一種連杆式雷射焊接測量一體化裝置的製作方法

2023-04-25 06:06:56 2

專利名稱：一種連杆式雷射焊接測量一體化裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及雷射焊接測量裝置技術領域，特別涉及一種連 杆式雷射焊接測量一體化裝置。
背景技術：
在石化、航空航天和軍事等領域，管道、飛彈外殼等零部件往 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。由於此類組合 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引起 的偏差、以及雷射焊接時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，將使得焊接時拼縫的形貌與理論設計的狀況存在 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來實施焊接則焊接質量不穩
定，或者焊接質量達不到要求。因此需要一種雷射焊接在線測量拼 縫寬度的方法，相對焊接點可超前測量拼縫形貌，為後續焊接的工 藝參數補償提供數據。
申請號為02151438.0，發明名稱為"三維形狀物焊接方法及其 裝置"的中國專利申請給出了對三維形狀物焊接時利用照相機先獲 得焊縫位置偏移量的方法，但檢測所用的照相機是固連在焊接頭上，是同時與焊接頭一起運動的，該照相機不具有相對於焊接頭的 運動自由度。
而申請號為02158340.4,發明名稱為"具有視覺焊縫自動跟蹤 功能的弧焊機器人控制平臺"中國專利申請給出的焊縫自動跟蹤功 能的攝像頭同樣也是固定在焊接頭的末端，其攝像頭也不具有相對 於焊接頭的運動自由度。
實用新型內容
本實用新型的目的在於，針對現有技術存在的不足之處，而提 供一種可實現對焊接點後空間曲率變化的拼縫形貌進行檢測的連 杆式雷射焊接測量一體化裝置。
為達到上述目的，本實用新型採用如下技術方案 一種連杆式 雷射焊接測量一體化裝置，其包括有焊接頭安裝座以及安裝在焊接 頭安裝座的焊接頭，其還包含有平面四桿機構和攝像頭裝置支架以 及連接在攝像頭裝置支架的攝像頭，所述的平面四桿機構為包含有 連架杆和雙連杆的雙搖杆結構，其與雷射焊接頭安裝座相連；攝像 頭裝置支架通過設置在攝像頭裝置支架的轉動副與平面四桿機構 的雙連杆相連；在焊接頭安裝座上設置有用於驅動平面四桿機構連 架杆的數控旋轉軸，在攝像頭裝置支架上還設置有手動調整平臺以 及用於調整攝像頭裝置支架的直線導軌和數控旋轉軸。
其中所述的攝像頭裝置支架上的兩個轉動副分別安裝在雙連 杆的中點位置上。
本實用新型的有益效果是 一種連杆式雷射焊接測量一體化裝置，其包括有焊接頭安裝座以及安裝在焊接頭安裝座的焊接頭，其 還包含有平面四桿機構和攝像頭裝置支架以及連接在攝像頭裝置 支架的攝像頭，所述的平面四桿機構為包含有連架杆和雙連杆的雙
搖杆結構，其與雷射焊接頭安裝座相連；攝像頭裝置支架通過設置 在攝像頭裝置支架的轉動副與平面四桿機構的雙連杆相連；在焊接 頭安裝座上設置有用於驅動平面四桿機構連架杆的數控旋轉軸，在 攝像頭裝置支架上還設置有手動調整平臺以及用於調整攝像頭裝 置支架的直線導軌和數控旋轉軸，採用上述結構的本實用新型具有 兩數控旋轉軸控制的攝像頭，可對焊接點後空間曲率變化的拼縫形 貌進行檢測，其安裝位置超前雷射焊接頭一定的距離，提供超前於 焊接點的圖像處理計算時間片段，便於實時計算相應拼縫形貌參數 所對應的焊接工藝參數，並對其進行補償調整，實現三維複雜結構 輕質合金構件雷射焊接的形狀控制和性能控制。

圖1為本實用新型結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步描述-
如附圖l所示， 一種連杆式雷射焊接測量一體化裝置，其包括 有焊接頭安裝座1以及安裝在焊接頭安裝座1的焊接頭2，其特徵 在於其還包含有平面四桿機構3和攝像頭裝置支架4以及連接在 攝像頭裝置支架4的攝像頭5，所述的平面四桿機構3為包含有連 架杆31和雙連杆32的雙搖杆結構，其與雷射焊接頭安裝座1相連;攝像頭裝置支架4通過設置在攝像頭裝置支架4的轉動副6與平面 四桿機構3的雙連杆32相連；在焊接頭安裝座1上設置有用於驅 動平面四桿機構3連架杆31的數控旋轉軸11，在攝像頭裝置支架 4上還設置有手動調整平臺7以及用於調整攝像頭裝置支架4的直 線導軌8和數控旋轉軸10，所述攝像頭裝置支架4上的兩個轉動 副6分別安裝在雙連杆32的中點位置上。
焊接頭安裝座1的安裝接口提供拼縫形貌測量雷射複合焊接 頭與相應工具機的連接接口。平面四桿機構3與雷射焊接頭安裝座1 相連，平面四桿機構3採用雙搖杆結構，連架杆31等長，連杆採 用有間距的雙連杆32。攝像頭裝置支架4通過轉動副6與平面四 杆機構3的雙連杆32相連，支架上的兩個轉動副6分別安裝在雙 連杆32的中點位置上。由於平面四桿機構3的連架杆31等長，攝 像頭裝置支架4的運動狀態與連架杆31相同。
通過數控旋轉軸11驅動平面四桿機構3的連架杆31，對攝像 頭5進行相對與焊接頭2的角度旋轉伺服控制。
攝像頭裝置通過直線導軌8和數控旋轉軸10實現相對焊接頭 2的升降運動。通過手動調整平臺7微調攝像頭5相對與焊接頭2 的距離。
本實用新型具有兩數控旋轉軸控制10、 11的攝像頭5，可對 焊接點後空間曲率變化的拼縫形貌進行檢測，其安裝位置超前雷射 焊接頭2 —定的距離，提供超前於焊接點的圖像處理計算時間片 段，便於實時計算相應拼縫形貌參數所對應的焊接工藝參數，並對其進行補償調整，實現三維複雜結構輕質合金構件雷射焊接的形狀 控制和性能控制。
以上所述實施例，只是本實用新型的較佳實例，並非來限制本 實用新型實施範圍，故凡依本實用新型申請專利範圍所述的構造、 特徵及原理所做的等效變化或修飾，均應包括於本實用新型專利申 請範圍內。
權利要求1、一種連杆式雷射焊接測量一體化裝置，其包括有焊接頭安裝座(1)以及安裝在焊接頭安裝座(1)的焊接頭(2)，其特徵在於其還包含有平面四桿機構(3)和攝像頭裝置支架(4)以及連接在攝像頭裝置支架(4)的攝像頭(5)，所述的平面四桿機構(3)為包含有連架杆(31)和雙連杆(32)的雙搖杆結構，其與雷射焊接頭安裝座(1)相連；攝像頭裝置支架(4)通過設置在攝像頭裝置支架(4)的轉動副(6)與平面四桿機構(3)的雙連杆(32)相連；在焊接頭安裝座(1)上設置有用於驅動平面四桿機構(3)連架杆(31)的數控旋轉軸(11)，在攝像頭裝置支架(4)上還設置有手動調整平臺(7)以及用於調整攝像頭裝置支架(4)的直線導軌(8)和數控旋轉軸(10)。
2、 根據權利要求1所述的一種連杆式雷射焊接測量一體化裝 置，其特徵在於攝像頭裝置支架(4)設置有兩個轉動副(6)，兩 個轉動副(6)分別安裝在雙連杆(32)兩個杆的中點位置上。
專利摘要本實用新型涉及雷射焊接測量裝置技術領域，特別涉及一種連杆式雷射焊接測量一體化裝置，其包括有焊接頭安裝座以及安裝在焊接頭安裝座的焊接頭，其還包含有平面四桿機構和攝像頭裝置支架以及連接在攝像頭裝置支架的攝像頭，所述的平面四桿機構為包含有連架杆和雙連杆的雙搖杆結構，其與雷射焊接頭安裝座相連；攝像頭裝置支架通過設置在攝像頭裝置支架的轉動副與平面四桿機構的雙連杆相連；在焊接頭安裝座上設置有用於驅動平面四桿機構連架杆的數控旋轉軸，在攝像頭裝置支架上還設置有手動調整平臺以及用於調整攝像頭裝置支架的直線導軌和數控旋轉軸，本實用新型可實現三維複雜結構輕質合金構件雷射焊接的形狀控制和性能控制。
文檔編號B23Q17/20GK201239857SQ20082018866
公開日2009年5月20日 申請日期2008年8月15日 優先權日2008年8月15日
發明者周輔林, 斌 李, 毛新勇, 蔡立兵, 禹 黃, 龔時華 申請人:東莞華中科技大學製造工程研究院;華中科技大學