[發明專利]電子束焊機焊縫示教尋跡方法及系統

有效

• 申請號: 201611074731.6
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106425076B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 韋壽祺;黃小東;費翔;秦玉江;陸葦;郭華艷;王建輝;梁祖明;王宗坤;唐強
• 申請（專利權）人: 桂林獅達機電技術工程有限公司
• 主分類號: B23K15/06
• 分類號: B23K15/06
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司45107
• 代理人: 陳躍琳

技術領域

本發明涉及電子束加工設備技術領域，具體涉及一種電子束焊機焊縫示教尋跡方法及系統。

背景技術

電子束焊機是一種性能卓越的焊接設備，但該種設備需在真空環境中工作，給焊接過程的觀察、監控等帶來了極大的不便。目前電子束焊機一般都是通過觀察窗、攝像頭等手段監控焊接過程。這種光學觀察系統雖然觀察直觀、操作簡便，但對焊縫的精確示教尋跡卻存在較大的缺陷：

1、光學觀察系統的視差依靠人為經驗矯正，缺乏可量化的判斷參數，主觀隨機性大。

2、光學觀察系統易被污染，影響觀察清晰度。

3、需要通過電子束在焊件上“打點”的方式判斷電子束斑與焊縫的重合度，“打點”對焊件表面構成一定損傷，不宜對精密焊件進行“打點”。

隨著電子束焊機的性能要求越來越高，通過光學觀察系統以人為經驗定位焊縫的方法將被淘汰，需要建立一套可量化參數的定位焊縫的方法，以便快速、精確地對焊縫進行示教尋跡。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有通過光學觀察系統以人為經驗定位焊縫的方法所存在的精度不高的問題，提供一種電子束焊機焊縫示教尋跡方法及系統。

為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種電子束焊機焊縫示教尋跡方法，具體包括如下步驟：

步驟1、借助光學觀察系統，操作工作臺帶動其上的焊件移動，讓焊件焊縫上的其中1個特征點移動到電子束斑點附近，并記錄工作臺此時的位置坐標(x₀，y₀)；

步驟2、操作工作臺，讓工作臺僅沿著x軸或僅沿著y軸移動，并使得電子束斑點移動軌跡與焊縫軌跡交叉；工作臺每移動一個固定的距離δ，便記錄一次工作臺的實際位置坐標及對應的二次電子信號值I_e；

步驟3、計算工作臺在本次移動過程中，所有記錄點的二次電子信號值I_e的平均值I_em；

步驟4、計算二次電子信號的閾值I_ek，其中

I_ek＝αI_em

式中，α為二次電子信號的閾值系數，I_em為二次電子信號的平均值；

步驟5、尋找二次電子信號值I_e不大于二次電子信號閾值I_ek的區域，并據此確定該特征點所對應的工作臺的精確位置坐標；即

當工作臺沿著x軸移動時，二次電子信號值I_e不大于二次電子信號閾值I_ek的區域為x₁～x₂，則該特征點所對應的工作臺的精確位置坐標為

當工作臺沿著y軸移動時，二次電子信號值I_e不大于二次電子信號閾值I_ek的區域為y₁～y₂，則該特征點所對應的工作臺的精確位置坐標為

步驟6、重新選擇焊件焊縫上的1個新的特征點，并重復步驟2-5，直至確定完焊件焊縫上所有特征點所對應的工作臺的精確位置坐標；

步驟7、根據焊件焊縫軌跡的幾何形狀及尺寸及步驟6所得到的特征點的精確位置坐標，由中央控制單元編程驅動工作臺9運動，使得焊件的完整焊縫軌跡依次通過電子束斑點進行焊接。

上述步驟2中，需要將加速電壓通過閉環控制穩定于U_a值，并將電子束流通過閉環控制穩定于I_b值。

上述步驟2中，加速電壓U_a按工作電壓要求設定；電子束流I_b的取值范圍為0.01～1mA。

上述步驟2中，距離δ的取值范圍0.01～0.1mm；步驟4中，二次電子信號閾值系數α的取值范圍0.2～0.5。

另一種電子束焊機焊縫示教尋跡方法，具體包括如下步驟：

步驟1、借助光學觀察系統，調節偏掃電源的電流，使得電子束斑點移動到焊件焊縫上的其中1個特征點附近，并記錄電子束斑點在該位置所對應的偏掃電源的電流值(I_x0，I_y0)；

步驟2、僅調節偏掃電源的x軸電流或僅調節偏掃電源的y軸電流，使得電子束斑點移動軌跡與焊縫軌跡交叉；偏掃電源每變化一個固定的電流值μ，便記錄一次偏掃電源的實際電流值及對應的二次電子信號值I_e；