵浦源、合束器等核心器件都在不停的更新换代中ｃ．最后一点也是最重要的，一些光纤中转设备性能的提升，焊接切割设备，熔接机等资金的投入，减少了大幅度的热量损失，因此对激光器的整体特性都有所改进。
2、六自由度机器人本体
这里研究的是库卡KR150 2激光加工机器人，与传统机器人宏架构几乎一致，其中有六个物理关节,六个伺服电机直接经过减速器、同步带轮，带动整个机器人的运作。库卡机器人一般有6个自由度,一般的六轴工业机器人包括转动,下臂、上臂、手腕转动，摆动，回转这六个存在差异的部分。6个关节分解配合完成机器人灵敏的运作。”
3、光纤耦合和传输系统
在激光器和光纤之间设置一个耦合装置，并且该装置的耦合性为高内聚，低耦合，且所述光信号传输部件越靠近中心轴线处的折射率越大，可用于对激光器入射的光信号进行整形机会就变的更多，使得整形后的光信号的模场半径与光纤的芯径相契合，整形后的光信号能够高效耦合进入光纤。
4、激光加工头
一种特殊的用于激光加工的可转变替代的重要装置
5、激光加工工作台
激光加工机器人和其他运作部件都要在上面完成相应的工作，同时也起到屏蔽辐射物质的作用
（二）激光加工机器人的基本功能
针对库卡KR1502激光加工机器人，它在智能化生产线上应用广泛，并且分模块进行激光焊接，大家常见的也是本文要说明的便是对于钢板的焊接，通过高精度激光加工头进行越来越柔性，效率更高的激光加工作业。无论想要机器人作什么，都必须首先设计算法，也就是后续的编程，最佳的方案能大大提高效率
如下图12所示，KR1502需完成一个焊接任务，设计方案如下，可先用仿真软件对路径进行规划，本系统经过示教盒线上示范后。在KRC2控制系统下，根据示教器先确定第一个点的位置，该任务需考虑运动时关节的可靠性，机械手臂应位于第一个作业点的正上方，我们设为A点，向下运动时速度要缓慢，到达的那个点我们称为B点，那么此时我们还应该对末端执行器进行关注，我们要采用更加柔性的激光加工头，避免损失物件。在非直线边缝中，应使用有弧度的焊接方法，激光加工头应垂直于物件表面，以防出现焊接不牢固的情况。紧接着沿着直线运动到C点，然后确定D，E，F三点，以此来完成焊接任务。
当然，与其他类型的机器人不同的是，激光加工机器人的核心为激光加工头，根据物件的软硬程度我们应选用不同类型的加工头。如图11所示。
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图11 常见的激光加工头
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图12 一般的钢板激光焊接
（三）激光加工机器人的控制原理
首先是调试操作人员在机器人示教器上进行示指令编写或在计算机上进行线下编写代码。原料进给系统将其(高压气体、金属丝、金属粉末)与激光同时送到激光加工头，高功率激光与进给原料同时工作实现加工作业。机器视察系统对加工区检查，产生了反射信号发送至机器人逻辑控制单元系统，因而完成加工进程的实时调控。除了在较为平整的加工面上，ABB双向激光焊接能对空间不规则物件进行作业，弧焊是本机器人最大的特色，多个机械手可同时工作，特别在电弧传感器的开发及其在机器人焊接中的应用，并且弧焊在数量上有超过机器人点焊的趋势。如图13。
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