自動對位雷射拼焊系統的製作方法
2023-04-27 10:37:01 1
自動對位雷射拼焊系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種自動對位雷射拼焊系統，它主要包括焊縫檢測裝置、工業PC、放大器、電機、焊接頭。工業PC將來自焊縫檢測裝置的焊縫位置信息進行分析後，經放大器傳輸至電機，從而可控制焊接頭按照焊縫的位置進行焊接，並形成閉環反饋檢測系統。該系統可減少焊接過程中工裝夾具的使用量，有效提高焊接效果，免除焊後檢測，節約生產成本。
【專利說明】自動對位雷射拼焊系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種自動對位雷射拼焊系統，屬於圖像檢測、系統反饋及控制【技術領域】。
【背景技術】
[0002]雷射拼焊是採用雷射能源，將若干不同材質、不同厚度、不同塗層的鋼材、不鏽鋼材、鋁合金材等進行自動拼合和焊接而形成一塊整體板材、型材、夾芯板等，以滿足零部件對材料性能的不同要求，用最輕的重量、最優結構和最佳性能實現裝備輕量化。在歐美等發達國家，雷射拼焊不僅在交通運輸裝備製造業中被使用，還在建築業、橋梁、家電板材焊接生產、軋鋼線鋼板焊接(連續軋制中的鋼板連接)等領域中被大量使用。
[0003]公告為1546996的中國專利公開了一種主動紅外CXD焊縫檢測裝置，主要包括工業控制計算機、圖像獲取模塊、輸入輸出信號模塊和傳動機構模塊，採用帶有紅外濾光片的CXD攝像頭和紅外光源組成主動紅外線攝像頭，通過USB接口與工業計算機相連，每個攝像頭分別對準所需要檢測的各條焊縫，所有攝像頭通過USB的網絡集線器進行擴展連接，計算機的檢測軟體自動切換多個攝像頭，打開紅外光源獲取焊縫紅外圖像後進行處理分析，並根據識別結果分別將工件輸送到合格或者不合格滾道。
[0004]上述CCD焊縫檢測系統適用於生產線成品的後端檢測，屬於開環檢測系統，無動作信號反饋，其驅動元件主要是滾道，用來對合格不合格產品進行分類，並沒有形成閉環反饋檢測系統，不利於提高產品的合格率。
【發明內容】
[0005]本實用新型針對現有技術的不足，提供一種在雷射焊接工具機安裝自動對位系統，從焊縫檢測裝置獲取信號，工業PC控制雷射加工頭(焊接頭)的走向，實現自動對位雷射拼焊。
[0006]為實現這樣的目的，本實用新型的自動對位拼焊系統主要包括:焊縫檢測裝置、工業PC、放大器、電機、焊接頭，所述焊縫檢測裝置連接到工業PC，工業PC另一端與放大器相連接，放大器與電機相連接，電機另一端與焊接頭相連接，該系統主要運用於雷射拼焊中，形成閉環反饋檢測系統。
[0007]其中，所述的焊縫檢測裝置主要包括CXD攝像頭、條形光源、圖像採集卡，CXD攝像頭的一端與條形光源相連接，CXD攝像頭的另一端連接到圖像採集卡。
[0008]在焊縫圖像處理過程中，受工件表面不平整以及劃痕等影響，需要獲取的焊縫是一條較亮的、連續的結構光帶。所以在工業PC中裝有圖像處理軟體對其進行相應的處理。具體處理過程:採集到的原始圖像，經過加窗處理，使圖像增強後，獲取所需的圖像並抽取光帶的中心作為偏差信號分析的最終圖片成型。
[0009]該自動對位雷射拼焊系統所獲得的有益效果為:
[0010]I)提高焊接質量與效果；[0011]2)減小光斑的直徑，降低雷射輸出功率，節約生產成本；
[0012]3)生產加工實現自動化，提高工作效率；
[0013]4)控制焊接頭的行走路線，防止焊件變形；
[0014]5)減少焊接工裝所需的夾具；
[0015]6)便於焊後的進一步處理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0017]圖一為本實用新型自動對位雷射拼焊系統的整體結構組成以及工作流程示意圖。
[0018]圖二為光帶寬度為IOOmm的平面圖。
[0019]圖三為光帶寬度為20mm的平面圖。
[0020]附圖中所標註的序列號含義如下:
[0021]1.焊縫、2.光帶、3.鋼板1、4.鋼板2、5.焊接頭、6.條形光源、7.C⑶攝像頭、8.圖像採集卡、9.電機、10.放大器、11.工業PC、12.信號輸出、13.外光路系統、14.LASER (雷射)
【具體實施方式】:
[0022]以下結合附圖對本實用新型的技術方案作進一步的描述。
[0023]實施方案一:
[0024]I)用雷射拼焊裝置裝夾兩塊需拼焊的鋼板(如圖所示鋼板I (3)、鋼板2 (4))。
[0025]2 )開啟焊縫正上方的條形光源(6 )、CXD攝像頭(7 )及其他設備。
[0026]3)(XD攝像頭(7)對焊縫(I)進行拍攝，圖片採集卡(8)保存來自攝像頭的圖片信息，傳輸給工業PC (11)。
[0027]4)現場由圖像採集卡(8)採集的圖像，先進行加窗處理，提取主要部位的信息量。
[0028]5)對加窗處理過的圖像進行圖像增強功能。
[0029]6)經過圖像增強的圖片直接進行一維LOG濾波器處理，儘可能多地減少噪音對有用信息的影響。
[0030]7)對濾波處理後的圖像進行二值化處理，即可得到雷射光帶與圖像背景分離的二值圖，由此可得到由單像素組成的連續中心線。
[0031]8)提取光帶中心(2)(如圖二所示)，光帶寬度為100mm。
[0032]9)反饋到工業PC(Il)，與指令進行比較，得到比較之後的偏差信號。
[0033]10)偏差信號經過放大器(10 )放大後傳送至執行電機(9 )，執行電機(9 )控制焊接頭(5)向消除偏差的方向進行雷射焊接。
[0034]11)完成雷射拼焊。
[0035]實施方案二:
[0036]I)用雷射拼焊裝置裝夾兩塊需拼焊的鋼板(如圖所示鋼板I (3)、鋼板2 (4))。
[0037]2 )開啟焊縫正上方的條形光源(6 )、CXD攝像頭(7 )及其他設備。
[0038]3)(XD攝像頭(7)對焊縫(I)進行拍攝，圖片採集卡(8)保存來自攝像頭的圖片信息，傳輸給工業PC (11)。[0039]4)現場由圖像採集卡(8)採集的圖像，先進行加窗處理，提取主要部位的信息量。
[0040]5)對加窗處理過的圖像進行圖像增強功能。
[0041]6)經過圖像增強的圖片直接進行一維LOG濾波器處理，儘可能多地減少噪音對有用信息的影響。
[0042]7)對濾波處理後的圖像進行二值化處理，即可得到雷射光帶與圖像背景分離的二值圖，由此可得到由單像素組成的連續中心線。
[0043]8)提取光帶中心(2)(如圖三所示)，光帶寬度為20mm。
[0044]9)反饋到工業PC(Il)，與指令進行比較，得到比較之後的偏差信號。
[0045]10)偏差信號經過放大器(10 )放大後傳送至執行電機(9 )，執行電機(9 )控制焊接頭(5)向消除偏差的方向進行雷射焊接。
[0046]11)完成雷射拼焊。
[0047]根據實施方案二提取光帶中心的範圍比實施方案一的光帶中心範圍較小，該步驟可以提高系統內部處理圖像信息及發送信號的速度，提高生產效率。
[0048]以上所述的實施例僅為本實用新型的優選方案，並不用於限制本實用新型，對於所屬領域的技術人員來說，本實用新型在上述所說的基礎上，可以有各種更改和變化。在此無法對所有實施方式進行一一列舉。凡在本實用新型原則之內，或者由本實用新型的精神所引申出的顯而易見的變動均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種自動對位雷射拼焊系統，其特徵在於:它主要包括焊縫檢測裝置、工業PC、放大器、電機、焊接頭，所述焊縫檢測裝置連接到工業PC，工業PC另一端與放大器相連接，放大器與電機相連接，電機另一端與焊接頭相連接，該系統主要運用於雷射拼焊中，形成閉環反饋檢測系統。
2.根據權利要求1所述的自動對位雷射拼焊系統，其特徵在於所述的焊縫檢測裝置主要包括CCD攝像頭、條形光源、圖像採集卡，CCD攝像頭的一端與條形光源相連接，CCD攝像頭的另一端連接到圖像採集卡。
【文檔編號】B23K26/08GK203610842SQ201320428760
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年7月18日 優先權日:2013年7月18日
【發明者】陳孝山, 曹毅, 王小紅, 樊宇, 浦曉峰, 陸星燁 申請人:江蘇和昊雷射科技有限公司