CN105499801A - 智能寻边激光焊接打标一体机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智能寻边激光焊接打标一体机，包括整机控制柜(1)、工作台(2)、振镜头(3)、图像采集组件(4)、可调节立柱(5)、图像显示组件(6)、电源组件(7)和冷水机(8)，其特征在于，所述整机控制柜(1)内设有计算机，所述计算机设有主控系统，所述主控系统包括智能寻边激光打标控制模块和智能寻边激光焊接控制模块和模式切换模块。本发明将激光焊接与激光打标功能整合到一台设备上，降低了设备成本；操作上解决了因人工操作而产生的误差高的问题，同时通过智能寻边系统确定打标起始点、焊接路径的时间比人工操作的时间更快，大大提高激光焊接打标的工作效率。
Description
技术领域
本发明属于激光加工技术领域，尤其涉及一种智能寻边激光焊接打标一体机。
背景技术
目前，从事激光打标和激光焊接操作需分别使用激光打标机和激光焊接机。激光打标时需要根据工作台的激光出光预设点由人工精准摆放待打标工件进行激光打标，摆放位置需要经过多次测试，致使工作效率低下，经常因人工失误导致工件报废。激光焊接时，操作人员需将待焊接工件体边缘贴合与工作台上的激光出光预设点相交，启动焊接开关，进行点焊接。由于人工操作易产生误差，甚至造成焊接失败，工作效率低下，质量没有保障，无法达到高要求。中国专利CN204774094U公开了一种智能寻边激光打标机，该实用新型专利可提高激光打标的效率，避免人工操作的误差，有效降低激光打标次品率。但，此专利不能解决智能寻边激光焊接问题。打标和焊接分别在不同的设备上进行，占地空间较大，因此在实际工作中缺少一个具有打标和焊接双功能的机械设备，现在激光加工行业里急需一种智能寻边激光打标焊接一体机设备。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供一种智能寻边激光焊接打标一体机，实现一台设备上可同时完成智能寻边激光打标和智能寻边激光焊接操作，并解决上述背景技术中提出的因人工操作误差高、工作效率低的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：智能寻边激光焊接打标一体机，包括整机控制柜1、工作台2、振镜头3、图像采集组件4、可调节立柱5、图像显示组件6、电源组件7、冷水机8；所述整机控制柜1内设有计算机，所述计算机设有主控系统，所述主控系统包括智能寻边激光打标控制模块、智能寻边激光焊接控制模块和模式切换模块；所述整机控制柜1上部设有所述工作台2，所述工作台2上设置多个定位点，所述定位点在正方形区域内呈均匀阵列分布，所述定位点用于图像采集组件4校准图像，确保待打标、焊接工件的稳定定位；所述振镜头3与可调节立柱5之间设有振镜臂相连，所述振镜头3通过振镜臂连接到可调节立柱5上，所述可调节立柱5调节所述振镜头3，所述振镜臂内设置光源组件，所述光源组件与电源组件7相连；所述光源组件与冷水机8相连，所述冷水机8用于冷却光源组件中的激光器；所述图像显示组件6连接所述计算机，所述振镜头3侧面设置支架，所述支架上装有图像采集组件4，所述图像采集组件4与所述计算机连接，所述图像采集组件4将扫描到的图像传入计算机主控系统中运算控制；
所述工作台上设有多个定位点，定位点在规则多边形内均匀阵列分布；
所述图像采集组件4包括CCD摄像头；
所述图像显示组件6包括可编程控制器显示屏，能直接显示打标和焊接的过程实时情况；
所述电源组件7为激光控制柜电源，激光控制柜电源连接到光源组件；
所述模式切换模块，用于将计算机的主控系统在智能寻边激光打标控制模块和智能寻边激光焊接控制模块之间做切换；
所述智能寻边激光打标控制模块，包括初始化模块A、加载打标图形模块、智能寻边模块A和激光打标触发模块；
所述初始化模块A，用于完成校准振镜、建立坐标系和参数调节；
所述加载打标图形模块，用于将目的打标文件输入计算机；
所述智能寻边模块A，用于启动CCD摄像头进行扫描并智能分析图像，搜寻打标工件边缘，系统自动识别工作区域内可打标工件、工件坐标位置及打标起始点；
所述激光打标触发模块，用于实施打标作业；
所述智能寻边激光焊接控制模块，包括初始化模块B、智能寻边模块B和激光焊接触发模块；
所述初始化模块B，用于完成校准振镜、建立坐标系、参数调节；
所述智能寻边模块B，用于启动CCD摄像头进行扫描并智能分析图像，系统会自动识别工作区域内可焊接工件及需焊接路径，检测合适的焊接路径；
激光焊接触发模块，用于沿焊接路径进行连续焊接。
所述智能寻边激光打标控制模块的工作流程：启动初始化模块A，完成校准振镜、建立坐标系和参数调节；加载打标图形模块，将目的打标文件输入计算机，将待打标工件放置在工作台上，确保其在CCD摄像头可见范围内，智能寻边模块A启动，CCD摄像头进行扫描并智能分析图像，搜寻打标工件边缘，系统自动识别工作区域内可打标工件、工件坐标位置及打标起始点，激光打标触发模块开始工作，实施打标作业。
所述智能寻边激光焊接控制模块的工作流程：启动初始化模块B，完成校准振镜、建立坐标系、参数调节；将待焊接工件边缘紧密贴合,移入工作台，确保其在摄像头可见范围内；智能寻边模块B启动，CCD摄像头进行扫描并智能分析图像，系统会自动识别工作区域内可焊接工件及需焊接路径，检测合适的焊接路径，激光焊接触发模块开始工作，沿焊接路径进行连续焊接，操作人员继续贴合下一段边缘进行焊接，直至焊接作业完成。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、克服了以往由人工操作引起的误差发生，焊接打标质量有保障；
2、传统型激光焊接打标机人工对应激光出光预设点的做法，依操作人员经验的不同，每件工件确定打标起始点、焊接位置的时间至少为10-30秒，智能寻边系统确定打标起始点、焊接路径的时间仅为0.1秒，大大提升了工作效率；
3、本发明在激光焊接过程中实现连续焊接比点焊接更加牢固；
4、一台设备同时拥有激光打标与激光焊接功能。
附图说明
图1是本发明激光焊接打标一体机的结构示意图。
图2是计算机主控系统内的模块结构示意图。
图3是本发明的智能寻边激光打标控制模块的工作流程图。
图4是本发明的智能寻边激光焊接控制模块的工作流程图
图5是本发明的振镜校准界面图。
图中标记：1-整机控制柜、2-工作台、3-振镜头、4-图像采集组件、5-可调节立柱、6-图像显示组件、7-电源组件、8-冷水机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例：智能寻边激光焊接打标一体机，包括整机控制柜1、工作台2、振镜头3、图像采集组件4、可调节立柱5、图像显示组件6、电源组件7、冷水机8；所述整机控制柜1内设有计算机，所述计算机设有主控系统，所述主控系统包括智能寻边激光打标控制模块、智能寻边激光焊接控制模块和模式切换模块；所述整机控制柜1上部设有所述工作台2，所述工作台2上设置多个定位点，所述定位点在正方形区域内呈均匀阵列分布，所述定位点用于图像采集组件4校准图像，确保待打标、焊接工件的稳定定位；所述振镜头3与可调节立柱5之间设有振镜臂相连，所述振镜头3通过振镜臂连接可调节立柱5上，所述可调节立柱5调节所述振镜头3，所述振镜臂内设置光源组件，所述光源组件与电源组件7相连；所述光源组件与冷水机8相连，所述冷水机8用于冷却光源组件中的激光器；所述图像显示组件6连接所述计算机，所述振镜头3侧面设置支架，所述支架上装有图像采集组件4，所述图像采集组件4与所述计算机连接，所述图像采集组件4将扫描到的图像传入计算机主控系统中运算控制；
所述工作台上设有多个定位点，定位点在规则多边形内均匀阵列分布；
所述图像采集组件4包括CCD摄像头；
所述图像显示组件6包括可编程控制器显示屏，能直接打标和焊接过程的实时情况；
所述电源组件7为激光控制柜电源，激光控制柜电源连接到光源组件；
所述模式切换模块，用于将计算机的主控系统在智能寻边激光打标控制模块和智能寻边激光焊接控制模块之间做切换；
所述智能寻边激光打标控制模块，包括初始化模块A、加载打标图形模块、智能寻边模块A和激光打标触发模块；
所述初始化模块A，用于完成校准振镜、建立坐标系和参数调节；
所述加载打标图形模块，用于将目的打标文件输入计算机，将待打标工件放置在工作台上，确保其在CCD摄像头可见范围内；
所述智能寻边模块A，用于启动CCD摄像头进行扫描并智能分析图像，搜寻打标工件边缘，系统自动识别工作区域内可打标工件、工件坐标位置及打标起始点；
所述激光打标触发模块，用于实施打标作业；
所述智能寻边激光焊接控制模块，包括初始化模块B、智能寻边模块B和激光焊接触发模块；
所述初始化模块B，用于完成校准振镜、建立坐标系、参数调节；
所述智能寻边模块B，用于启动CCD摄像头进行扫描并智能分析图像，系统会自动识别工作区域内可焊接工件及需焊接路径，检测合适的焊接路径；
激光焊接触发模块，用于沿焊接路径进行连续焊接。
所述智能寻边激光打标控制模块的工作流程：启动初始化模块A，完成校准振镜、建立坐标系和参数调节；加载打标图形模块，将目的打标文件输入计算机，将待打标工件放置在工作台上，确保其在CCD摄像头可见范围内，智能寻边模块A启动，CCD摄像头进行扫描并智能分析图像，搜寻打标工件边缘，系统自动识别工作区域内可打标工件、工件坐标位置及打标起始点，激光打标触发模块开始工作，实施打标作业。
所述智能寻边激光焊接控制模块的工作流程：启动初始化模块B，完成校准振镜、建立坐标系、参数调节；将待焊接工件边缘紧密贴合,移入工作台，确保其在摄像头可见范围内；智能寻边模块B启动，CCD摄像头进行扫描并智能分析图像，系统会自动识别工作区域内可焊接工件及需焊接路径，检测合适的焊接路径，激光焊接触发模块开始工作，沿焊接路径进行连续焊接，操作人员继续贴合下一段边缘进行焊接，直至焊接作业完成。
本发明的操作方法如下：
智能寻边激光打标操作：
1、校准振镜；
2、为完成打标功能，首先需确定振镜与工作平面坐标关系，即要准确控制振镜出光后，激光落在工作平面上的坐标位置，流程如下：
1)调整CCD摄像头，使工作台完全暴露在摄像头可见范围之内，锁死CCD摄像头，使其位置固定；
2)将工作台模版置于工作平台上，模版上含25个坐标点，其颜色与模版底色具有明显的反差，25个坐标点最终确定了可打标的工作区域；
3)打开振镜校准界面，设置可工作范围的尺寸，调整激光出光功率(功率为使光可见且不会灼伤模版为最佳)，打开指示光，点击“测试”按钮，控制系统会自动控制振镜出光，分别与25个坐标点重合，并记录25个工作点坐标；25个坐标点校准均完成后，就建立起了打标坐标系，此时可精确控制激光落在坐标系内任意位置；
3、参数设置：根据打标材质不同，需设定打标的激光参数，该参数需对实际材料进行打标测试来确定，确定后可保存该参数；以后可通过参数库来选取实际板材参数进行打标工作；至此控制系统参数部分调节完毕；
4、打标流程：
1)加载打标图形；
2)将待打标工件置于工作台面上；
3)点击开始打标，启动智能寻边模块A；
4)系统会自动识别工作区域内可打标工件及工件坐标位置，启动激光打标触发系统，根据图形完成激光打标。
智能寻边激光焊接操作：
1、校准振镜；
2、为完成焊接功能，首先需确定振镜与工作平面坐标关系，即要准确控制振镜出光后，激光落在工作平面上的坐标位置，流程如下：
1)调整CCD摄像头，使工作台完全暴露在摄像头可见范围之内，锁死CCD摄像头，使其位置固定；
2)将工作台模版置于工作平台上，模版上含25个坐标点，其颜色与模版底色具有明显的反差，25个坐标点最终确定了可打标及焊接的工作区域；
3)打开振镜校准界面，设置可工作范围的尺寸，调整激光出光功率(功率为使光可见且不会灼伤模版为最佳)，打开指示光，点击“测试”按钮，控制系统会自动控制振镜出光，分别与25个坐标点重合，并记录25个工作点坐标；25个坐标点校准均完成后，就建立起了焊接坐标系，此时可精确控制激光落在坐标系内任意位置；
3、参数设置：根据焊接材质不同，需设定焊接的激光参数，该参数需对实际材料进行焊接测试来确定，确定后可保存该参数；以后可通过参数库来选取实际板材参数进行焊接工作；至此控制系统参数部分调节完毕；
4、焊接流程：
1)将待焊接工件边缘紧密贴合移入工作台；
2)点击开始焊接，启动智能寻边系统B；
3)系统会自动识别工作区域内可焊接工件及需焊接路径，当检测到合适焊接路径后，启动激光焊接触发系统，自动完成连续焊接。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.智能寻边激光焊接打标一体机，包括整机控制柜(1)、工作台(2)、振镜头(3)、图像采集组件(4)、可调节立柱(5)、图像显示组件(6)、电源组件(7)和冷水机(8)，其特征在于，所述整机控制柜(1)内设有计算机，所述计算机设有主控系统，所述主控系统包括智能寻边激光打标控制模块、智能寻边激光焊接控制模块和模式切换模块；所述整机控制柜(1)上部设有所述工作台(2)，所述工作台(2)上设置多个定位点，所述定位点在正方形区域内呈均匀阵列分布，所述定位点用于图像采集组件(4)校准图像，确保待打标、焊接工件的稳定定位；所述振镜头(3)与可调节立柱(5)之间设有振镜臂相连，所述振镜头(3)通过振镜臂连接到可调节立柱(5)上，所述可调节立柱(5)调节所述振镜头(3)，所述振镜臂内设置光源组件，所述光源组件与电源组件(7)相连；所述光源组件与冷水机(8)相连；所述图像显示组件(6)连接所述计算机，所述振镜头(3)侧面设置支架，所述支架上装有图像采集组件(4)，所述图像采集组件(4)与所述计算机连接，所述图像采集组件(4)将扫描到的图像传入所述计算机的主控系统中运算控制；
所述模式切换模块，用于将计算机的主控系统在智能寻边激光打标控制模块和智能寻边激光焊接控制模块之间做切换；
所述智能寻边激光打标控制模块，包括初始化模块A、加载打标图形模块、智能寻边模块A和激光打标触发模块；
所述初始化模块A，用于完成校准振镜、建立坐标系和参数调节；
所述加载打标图形模块，用于将目的打标文件输入计算机；
所述智能寻边模块A，用于启动CCD摄像头进行扫描并智能分析图像，搜寻打标工件边缘，系统自动识别工作区域内可打标工件、工件坐标位置及打标起始点；
所述激光打标触发模块，用于实施打标作业；
所述智能寻边激光焊接控制模块，包括初始化模块B、智能寻边模块B和激光焊接触发模块；
所述初始化模块B，用于完成校准振镜、建立坐标系、参数调节；
所述智能寻边模块B，用于启动CCD摄像头进行扫描并智能分析图像，系统会自动识别工作区域内可焊接工件及需焊接路径，检测合适的焊接路径；
激光焊接触发模块，用于沿焊接路径进行连续焊接。
2.如权利要求1所述的智能寻边激光焊接打标一体机，其特征在于，所述工作台上设有多个定位点，定位点在规则多边形内均匀阵列分布。
3.如权利要求1所述的智能寻边激光焊接打标一体机，其特征在于，所述图像采集组件(4)包括CCD摄像头。
4.如权利要求1所述的智能寻边激光焊接打标一体机，其特征在于，所述图像显示组件(6)包括可编程控制器显示屏，能直接显示打标和焊接的过程实时情况。
5.如权利要求1所述的智能寻边激光焊接打标一体机，其特征在于，所述电源组件(7)为激光控制柜电源，所述激光控制柜电源连接到光源组件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160420 |