[發明專利]一種基于視覺傳感的復雜異型結構遠程激光焊接方法

在審

• 申請號: 202011342630.9
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112453703A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 占小紅;趙佳怡;顏廷艷
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23K26/24
• 分類號: B23K26/24;B23K26/044;B23K26/03;B23K26/082;B23K26/14
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1.一種基于視覺傳感的復雜異型結構遠程激光焊接方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、掃描路徑設計：利用CCD照相機進行圖像掃描，數據輸入到視覺系統中計算，得到復雜異型結構的空間函數并生成工件的預設焊縫。焊接掃描路徑設計為擺動路徑，對每一段振鏡掃描線進行插補，將掃描線以一定的時間周期為單位分割為微小的線段，記錄的計算機數據傳輸到振鏡系統，發出實時指令信號控制伺服電機實現X、Y振鏡的偏轉，同時通過聚焦透鏡控制離焦量，使激光束在平面內進行復雜路徑的掃描。

步驟2、遠程激光焊接：振鏡按照計算的偏轉角度進行偏轉，糾正軌跡開始掃描，同時與激光系統通信控制激光器出光，振鏡偏轉與激光器出光按照一個合理的順序進行，按照預設的焊接路徑進行遠程激光焊接。

其中激光器相關的具體參數為：激光功率2000-8000W，光斑直徑0.1-0.5mm，光束質量4-8mm·mrad。焊接工藝參數為：焊接速度2.5-10m/min，離焦量-4-+4mm。聚焦方式采用前聚焦。焊接過程中采用氣流量15L/min的99.9％的氬氣作為保護氣防止焊件氧化。

步驟3、計算機系統實時控制焊接過程：利用CCD高清攝像頭對焊縫圖像進行采集，隨后反饋到計算機軟件中進行圖像處理，實時監控焊接過程，如果焊接位置存在偏差可以通過X、Y振鏡的偏轉以及聚焦透鏡的移動自動糾正焦點位置，保證焊接質量。

步驟4、實現復雜異型結構的焊接，可選擇地，焊后24小時對焊縫進行超聲波無損檢測，確認焊縫質量是否合格。

2.如權利要求1所述的一種基于視覺傳感的復雜異型結構遠程激光焊接方法，其特征在于，所述復雜異型結構為存在焊接頭無法深入的盲區及難焊接區域的T形、L形、十字形結構等。

3.如權利要求1所述的一種基于視覺傳感的復雜異型結構遠程激光焊接方法，其特征在于，所述擺動焊接路徑為V形路徑或圓弧形路徑。

4.如權利要求1所述的一種基于視覺傳感的復雜異型結構遠程激光焊接方法，其特征在于，所述遠程焊接的有效焊接距離可達450mm。

5.如權利要求1所述的一種基于視覺傳感的復雜異型結構遠程激光焊接方法，其特征在于，所述基于視覺傳感是指利用帶有視覺傳感器的CCD高清攝像機對焊縫進行圖像采集并傳輸于計算機，計算機經過后處理反饋于振鏡系統，以此實現焊縫的自動追蹤。