[發(fā)明專利]一種錫絲精密焊接裝置及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710413205.6
• 申請(qǐng)日: 2017-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN107199406B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐琦;王浩;李仁明;葉凱;喻露;吳燦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢比天科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B23K26/38
• 分類號(hào): B23K26/38;B23K26/70
• 代理公司: 武漢帥丞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及錫絲焊接領(lǐng)域，特涉及一種錫絲精密焊接裝置及控制方法。

背景技術(shù)

錫絲配激光焊接方向，受焊接穩(wěn)定性制約，這種方式一直未能被廣泛采用。而對(duì)焊接穩(wěn)定性影響最大的因素是送錫絲的精準(zhǔn)度，包括推送到焊接點(diǎn)的錫絲存在空間位置偏差、錫絲過(guò)長(zhǎng)或者過(guò)短、錫絲過(guò)度熔化形成錫球、焊接過(guò)程中錫絲彎曲或者變形、送絲誤差累積或每次熔化的錫絲長(zhǎng)度不一致造成送絲長(zhǎng)度偏差較大等。

目前，通過(guò)縮短送錫嘴前端伸出的錫絲的長(zhǎng)度可有效消除錫絲的空間偏差和變形等問(wèn)題，但是，當(dāng)錫絲過(guò)度熔化形成錫球時(shí)，非常容易堵住送錫嘴，此時(shí)必須人工清理錫球并重新調(diào)整錫絲位置方可繼續(xù)生產(chǎn)，同樣滿足不了連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的要求。此外，送絲累計(jì)誤差等問(wèn)題也急需解決。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種錫絲精密焊接裝置及控制方法。本發(fā)明以兩套視覺(jué)系統(tǒng)采集錫絲三維圖像為基礎(chǔ)，通過(guò)比較初始和檢測(cè)時(shí)錫絲的長(zhǎng)度、位置和姿態(tài)等參數(shù)并獲取偏差，再借助激光切錫工藝、自動(dòng)捋錫工藝和自動(dòng)推收錫絲方法，解決錫絲頂端形成錫球、彎曲、變形、長(zhǎng)度誤差累計(jì)等問(wèn)題。且本發(fā)明的裝置和方法簡(jiǎn)單可靠，有助于實(shí)現(xiàn)錫絲焊接的高精度連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)，對(duì)連續(xù)生產(chǎn)的節(jié)拍影響很小。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種錫絲精密焊接控制方法，一號(hào)成像系統(tǒng)垂直向下拍攝錫絲，用于采樣錫絲在水平面上的位置和形態(tài)圖像，二號(hào)成像系統(tǒng)在錫絲的垂直面上相對(duì)一號(hào)成像系統(tǒng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ角度后拍攝錫絲，控制器采集一號(hào)成像系統(tǒng)和二號(hào)成像系統(tǒng)的圖像并進(jìn)行圖像處理；其特征在于：包括以下步驟：

使用線性光源照射錫絲，錫絲在圖像中為亮色，背景為暗色，視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)錫絲按照像素寬度進(jìn)行采樣得到錫絲的多段線段P₁，控制器通過(guò)最小二乘法直線擬合得到的直線P₂的斜率k、截距b，獲得多線段P₁和直線P₂的偏離程度；

當(dāng)錫絲的初始長(zhǎng)度、位置和姿態(tài)確定后，分別計(jì)算錫絲在一號(hào)成像系統(tǒng)、二號(hào)成像系統(tǒng)成像圖片中的頂端坐標(biāo)(x₁,y₁)和(x₂,y₂)、直徑D₁和D₂、長(zhǎng)度L₁和L₂、擬合直線的斜率k₁和k₂、截距b₁和b₂、線性度相對(duì)誤差ξ₁和ξ₂，并將這些值記錄為初始參照值；

執(zhí)行錫絲檢測(cè)時(shí)，計(jì)算出當(dāng)前錫絲頂端坐標(biāo)(x₁′,y₁′)和(x₂′,y₂′)、直徑D₁′和D₂′、長(zhǎng)度L₁′和L₂′、擬合直線的斜率k₁′和k₂′、截距b₁′和b₂′、線性度相對(duì)誤差ξ₁′和ξ₂′，并計(jì)算兩幅圖像中的擬合直線與初始擬合直線的夾角β₁和β₂；

控制器判斷錫絲頂端是否形成錫球；當(dāng)D₁′與D₁或D₂′與D₂的比值大于設(shè)定閾值ρ₁時(shí)，判定錫球頂端過(guò)度熔化形成錫球，則實(shí)行激光切斷錫球的步驟；否則認(rèn)為錫球頂端正常；

控制器判斷錫絲是否彎曲變形，當(dāng)ξ₁′與ξ₁或ξ₂′與ξ₂的比值大于設(shè)定閾值ρ₂、擬合直線角度β₁或β₂的絕對(duì)值大于ρ₃時(shí)判定錫絲彎曲變形，認(rèn)為錫絲彎曲變形，則實(shí)行自動(dòng)捋錫的步驟；否則認(rèn)為錫絲沒(méi)有彎曲變形；

根據(jù)初始錫絲端點(diǎn)的坐標(biāo)(x₁,y₁)和(x₂,y₂)、檢測(cè)錫絲端點(diǎn)的坐標(biāo)(x₁′,y₁′)和(x₂′,y₂′)，并計(jì)算空間偏移量(Δx,Δy,Δz)的值，