[發明專利]一種T型接頭激光焊接焦點軌跡確定方法

有效

• 申請號: 201811146828.2
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109128540B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 何恩光;陳俐;陳新松;王彬;張高峰
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B23K26/70
• 分類號: B23K26/70;B23K26/21
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種T型接頭激光焊接焦點軌跡確定方法。該方法所用裝置包括激光焊接裝置、待焊工件、激光焦點獲取裝置、控制系統，首先標定相機與激光焊接頭的位置關系，然后把路徑規劃信息導入控制系統；控制系統根據激光頭距離待焊位置的距離與焦距f₀進行比較；計算出激光焊接執行端與待焊T型接頭底板和筋板的位置基準，確定焊接執行端的姿態信息，并與T型接頭激光焊接工藝要求比較，并發出運動指令或調整指令給機器人，直到焦距和姿態滿足焊接工藝要求后，系統記錄坐標信息并運動到下一個示教位置，重復并確定軌跡。本發明提出了一種激光焊接焦點軌跡可視化定位方法，解決T型接頭激光焊接過程中焦點定位精度低和效率低等問題。

技術領域

本發明涉及激光焊接領域，具體地說是一種T型接頭激光焊接焦點軌跡確定方法。

背景技術

激光焊接焦點自動、精確尋位技術一直是機器人焊接自動化技術研究的熱點和難點，也是焊接界工作者致力研究的重要課題。激光焊接尋位，主要是通過檢測焊槍與焊縫的相對位置，進而對理論焊接路徑進行修正，從而保證激光焊接質量的高可靠和焊接過程的高效率。激光焊接焦點自動精確尋位有利于實現焊接數字化、智能化制造模式，為企業提升市場競爭力，是未來發展的趨勢所在。

整體帶筋壁板是飛機等飛行器結構的重要部件之一，且具有廣闊的應用前景。帶筋壁板制造的主要制造方法為激光焊接，目前空客公司已經將鋁合金飛機帶筋壁板激光焊接制造技術成功應用于大型客機。帶筋壁板的典型結構形式為T型接頭，因此，帶筋壁板制造的主要工序之一即為T型接頭的激光焊接。T型接頭激光焊接過程中，確定激光焊接焦點位置是保證焊接質量的重要前提，是激光焊接必不可少的工序。在確保T型接頭焊縫質量的前提下，提高T型接頭激光焊接焦點尋位的智能化水平是提升T型接頭焊接焊縫質量和效率的關鍵所在。

目前激光焊接焦點尋位技術主要分為兩類，一種是通過接觸式傳感器(如Sansonic和安川)獲得激光焊接槍與焊縫相對位置和焊接環境信息，實現對焊接焦點位置的確定，但是這種方法存在精度低，易引起激光焊接過程焦點位置不穩定，從而導致焊縫內部質量問題；另外一種通過激光掃描跟蹤傳感器尋找焊縫位置，這種類型的傳感器存在尋位速度慢、結構復雜、價格昂貴等問題，且存在激光信息量少和本身固有的“盲點”現象。

發明內容

本發明的目的就是解決以上技術中存在的問題，并為此提供一種T型接頭激光焊接焦點軌跡確定方法。該方法能解決薄板T型接頭激光焊接焦點尋位精度差、效率低等問題，提高T型接頭激光焊接過程焦點位置定位精度和效率，提升T型接頭激光焊接過程穩定性和焊縫質量。

為達到上述技術目的，本發明采用以下技術方案：

一種T型接頭激光焊接焦點軌跡確定裝置，包括激光焊接裝置、待焊工件、激光焦點獲取裝置、控制系統，其中

所述激光焦點獲取裝置包括第一相機、第二相機；

所述激光焊接裝置包括激光焊接頭、機器人、激光器，所述機器人在控制系統的控制下，帶動激光焊接頭按照設定的路徑行進；

所述控制系統與激光焊接裝置、激光焦點獲取裝置相連，控制系統接收第一相機、第二相機的信息，并向機器人運動指令或調整指令。

作為優選，所述第一相機為長焦相機。

作為優選，所述第二相機為廣角相機。

一種T型接頭激光焊接焦點軌跡確定方法，采用上述設備進行確定，包括以下步驟：

步驟一，設備準備，將激光焊接裝置、待焊工件、激光焦點獲取裝置、控制系統就位并連接；

步驟二，標定第一相機與激光焊接頭的位置關系，使待焊工件表面位于第一相機的景深范圍內；

步驟三，根據待焊工件、T型接頭的參數，進行激光焊接路徑規劃，并把路徑規劃信息導入控制系統；