[發明專利]焊接系統及焊縫跟蹤方法

在審

• 申請號: 201710945972.1
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN109648195A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 李陽;謝峰翠;余錦超;劉茂;李剛;余錦望;向水平;陳根余;陳焱;高云峰
• 申請（專利權）人: 大族激光科技產業集團股份有限公司;深圳市大族智能控制科技有限公司
• 主分類號: B23K26/08
• 分類號: B23K26/08;B23K26/24;B23K26/70
• 代理公司: 深圳市世聯合知識產權代理有限公司 44385
• 代理人: 谷惠英

本發明實施例公開了一種焊接系統及焊縫跟蹤方法，涉及激光加工技術領域。所述焊接系統包括：焊接設備和焊縫跟蹤系統；其中，所述焊縫跟蹤系統包括：跟蹤系統電氣柜和傳感器裝置；所述電氣柜中設有工控機，所述工控機中裝有運動控制卡；所述傳感器裝置與所述工控機電性連接，所述工控機與所述焊接設備電性連接。本發明實施例所述焊接系統使用輪廓傳感器、運動控制卡和工控機等裝置快速搭建焊縫跟蹤系統，通過探測和記錄焊縫的位置，以及記錄焊接過程中激光光斑的位置，并通過使用上述記錄的位置信息，既能解決前置誤差又能減小由焊接速度變化帶來的影響。

技術領域

本發明實施例涉及激光加工技術領域，特別是一種焊接系統及焊縫跟蹤方法。

背景技術

在汽車等相關制造業中，鈑金焊接是十分常見的加工工序。其中，拼接、疊焊等應用更為常見。隨著激光焊接的出現，對焊縫的定位精度以及焊縫的焊接軌跡精度的要求逐漸提高。拼接設備陸續添加了焊縫跟蹤的功能，而現有使用視覺的焊縫跟蹤中有兩類檢測焊縫的途徑，一類是電荷耦合元件和焊接光線同軸的“同軸式”，另一類是電荷耦合元件設置在焊接光斑之前的“前置式”。其中，焊縫探測傳感器與激光光斑有一定距離，稱之為“前置距離”。

發明人在研究本申請的過程中發現，現有技術中至少存在以下技術問題：

在使用“前置式”檢測方案時，因為前置距離的存在，傳感器下方探測到的探測區域的焊縫位置和激光光斑下方的工作區域中的焊縫位置并不一定相同，由此而產生焊接誤差，因為這種原因造成的誤差稱之為“前置誤差”。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題是，減小激光焊接時焊縫跟蹤的前置誤差。

為了解決上述技術問題，本發明實施例所述的一種焊接系統及焊縫跟蹤方法采用了如下所述的技術方案：

一種焊接系統，包括：焊接設備和焊縫跟蹤系統；所述焊縫跟蹤系統包括：跟蹤系統電氣柜和傳感器裝置；所述電氣柜中設有工控機，所述工控機中裝有運動控制卡；

所述傳感器裝置與所述工控機電性連接，所述工控機與所述焊接設備電性連接；

其中，所述焊接設備用于焊接和記錄激光光斑的坐標位置；所述傳感器裝置用于探測焊縫的坐標位置，所述工控機用于接收所述傳感器裝置探測的焊縫的坐標位置以及所述焊接設備記錄的激光光斑的坐標位置，所述工控機還用于通過所述運動控制卡向所述焊接設備發送控制所述激光光斑運動的運動執行指令。

進一步，所述的焊接系統，所述傳感器裝置包括：輪廓傳感器和傳感器控制器；所述傳感器控制器安裝在所述跟蹤系統電氣柜中。

進一步，所述的焊接系統，所述跟蹤系統電氣柜中還設有運動控制卡集線板，所述運動控制卡通過所述運動控制卡集線板與所述焊接設備電性連接。

進一步，所述的焊接系統，所述焊接設備包括：焊接裝置和焊接控制電氣柜；所述焊接控制電氣柜中設有：驅動器、分路器、切換盒和數控系統；

所述驅動器與所述分路器以及所述切換盒電性連接，所述分路器分別與所述數控系統和所述焊縫跟蹤系統電性連接；所述切換盒分別與所述數控系統和所述焊縫跟蹤系統電性連接；

所述驅動器用于接收激光光斑的坐標位置和傳送對所述激光光斑的控制指令，所述控制指令包括運動執行指令；所述切換盒和所述分路器均用于對信號分路，且所述切換盒還用于切換所述焊接控制電氣柜中的通路。

進一步，所述的焊接系統，所述焊接設備還包括：模擬控制面板；所述模擬控制面板與所述數控系統電性連接，并用于向所述數控系統發送對激光光斑的焊接位置或焊接速度的控制指令。

一種焊縫跟蹤方法，包括：以激光光斑的工作區域和對焊縫的探測區域共同所處的平面為坐標平面，探測焊縫的坐標位置并依次記錄所述焊縫的坐標位置，設所述焊縫的任意坐標位置為(X2，Y2)；