[發明專利]一種具有自適應焊縫跟蹤的激光釬焊和激光熔焊一體裝置

有效

• 申請號: 202011298082.4
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112496540B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 金亞娟;吳曉明
• 申請（專利權）人: 帕諾瓦智能科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/044;B23K26/70
• 代理公司: 南京合礪專利商標代理事務所(普通合伙) 32518
• 代理人: 鮑小龍

本發明公開了一種具有自適應焊縫跟蹤的激光釬焊和激光熔焊一體裝置，包括激光釬焊機構和激光熔焊機構。激光熔焊機構包括連接板、光束轉折模塊、準直單元、變焦聚焦單元和相機；通過在連接板內部設置光束轉折模塊，光束轉折模塊中的激光由位于連接板一側的準直單元輸入，激光經光束轉折模塊折射后垂直向下，且經過變焦聚焦單元后到達待焊接材料表面進行激光熔焊；激光熔焊機構中相機的鏡頭正對光束轉折模塊設置，用于獲取工件表面上的激光束位置圖像；激光釬焊機構包括伸縮臂及焊槍，伸縮臂在伺服電機控制下實現焊槍在三維空間坐標軸的Z、Y方向動作。本發明所述裝置一體化具備了激光熔焊和激光釬焊兩種焊接工藝，實用性更強。

技術領域

本發明屬于自動化激光焊接技術，具體涉及一種具有自適應焊縫跟蹤的激光釬焊和激光熔焊一體裝置。

背景技術

目前，較多學者已經設計并實現了帶有焊縫跟蹤的激光加工工具，為了服務于白車身較多連接處革新的激光焊接工藝；同時根據不同部位對工藝的不同需求，激光釬焊，激光熔焊以及激光填絲熔焊等都成為不可缺少的焊接工藝。

激光焊接技術在汽車白車身生產中發揮著重要作用，但是由于車身板件形成時會存在一定的問題，主要表現為激光焊接對工件的焊接裝配精度要求高，搭橋能力弱；工件加工誤差、裝夾后存在位置誤差；在焊接過程中由于工件受熱變形等都會使焊縫軌跡發生一定程度的誤差。另外，又因為激光光斑的尺寸數值較小，所以導致示教編程獲得的機器人焊接軌跡偏離實際的焊縫軌跡，從而影響焊接質量。

現有的技術包括如機械式激光焊接自動跟蹤系統(CN105149770A)、一種激光焊接焊縫跟蹤實現裝置及其控制方法(CN101961819A)和一種激光焊縫機焊縫跟蹤系統及焊縫跟蹤方法(CN103753015A)等所述得內容。

對此，在自動化過程激光焊接中，通過融合焊縫自動跟蹤技術的控制方式，從而實現高程度的自動化焊接。

發明內容

發明目的：針對現有激光焊接裝置焊接機構復雜，焊接精度差的問題，本發明提供一種具有自適應焊縫跟蹤的激光釬焊和激光熔焊一體裝置。

技術方案：一種具有自適應焊縫跟蹤的激光釬焊和激光熔焊一體裝置，所述裝置包括激光熔焊機構和激光釬焊機構；所述激光熔焊機構包括連接板、光束轉折模塊、準直單元、變焦聚焦單元和相機；所述連接板內部設置光束轉折模塊，光束轉折模塊中的激光由位于連接板一側的準直單元輸入，激光經光束轉折模塊折射后垂直向下，且經過變焦聚焦單元后到達待焊接材料表面進行激光熔焊；所述相機的鏡頭正對光束轉折模塊設置，相機用于獲取工件表面上的激光束位置圖像；所述的激光釬焊機構包括伸縮臂及焊槍，伸縮臂在伺服電機控制下實現焊槍在三維空間坐標軸的Z、Y方向動作。

進一步的，所述的變焦聚焦單元下方設有保護鏡片單元。

進一步的，所述裝置在保護鏡片單元的下方設有焊接噴嘴，所述的焊接噴嘴用于旋轉氣流防止激光熔焊過程中的灰塵及煙霧污染鏡片。

進一步的，所述的焊接噴嘴為內部設有旋轉式螺紋的圓錐臺結構。

更進一步的，所述裝置在焊接噴嘴的下方設有氣刀，所述的氣刀支架與激光頭背板固定連接。焊接噴嘴與氣刀不管釬焊還有熔焊都會使用到。

進一步的，所述的激光熔焊機構還設有光學焊縫跟蹤模塊，所述光學焊縫跟蹤模塊產生用于引導工件上的待焊位置的激光。

進一步的，所述的連接板外側還連接有保護氣管，所述保護氣管用以供應壓縮空氣，外接氣源以輸入。

進一步的，所述的激光釬焊機構中的伸縮臂包括TA臂和TA臂連接支架，所述的TA臂連接支架固定在裝置的機架上，TA臂內置用于控制焊槍上的焊縫跟蹤單元的編碼器。