[發(fā)明專利]一種基于同步電參數(shù)與視覺的擺動焊接優(yōu)化方法

有效

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• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112171022B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設計）人: 李凱;何廣忠;謝元立;李萬君
• 申請（專利權）人: 中車長春軌道客車股份有限公司
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/095;B23K9/32
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 田春梅

本發(fā)明涉及一種基于同步電參數(shù)與視覺的擺動焊接優(yōu)化方法，包括以下步驟：步驟一：在焊接過程中，采集擺動焊接飛濺過程中的焊接電流，焊接電壓以及熔池情況圖像；步驟二：若同時滿足以下條件，則轉到步驟三；否則轉到步驟一；條件1：焊接過程飛濺產生頻率為焊槍擺動頻率的正整數(shù)倍；條件2：焊接電流的峰值與基值變化超出平均值的50％以上，存在多個極大值且多個極大值之間相差超過20％；條件3：焊槍在焊縫兩側的最大擺寬位置時，距焊縫的距離相差5％以上；步驟三：調整焊槍的位置。本發(fā)明通過在焊接過程采集到的電信號、圖像信號快速的分析判斷飛濺產生的原因，從而可以有針對性的實施工藝改善措施。

技術領域

本發(fā)明涉及焊接技術領域，特別涉及一種基于同步電參數(shù)與視覺的擺動焊接優(yōu)化方法。

背景技術

擺動焊接是在焊接時熱源在焊件上進行有規(guī)律的橫向擺動的焊接操作。焊接飛濺是困擾工藝人員、影響焊接過程穩(wěn)定性的主要問題之一。在采用熔化極活性氣體保護焊(MAG焊)時，無論手工焊還是自動焊都不可避免的存在飛濺。有時飛濺少而顆粒細小，有時飛濺多而顆粒大，這與焊接過程的多種因素影響都密不可分。往往出現(xiàn)大而多的飛濺時，不但影響了焊接過程穩(wěn)定性，還會造成焊縫外觀不好、熔池保護不良、甚至影響焊縫內部質量。在批量生產應用中，由于料件一致性不佳、工裝定位精度存在偏差、機器人校準或重復定位不良、擺動焊接偏離極限位置、焊接工藝參數(shù)選擇不當、焊接電源輸出不穩(wěn)定、送絲機構出絲不平穩(wěn)等多種原因造成的，工藝人員通常需要通過大量的試驗來分析飛濺產生的具體原因，以改進焊接過程穩(wěn)定性，但是這樣做耗費了人力、延長了生產周期，導致經濟成本較高。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術中的技術問題，提供一種基于同步電參數(shù)與視覺的擺動焊接優(yōu)化方法。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案具體如下：

一種基于同步電參數(shù)與視覺的擺動焊接優(yōu)化方法，該擺動焊接優(yōu)化方法適用的焊接裝置包括：焊槍，焊接電源，攝像機，電流傳感器，電壓傳感器，以及采集卡；所述焊槍與所述焊接電源相連；所述攝像機能夠拍攝熔池情況圖像；所述電流傳感器串聯(lián)設置在所述焊接電源輸出端；所述電壓傳感器并聯(lián)設置在所述焊接電源正負極輸出端之間；

所述攝像機，所述電流傳感器以及所述電壓傳感器分別與所述采集卡相連；所述采集卡可采集所述電流傳感器采集到的焊接電流，所述電壓傳感器采集到的焊接電壓，以及所述攝像機采集到的熔池情況圖像；

該擺動焊接優(yōu)化方法包括以下步驟：

步驟一：在焊接過程中，采集擺動焊接飛濺過程中的焊接電流，焊接電壓以及熔池情況圖像；

步驟二：若同時滿足以下條件，則轉到步驟三；否則轉到步驟一；

條件1：焊接過程飛濺產生頻率為焊槍擺動頻率的正整數(shù)倍；

條件2：焊接電流的峰值與基值變化超出平均值的50％以上，存在多個極大值且多個極大值之間相差超過20％；

條件3：焊槍在焊縫兩側的最大擺寬位置時，距焊縫的距離相差5％以上；

步驟三：調整焊槍的位置使其滿足如下條件：

若焊縫為填充焊，則：

若焊縫為蓋面焊，則：

其中，A為焊槍的擺動幅值，Δs為焊槍的對中偏差，B為焊道寬度；m為經驗系數(shù)，當焊接速度小于等于6mm/s時，m＝2mm，當焊接速度高于6mm/s時，m＝0。

在上述技術方案中，在步驟一之前的2-10s開始焊接電流，焊接電壓以及熔池圖像的采集。

在上述技術方案中，所述采集卡還與所述電腦相連，所述采集卡可分別將所述電流傳感器采集到的焊接電流，所述電壓傳感器采集到的焊接電壓，以及所述攝像機采集到的熔池情況圖像傳輸?shù)剿鲭娔X。