一种自动控制焊接变形的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种自动控制焊接变形的系统和方法，该包括下述焊后矫形步骤：基于预设的矫形量阈值执行工件焊后矫形的控制，并采集控制过程中工件的当前矫形形变量；以焊后矫形控制后的当前工件满足精度要求为判断条件，根据所述当前矫形形变量计算确定当前矫形量，并以所述当前矫形量更新所述矫形量阈值。本方案基于产品结构的工艺及焊接变形趋势分析、定位策略的制定、预变形/矫形的实施方案，处理过程高效、快速，在确保产品精度的基础上，可广泛应用于产品批量生产过程。

【技术实现步骤摘要】
一种自动控制焊接变形的系统和方法
本专利技术涉及焊接工艺
，具体涉及一种自动控制焊接变形的系统和方法。
技术介绍
众所周知，工件在焊接过程中受到不均匀温度场的作用时，将产生形状、尺寸变化，也即焊接变形。其中，随温度变化而产生的变化，称为焊接瞬时变形；被焊工件完全冷却到初始温度时的改变，称为焊接残余变形。现有焊接工艺中，通常针对焊接变形进行干预控制，以避免焊接变形过大影响产品良率。基于现有焊接变形的控制方法来看，焊接变形的控制大多基于经验进行焊接预变形的设置及焊后矫形的实施。然而，量产过程中影响焊接变形的因素非常多，如：原材料成份的变化、冲压件的稳定性、焊接工艺过程的波动、电网电压的波动、焊接设备的稳定性等，都会导致焊接变形不一致/稳定。目前，以焊接经验值进行焊接变形控制的方式，无法满足批量产品质量的稳定性，特别是，严重情况下会造成停产调整，大大提高了返修成本。有鉴于此，亟待另辟蹊径针对焊接变形进行优化，以提高产品批量生产良率。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种自动控制焊接变形的系统和方法，可高效快速地应用于产品批量生产过程。本专利技术提供的自动控制焊接变形的方法，包括下述焊后矫形步骤：基于预设的矫形量阈值执行工件焊后矫形的控制，并采集控制过程中工件的当前矫形形变量；以焊后矫形控制后的当前工件满足精度要求为判断条件，根据所述当前矫形形变量计算确定当前矫形量，并以所述当前矫形量更新所述矫形量阈值。优选地，所述根据所述当前矫形形变量计算确定当前矫形量，包括：以多个矫正实验获得的样本数据，确定矫形参数以及所述矫形参数与所述样本数据的第一函数关系；其中，所述样本数据包括矫形形变量和矫形量；根据所述当前矫形形变量和所述第一函数关系，计算获得所述当前矫形量。优选地，所述预设的矫形量阈值以多个矫正实验获得的样本数据确定。优选地，还包括下述焊前预变形步骤：基于预设的预变形量阈值执行工件焊前预变形的控制，并采集控制过程中工件的当前预变形形变量；以焊后矫形控制后的当前工件满足精度要求为判断条件，还根据所述当前预变形形变量计算获得当前预形变量，并以所述当前预形变量更新所述预变形量阈值。优选地，所述根据所述当前预变形形变量计算获得当前预形变量，包括：以多个矫正实验获得的样本数据，确定预变形参数以及所述预变形参数与所述样本数据的第二函数关系；其中，所述样本数据还包括预变形形变量和预变形量；根据所述当前预变形形变量和所述第二函数关系，计算获得所述当前预形变量。优选地，以焊后矫形控制后的当前工件不满足精度要求为判断条件，调整夹紧执行机构输出的矫形量，并再次采集相应的当前矫形形变量，直至焊后矫形控制后的当前工件满足精度要求。优选地，执行所述工件焊后矫形的控制之前，或者执行所述工件焊前预变形的控制之前，自检夹紧执行机构。本专利技术还提供一种自动控制焊接变形的系统，包括：夹紧执行机构，用于输出焊后矫形作用力至工装夹具；存储单元，用于储存预设的矫形量阈值；采集单元，用于采集控制过程中工件的当前矫形形变量；控制单元，用于根据预设的所述矫形量阈值输出控制指令至所述夹紧执行机构的控制端；所述控制单元还以焊后矫形控制后的当前工件满足精度要求为判断条件，根据所述当前矫形形变量计算确定当前矫形量，并以所述当前矫形量更新所述矫形量阈值。优选地，所述夹紧执行机构还用于输出焊前预变形作用力至工装夹具，所述存储单元还用于储存预设的预变形量阈值，所述采集单元还用于采集控制过程中工件的当前预变形形变量，所述控制单元还用于根据预设的所述预变形量阈值输出控制指令至所述夹紧执行机构的控制端；所述控制单元还以焊后矫形控制后的当前工件满足精度要求为判断条件，根据所述当前预变形形变量计算获得当前预形变量，并以所述当前预形变量更新所述预变形量阈值。优选地，所述夹紧执行机构设置在工装底座上，所述工装底座上设置有用于观察形变量的刻度尺。优选地，所述夹紧执行机构包括伺服驱动部件、夹紧机构和夹紧缸，其中，所述夹紧机构和所述夹紧缸分别位于待处理工件的两侧，所述夹紧机构用于限定待处理工件的可形变量，所述夹紧缸可根据所述控制指令输出夹紧作用力至所述工装夹具，所述伺服驱动部件可根据所述控制指令驱动所述夹紧机构调整工作位置。优选地，所述采集单元具体为位移传感器。针对现有焊接工艺，本方案创新性地提出了可自动控制焊接变形的方法，具体地，基于预设的矫形量阈值执行工件焊后矫形的控制，结合工装夹具实现相应矫形操作；矫形后当前工件满足精度要求，则根据所采集当前矫形形变量计算确定当前矫形量，并更新矫形量阈值。如此设置，一方面解决了复杂零件焊接中无法解决的矫形工作，矫形、验证及阈值修正均可高效、快速地执行，利用产品批量生产过程；另外，经进一步拟合修正后更新的矫形量阈值，可最大限度的降低焊接变形所造成的影响，由此，为提升工件关键安装的尺寸精度及整体尺寸合格率提供了良好的技术保障；与此同时可减少人为因素的影响，进一步提升工装/设备的稳定性。在本专利技术的优选方案中，针对焊前预变形增设了相应的控制手段。基于预设的预变形量阈值执行工件焊前预变形的控制，结合工装夹具实现相应预变形操作；同样地，当前工件满足精度要求时，则根据所采集当前预变形形变量计算确定当前预变形形量，并更新预变形形量阈值。整体上，在焊前预变形和焊后矫形两个阶段，均可精确地实现相应的自动控制。附图说明图1为具体实施方式所述车架纵梁的整体结构示意图；图2示出了图1所示车架纵梁主要焊接变形的方向示意；图3为具体实施方式中所述自动控制焊接变形的工装示意图；图4为图3的A向视图；图5为实施例一所述自动控制焊接变形的方法流程图；图6为实施例二所述自动控制焊接变形的方法流程图；图7为实施例三所述自动控制焊接变形的系统原理框图。图中：工装底座1、伺服驱动部件2、刻度尺3、位移传感器4、夹紧缸5、夹紧机构6、纵梁前端定位机构7、纵梁后端定位机构8、车架纵梁9；夹紧执行机构71、存储单元72、采集单元73、控制单元74。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。不失一般性，本实施方式以图中所示车架纵梁(左)作为描述对象，详细说明自动控制焊接变形的具体方案。应当理解，不同待焊工件的结构尺寸等均依据自体功能设计确定，并非本申请对现有技术作出的贡献，故对本申请请求保护的自动控制焊接变形的相应方案未构成实质性限制。请参见图1和图2，其中，该图示出了本实施方式所述车架纵梁的整体结构示意图，图2示出了该车架纵梁主要焊接变形的方向示意。也即，以根据生产经验确定的图示±F向焊接变形，作为本实施方式主要控制的矫形方向。请一并参见图3和图4，其中，图3为具体实施方式中所述自动控制焊接变形的工装示意图，图4为图3的A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动控制焊接变形的方法，其特征在于，包括下述焊后矫形步骤：/n基于预设的矫形量阈值执行工件焊后矫形的控制，并采集控制过程中工件的当前矫形形变量；/n以焊后矫形控制后的当前工件满足精度要求为判断条件，根据所述当前矫形形变量计算确定当前矫形量，并以所述当前矫形量更新所述矫形量阈值。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动控制焊接变形的方法，其特征在于，包括下述焊后矫形步骤：
基于预设的矫形量阈值执行工件焊后矫形的控制，并采集控制过程中工件的当前矫形形变量；
以焊后矫形控制后的当前工件满足精度要求为判断条件，根据所述当前矫形形变量计算确定当前矫形量，并以所述当前矫形量更新所述矫形量阈值。


2.根据权利要求1所述的自动控制焊接变形的方法，其特征在于，所述根据所述当前矫形形变量计算确定当前矫形量，包括：
以多个矫正实验获得的样本数据，确定矫形参数以及所述矫形参数与所述样本数据的第一函数关系；其中，所述样本数据包括矫形形变量和矫形量；
根据所述当前矫形形变量和所述第一函数关系，计算获得所述当前矫形量。


3.根据权利要求2所述的自动控制焊接变形的方法，其特征在于，所述预设的矫形量阈值以多个矫正实验获得的样本数据确定。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的自动控制焊接变形的方法，其特征在于，还包括下述焊前预变形步骤：
基于预设的预变形量阈值执行工件焊前预变形的控制，并采集控制过程中工件的当前预变形形变量；
以焊后矫形控制后的当前工件满足精度要求为判断条件，还根据所述当前预变形形变量计算获得当前预形变量，并以所述当前预形变量更新所述预变形量阈值。


5.根据权利要求4所述的自动控制焊接变形的方法，其特征在于，所述根据所述当前预变形形变量计算获得当前预形变量，包括：
以多个矫正实验获得的样本数据，确定预变形参数以及所述预变形参数与所述样本数据的第二函数关系；其中，所述样本数据还包括预变形形变量和预变形量；
根据所述当前预变形形变量和所述第二函数关系，计算获得所述当前预形变量。


6.根据权利要求5所述的自动控制焊接变形的方法，其特征在于，以焊后矫形控制后的当前工件不满足精度要求为判断条件，调整夹紧执行机构输出的矫形量，并再次采集相应的当前矫形形变量，直至焊后矫形控制后的当前工件满足精度要求。...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄仁果，韦乐侠，黄兴，覃建弄，肖翔，陈剑，谢蔚，
申请(专利权)人：广西汽车集团有限公司，柳州五菱汽车工业有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45