焊接裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種焊接裝置，包括機(jī)械臂、設(shè)置在機(jī)械臂上的激光焊接頭、用于拍攝實(shí)時(shí)焊縫的第一三維成像儀、以及用于拍攝定型焊縫的第二三維成像儀；所述第一三維成像儀是紅外光或紫外光三維成像儀，所述第二三維成像儀是可見光三維成像儀。本實(shí)用新型能普遍應(yīng)用于各種材料的激光焊接生產(chǎn)中，有效判斷實(shí)時(shí)焊縫是否合格。
【專利說明】焊接裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于激光焊接【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種焊接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)上，我國普遍采用人工焊接的方式進(jìn)行焊縫施工，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度較大，且焊接質(zhì)量和焊接效率較低，無法滿足實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)于焊接技術(shù)的要求。為降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，以及提高焊接質(zhì)量和焊接效率，各種焊接設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，尤其是各種焊接機(jī)器人的開發(fā)和研制，推動(dòng)了焊接技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程。由于在焊接過程中工作對(duì)象的不同，焊接路徑的復(fù)雜多變。為保證焊接的質(zhì)量，一般情況下是在焊槍把持器上安裝激光跟蹤器，用以保證焊槍的實(shí)際焊接路徑不偏離預(yù)設(shè)的焊接路徑。
[0003]實(shí)際使用中，由于激光焊接過程中，會(huì)產(chǎn)生閃光和等離子體等可能傷害人體的現(xiàn)象，不能通過肉眼實(shí)時(shí)觀測(cè)，所以如何在激光焊接過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)激光焊接質(zhì)量，以減少焊后質(zhì)量監(jiān)測(cè)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，長久以來一直是本領(lǐng)域的技術(shù)難題。
[0004]目前，已有的激光焊接實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方法主要有:
[0005]1、光-聲發(fā)射信號(hào)法:利用激光焊接過程中等離子體發(fā)出的特征光信號(hào)，和激光器諧振腔的部分反射鏡上由于激光能量分布的變化而引起的聲發(fā)射信號(hào)，來對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。但這種方法中，聲發(fā)射傳感器置于部分反射鏡上而使信號(hào)的采取比較困難，同時(shí)聲發(fā)射信號(hào)本身比較龐雜，難以進(jìn)一步處理。
[0006]2、光信號(hào)法:利用激光焊接過程中等離子體發(fā)出的特征光信號(hào)的光強(qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)焊接質(zhì)量。在這種方法中需要采用特殊焊接材料，一般采用磷青銅和塑料焊接的異種材料接頭，因而光信號(hào)的特征容易確定，但不具有普適性；同時(shí)，該方法盡管對(duì)壞焊縫的接收概率較小，但對(duì)好焊縫的拒絕概率卻較大，因而帶來了二次檢測(cè)的困難。
[0007]3、聲信號(hào)法:以等離子體發(fā)出的特征聲信號(hào)的聲壓為標(biāo)準(zhǔn)，來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)脈沖激光焊接質(zhì)量，由于單一聲信號(hào)易受環(huán)境噪音的影響，因而這種方法較難在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的就是為克服上述各種方法的不足之處，提供一種信號(hào)傳感及處理方便、監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠性高的焊接裝置，使得這種方法能普遍應(yīng)用于各種材料的激光焊接生產(chǎn)中去。
[0009]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是:一種焊接裝置，包括機(jī)械臂、設(shè)置在機(jī)械臂上的激光焊接頭、設(shè)置在機(jī)械臂上的用于拍攝實(shí)時(shí)焊縫的第一三維成像儀、以及用于拍攝定型焊縫的第二三維成像儀；所述第一三維成像儀是紅外光或紫外光三維成像儀，所述第二三維成像儀是可見光三維成像儀。
[0010]本實(shí)用新型中，實(shí)時(shí)焊縫是指激光焊接頭在工件上焊接成型中的高溫焊縫，例如處于待焊材料熔化溫度范圍附近溫度范圍內(nèi)的焊縫。所述定型焊縫是指激光焊接頭在工件上焊接定型后并冷卻至預(yù)設(shè)溫度后的低溫焊縫，例如冷卻到不再散發(fā)等離子體的成型焊縫。
[0011]本實(shí)用新型通過在機(jī)械臂上同時(shí)設(shè)置激光焊接頭、第一三維成像儀和第二三維成像儀，從而可以獲取焊縫的實(shí)時(shí)圖像信息，從而可以人工判斷焊縫的工作狀況；或者利用智能主機(jī)自動(dòng)對(duì)其溫度、高度、寬度進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，通過與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)照，有效判斷實(shí)時(shí)焊縫是否合格，具有較精準(zhǔn)的準(zhǔn)確性，有利于簡化焊后的質(zhì)量檢驗(yàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為圖1所述焊接裝置中第一三維成像儀的A向視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014](實(shí)施例1、焊接裝置)
[0015]本實(shí)施例是一種焊接裝置，見圖1至圖2所示，包括機(jī)械臂1、設(shè)置在機(jī)械臂上的激光焊接頭2、設(shè)置在機(jī)械臂上的用于拍攝所述激光焊接頭實(shí)時(shí)焊縫的第一三維成像儀3、以及用于拍攝定型焊縫的第二三維成像儀5 ;所述第一三維成像儀是紅外光或紫外光三維成像儀，所述第二三維成像儀是可見光三維成像儀。所述第一三維成像儀和第二三維成像儀均包括兩個(gè)鏡頭，同步獲取的兩個(gè)實(shí)時(shí)圖像疊加后形成三維圖像。該種三維圖像獲取的方法及具體結(jié)構(gòu)早已是本領(lǐng)域的公知技術(shù)，本實(shí)施例不再對(duì)其進(jìn)行一一描述。
[0016]所述激光焊接頭、第一三維成像儀和第二三維成像儀各自通過具有兩個(gè)自由度或三個(gè)自由度的腕部4與機(jī)械臂連接。這種結(jié)構(gòu)使其各自具有較好自由轉(zhuǎn)動(dòng)角度，可以根據(jù)需要使得三維成像儀自動(dòng)跟蹤激光焊接頭的焊接位置，從而獲取準(zhǔn)確的焊縫圖像。
[0017]第一三維成像儀和第二三維成像儀分居在激光焊接頭的兩側(cè)。第二三維成像儀的中心入射光線和第一三維成像儀的中心入射光線形成一夾角。進(jìn)一步的優(yōu)選方案是:第二三維成像儀的中心入射光線和第一三維成像儀的中心入射光線各自與激光焊接頭的激光發(fā)射方向形成一夾角。從一定傾斜的角度拍攝焊縫的三維圖像，可以更加準(zhǔn)確的分析出焊縫的具體數(shù)據(jù)。
[0018]本實(shí)施例還包括用于對(duì)第一三維成像儀和第二三維成像儀拍攝圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理的智能主機(jī)。
[0019]本實(shí)施例所獲取的實(shí)時(shí)焊縫的三維圖像可以通過智能主機(jī)對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)分析自動(dòng)化處理，也可讓工作人員從智能主機(jī)的顯示屏上實(shí)時(shí)觀察焊縫的焊接狀況，人工觀察判斷焊縫的焊接操作是否合格。
[0020]本實(shí)施例是實(shí)施例1的一種自動(dòng)焊接方法，包括以下步驟:
[0021]①用激光焊接頭2在待加工材料上加工標(biāo)準(zhǔn)焊縫，用第一三維成像儀3對(duì)正在加工成型中的焊縫拍照獲取實(shí)時(shí)焊縫圖像并上傳給智能主機(jī)，用第二三維成像儀5對(duì)加工完成的定型焊縫拍照獲取定型焊縫圖像并上傳給智能主機(jī)，智能主機(jī)對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)焊縫的實(shí)時(shí)焊縫圖像和定型焊縫圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理并記錄為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)；
[0022]具體來說，智能主機(jī)依據(jù)獲取的實(shí)時(shí)圖像分析圖像中某處焊縫的溫度、長度、寬度及焊縫邊緣的平整度，并可以將各數(shù)據(jù)及圖像獲取時(shí)間記錄下來，并根據(jù)預(yù)設(shè)的誤差數(shù)據(jù)，自動(dòng)設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化操作的具有誤差范圍的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。
[0023]②進(jìn)行激光焊接時(shí)，用第一三維成像儀對(duì)加工過程中的實(shí)時(shí)焊縫拍照和用第二三維成像儀對(duì)定型焊縫拍照并上傳給智能主機(jī)，智能主機(jī)對(duì)第一三維成像儀獲取的實(shí)時(shí)焊縫圖像和第二三維成像儀獲取的定型焊縫圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理并記錄為實(shí)時(shí)參數(shù)；
[0024]具體來說，智能主機(jī)依據(jù)獲取的實(shí)時(shí)圖像分析圖像中某處焊縫的溫度、長度、寬度及焊縫邊緣的平整度，并可以將各數(shù)據(jù)及圖像獲取時(shí)間記錄下來。
[0025]③智能主機(jī)比較各實(shí)時(shí)參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)；當(dāng)實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的預(yù)設(shè)誤差范圍內(nèi)，則判斷該實(shí)時(shí)參數(shù)對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)焊縫和定型焊縫是合格焊縫；當(dāng)實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)超出標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的預(yù)設(shè)誤差范圍內(nèi)，則判斷該實(shí)時(shí)參數(shù)對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)焊縫和定型焊縫是不合格焊縫，并發(fā)出報(bào)警或提示信息。
[0026]所述方法中，第二三維成像儀的中心入射光線和第一三維成像儀的中心入射光線形成一夾角。進(jìn)一步的優(yōu)選是:第二三維成像儀的中心入射光線和第一三維成像儀的中心入射光線各自與激光焊接頭的激光發(fā)射方向形成一夾角。從一定傾斜的角度拍攝焊縫的三維圖像，可以更加準(zhǔn)確的分析出焊縫的具體數(shù)據(jù)。
[0027]本實(shí)施例所述的實(shí)時(shí)焊縫是指激光焊接頭在工件上焊接成型中的高溫焊縫，例如處于待焊材料熔化溫度范圍附近溫度范圍內(nèi)的焊縫。實(shí)施例1和實(shí)施例2所述的定型焊縫是指激光焊接頭在工件上焊接定型后并冷卻至預(yù)設(shè)溫度后的低溫焊縫，例如冷卻到不再散發(fā)等離子體的成型焊縫。
[0028]本實(shí)施例通過設(shè)置三維成像儀，從而可以獲取實(shí)時(shí)焊縫的圖像信息，從而可以在智能主機(jī)上對(duì)其溫度、高度、寬度進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，通過與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)照，有效判斷實(shí)時(shí)焊縫是否合格，具有較精準(zhǔn)的準(zhǔn)確性，有利于簡化焊后的質(zhì)量檢驗(yàn)。
[0029]顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種焊接裝置，包括機(jī)械臂(I)和設(shè)置在機(jī)械臂上的激光焊接頭(2);其特征在于:還包括設(shè)置在機(jī)械臂上的用于拍攝實(shí)時(shí)焊縫的第一三維成像儀(3)、以及用于拍攝定型焊縫的第二三維成像儀(5);所述第一三維成像儀是紅外光或紫外光三維成像儀，所述第二三維成像儀是可見光三維成像儀。
【文檔編號(hào)】B23K26/03GK203696231SQ201320815878
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】胡小青 申請(qǐng)人:樂清市華尊電氣有限公司