[發(fā)明專(zhuān)利]汽車(chē)車(chē)身點(diǎn)焊飛濺檢測(cè)與控制裝置及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210095247.7
• 申請(qǐng)日: 2012-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102601512A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王克鴻;劉敏;王曉宇;張春陽(yáng);董春雨;周琦;江俊龍;付揚(yáng)帆
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B23K11/36
• 分類(lèi)號(hào): B23K11/36;B23K11/11;B23K11/30
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 32203
• 代理人: 朱顯國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種汽車(chē)車(chē)身點(diǎn)焊裝置和檢測(cè)控制方法，特別是一種基于熔池視覺(jué)檢測(cè)的汽車(chē)車(chē)身點(diǎn)焊飛濺檢測(cè)控制方法和裝置。

背景技術(shù)

電阻點(diǎn)焊是壓力焊的一種，其原理是通過(guò)電極給焊件施加壓力，利用電流通過(guò)接頭的接觸面及鄰近區(qū)域所產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接。與傳統(tǒng)的弧焊工藝相比，點(diǎn)焊具有接頭質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高、輔助工序少、無(wú)須填加焊接材料、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、清潔衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)防和國(guó)民生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，尤其成為汽車(chē)制造業(yè)不可或缺的焊接工藝方法，且應(yīng)用前景不斷擴(kuò)大。然而在車(chē)體領(lǐng)域的初期自主保養(yǎng)活動(dòng)中，調(diào)查初期清掃的垃圾，幾乎都是飛濺。這些飛濺，不僅浪費(fèi)了清掃時(shí)間，附在車(chē)體上造成品質(zhì)不良；另外生產(chǎn)過(guò)程中溶解電線或附在開(kāi)關(guān)上等造成設(shè)備故障，引發(fā)生產(chǎn)中斷。由此可見(jiàn)，汽車(chē)車(chē)身點(diǎn)焊質(zhì)量與效率卻一直受到飛濺的制約。所謂“飛濺”是在點(diǎn)焊中熔融狀態(tài)的金屬發(fā)生火花飛濺的現(xiàn)象。從焊接的板與板之間跳出來(lái)的稱為中間飛濺；從連接電極的表面飛散出來(lái)的叫表面飛濺。

汽車(chē)殼體生產(chǎn)過(guò)程中急需要一種用于檢測(cè)點(diǎn)焊飛濺的方法和裝置，通過(guò)檢測(cè)評(píng)判飛濺等級(jí)，尋找規(guī)律。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一套汽車(chē)車(chē)身點(diǎn)焊飛濺的檢測(cè)裝置和控制方法，利用該裝置不僅可以在線的檢測(cè)點(diǎn)焊飛濺，還可以通過(guò)對(duì)采集的飛濺圖像進(jìn)行處理，得出飛濺特征，并給出飛濺產(chǎn)生的方位，作出質(zhì)量評(píng)判，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量低能耗焊接的雙重要求。

附圖一所示汽車(chē)車(chē)身點(diǎn)焊飛濺檢測(cè)裝置示意圖。主要裝置包括：焊鉗；點(diǎn)焊焊鉗下電極位置傳感器；上電極臂；?1號(hào)工業(yè)CCD；?2號(hào)工業(yè)CCD；圖像采集卡；工業(yè)計(jì)算機(jī)；上電極；下電極；下電極臂。焊鉗、點(diǎn)焊焊鉗下電極位置傳感器、上電極臂、上電極、下電極、下電極臂組成汽車(chē)車(chē)身點(diǎn)焊焊接裝置；技術(shù)解決方案為：1號(hào)工業(yè)CCD、2號(hào)工業(yè)CCD型號(hào)選用敏通1881EX型，配合啟光公司的FS-LM2514型鏡頭，CCD鏡頭前端安裝濾光片，1號(hào)工業(yè)CCD、2號(hào)工業(yè)CCD與濾光片組成圖像采集系統(tǒng)；其特征在于：焊鉗、點(diǎn)焊焊鉗下電極位置傳感器、上電極臂、上電極、下電極、下電極臂組成汽車(chē)車(chē)身點(diǎn)焊焊接裝置；1號(hào)工業(yè)CCD、2號(hào)工業(yè)CCD安裝在電焊焊機(jī)上電極臂上，1號(hào)工業(yè)CCD、2號(hào)工業(yè)CCD的鏡頭采像軸線與上電極軸線同平面；1號(hào)工業(yè)CCD、2號(hào)工業(yè)CCD鏡頭中心線延長(zhǎng)線與上電極端面中心點(diǎn)相交于一點(diǎn)；1號(hào)工業(yè)CCD、2號(hào)工業(yè)CCD采集焊接過(guò)程飛濺圖像，通過(guò)數(shù)據(jù)線與圖像采集卡實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連接；圖像經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集卡由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)傳輸至工業(yè)計(jì)算機(jī)。?

附圖2所示汽車(chē)車(chē)身點(diǎn)焊飛濺檢測(cè)控制系統(tǒng)示意圖。主要裝置包括：焊鉗；點(diǎn)焊焊鉗下電極位置傳感器；上電極臂；?1號(hào)工業(yè)CCD；?2號(hào)工業(yè)CCD；圖像采集卡；工業(yè)計(jì)算機(jī)；上電極；下電極；下電極臂；數(shù)模轉(zhuǎn)換接口；變頻器；交流伺服電機(jī)。技術(shù)解決方案為：定義飛濺系數(shù)K=K1*s+K2*θ（K1,K2常數(shù)項(xiàng)系數(shù)；s飛濺面積，此處為處理后輪廓包含的像素?cái)?shù)；θ飛濺軸線與標(biāo)定線間角度）。

第一步，開(kāi)啟汽車(chē)車(chē)身點(diǎn)焊飛濺檢測(cè)裝置，工業(yè)CCD采集點(diǎn)焊焊接飛濺圖像，通過(guò)數(shù)據(jù)線與圖像采集卡實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連接；數(shù)據(jù)采集卡?將飛濺圖像由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)傳輸至工業(yè)計(jì)算機(jī)；

第二步，工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)基于VC++的圖像處理程序?qū)Σ杉w濺圖像的實(shí)時(shí)處理，獲取飛濺輪廓，提取飛濺大小與特征參數(shù)，得到飛濺系數(shù)K值；

第三步，工業(yè)計(jì)算機(jī)將獲得的飛濺特征參數(shù)作為反饋經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換接口和變頻器傳輸至交流伺服電機(jī)，伺服電機(jī)將反饋動(dòng)作傳給點(diǎn)焊焊鉗下電極位置傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)下電極運(yùn)動(dòng)方式與施加力的大小及方向的控制；由1號(hào)工業(yè)CCD4、?2號(hào)工業(yè)CCD5采集汽車(chē)車(chē)身點(diǎn)焊飛濺圖像，工業(yè)計(jì)算機(jī)處理圖像獲得獲取飛濺輪廓，提取飛濺大小與特征參數(shù)，得到飛濺系數(shù)K值經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換接口和變頻器傳輸至交流伺服電機(jī)，交流伺服電機(jī)將反饋動(dòng)作傳給點(diǎn)焊焊鉗下電極位置傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)下電極運(yùn)動(dòng)方式與施加力的大小及方向的控制，從而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)車(chē)身點(diǎn)焊飛濺檢測(cè)控制的閉環(huán)控制。

附圖3所示防“鬼像”濾光系統(tǒng)裝置示意圖。主要部位包括：?CCD鏡頭套筒、濾光片套筒、擋飛濺玻璃片固定套筒、擋飛濺玻璃片。技術(shù)解決方案為：A區(qū)用于放置CCD鏡頭部分；B區(qū)用于放置濾光片，安裝時(shí)將濾光片置于A區(qū)和B區(qū)之間的凸臺(tái)上，再利用一個(gè)緊固螺環(huán)從右端擰入，將濾光片和減光片夾緊；C區(qū)用于放置擋飛濺用的玻璃片。為了方便及時(shí)更換玻璃片而盡量減小對(duì)減光片的影響，利用套筒結(jié)構(gòu)將玻璃片外置，與左端的主體部分（A+B部分）進(jìn)行螺紋連接，以保證CCD鏡頭和濾光片中心之間沒(méi)有足夠高的同心度。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)裝置相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是：