[發(fā)明專利]一種全自動激光焊接方法及裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410555647.0
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN104400217A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何文燦;崔西會;孫毅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: B23K26/044
• 分類號: B23K26/044;B23K26/24;B23K26/03
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動生產(chǎn)和加工領(lǐng)域，特別是任意直線或曲線及其組合軌跡的全自動激光焊接領(lǐng)域，具體為一種全自動激光焊接方法及裝置。

背景技術(shù)

激光焊接技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)電子、汽車制造和航空航天等領(lǐng)域，是一種高效、高精度、高可靠的連接方式。為了提高焊接效率和質(zhì)量一致性，一些全自動的激光焊接方法被開發(fā)出來。從檢索到的資料來看，全自動激光焊接方法利用的基本技術(shù)有兩種，第一種是基于圖像識別技術(shù)，第二種是基于自動夾具。

中國科學(xué)院沈陽自動化研究所與日本IHI公司共同合作開發(fā)了一條激光拼焊生產(chǎn)線。這條生產(chǎn)線只用來做兩塊鋼板的對接焊接，焊縫為一條直線(見文獻中國第1條全自動激光拼焊生產(chǎn)線問世.Science?Brief,July?2008：61)。此外，長春一汽寶友鋼材加工配送中心，武漢蒂森克虜伯激光拼焊有限公司，上海寶鋼阿賽洛激光拼焊有限公司，廣州花都寶井激光拼焊板有限公司等都有類似的全自動激光焊接生產(chǎn)線(見文獻閆志波，劉培月，王長銘.激光拼焊生產(chǎn)線的組成及應(yīng)用.應(yīng)用激光.October2008,Vol.28,No.5:379～382)。這種焊接方式的工作原理是通過攝像頭在線采集圖像，然后圖像識別尋找焊縫，進而引導(dǎo)激光束進行焊接。但是目前，其只能焊接直線焊縫，對于小半徑圓弧焊縫無法實現(xiàn)焊接。

文列龍等申請的“一種全自動激光焊接機”專利(中國，專利號201210039174.X和201220055927.1)，主要是從上下料的角度進行的，其對方形工件可實現(xiàn)自動上下料，位置精度是由定位夾具通過機械的方式實現(xiàn)，對隨意擺放的工件無法實現(xiàn)焊接。

文列龍等申請的“全自動激光焊接機”專利(中國，專利號201310165935.0)，也是從全自動夾具的方面來保證焊接的全自動化的，對隨意擺放的工件無法實現(xiàn)焊接。

吳軒等申請的“一種全自動激光焊接機裝置及作業(yè)方法”專利(中國，專利號201210147237.3)是通過轉(zhuǎn)盤夾具和不同高度墊塊的使用方面保證批量產(chǎn)品的自動焊接的，其強調(diào)的是夾具的全自動化，對于隨意擺放的工件無法實現(xiàn)焊接，激光不會因為工件位置的偏移進行相應(yīng)調(diào)整。

李圣怡等申請的“光纖有源器件自動激光焊接裝置”專利(中國，專利號200510032570.X)是通過二維的角度傾斜臺和兩個正交放置結(jié)構(gòu)完全相同的微動平臺來調(diào)整光源位置實現(xiàn)全自動激光焊接的，僅適用于對接的結(jié)構(gòu)，對于任意直線或曲線及其組合軌跡無能為力。

山口勝申請的“自動激光焊接機”專利(中國，專利號201220551765.0)是利用固定在四軸聯(lián)動的導(dǎo)軌上的激光焊接頭并配合旋轉(zhuǎn)伺服電機來實現(xiàn)空間任意點的激光焊接的，從結(jié)構(gòu)上能夠?qū)崿F(xiàn)激光達到空間任意點，但未涉及激光機對隨意擺放的工件的適應(yīng)性。

在電弧焊領(lǐng)域，實現(xiàn)環(huán)縫的自動化設(shè)備被開發(fā)出來(見文獻郗安民，劉穎，狄春良.密封殼體全自動焊接機的研究.組合機床與自動化加工技術(shù).1999，4：27～29)，此設(shè)備專門針對冰箱壓縮機上下殼進行焊接，其焊縫軌跡通過專門的機械裝置實現(xiàn)的，對于不同品種產(chǎn)品的適應(yīng)性和柔性生產(chǎn)能力不足。

機器人已被成功應(yīng)用于焊接領(lǐng)域來實現(xiàn)全自動焊接，尤其是在點焊和弧焊方面應(yīng)用較為成熟。中航工業(yè)西安飛機工業(yè)有限責任公司的張兵憲等應(yīng)用弧焊機器人成功解決了飛機起落架的焊接問題(見文獻張兵憲，莊明祥.飛機起落架機器人焊接工藝研究.航空制造技術(shù).2012，13：156～159)。不過國內(nèi)弧焊機器人主要是屬于示教在線型和離線編程型，自動化程度較低，高級的智能型焊接機器人仍在研發(fā)當中(見文獻王啟玉，陳志強，于青春.我國焊接機器人的發(fā)展現(xiàn)狀.現(xiàn)代零部件.2013，3：77～78；陳善本.智能化機器人焊接技術(shù)研究進展.機器人技術(shù)與應(yīng)用.2007，3：8～11)。

基于機器人的全自動激光焊接技術(shù)也在不斷發(fā)展。目前汽車工業(yè)中主要用此技術(shù)進行點焊來替代電阻焊。沈陽新松機器人自動化股份有限公司的曹景興等人開發(fā)的基于動態(tài)仿真分析的激光焊接機器人可解決高精度自動激光焊接問題，為機器人激光焊接技術(shù)指明了一個發(fā)展方向，但此技術(shù)目前仍在研究當中(見文獻曹景興，張健夫.基于動態(tài)仿真分析的激光焊接機器人應(yīng)用.現(xiàn)代零部件.2013，2：84～86)。