CN104492861A - 焊件焊接变形的矫正装置及矫正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焊件焊接变形的矫正装置及矫正方法，包括矫正机构，测量机构和控制机构；所述控制机构和所述矫正机构电连接，所述控制机构和所述测量机构电连接；所述矫正机构和所述测量机构均贴合在焊件需矫正处的表面；所述控制机构，根据所述测量机构测量出的所述焊件的变形量，控制所述矫正机构对所述焊件需矫正处进行矫正。本发明提供的焊件焊接变形矫正装置，通过控制机构根据测量机构对焊件需矫正处的表面的测量结果，对矫正机构进行实时控制，精确的防止焊件的焊接变形，进而使产品合格率大大提高，降低废品率。

Description

焊件焊接变形的矫正装置及矫正方法

技术领域

本发明涉及制造工艺技术，尤其涉及一种焊件焊接变形的矫正装置及矫正方法。

背景技术

焊接加工方法具有好的密封性，工序简单，生产周期短的优点，因此焊接结构在现代结构件中占有的比例越来越高。绝大部分焊接方法都采用局部加热，局部加热会导致在焊缝及其热影响区都存在较大的残余应力，从而导致焊接构件的变形。

目前控制焊接变形的措施主要根据经验值的方法进行控制，需要预先根据经验值或实验获知焊件需要防止变形的位置以及变形量，进而根据获知的焊件需要防止变形的位置以及变形量，预先对焊件需要防止变形的位置进行固定或反变形处理，进而防止焊接时的变形。但是，由于焊接工艺的细节会对焊接变形产生一定影响，根据经验值或实验获知焊件需要防止变形的位置以及变形量不能保证精确，因此这种根据经验值的控制方法不能精确控制焊接变形。

发明内容

本发明提供一种焊件焊接变形的矫正装置，用于解决现有的根据经验值或实验进行焊接变形控制的方法不精确的问题。

本发明提供一种焊件焊接变形的矫正装置，包括矫正机构，测量机构和控制机构；

所述控制机构和所述矫正机构电连接，所述控制机构和所述测量机构电连接；

所述矫正机构和所述测量机构均贴合在焊件需矫正处的表面；所述控制机构，根据所述测量机构测量出的所述焊件的变形量，控制所述矫正机构对所述焊件需矫正处进行矫正。

进一步地，所述矫正机构包括，驱动部、传动部、调节部和矫正头；

所述传动部与所述驱动部机械连接，所述驱动部驱动所述传动部进行往复运动；

所述调节部与所述传动部机械连接，用于缓冲所述传动部的往复运动；

所述矫正头与所述调节机构机械连接。

进一步地，所述矫正机构还包括，用于将矫正机构固定，以使所述矫正头与焊件需矫正处的表面贴合的固定部。

进一步地，所述矫正头具有两个与所述焊件需矫正处的上下表面相匹配的贴合板，所述两个贴合板分别与所述焊件需矫正处的上下表面相贴合。

进一步地，至少一所述贴合板具有容置所述测量机构的凹槽，所述测量机构与所述焊件需矫正处表面紧密贴合。

本发明还提供一种焊件焊接变形的矫正方法，包括：

控制机构获取测量机构当前测量出的焊件需矫正处的第一变形量，并计算所述第一变形量与预设的形变控制目标值的差，获得当前的第一差值；

若所述第一差值的绝对值大于预设的系统公差值，则所述控制机构控制贴合在焊件需矫正处表面的矫正机构对所述焊件进行矫正，并经过预设的第一时长后，返回执行所述控制机构获取测量机构当前测量出的焊件需矫正处的第一变形量，并计算所述第一变形量与预设的形变控制目标值的差，获得当前的第一差值的步骤。

进一步地，所述控制机构控制贴合在焊件需矫正处表面的矫正机构对所述焊件进行矫正，具体包括：

所述控制机构控制所述矫正机构向预设的第一方向运动。

进一步地，在所述控制机构控制所述矫正机构向预设的第一方向运动后，还包括：

经过预设的第二时长后，所述控制机构获取所述测量机构当前测量出的所述焊件需矫正处的第二变形量，所述第二时长小于所述第一时长；

所述控制机构计算所述第二变形量与所述形变控制目标值的差，获得第二差值；

若所述第二差值的绝对值小于所述第一差值的绝对值，则所述控制机构控制所述矫正机构继续向所述第一方向运动，将第二差值作为第一差值；

若所述第二差值的绝对值大于所述第一差值的绝对值，则所述控制机构控制所述矫正机构向与所述第一方向相反的第二方向运动。

进一步地，若所述第一差值的绝对值不大于所述系统公差值，则所述控制机构控制所述矫正机构不移动，并经过所述第一时长后，返回执行所述控制机构获取测量机构当前测量出的焊件需矫正处的第一变形量，并计算所述第一变形量与预设的形变控制目标值的差，获得当前的第一差值的步骤。

本发明提供的焊件焊接变形矫正装置，通过控制机构根据测量机构对焊件需矫正处的表面的测量结果，对矫正机构进行实时控制，精确的防止焊件的焊接变形，进而使产品合格率大大提高，降低废品率。

本发明提供的焊件焊接变形矫正方法，通过计算所述第一变形量与预设的形变控制目标值的差，获得当前的第一差值；若第一差值的绝对值大于预设的系统公差值，则所述控制机构控制贴合在焊件需矫正处表面的矫正机构对所述焊件进行矫正，并经过预设的第一时长后，对第一变形量重新测量；根据第一差值的绝对值大于预设的系统公差值的比较结果对矫正机构进行实时控制，精确的防止焊件的焊接变形，进而使产品合格率大大提高，降低废品率。

附图说明

图1为本发明焊件焊接变形矫正装置实施例一的结构示意图；

图2为本发明焊件焊接变形的矫正装置中矫正机构的结构示意图；

图3为本发明焊件焊接变形矫正方法实施例二的流程图；

图4为本发明焊件焊接变形矫正方法实施例三的流程图；

图5为本发明焊件焊接变形矫正方法实施例四的流程图；

图6为本发明焊件焊接变形矫正方法实施例五的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细描述。图1为本发明焊件焊接变形矫正装置实施例一的结构示意图，请参考图1，本发明提供一种焊件焊接变形的矫正装置，其特征在于，包括矫正机构1，测量机构2和控制机构3；

所述控制机构3和所述矫正机构1电连接，所述控制机构3和所述测量机构2电连接；所述矫正机构1和所述测量机构2均贴合在焊件需矫正处的表面；所述控制机构3，根据所述测量机构2测量出的所述焊件的变形量，控制所述矫正机构1对所述焊件需矫正处进行矫正。

具体地，贴合在焊件需矫正处表面的测量机构2实时的对焊件需矫正处的表面进行测量，并将测量结果传递至控制机构3，控制机构3对矫正机构1进行控制，以对所述焊件需矫正处进行矫正，进而在焊接的过程中，防止焊件变形。其中，测量机构可以为检测焊接变形的大小和方向的激光测量机构，或者检测焊接变形的大小的电阻测量机构。焊件需矫正处为焊件焊接处或焊件焊接处附近位置。

本实施例通过控制机构3根据测量机构2对焊件需矫正处的表面的测量结果，对矫正机构1进行实时控制，精确的防止焊件的焊接变形，进而使产品合格率大大提高，降低废品率。

图2为本发明焊件焊接变形的矫正装置中矫正机构的结构示意图，请参阅图2，所述矫正机构包括，驱动部11、传动部12、调节部13和矫正头14；所述传动部12通过一联轴器与所述驱动部11相连接，所述驱动部11驱动所述传动部12进行往复运动；所述调节部13螺接于所述传动部，用于缓冲所述传动部12的往复运动；所述矫正头14螺接于所述调节机构。

具体地，驱动部11可以为正反转电机，传动部12可以为蜗轮蜗杆减速机，通过联轴器与电机相连接，调节部13可以为一弹簧，缓慢的将传动部12的往复运动传递至矫正头14，使矫正头14贴靠焊件需矫正处的表面。

进一步地，所述矫正机构1还包括，用于将矫正机构1固定，以使所述矫正头14与焊件需矫正处的表面贴合的固定部15。

具体地，固定部15可以设置在传动部12的两侧，将矫正机构1固定于焊件之外，使矫正机构在使用中更加稳定。

本实施例中，根据不同焊件的表面结构，可以选择不同的矫正头14的。进一步地，所述矫正头14可以具有两个与所述焊件需矫正处的上下表面相匹配的贴合板，所述两个贴合板分别与所述焊件需矫正处的上下表面相贴合，进而防止焊件的焊接变形。

更进一步地，所述测量机构2包括电阻应变片，所述电阻应变片与所述焊件需矫正处表面紧密贴合。相应的，至少一所述贴合板具有容置所述电阻应变片的凹槽。

本实施例中，通过电阻应变片感应到焊件需矫正处表面的形变，控制机构控制矫正机构中的电机正转或反转，从而带动矫正头向上或向下运动，使矫正头的一个贴合板与焊件需矫正处表面相接处，抵消焊件由于焊接产生的内应力，进而防止焊件的焊接变形。

图3为本发明焊件焊接变形矫正方法实施例二的流程图，请参阅图3，

步骤101，控制机构获取测量机构当前测量出的焊件需矫正处的第一变形量，并计算所述第一变形量与预设的形变控制目标值的差，获得当前的第一差值；

步骤102，若所述第一差值的绝对值大于预设的系统公差值，则所述控制机构控制贴合在焊件需矫正处表面的矫正机构对所述焊件进行矫正，并经过预设的第一时长后，返回执行所述控制机构获取测量机构当前测量出的焊件需矫正处的第一变形量，并计算所述第一变形量与预设的形变控制目标值的差，获得当前的第一差值的步骤。

具体地，测量机构贴合在焊件需矫正处的表面，将测量的第一变形量传递给控制机构，控制机构计算所述第一变形量与预设的形变控制目标值的差，获得当前的第一差值。其中，预设的形变控制目标值为预先设定的需要控制的形变大小，例如，焊件需矫正处相比于焊件表面凸起0.5mm，则设定形变控制目标值为0.5mm；若焊件需矫正处相比于焊件表面是水平的，则设定形变控制目标值为0。系统公差值为预先设定的所能接受的与形变控制目标值的偏差。若所述第一差值的绝对值大于预设的系统公差值，即当前焊件变形量与形变控制目标值的偏差超出了所能接受的与形变控制目标值的偏差，则所述控制机构控制矫正机构对所述焊件进行矫正，并经过一段时间的矫正后，再次根据当前计算获得的第一差值判断是否需要再次进行矫正，直至检测到当前的第一差值在所能接受的与形变控制目标值的偏差范围内，从而精确控制焊件变形。

本实施例通过计算所述第一变形量与预设的形变控制目标值的差，获得当前的第一差值；若第一差值的绝对值大于预设的系统公差值，则所述控制机构控制贴合在焊件需矫正处表面的矫正机构对所述焊件进行矫正，并经过预设的第一时长后，对第一变形量重新测量，根据测量结果对矫正机构进行实时控制，精确的防止焊件的焊接变形，进而使产品合格率大大提高，降低废品率。

图4为本发明焊件焊接变形矫正方法实施例三的流程图，请参阅图4，本实施例中，进一步地，还包括，步骤103，若所述第一差值的绝对值不大于所述系统公差值，则所述控制机构控制所述矫正机构不移动，并经过所述第一时长后，返回执行所述控制机构获取测量机构当前测量出的焊件需矫正处的第一变形量，并计算所述第一变形量与预设的形变控制目标值的差，获得当前的第一差值的步骤。

具体的，如果当前的所述第一差值的绝对值不大于预设的系统公差值，即当前焊件变形量与形变控制目标值的偏差在能接受的偏差范围内，则当前不需进行矫正，在经过一段时间后，可以再次根据当前计算获得的第一差值判断当前是否需要进行矫正，从而精确控制焊件变形。

本实施例中，通过在第一时长后，返回执行所述控制机构获取测量机构当前测量出的焊件需矫正处的第一变形量，并计算所述第一变形量与预设的形变控制目标值的差，获得当前的第一差值的步骤，在焊接过程中实时的对焊件需矫正处的表面进行测量，精确的防止焊件的焊接变形，进而使产品合格率大大提高，降低废品率。

图5为本发明焊件焊接变形矫正方法实施例四的流程图，请参阅图5，

在以上实施例的基础上，进一步地，步骤102中所述控制机构控制贴合在焊件需矫正处表面的矫正机构对所述焊件进行矫正，具体包括：

步骤1021，所述控制机构控制所述矫正机构向预设的第一方向运动；

其中，预设的第一方向为使第一变形量减小的方向。

需要说明的是，当测量机构可以测量出焊件需矫正处的变形方向时，控制所述矫正机构向使第一变形量减小的方向运动，对焊件需矫正处进行矫正。测量机构可以为激光测量机构。

图6为本发明焊件焊接变形矫正方法实施例五的流程图，请参阅图6，

在实施例四的基础上，当测量机构不能测量出焊件需矫正处的变形方向时，例如测量机构为电阻应变片时，还包括

步骤1022，经过预设的第二时长后，所述控制机构获取所述测量机构当前测量出的所述焊件需矫正处的第二变形量，所述第二时长小于所述第一时长；

步骤1023，所述控制机构计算所述第二变形量与所述形变控制目标值的差，获得第二差值；

步骤1024，若所述第二差值的绝对值小于所述第一差值的绝对值，则所述控制机构控制所述矫正机构继续向所述第一方向运动，将第二差值作为第一差值；

步骤1025，若所述第二差值的绝对值大于所述第一差值的绝对值，则所述控制机构控制所述矫正机构向与所述第一方向相反的第二方向运动。

其中，预设的第一方向为使第一变形量减小的方向，第二方向为与第一方向相反的方向。

本实施例中，首先通过比较第一差值与预设的系统公差值，若判断当前需要对焊件进行矫正，则控制机构控制矫正机构向预设的第一方向运动，经过一段时间的矫正后，采集当前焊件需矫正处的第二变形量，计算第二变形量与形变控制的第二差值，将该第二差值的绝对值与矫正前计算的第一差值的绝对值进行比较；如果该第二差值的绝对值小于第一差值的绝对值，则说明基于当前的矫正方式，焊件变形量与形变控制目标值之间的偏差将越来越小，即当前采用的矫正方式可以有效实现矫正的目的，因此可以继续采用当前方式进行矫正，将第二差值作为第一差值；但如果该第二差值的绝对值大于第一差值的绝对值，则说明基于当前的矫正方式，焊件变形量与形变控制目标值之间的偏差将越来越大，即需要采用与当前的矫正方式相反的方式进行矫正。在本实施例中，根据当前的矫正方式产生的结果，判断后续采用何种方式进行矫正，以将偏差控制在可接受的偏差范围内，从而控制矫正机构进行相应的运动。实现了在焊接过程中，对焊件需矫正处焊接变形的实时控制，进而精确的防止焊件的焊接变形，进而使产品合格率大大提高，降低废品率。

为了更好的理解本发明的技术方案，以下以车钩梁阶段一中，控制左加强梁焊接变形为例，具体解释说明。具体的，在实际应用中，控制机构3可以包括但不限于：手机、个人电脑以及平板电脑等。具体的，测量机构1还可以包括显示部件，所述显示部件与控制机构3连接，用于对各结果数据进行显示，便于操作人员更加直观地获得测量结果，从而进一步精确控制焊接变形。

具体过程为，首先，将驱动部与传动部通过联轴器连接，再通过螺纹连接，将调节部和矫正头依次安装在传动机构上。固定部将驱动部、传动部、调节部和矫正头固定在以车钩梁阶段以外，矫正头贴合在焊件需矫正处的表面。用通讯电缆将驱动部、测量机构和控制机构相连接，将焊件变形控制目标值设定为0，设计公差值设定为0.025mm。设定完成后，开启自动控制程序，以基于上述各实施例中的方案，在焊件焊接过程中，实时对焊件需矫正处进行矫正。其中，自动控制的过程为：

首先根据控制机构获取测量机构当前测量出的焊件需矫正处的第一变形量，计算所述第一变形量与预设的形变控制目标值的差，此处焊件变形控制目标值设定为0，因此获得当前的第一差值即为第一变形量。

若第一变形量绝对值大于预设的系统公差值0.025mm，则判断当前需要对焊件进行矫正，控制机构控制矫正机构向使第一变形量减小的方向运动。经过一段时间的矫正后，采集当前焊件需矫正处的第二变形量，将该第二差值的绝对值与矫正前计算的第一差值的绝对值进行比较；如果该第二差值的绝对值小于第一差值的绝对值，则控制矫正机构继续向上述使第一变形量减小的方向运动，将第二差值作为第一差值；如果该第二差值的绝对值大于第一差值的绝对值，则控制矫正机构向上述使第一变形量减小方向的反方向运动。

当焊接完成，焊缝冷却到室温时，取消自动控制按钮。

通过使用本发明提供的焊件焊接变形矫正装置及矫正方法可以，实现自动控制的防止焊接变形。解决了现有技术中车钩梁左右加强梁两端不对称，焊接后，造成薄弱的左加强梁平面度和宽度尺寸超出公差范围，需再对阶段一进行火焰调修，确保平面度，使其尺寸在公差范围内的技术问题。使车钩梁阶段一组焊一次成型。进而精确的防止焊件的焊接变形，进而使产品合格率大大提高，降低废品率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种焊件焊接变形的矫正装置，其特征在于，包括矫正机构，测量机构和控制机构；

所述控制机构和所述矫正机构电连接，所述控制机构和所述测量机构电连接；

所述矫正机构和所述测量机构均贴合在焊件需矫正处的表面；所述控制机构，根据所述测量机构测量出的所述焊件的变形量，控制所述矫正机构对所述焊件需矫正处进行矫正。

2.根据权利要求1所述的焊件焊接变形的矫正装置，其特征在于，所述矫正机构包括，驱动部、传动部、调节部和矫正头；

所述传动部与所述驱动部机械连接，所述驱动部驱动所述传动部进行往复运动；

所述调节部与所述传动部机械连接，用于缓冲所述传动部的往复运动；

所述矫正头与所述调节机构机械连接。

3.根据权利要求2所述的焊件焊接变形的矫正装置，其特征在于，所述矫正机构还包括，用于将矫正机构固定，以使所述矫正头与焊件需矫正处的表面贴合的固定部。

4.根据权利要求2或3所述的焊件焊接变形的矫正装置，其特征在于，

所述矫正头具有两个与所述焊件需矫正处的上下表面相匹配的贴合板，所述两个贴合板分别与所述焊件需矫正处的上下表面相贴合。

5.根据权利要求4所述的焊件焊接变形的矫正装置，其特征在于，至少一所述贴合板具有容置所述测量机构的凹槽，所述测量机构与所述焊件需矫正处表面紧密贴合。

6.一种焊件焊接变形的矫正方法，其特征在于，包括：

控制机构获取测量机构当前测量出的焊件需矫正处的第一变形量，并计算所述第一变形量与预设的形变控制目标值的差，获得当前的第一差值；

若所述第一差值的绝对值大于预设的系统公差值，则所述控制机构控制贴合在焊件需矫正处表面的矫正机构对所述焊件进行矫正，并经过预设的第一时长后，返回执行所述控制机构获取测量机构当前测量出的焊件需矫正处的第一变形量，并计算所述第一变形量与预设的形变控制目标值的差，获得当前的第一差值的步骤。

7.根据权利要求6所述的焊件焊接变形的矫正方法，其特征在于，所述控制机构控制贴合在焊件需矫正处表面的矫正机构对所述焊件进行矫正，具体包括：

所述控制机构控制所述矫正机构向预设的第一方向运动。

8.根据权利要求7所述的焊件焊接变形的矫正方法，其特征在于，在所述控制机构控制所述矫正机构向预设的第一方向运动后，还包括：

经过预设的第二时长后，所述控制机构获取所述测量机构当前测量出的所述焊件需矫正处的第二变形量，所述第二时长小于所述第一时长；

所述控制机构计算所述第二变形量与所述形变控制目标值的差，获得第二差值；

若所述第二差值的绝对值小于所述第一差值的绝对值，则所述控制机构控制所述矫正机构继续向所述第一方向运动，将第二差值作为第一差值；

若所述第二差值的绝对值大于所述第一差值的绝对值，则所述控制机构控制所述矫正机构向与所述第一方向相反的第二方向运动。

9.根据权利要求6所述的焊件焊接变形的矫正方法，其特征在于，

若所述第一差值的绝对值不大于所述系统公差值，则所述控制机构控制所述矫正机构不移动，并经过所述第一时长后，返回执行所述控制机构获取测量机构当前测量出的焊件需矫正处的第一变形量，并计算所述第一变形量与预设的形变控制目标值的差，获得当前的第一差值的步骤。