[發明專利]一種激光焊接系統及激光焊點位置確定方法

在審

• 申請號: 202111603623.4
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114266828A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 涂嬪;徐劍秋;孫正躍;徐潔;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 江蘇星鏈激光科技有限責任公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;B23K26/21;B23K26/70
• 代理公司: 上海市匯業律師事務所 31325
• 代理人: 張保穎

本發明公開了一種激光焊接系統及激光焊點位置確定方法，屬于激光焊接領域。系統包括激光器輸出頭、焊接槍、反射鏡和焊點確定裝置；激光器輸出頭產生的焊接激光經由反射鏡反射后通過焊接槍進行輸出；焊點確定裝置包括相位板、相機以及與相機通信連接的上位機；反射鏡還用于將焊接激光經待焊工件反射后形成的回返光反射到相位板上，相機用于采集回返光經相位板后的實時圖像；上位機用于從數據庫中匹配與實時圖像最接近的預存圖像，并通過查表確定與預存圖像對應的焊接點的位置為相機采集到實時圖像的時刻下焊接激光在待焊工件上形成的焊點的位置。本發明通過簡單的結構設計，能夠以低成本的方式精確獲得激光焊接點的位置。

技術領域

本發明涉及激光焊接技術領域，特別涉及一種激光焊接系統及激光焊點位置確定方法。

背景技術

在激光焊接應用中，精確測定焊接點與激光聚焦點的距離對提高焊接質量、保證激光焊接安全至關重要。在實際工作中，焊接點與激光聚焦點的距離通常由焊接點到激光焊接槍的位置關系來表征。

目前主要的精確測定焊接點到焊接槍的位置的方法有：激光測距儀、微波測距儀、機械式測距儀、調高儀等。這些方法在用于激光焊接應用中都有各自的短板：

1、常規的激光測距儀是利用一束激光束進行測距，通過計算激光束的出射和回返光之間的角度差來確定距離。但是該方式存在兩個主要問題：第一、出射光與回返光必須有一定角度，因此無法跟焊接激光保持同軸，需要額外的位置安裝；第二、焊接時的弧光對測量造成很大影響，需要做很仔細的濾波和抗干擾，結構復雜，成本高。

2、常規的微波測距儀，由于微波的波長在mm級，測量精度在cm級，對激光焊接來說，精度不夠。

3、常規的機械式測距儀，由于焊接點溫度高(通常在2000℃以上)，機械式的接觸點容易損傷，大多數情況下，無法使用。

4、在激光切割中，應用廣泛的調高儀，測量精度可以達到，但是測量范圍不宜超過5mm，也無法使用在焊接中。

因此，開發一種精確、簡單的、焊接專用的測距技術方案，以此來解決激光焊接應用中焊接點位置測定以及基于焊接點位置進行控制的問題有十分重要的價值。

發明內容

針對現有技術存在的激光焊接應用中難以精確、低成本地測量焊接點位置的問題，本發明的目的在于提供一種激光焊接系統及激光焊接點位置確定方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

第一方面，本發明提供一種激光焊接系統，包括激光器輸出頭、焊接槍和反射鏡，所述激光器輸出頭產生的焊接激光經由所述反射鏡反射后通過所述焊接槍進行輸出，還包括焊點確定裝置，所述焊點確定裝置包括相位板、相機以及與所述相機通信連接的上位機；所述反射鏡還用于將所述焊接激光經所述待焊工件反射后形成的回返光反射到所述相位板上，所述相機用于采集所述回返光經所述相位板后的實時圖像；所述上位機用于從數據庫中匹配與所述實時圖像最接近的預存圖像，通過查表確定與所述預存圖像對應的焊接點的位置，并將所述焊接點的位置確定為所述相機采集到所述實時圖像的時刻下所述焊接激光在所述待焊工件上形成的焊點的位置。

優選的，所述相位板上設置有呈棋盤狀或網格狀分布的色塊，且相鄰色塊間的明暗度各異。

第二方面，本發明還提供一種激光焊點位置確定方法，應用于上述的系統，所述方法包括以下步驟：

S1、相機采集回返光經相位板后的實時圖像，并發送給上位機；

S2、上位機從預設的數據庫中匹配出與所述實時圖像最接近的預存圖像；

S3、上位機根據所述預存圖像查表確定所述激光焊點的位置。