一种激光焊接对接拼缝错边自动调整装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种激光焊接对接拼缝错边自动调整装置和方法，其中装置包括：压块，气缸和比例阀，所述压块设置在拼缝两侧的蒙皮上，且与所述气缸的输出轴相连，所述比例阀与所述气缸相连，用于调整气缸的压力；工业相机和激光线结构光源，所述工业相机和激光线结构光源均连接在焊接机器人上，用于采集拼缝的图像；工控机，所述工控机与所述比例阀和工业相机信号连接。本发明专利技术采用激光线结构光扫描对接拼缝，通过工业相机采集扫描图像，判断拼缝状态，根据判断结果实时调整压紧气缸的压力，实现拼缝错边量的自动调整，能够完全代替人工手动调整，大大提高了生产效率和拼接精度。大大提高了生产效率和拼接精度。大大提高了生产效率和拼接精度。

【技术实现步骤摘要】
一种激光焊接对接拼缝错边自动调整装置和方法


[0001]本专利技术涉及自动控制
，特别是涉及一种激光焊接对接拼缝错边自动调整装置和方法。

技术介绍

[0002]目前，激光焊接技术由于其能量密度高，焊接变形小，同时焊接过程易于集成化、自动化、柔性化，可高精度、高效焊接等优点，近年来在航空、航天、汽车等领域得到广泛应用。尤其是在高质量要求的航空、航天薄壁件中得到井喷式发展。
[0003]由于激光焊接技术其束流发散角很小，束流聚焦后光斑直径小，对焊接装配间隙、错边量等十分苛刻，一般要求焊缝间隙小于0.1mm、错边量小于0.1mm。尤其在航空、航天等高质量要求的零件中，对于焊前零件装配状态要求更为严格。
[0004]但是薄壁零件的激光焊接在加工时，特别是复杂的三维曲面拼接时，其对接错边量难以保证小于0.1mm。装配完成后在局部产生错边，焊后产生阶差，严重影响焊缝的外观质量与力学性能。因此，迫切需要一种焊接装配错边量的自动调整装置，来实现错边量的在线检测与控制。

技术实现思路

[0005](1)要解决的技术问题
[0006]本专利技术实施例提供了一种激光焊接对接拼缝错边自动调整装置和方法，解决了现有的激光焊接薄壁零件时，对接错边量难以保证，焊后产生阶差，严重影响焊缝的外观质量与力学性能的技术问题。
[0007](2)技术方案
[0008]第一方面，本专利技术的实施例提出了一种激光焊接对接拼缝错边自动调整装置，该装置包括：压块，气缸和比例阀，所述压块设置在拼缝两侧的蒙皮上，且与所述气缸的输出轴相连，所述比例阀与所述气缸相连，用于调整气缸的压力；工业相机和激光线结构光源，所述工业相机和激光线结构光源均连接在焊接机器人上，用于采集拼缝的图像；工控机，所述工控机与所述比例阀和工业相机信号连接。
[0009]进一步地，该装置还包括压梁，所述压梁平行地设置在拼缝的两侧，多个所述气缸均匀地连接在所述压梁上，且两侧的压梁上所连接的气缸的位置相对应。。
[0010]进一步地，该装置还包括传感器，所述传感器设置在所述压块与所述气缸的输出轴的连接位置处，且与所述工控机信号连接。
[0011]第二方面，本专利技术还提供了一种激光焊接对接拼缝错边自动调整方法，该方法包括：
[0012]步骤S1，获取工业相机采集的激光线结构光源照射位置的包含拼缝的图像信息，所述工业相机、激光线结构光源按照一定角度安装在焊接机器人上，所述工业相机按照预先编制好的程序沿拼缝方向运动，采集激光线结构光源照射位置的包含拼缝的图像信息；
[0013]步骤S2，获取焊接机器人焊接头的空间坐标，以确定与所述坐标相对应的气缸，及与该气缸对应的比例阀；
[0014]步骤S3，根据所述图像信息获得拼缝的错边量，当错边量小于预设的阈值时，不做调整；当错边量大于预设的阈值时，进一步判断是左侧高还是右侧高，如果拼缝左侧高，则增大左侧气缸压力或减小右侧气缸压力，如果拼缝右侧高，则增大右侧气缸压力或减小左侧气缸压力；
[0015]步骤S4，调整完成后再进行检测，重复以上步骤，直到错边量小于预设的阈值。
[0016]进一步地，所述步骤S1中所述工业相机的图像采集速度为每秒30帧。
[0017]进一步地，所述步骤S3中预设的阈值为0.1mm。
[0018]综上，本方法采用激光线结构光扫描对接拼缝，通过工业相机采集扫描图像，判断拼缝状态，根据判断结果实时调整压紧气缸的压力，实现拼缝错边量的自动调整。本专利技术能够完全代替人工手动调整，大大提高了生产效率和拼接精度。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术实施例的一种激光焊接对接拼缝错边自动调整装置的主视图。
[0021]图2是本专利技术实施例的一种激光焊接对接拼缝错边自动调整装置的侧视图。
[0022]图3是本专利技术实施例的一种激光焊接对接拼缝错边自动调整装置的压块示意图。
[0023]图4是本专利技术实施例的一种激光焊接对接拼缝错边自动调整方法的流程图。
[0024]图中：
[0025]1‑
胎膜；2
‑
第一蒙皮；3
‑
压块；4
‑
传感器；5
‑
气缸；6
‑
压梁；7
‑
焊接机器人；8
‑
第二蒙皮
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本专利技术的原理，但不能用来限制本专利技术的范围，即本专利技术不限于所描述的实施例，在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。
[0027]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0028]本专利技术实施例提供了一种激光对接拼缝错边自动调整装置，如图1～图3所示，该装置包括：
[0029]压块3、气缸5和比例阀(图中未示出)，所述压块3设置在拼缝两侧的第一蒙皮2(第二蒙皮8)上，且与所述气缸5的输出轴相连，在操作时，第一蒙皮2和第二蒙皮8放置在焊接工装的胎膜1上。所述比例阀与所述气缸5相连，用于调整气缸5的压力；工业相机(图中未示出)和激光线结构光源(图中未示出)，所述工业相机和激光线结构光源均连接在焊接机器
人7上(通常是设置在焊接机器人7的焊接头上)，用于采集拼缝的图像；工控机(图中未示出)，所述工控机与所述比例阀和工业相机信号连接。在本专利技术实施例的一个方面，所述的激光对接拼缝错边自动调整装置还包括：压梁6，所述压梁6平行地设置在拼缝的两侧，多个所述气缸5均匀地连接在所述压梁6上，且两侧的压梁6上所连接的气缸5的位置相对应。
[0030]需要说明的是：气缸5采用的是SMC公司RHCB32
‑
50；比例阀采用的是SMC公司ITV3010
‑
01；压块是3自制件，采用黄铜材料，参见图3所示。
[0031]在本专利技术实施例的一个方面，所述的激光对接拼缝错边自动调整装置还包括：传感器4，所述传感器4设置在所述压块3与所述气缸5的输出轴的连接位置处，且与所述工控机信号连接。
[0032]需要说明的是，本专利技术的装置采用激光线结构光扫描对接拼缝，通过工业相机采集扫描图像，判断拼缝状态，根据判断结果实时调整压紧气缸的压力，实现拼缝错边量的自动调整。本专利技术能够完全代替人工手动调整，大大提高了生产效率和拼接精度。
[0033]本专利技术实施例还提供了一种激光对接拼缝错边自动调整的方法，如图4所示，包括：
[0034]步骤S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光焊接对接拼缝错边自动调整装置，其特征在于，包括：压块，气缸和比例阀，所述压块设置在拼缝两侧的蒙皮上，且与所述气缸的输出轴相连，所述比例阀与所述气缸相连，用于调整气缸的压力；工业相机和激光线结构光源，所述工业相机和激光线结构光源均连接在焊接机器人上，用于采集拼缝的图像；工控机，所述工控机与所述比例阀和工业相机信号连接。2.根据权利要求1所述的激光焊接对接拼缝错边自动调整装置，其特征在于，还包括压梁，所述压梁平行地设置在拼缝的两侧，多个所述气缸均匀地连接在所述压梁上，且两侧的压梁上所连接的气缸的位置相对应。3.根据权利要求2所述的激光焊接对接拼缝错边自动调整装置，其特征在于，还包括传感器，所述传感器设置在所述压块与所述气缸的输出轴的连接位置处，且与所述工控机信号连接。4.一种激光焊接对接拼缝错边自动调整方法，采用如根据权利要求1所述的激光焊接对接拼缝错边自动调整装置，其特征在于，包括：步骤S1，获取工业相机采集的激光线结构光...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新松，巩水利，王彬，段爱琴，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：