專利名稱：一種激光焊接在線測(cè)量補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光焊接裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種激光悍接 在線測(cè)量補(bǔ)償裝置。
背景技術(shù)：
在石化、航空航天和軍事等領(lǐng)域，管道、導(dǎo)彈外殼等零部件往 往通過多片部件拼焊而成。此類的零部件是將多個(gè)部件組合起來制 造空間的三維物體，其部件拼縫為空間的三維曲線。由于此類組合 部件在加工過程中引起的形狀誤差、組合部件焊接裝夾固定時(shí)引起 的偏差、以及激光焊接時(shí)的零部件熱變形引起的組合部件形狀誤差 以及其它等因素，將使得焊接時(shí)拼縫的形貌與理論設(shè)計(jì)的狀況存在 一定的差別，這使得在組合部件的焊接部位上，部件拼縫寬度沿著 拼縫曲線都存在一定程度的變化，而一般而言拼縫誤差不能超過板
厚的1/10，故如果按照固定的焊縫參數(shù)來實(shí)施焊接則焊接質(zhì)量不穩(wěn)
定，或者焊接質(zhì)量達(dá)不到要求。因此需要一種激光焊接在線測(cè)量拼 縫寬度的方法，相對(duì)焊接點(diǎn)可超前測(cè)量拼縫形貌，為后續(xù)焊接的工 藝參數(shù)補(bǔ)償提供數(shù)據(jù)。
中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?2151438.0，發(fā)明名稱為三維形狀物焊接 方法及其裝置，該申請(qǐng)給出了對(duì)三維形狀物焊接時(shí)，利用照相機(jī)先 獲得焊縫位置偏移量，控制器由此給出修正數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制焊接頭進(jìn)
行焊接，該技術(shù)沒有提供針對(duì)焊縫的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)和控制的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，而提供一 種可對(duì)組合件的三維拼縫形貌參數(shù)變化具有現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性，即焊接的 工藝參數(shù)具有對(duì)焊縫實(shí)時(shí)自動(dòng)適應(yīng)變化的功能，能實(shí)現(xiàn)激光焊接的 實(shí)時(shí)形狀控制和性能控制的一種激光焊接在線測(cè)量補(bǔ)償裝置。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種激光焊接 在線測(cè)量補(bǔ)償裝置，其包括數(shù)控三軸激光焊接機(jī)床，其特征在于 在所述的數(shù)控三軸激光焊接機(jī)床連接有具有第一數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸、第 二數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸的激光焊接接頭；所述的激光焊接接頭連接有攝像 頭裝置；設(shè)置在攝像頭裝置的攝像頭安裝位置位于激光焊接接頭 的前端；所述的攝像頭裝置還設(shè)置有第三數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸、第四數(shù)控 旋轉(zhuǎn)軸。
本發(fā)明的有益效果是本裝置包括數(shù)控三軸激光焊接機(jī)床，其 特征在于在所述的數(shù)控三軸激光焊接機(jī)床連接有具有第一數(shù)控旋 轉(zhuǎn)軸、第二數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸的激光焊接接頭；所述的激光焊接接頭連接 有攝像頭裝置；設(shè)置在攝像頭裝置的攝像頭安裝位置位于激光焊接 接頭的前端；所述的攝像頭裝置還設(shè)置有第三數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸、第四數(shù) 控旋轉(zhuǎn)軸，本發(fā)明由連接在激光焊接頭上的具有兩數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸且攝 像頭安裝位置位于激光焊接接頭的前端的攝像頭裝置形成圖像處 理計(jì)算單元，該部分提供超前于焊接的圖像處理計(jì)算時(shí)間片段，由 攝像頭在線測(cè)量的圖像計(jì)算拼縫形貌參數(shù)，按位置存儲(chǔ)拼縫形貌參
數(shù)序列；具有兩數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸的激光焊接接頭形成焊接補(bǔ)償單元，該
部分根據(jù)所處焊縫位置提取由圖像處理計(jì)算單元提供的縫形貌參
數(shù)實(shí)時(shí)對(duì)焊接工藝參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整，并最后實(shí)現(xiàn)激光焊接的形狀
控制和性能控制。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的檢測(cè)控制流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
見附圖l，附圖2所示， 一種激光焊接在線測(cè)量補(bǔ)償裝置，其 包括數(shù)控三軸激光焊接機(jī)床1，在所述的數(shù)控三軸激光焊接機(jī)床1 上連接有具有第一數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸2、第二數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸3的激光焊接接
頭4;激光悍接接頭4連接有攝像頭裝置5;設(shè)置在攝像頭裝置5
的攝像頭6安裝位置位于激光焊接接頭4的前端距離L處；所述的 攝像頭裝置5還設(shè)置有第三數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸7、第四數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸8。
本裝置由連接在激光焊接頭4上的具有第三數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸7、第 四數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸8，且攝像頭6安裝位置位于激光焊接接頭4的前端 距離L處的攝像頭裝置5形成圖像處理計(jì)算單元，該部分提供超前 于焊接的圖像處理計(jì)算時(shí)間片段，由攝像頭6在線測(cè)量的圖像計(jì)算 拼縫形貌參數(shù)，按位置存儲(chǔ)拼縫形貌參數(shù)序列；具有第一數(shù)控旋轉(zhuǎn) 軸2、第二數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸3的激光焊接接頭4形成焊接補(bǔ)償單元，該 部分根據(jù)所處焊縫位置提取由圖像處理計(jì)算單元提供的縫形貌參
數(shù)實(shí)時(shí)對(duì)焊接工藝參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整，并最后實(shí)現(xiàn)激光焊接的形狀 控制和性能控制。
具有第一數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸2、第二數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸3的激光焊接頭4連 接在數(shù)控三軸激光焊接機(jī)床l，可實(shí)現(xiàn)空間拼縫的焊接，攝像頭裝 置5連接在激光焊接頭4上，且裝置具有第三數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸7、第四 數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸8，可對(duì)焊接點(diǎn)后空間曲率變化的拼縫形貌進(jìn)行檢測(cè)， 攝像頭6安裝位置超前激光焊接頭4前端距離L，提供超前于焊接 的圖像處理計(jì)算時(shí)間片段。
L由系統(tǒng)參數(shù)確定
其中；為圖像獲取時(shí)間及拼縫形貌參數(shù)計(jì)算處理時(shí)間，7;為焊 接工藝參數(shù)計(jì)算時(shí)間，7;為系統(tǒng)控制響應(yīng)時(shí)間，v為激光焊接頭的 焊接速度，z為攝像頭6超前焊接頭的安裝相對(duì)位置參數(shù)。
攝像頭6在線測(cè)量圖像由圖像處理控制器計(jì)算拼縫形貌參數(shù) 主要為拼縫相對(duì)于理論值的位移偏移，拼縫間隙量。攝像頭6在線
測(cè)量圖像并將計(jì)算的拼縫形貌參數(shù)存儲(chǔ)序列。而激光焊接接頭4根
據(jù)所處焊縫位置實(shí)時(shí)從存儲(chǔ)的序列中提取拼縫的形貌參數(shù)對(duì)焊接 工藝參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整，其調(diào)整量為相對(duì)拼縫形貌量化的激光焊接 的填絲速度量，調(diào)焦等工藝參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)激光焊接的形狀控制和
性能控制。距離L使得拼縫形貌的測(cè)量速度與焊接速度匹配，實(shí)現(xiàn)
激光焊接的在線測(cè)量實(shí)時(shí)補(bǔ)償。
在線的對(duì)拼縫形貌檢測(cè)并實(shí)時(shí)調(diào)整焊接工藝參數(shù)的激光焊接
方法及其裝置，對(duì)組合件的三維拼縫形貌參數(shù)變化具有現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng) 性，即焊接的工藝參數(shù)具有對(duì)焊縫實(shí)時(shí)自動(dòng)適應(yīng)變化的功能，實(shí)現(xiàn) 激光焊接的實(shí)時(shí)形狀控制和性能控制。
以上所述實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)例，并非來限制本發(fā)明 實(shí)施范圍，故凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所 做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種激光焊接在線測(cè)量補(bǔ)償裝置，其包括數(shù)控三軸激光焊接機(jī)床(1)，其特征在于在所述的數(shù)控三軸激光焊接機(jī)床(1)連接有具有第一數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸(2)、第二數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸(3)的激光焊接接頭(4)；所述的激光焊接接頭(4)連接有攝像頭裝置(5)；設(shè)置在攝像頭裝置(5)的攝像頭(6)安裝位置位于激光焊接接頭(4)的前端；所述的攝像頭裝置(5)還設(shè)置有第三數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸(7)、第四數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸(8)。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光焊接裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種激光焊接在線測(cè)量補(bǔ)償裝置，其包括數(shù)控三軸激光焊接機(jī)床，數(shù)控三軸激光焊接機(jī)床連接有具有兩數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸的激光焊接接頭；激光焊接接頭連接有攝像頭裝置；設(shè)置在攝像頭裝置的攝像頭安裝位置位于激光焊接接頭的前端距離L處；攝像頭裝置還設(shè)置有兩數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸，通過本裝置能在線的對(duì)拼縫形貌檢測(cè)并實(shí)時(shí)調(diào)整焊接工藝參數(shù)的激光焊接方法及其裝置，對(duì)組合件的三維拼縫形貌參數(shù)變化具有現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性，即焊接的工藝參數(shù)具有對(duì)焊縫實(shí)時(shí)自動(dòng)適應(yīng)變化的功能，實(shí)現(xiàn)激光焊接的實(shí)時(shí)形狀控制和性能控制。
文檔編號(hào)B23K26/08GK101376194SQ20081003023
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者周輔林, 斌 李, 段正澄, 毛新勇, 蔡立兵, 禹 黃, 龔時(shí)華 申請(qǐng)人:東莞華中科技大學(xué)制造工程研究院;華中科技大學(xué)