[發明專利]一種復雜異形薄板箱型結構機器人高效精準焊接系統

在審

• 申請號: 201910728152.6
• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN112338379A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 王克鴻;張明朗;朱科宇;金鳴;錢旭升;汪海
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B23K31/02
• 分類號: B23K31/02;B23K37/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 趙毅

1.一種復雜異形薄板機器人高效精準焊接系統，其特征在于，該系統包括計算機、焊接系統、CCD測溫系統、FPGA裝置、多熱源加熱裝置，其中，CCD測溫系統、多熱源加熱裝置均與FPGA裝置(7)相連；FPGA裝置與計算機(8)相連；所述的焊接系統包括：焊接電源、控制柜、焊接機器人、保護氣、焊接水冷裝置；

所述的CCD測溫系統包括CCD相機(5)、濾光片(4)、數據采集卡(6)、夾具；通過夾具固定于焊槍(1)，調節至焊縫(9)前端熔池位于CCD相機(5)視場中心，與焊槍(1)協同運動，獲得薄板(10)焊縫周圍的圖像；

所述的計算機(8)內設置MATLAB軟件對CCD測溫系統的獲得薄板(10)焊縫周圍圖像進行處理獲得薄板溫度場；設置ANSYS軟件，利用測溫系統獲得的溫度場獲得薄板應力應變場，進而獲得多熱源加熱裝置作用位置；

所述的FPGA裝置(7)獲得ANSYS軟件分析所得的位置信息，向多熱源加熱裝置(14)的伺服電機發送脈沖串，形成運動指令控制伺服電機運動，使多熱源加熱裝置(14)以運動到相應位置。

2.如權利要求1所述的復雜異形薄板箱型結構機器人高效精準焊接系統，其特征在于，集成FPGA裝置(7)與ANSYS軟件，用于準確獲得焊接熱源裝置(14)在工件(10)上的加熱位置。

3.如權利要求1所述的復雜異形薄板箱型結構機器人高效精準焊接系統，其特征在于，FPGA裝置(7)采用ALTERA公司EP1C20。

4.如權利要求1所述的復雜異形薄板機器人高效精準焊接系統，其特征在于，所述的多熱源加熱裝置(14)以圓周形式均勻分布有17個分熱源(11)，該裝置通過夾具(12)固定。

5.如權利要求4所述的復雜異形薄板機器人高效精準焊接系統，其特征在于，多熱源加熱裝置(14)的總直徑為20cm，可覆蓋常見薄板點焊接變形區域。

6.如權利要求4所述的復雜異形薄板機器人高效精準焊接系統，其特征在于，分熱源為單獨控制管道，17個單管道集成于總管道；每個管道具有開啟和閉合功能，受控于FPGA裝置。

7.如權利要求4所述的復雜異形薄板機器人高效精準焊接系統，其特征在于，多熱源加熱裝置(14)設置在薄板(10)下部，固定于導軌(13)上，故加熱裝置可運動且速度可調，用于加熱不同大小的薄板件。

8.如權利要求4所述的復雜異形薄板箱型結構機器人高效精準焊接系統，其特征在于，多熱源加熱裝置(14)分熱源(11)的加熱溫度依靠溫度場數據反饋至FPGA裝置(7)進行控制，加熱裝置的運動實現依靠FPGA裝置(7)獲取加熱位置信息。

9.如權利要求1所述的復雜異形薄板箱型結構機器人高效精準焊接系統，其特征在于，CCD相機(5)型號為acA1920-155μm。