本发明专利技术公开了一种具有自适应焊缝跟踪的激光钎焊和激光熔焊一体装置，包括激光钎焊机构和激光熔焊机构。激光熔焊机构包括连接板、光束转折模块、准直单元、变焦聚焦单元和相机；通过在连接板内部设置光束转折模块，光束转折模块中的激光由位于连接板一侧的准直单元输入，激光经光束转折模块折射后垂直向下，且经过变焦聚焦单元后到达待焊接材料表面进行激光熔焊；激光熔焊机构中相机的镜头正对光束转折模块设置，用于获取工件表面上的激光束位置图像；激光钎焊机构包括伸缩臂及焊枪，伸缩臂在伺服电机控制下实现焊枪在三维空间坐标轴的Z、Y方向动作。本发明专利技术所述装置一体化具备了激光熔焊和激光钎焊两种焊接工艺，实用性更强。
【技术实现步骤摘要】
一种具有自适应焊缝跟踪的激光钎焊和激光熔焊一体装置
本专利技术属于自动化激光焊接技术，具体涉及一种具有自适应焊缝跟踪的激光钎焊和激光熔焊一体装置。
技术介绍
目前，较多学者已经设计并实现了带有焊缝跟踪的激光加工工具，为了服务于白车身较多连接处革新的激光焊接工艺；同时根据不同部位对工艺的不同需求，激光钎焊，激光熔焊以及激光填丝熔焊等都成为不可缺少的焊接工艺。激光焊接技术在汽车白车身生产中发挥着重要作用，但是由于车身板件形成时会存在一定的问题，主要表现为激光焊接对工件的焊接装配精度要求高，搭桥能力弱；工件加工误差、装夹后存在位置误差；在焊接过程中由于工件受热变形等都会使焊缝轨迹发生一定程度的误差。另外，又因为激光光斑的尺寸数值较小，所以导致示教编程获得的机器人焊接轨迹偏离实际的焊缝轨迹，从而影响焊接质量。现有的技术包括如机械式激光焊接自动跟踪系统(CN105149770A)、一种激光焊接焊缝跟踪实现装置及其控制方法(CN101961819A)和一种激光焊缝机焊缝跟踪系统及焊缝跟踪方法(CN103753015A)等所述得内容。对此，在自动化过程激光焊接中，通过融合焊缝自动跟踪技术的控制方式，从而实现高程度的自动化焊接。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有激光焊接装置焊接机构复杂，焊接精度差的问题，本专利技术提供一种具有自适应焊缝跟踪的激光钎焊和激光熔焊一体装置。技术方案：一种具有自适应焊缝跟踪的激光钎焊和激光熔焊一体装置，所述装置包括激光熔焊机构和激光钎焊机构；所述激光熔焊机构包括连接板、光束转折模块、准直单元、变焦聚焦单元和相机；所述连接板内部设置光束转折模块，光束转折模块中的激光由位于连接板一侧的准直单元输入，激光经光束转折模块折射后垂直向下，且经过变焦聚焦单元后到达待焊接材料表面进行激光熔焊；所述相机的镜头正对光束转折模块设置，相机用于获取工件表面上的激光束位置图像；所述的激光钎焊机构包括伸缩臂及焊枪，伸缩臂在伺服电机控制下实现焊枪在三维空间坐标轴的Z、Y方向动作。进一步的，所述的变焦聚焦单元下方设有保护镜片单元。进一步的，所述装置在保护镜片单元的下方设有焊接喷嘴，所述的焊接喷嘴用于旋转气流防止激光熔焊过程中的灰尘及烟雾污染镜片。进一步的，所述的焊接喷嘴为内部设有旋转式螺纹的圆锥台结构。更进一步的，所述装置在焊接喷嘴的下方设有气刀，所述的气刀支架与激光头背板固定连接。焊接喷嘴与气刀不管钎焊还有熔焊都会使用到。进一步的，所述的激光熔焊机构还设有光学焊缝跟踪模块，所述光学焊缝跟踪模块产生用于引导工件上的待焊位置的激光。进一步的，所述的连接板外侧还连接有保护气管，所述保护气管用以供应压缩空气，外接气源以输入。进一步的，所述的激光钎焊机构中的伸缩臂包括TA臂和TA臂连接支架，所述的TA臂连接支架固定在装置的机架上，TA臂内置用于控制焊枪上的焊缝跟踪单元的编码器。更进一步的，所述的焊枪包括焊丝调节模块和焊缝跟踪单元，所述焊缝跟踪单元控制焊丝找到焊缝的位置，然后由编码器读取位置的偏差，发给激光头背板上的伺服电机，进而调节激光光束的位置，实现焊丝与光束匹配；所述焊丝调节模块用于向焊缝处提供焊丝。有益效果：与现有的汽车AB柱激光焊接装置相比，本专利技术所述装置实现了激光钎焊机构和激光熔焊机构在同一个焊接装置上的一体化设置，实现了基于柔性化智能模块及多工艺的激光焊接工具设计。另一方面，该装置中激光钎焊机构和激光熔焊机构分别设置了焊接跟踪单元和光学焊缝跟踪模块，实现光学焊缝跟踪(实现360°跟踪，精度±0.05mm)与自适应机械焊缝跟踪；其次，可以通过智能模块TA臂实现熔焊/钎焊不同工艺的切换，同时满足汽车白车身车顶、AB柱车身结构焊接设计的角焊缝等不同形式搭接方式焊接。本专利技术在激光深熔焊的工作状态下，通过伺服电机控制TA臂单元，将焊丝调节模块及焊缝跟踪单元在三维空间内同时向Z、Y向收起，避免焊丝嘴影响深熔焊焊接；在激光深熔焊的时候，可以使用光学焊缝跟踪，提高了焊接装置的实用性和便捷度。附图说明图1是本专利技术所述焊接装置的结构示意图；图2是本专利技术所述的激光熔焊机构中的激光折射示意图；图3是本专利技术所述激光钎焊机构的焊枪及伸缩臂结构示意图；图4是本专利技术所述的焊接装置中的光学焊缝跟踪模块。具体实施方式为详细的说明本专利技术所公开的技术方案，下面结合说明书附图及具体实施例做进一步的表述。在工业制造中，激光焊接已经成为目前焊接需求的首选技术，其焊接精度高，且几乎不产生焊渣等特点能满足大部分工业生产制造需求。对于激光焊接，包括了激光钎焊和激光熔焊，在汽车等领域上也会经常进行切换选择，现有的焊接装置因为只能单独执行其中的某一项操作，所以存在应用上便捷程度不够，自动化程度不够等问题。本专利技术所提供的是一种具有自适应焊缝跟踪的激光钎焊和激光熔焊一体装置，包括激光钎焊机构和激光熔焊机构。激光熔焊机构包括连接板、光束转折模块、准直单元、变焦聚焦单元、和相机；通过在连接板内部设置光束转折模块，光束转折模块中的激光由位于连接板一侧的准直单元输入，激光经光束转折模块折射后垂直向下，且经过变焦聚焦单元后到达待焊接材料表面进行激光熔焊；激光熔焊中相机的镜头正对光束转折模块设置，相机用于获取工件表面上的激光束位置图像；激光钎焊机构包括伸缩臂及焊枪，伸缩臂在伺服电机控制下实现焊枪在三维空间坐标轴的Z、Y方向动作。以下具体阐述本专利技术所述装置的结构及在汽车白车身上焊接的过程操作。一种具有自适应焊缝跟踪的激光钎焊和激光熔焊一体装置，该装置包括激光熔焊机构和激光钎焊机构两种焊接机构，所述装置实现了在同一装置中激光钎焊和激光熔焊的自由切换。对于现有的焊接装置进行改进，包括在激光钎焊装置中设置焊缝跟踪单元，以及对于TA臂模块的智能控制，且在激光熔焊装置中改变激光的传输及设置光学焊缝跟踪模块以实现高精度的焊接操作。如图1所示，图1所展示的是本专利技术所述焊接装置的本体结构。具体的说，该焊接装置在应用于汽车白车身的焊接时候，可以通过焊接机器人来控制器操作，比如将图1所示的本体结构中连接板1或装置的机架安装在机械手臂上进行空间的移动和操作，包括通过准直单元3来实现本专利技术所述装置到激光源的连接设置，且通过其准直单元的机架等进行该装置的安装和机械控制臂的安装等。焊接时，若采用激光熔焊的时候，则通过装置的移动，控制激光熔焊机构中激光的传输，相机5的焊接图像采集并进行数据分析，包括在控制器下的光控制，激光经过准直单元3输入，然后准直单元3将激光传输至光束转折模块2中，激光束经过光束转折模块2转折后垂直向下传输，然后经过变焦聚焦单元4后到达待焊接材料；相机5的镜头正对光束转折模块2设置，相机5为工业相机，如此的设置会使得相机5是可以借用光束转折模块2中的光通道来获取到工件上焊缝图像信息，捕捉落在工件表面上由的激光束的位置。在激光熔焊的工艺过程中，借助摄像机对待焊焊缝进行寻找与跟踪，以每秒100帧的速度进行图像拍摄并实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有自适应焊缝跟踪的激光钎焊和激光熔焊一体装置，其特征在于：所述装置包括激光熔焊机构和激光钎焊机构；所述激光熔焊机构包括连接板(1)、光束转折模块(2)、准直单元(3)、变焦聚焦单元(4)和相机(5)；所述连接板(1)内部设置光束转折模块(2)，光束转折模块(2)中的激光由位于连接板(1)一侧的准直单元(3)输入，激光经光束转折模块(2)折射后垂直向下，且经过变焦聚焦单元(4)后到达待焊接材料表面进行激光熔焊；所述相机(5)的镜头正对光束转折模块(2)设置，相机(5)用于获取工件表面上的激光束位置图像；所述的激光钎焊机构包括伸缩臂(7)及焊枪(8)，伸缩臂(7)在伺服电机控制下实现焊枪(8)在三维空间坐标轴的Z、Y方向动作。/n
【技术特征摘要】
1.一种具有自适应焊缝跟踪的激光钎焊和激光熔焊一体装置，其特征在于：所述装置包括激光熔焊机构和激光钎焊机构；所述激光熔焊机构包括连接板(1)、光束转折模块(2)、准直单元(3)、变焦聚焦单元(4)和相机(5)；所述连接板(1)内部设置光束转折模块(2)，光束转折模块(2)中的激光由位于连接板(1)一侧的准直单元(3)输入，激光经光束转折模块(2)折射后垂直向下，且经过变焦聚焦单元(4)后到达待焊接材料表面进行激光熔焊；所述相机(5)的镜头正对光束转折模块(2)设置，相机(5)用于获取工件表面上的激光束位置图像；所述的激光钎焊机构包括伸缩臂(7)及焊枪(8)，伸缩臂(7)在伺服电机控制下实现焊枪(8)在三维空间坐标轴的Z、Y方向动作。
2.根据权利要求1所述的具有自适应焊缝跟踪的激光钎焊和激光熔焊一体装置，其特征在于：所述的变焦聚焦单元(4)下方设有保护镜片单元(13)。
3.根据权利要求1所述的具有自适应焊缝跟踪的激光钎焊和激光熔焊一体装置，其特征在于：所述激光熔焊机构在保护镜片单元(13)的下方设有焊接喷嘴(9)，所述的焊接喷嘴(9)用于旋转气流防止激光焊接过程中的灰尘及烟雾污染镜片。
4.根据权利要求3所述的具有自适应焊缝跟踪的激光钎焊和激光熔焊一体装置，其特征在于：所述的焊接喷嘴(9)为内部设有旋转式螺纹的...
【专利技术属性】
技术研发人员：金亚娟，吴晓明，
申请(专利权)人：帕诺瓦智能科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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