[發明專利]一種動力電池盒動態在線高速激光焊接系統及其工作方法

在審

• 申請號: 201811212513.3
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109175694A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 湯旭東
• 申請（專利權）人: 同高先進制造科技(太倉)有限公司
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/082
• 代理公司: 蘇州佳博知識產權代理事務所(普通合伙) 32342
• 代理人: 唐毅

本發明提供一種動力電池盒動態在線高速激光焊接系統及其工作方法，該焊接系統包括振鏡式激光掃描焊接系統、控制系統及傳輸線，根據動力電池盒實時移動速度確認電池盒頂蓋相對激光光束的位移偏差，并通過電池盒位移坐標提供補償值和編碼器的編碼脈沖計數增量變化實現焊接過程中不同計數時的振鏡偏轉，從而對所述位移偏差進行校正。本發明采用動態在線實時校正方法，獲得動力電池盒位移坐標的補償量，從而糾正動力電池盒運動帶來的光束焊接軌跡畸變。

技術領域

本發明涉及激光焊接技術領域，特別涉及一種動力電池盒動態在線高速激光焊接系統及其工作方法。

背景技術

動力電池盒振鏡掃描式激光焊接是采用振鏡掃描鏡組對動力電池盒頂蓋進行動態焊接的一項技術，不同于一般采用機械裝置帶動掃描頭在平面上來回運動完成掃描，傳統的機械式掃描精度低、慣性大、響應速度慢，而掃描振鏡采用高速往復伺服電機帶動的x、y兩個振鏡掃描頭，通過x、y兩軸的伺服系統向兩軸的伺服電機發出指令信號，帶動x、y兩軸的掃描振鏡分別沿x軸和y軸做出偏轉，通過兩軸振鏡的配合運動，使具有一定功率密度的激光焦點在動力電池盒頂蓋平面上按所需要求并根據待掃描圖形的輪廓快速運動，形成掃描軌跡，激光掃描振鏡系統具有精度高、慣性小、響應速度快的優點。這類激光振鏡掃描系統廣泛應用于激光成像、標刻、打孔、雕刻、淬火、切割、焊接等激光加工領域。

在大多數工業激光焊接應用中，平均焊接時間相對于裝載和配置整個系統的時間，占比很小，大部分焊接時間只占一個操作周期的20％-50％之間，其它時間用于振鏡重新定位與電池盒頂蓋固定。而采用振鏡掃描激光焊接技術，將大大減少振鏡重新定位時間，焊接時間占比可以增加到70％以上，可快速、精確焊接掃描范圍內的任意點，比傳統焊接速度可以提高5倍以上。具體而言，振鏡掃描激光焊接技術相對于傳統的激光焊接技術，具有以下優點：(1)定位速度快，大大縮短加工時間，提高效率；(2)采用計算機控制，定位精度高，焊接精度得到大大提高；(3)激光焊接設備與頂蓋距離遠，不與動力電池盒直接接觸，焊接范圍明顯變大；(4)可達性好，對難以接近的動力電池盒頂蓋部位進行焊接。

然而，上述振鏡掃描式激光焊接系統的一個缺點就是在進行激光焊接時，激光光束在頂蓋表面高速移動，而此時電池盒頂蓋必須位置固定以進行準確定位，否則會引起焊接失誤或失敗。

鑒于此，本發明提供一種新的動力電池盒動態在線高速激光焊接系統及其工作方法，以克服上述部分問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種焊接精度高的動力電池盒動態在線高速激光焊接系統及其工作方法。

為實現上述目的，本發明采用的一個技術方案是：一種動力電池盒動態在線高速激光焊接系統，其包括振鏡式激光掃描焊接系統、控制系統及傳輸線，所述振鏡式激光掃描焊接系統包括激光源、掃描激光頭，所述控制系統包括掃描控制卡、激光動態焊接卡及傳輸線運動控制卡，所述傳輸線上耦合光電編碼器，所述光電編碼器輸出的脈沖信號傳遞至所述激光動態焊接卡，所述激光動態焊接卡具有多個接口，通過一接口將脈沖信號同步傳遞至所述掃描控制卡，經另一接口將脈沖信號傳遞至所述傳輸線運動控制卡，所述掃描控制卡具有諸多個接口，其中所述掃描控制卡的若干接口與所述激光源相連，所述掃描控制卡的另外若干接口與所述掃描激光頭相連并發出同步信號與時鐘信號。

所述掃描激光頭內固定有檢流計式偏轉振鏡，所述檢流計式偏轉振鏡包括x軸偏轉振鏡和y軸偏轉振鏡，并分別由x軸執行電機和y軸執行電機驅動。

所述x軸執行電機、y軸執行電機均采用檢流計式有限轉角電機，其偏轉角控制在±20°以內。