CN107808426A - 焊接系统及采集焊接路径的数据的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种焊接系统及采集焊接路径的数据的方法。上述的采集焊接路径的数据的方法,包括:提供一产品;将产品放置于焊接系统的旋转座上;采集旋转座的角位移数据;采集产品的焊接路径的深度数据和位移数据;将角位移数据、深度数据和位移数据进行处理,得到产品焊接的曲线图样数据。上述的焊接系统及采集焊接路径的数据的方法,当产品的焊接路径的数据采集完毕之后,焊接系统根据焊接路径的数据实时调整激光束的焦点位置,使焊接系统的激光束的焦点位置能够快速调节以满足不同焊接深度的产品,焊接系统根据上述采集焊接路径的数据的方法获得的曲线图样数据焊接产品的效率较高。
Description
技术领域
本发明涉及激光焊接的技术领域,特别是涉及一种焊接系统及采集焊接路径的数据的方法。
背景技术
激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接过程属热传导型,即激光辐射加热工件表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池。由于其独特的优点,已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。
当产品的焊接深度不同时,激光束的焦点的最佳作用位置也不同,以保证激光束的能量集中至产品上。对于不规则的产品,产品上沿焊接路径的焊接深度不均等,如果以产品的焊接路径的焊接深度的最大值作为激光束的焦距,则激光器在焊接产品的过程中始终输出固定的激光束焦距。激光器在加工过程中激光束的焦距保持恒定,虽然保证了加工产品的要求,但不利于提高产品的加工效率;此外,对于大批量产品的加工过程中,一般以产品尺寸的设计值作为激光束的焦距的参考,由于产品在制造过程中存在制造误差,尤其是当产品的实际尺寸大于产品尺寸的设计值时,焊接系统的激光束的焦点位置不能满足焊接深度的要求,焊接系统焊接产品的效率较低且焊接质量较差。
发明内容
基于此,有必要针对焊接系统焊接产品的效率较低且焊接质量较差的问题,提供一种焊接系统及采集焊接路径的数据的方法。
一种采集焊接路径的数据的方法,包括:
提供一产品;
将所述产品放置于焊接系统的旋转座上;
采集所述旋转座的角位移数据;
采集所述产品的焊接路径的深度数据和位移数据;以及
将所述角位移数据、所述深度数据和所述位移数据进行处理,得到所述产品焊接的曲线图样数据。
在其中一个实施例中,将所述角位移数据、所述深度数据和所述位移数据进行处理的步骤包括:
去除所述深度数据中的噪音;
去除所述位移数据中的噪音;
对所述角位移数据、去噪后的所述深度数据和所述位移数据进行拟合;在角位移数据、深度数据和位移数据的拟合之前,先分别对深度数据和位移数据进行去噪,可以避免深度数据和位移数据中的噪音对曲线图样数据的造成影响,提高了曲线图样数据的精度。
在其中一个实施例中,对所述角位移数据、去噪后的所述深度数据和所述位移数据进行拟合的步骤具体为:
根据数据处理算法拟合所述角位移数据、所述深度数据和所述位移数据。
在其中一个实施例中,对所述角位移数据、去噪后的所述深度数据和所述位移数据进行拟合,之前还包括步骤:
对所述角位移数据、去除噪音后的所述深度数据和所述位移数据进行预拼接。
在其中一个实施例中,对所述角位移数据、去除噪音后的所述深度数据和所述位移数据进行预拼接,之前还包括步骤:
将所述深度数据、所述位移数据和所述角位移数据进行匹配。
在其中一个实施例中,对所述角位移数据、去除噪音后的所述深度数据和所述位移数据进行预拼接,之后还包括步骤:
将所述深度数据、所述位移数据和所述角位移数据进行拼接。
在其中一个实施例中,通过角位移传感器采集所述角位移数据。
一种焊接系统,其特征在于,采用上述的采集焊接路径的数据的方法获得的数据进行焊接。
在其中一个实施例中,所述焊接系统包括机架、旋转座、旋转机构、激光器、聚焦镜、滑架以及调节机构;所述旋转座包括相连接的座体和滑柱,所述座体转动连接于所述机架上,所述旋转机构设于所述机架上,所述旋转机构驱动所述旋转座相对于所述机架转动;所述激光器和所述聚焦镜均设于所述机架上,所述激光器产生激光束,所述聚焦镜与所述激光器相对设置,且所述聚焦镜将所述激光束聚焦于所述产品上;所述滑架滑动连接于所述滑柱上,所述滑架用于承载所述产品;所述调节机构设于所述座体上,所述调节机构的输出端与所述滑架连接,所述调节机构驱动所述滑架相对于所述滑柱滑动。
在其中一个实施例中,所述转动机构包括电机、第一带轮、第二带轮和传送带,所述电机固定于所述机架上,所述第一带轮设于所述电机的输出端上,所述第二带轮套设于所述座体上并与所述座体固定连接,所述传动带分别缠绕于所述第一带轮和所述第二带轮。
上述的焊接系统及采集焊接路径的数据的方法,采集焊接路径的数据的过程为:首先提供一产品;然后将产品放置于焊接系统的旋转座上,使产品随旋转座旋转;然后采集旋转座的角位移数据,即产品随旋转座转动的角位移数据;然后采集产品的焊接路径的深度数据和位移数据,以得到产品的焊接路径的深度数据和位移数据;然后将角位移数据、深度数据和位移数据进行处理,得到产品焊接的曲线图样数据,最终完成产品的焊接路径的数据的采集;当产品的焊接路径的数据采集完毕之后,焊接系统根据焊接路径的数据实时调整激光束的焦点位置,使焊接系统的激光束的焦点位置能够快速调节以满足不同焊接深度的产品,因此,焊接系统根据上述采集焊接路径的数据的方法获得的曲线图样数据焊接产品的效率较高;由于焊接系统的激光束的焦点位置可以满足不同焊接深度的产品,使焊接系统焊接产品的焊接质量较好。
附图说明
图1为一实施例的采集焊接路径的数据的方法的流程图;
图2为图1所示采集焊接路径的数据的方法的步骤S109的一流程图;
图3为图1所示采集焊接路径的数据的方法的步骤S109的另一流程图;
图4为图1所示采集焊接路径的数据的方法的步骤S109的又一流程图;
图5为图1所示采集焊接路径的数据的方法的步骤S109的再一流程图;
图6为一实施例的焊接系统的示意图;
图7为一实施例的焊接产品的方法的流程图;
图8为图7所示的焊接产品的方法的另一流程图;
图9为图7所示的焊接产品的方法的又一流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对焊接系统及采集焊接路径的数据的方法进行更全面的描述。附图中给出了焊接系统及采集焊接路径的数据的方法的首选实施例。但是,焊接系统及采集焊接路径的数据的方法可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对焊接系统及采集焊接路径的数据的方法的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在焊接系统及采集焊接路径的数据的方法的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
例如,一种采集焊接路径的数据的方法,包括:例如,提供一产品;将所述产品放置于焊接系统的旋转座上;例如,采集所述旋转座的角位移数据;采集所述产品的焊接路径的深度数据和位移数据;例如,将所述角位移数据、所述深度数据和所述位移数据进行处理,得到所述产品焊接的曲线图样数据。例如,一种采集焊接路径的数据的方法,包括:提供一产品;将所述产品放置于焊接系统的旋转座上;采集所述旋转座的角位移数据;采集所述产品的焊接路径的深度数据和位移数据;将所述角位移数据、所述深度数据和所述位移数据进行处理,得到所述产品焊接的曲线图样数据。
如图1所示,一实施例的采集焊接路径的数据的方法,包括:
S101,提供一产品。
S103,将所述产品放置于焊接系统的旋转座上。
S105,采集所述旋转座的角位移数据。
S107,采集所述产品的焊接路径的深度数据和位移数据。
S109,将所述角位移数据、所述深度数据和所述位移数据进行处理,得到所述产品焊接的曲线图样数据。
如图2所示,在其中一个实施例中,将所述角位移数据、所述深度数据和所述位移数据进行处理的步骤S109包括:
S109A,去除所述深度数据中的噪音;
S109B,去除所述位移数据中的噪音;
S109F,对所述角位移数据、去噪后的所述深度数据和所述位移数据进行拟合;在角位移数据、深度数据和位移数据的拟合之前,先分别对深度数据和位移数据进行去噪,可以避免深度数据和位移数据中的噪音对曲线图样数据的造成影响,提高了曲线图样数据的精度。
在其中一个实施例中,对所述角位移数据、去噪后的所述深度数据和所述位移数据进行拟合的步骤S109F具体为:
根据数据处理算法拟合所述角位移数据、所述深度数据和所述位移数据。
如图3所示,在其中一个实施例中,对所述角位移数据、去噪后的所述深度数据和所述位移数据进行拟合,之前还包括步骤:
S109D,对所述角位移数据、去除噪音后的所述深度数据和所述位移数据进行预拼接,可以提高对角位移数据、去噪后的所述深度数据和位移数据进行拟合的效率。
如图4所示,在其中一个实施例中,对所述角位移数据、去除噪音后的所述深度数据和所述位移数据进行预拼接,之前还包括步骤:
S109C,将所述深度数据、所述位移数据和所述角位移数据进行匹配,在深度数据、位移数据和角位移数据进行预拼接之前先进行匹配,可以提高对深度数据、位移数据和角位移数据进行预拼接的效率。
如图5所示,在其中一个实施例中,对所述角位移数据、去除噪音后的所述深度数据和所述位移数据进行预拼接,之后还包括步骤:
S109E,将所述深度数据、所述位移数据和所述角位移数据进行拼接,在深度数据、位移数据和角位移数据进行预拼接之后进行拼接,可以提高深度数据、位移数据和角位移数据的拟合的效率。
在其中一个实施例中,通过角位移传感器采集所述角位移数据。
如图6所示,本发明还提供一种焊接系统,采用上述的采集焊接路径的数据的方法获得的数据进行焊接。例如,所述焊接系统10包括机架100、旋转座200、旋转机构300、激光器400、聚焦镜450、滑架500以及调节机构600;所述旋转座包括相连接的座体210和滑柱220,所述座体转动连接于所述机架上,所述旋转机构设于所述机架上,所述旋转机构驱动所述旋转座相对于所述机架转动;所述激光器和所述聚焦镜均设于所述机架上,所述激光器产生激光束,所述聚焦镜与所述激光器相对设置,且所述聚焦镜将所述激光束聚焦于所述产品上;所述滑架滑动连接于所述滑柱上,所述滑架用于承载所述产品;所述调节机构设于所述座体上,所述调节机构的输出端与所述滑架连接,所述调节机构驱动所述滑架相对于所述滑柱滑动。
在其中一个实施例中,所述机架包括相连接的主体和支撑梁,所述激光发生组件设于所述支撑梁上,所述座体转动连接于所述主体上,所述转动机构设于所述主体上。例如,支撑梁通过焊接或胶接连接于主体上,使主体与支撑梁连接。又如,支撑梁设于主体的上方。在其中一个实施例中,所述主体与所述支撑梁一体成型,使机架的结构较紧凑。
在其中一个实施例中,所述座体与所述滑柱一体成型,使旋转座的结构较紧凑。当然,可以理解,所述座体与所述滑柱不仅限于一体成型,在其他实施例中,座体与滑柱也可以各自成型,并通过焊接或胶接连接于一起。例如,滑柱的数目为多个,滑动架分别滑动连接于多个滑柱上,使滑动架相对于滑柱的滑动更加平稳。在其中一个实施例中,所述滑柱的外壁上涂覆有耐磨层,提高了滑柱的耐磨性能,延长滑柱的使用寿命。例如,耐磨层的材料为高锰钢或铬铸铁或耐磨合金钢中的至少一种。
例如,所述焊接系统还包括位移传感器,所述位移传感器设于滑动架与座体之间,所述位移传感器用于测量座体与滑动架之间的距离。所述位移传感器与调节机构的控制端通信连接。当位移传感器测量到所述座体与所述滑动架之间的距离等于预定值时,所述调节机构停止动作,使滑动架相对于滑柱滑动至预定位置处,使焊接系统与产品的厚度相适配。又如,焊接系统还包括测量柱,测量柱上设有刻度,测量柱连接于座体上。滑动架上开设有避让孔,测量柱穿设于避让孔内,使滑动架相对于测量柱运动,使操作者可以快速得知滑动架与滑柱之间的相对位置。例如,焊接系统还包括指示针,指示针的一端固定于滑动架上,指示针的另一端与测量柱上的刻度相对应;当滑动架相对于滑柱滑动时,滑动架带动指示针运动,使指示针相对于测量柱的刻度运动,使滑动架与滑柱的相对位置更加明显。
例如,所述焊接系统还包括缓冲机构,所述缓冲机构的一端连接于调节机构的输出端上,所述缓冲机构的另一端连接于滑动架上,由于缓冲机构具有一定的缓冲性能,避免因滑动架相对于滑柱滑动停止时产生的惯性较大导致滑动架的实际滑动位置与预定位置相差较大的问题,使滑动架的滑动位置较准确。又如,缓冲机构包括弹性件,弹性件套设于滑柱上,且弹性件的一端与滑动架连接,弹性件的另一端与调节机构的输出端连接;当调节机构停止驱动滑动架时,滑动架由于惯性相对于滑柱滑动一定的位移,由于弹性件的一端与滑动架连接,且弹性件的另一端与调节机构的输出端连接,使滑动架相对于滑柱来回往复滑动,直至滑动架停止相对于滑柱滑动,这样使缓冲机构具有缓冲功能。例如,弹性件为弹簧或弹性胶。在本实施例中,弹性件为弹簧。
例如,焊接系统还包括角度传感器,角度传感器设于座体上,角度传感器用于检测座体相对于机架转动的角度。角度传感器与转动机构通信连接,当角度传感器检测到座体的转动角度等于预定值时,转动机构停止转动,使座体相对停止于机架上,从而保证了座体的转角数值。
在其中一个实施例中,所述滑动架包括相连接的架体和滑圈,所述架体用于承载所述产品,所述滑圈套设于所述滑柱上并与所述滑柱滑动连接,使滑动架滑动连接于滑柱上。在其中一个实施例中,所述滑圈焊接于所述架体上,使得所述滑圈与所述架体连接。
在其中一个实施例中,所述转动机构包括电机、第一带轮、第二带轮和传送带,所述电机固定于所述机架上,所述第一带轮设于所述电机的输出端上,所述第二带轮套设于所述座体上并与所述座体固定连接,所述传动带分别缠绕于所述第一带轮和所述第二带轮。电机动作并带动第一带轮转动,第一带轮通过传送带带动第二带轮转动,又由于第二带轮套设于座体上并与座体固定连接,使第二带轮带动座体转动连接于机架上,从而使转动机构驱动座体相对于机架转动。
在其中一个实施例中,所述调节机构包括气缸和固定板,所述气缸固定于所述座体上,所述气缸的输出端的动作方向与所述滑柱的延伸方向平行,所述固定板设于所述气缸的输出端上,且所述固定板与所述滑动架连接,使调节机构驱动滑动架相对于滑柱滑动。.
如图7所示,本发明还提供一种焊接产品的方法。所述焊接产品的方法包括:
S201,采用上述的采集焊接路径的数据的方法得到所述曲线图样数据。
S203,根据所述曲线图样数据分别控制所述调节机构和所述旋转机构动作,使所述调节机构驱动所述滑架相对于所述滑柱滑动,且所述旋转机构驱动所述旋转座相对于所述机架转动。
S205,控制所述激光器产生激光束,激光束经过聚焦镜聚焦于产品上。
如图8所示,在其中一个实施例中,根据所述曲线图样数据分别控制所述调节机构和所述旋转机构动作,之前还包括步骤:
S202,将所述曲线图样数据传输至所述调节机构的控制端和所述旋转机构的控制端。
如图9所示,在其中一个实施例中,根据所述曲线图样数据分别控制所述调节机构和所述旋转机构动作,之后还包括步骤:
S204,将所述曲线图样数据传输至所述激光器的控制端,以控制所述激光器产生的激光束。
上述的焊接系统、焊接系统及采集焊接路径的数据的方法,采集焊接路径的数据的过程为:首先提供一产品;然后将产品放置于焊接系统的旋转座上,使产品随旋转座旋转;然后采集旋转座的角位移数据,即产品随旋转座转动的角位移数据;然后采集产品的焊接路径的深度数据和位移数据,以得到产品的焊接路径的深度数据和位移数据;然后将角位移数据、深度数据和位移数据进行处理,得到产品焊接的曲线图样数据,最终完成产品的焊接路径的数据的采集;当产品的焊接路径的数据采集完毕之后,焊接系统根据焊接路径的数据实时调整激光束的焦点位置,使焊接系统的激光束的焦点位置能够快速调节以满足不同焊接深度的产品,因此,焊接系统根据上述采集焊接路径的数据的方法获得的曲线图样数据焊接产品的效率较高;由于焊接系统的激光束的焦点位置可以满足不同焊接深度的产品,使焊接系统焊接产品的焊接质量较好。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种采集焊接路径的数据的方法,其特征在于,包括:
提供一产品;
将所述产品放置于焊接系统的旋转座上;
采集所述旋转座的角位移数据;
采集所述产品的焊接路径的深度数据和位移数据;以及
将所述角位移数据、所述深度数据和所述位移数据进行处理,得到所述产品焊接的曲线图样数据。
2.根据权利要求1所述采集焊接路径的数据的方法,其特征在于,将所述角位移数据、所述深度数据和所述位移数据进行处理的步骤包括:
去除所述深度数据中的噪音;
去除所述位移数据中的噪音;
对所述角位移数据、去噪后的所述深度数据和所述位移数据进行拟合。
3.根据权利要求2所述采集焊接路径的数据的方法,其特征在于,对所述角位移数据、去噪后的所述深度数据和所述位移数据进行拟合的步骤具体为:
根据数据处理算法拟合所述角位移数据、所述深度数据和所述位移数据。
4.根据权利要求3所述采集焊接路径的数据的方法,其特征在于,对所述角位移数据、去噪后的所述深度数据和所述位移数据进行拟合,之前还包括步骤:
对所述角位移数据、去除噪音后的所述深度数据和所述位移数据进行预拼接。
5.根据权利要求4所述采集焊接路径的数据的方法,其特征在于,对所述角位移数据、去除噪音后的所述深度数据和所述位移数据进行预拼接,之前还包括步骤:
将所述深度数据、所述位移数据和所述角位移数据进行匹配。
6.根据权利要求4所述采集焊接路径的数据的方法,其特征在于,对所述角位移数据、去除噪音后的所述深度数据和所述位移数据进行预拼接,之后还包括步骤:
将所述深度数据、所述位移数据和所述角位移数据进行拼接。
7.根据权利要求1所述采集焊接路径的数据的方法,其特征在于,通过角位移传感器采集所述角位移数据。
8.一种焊接系统,其特征在于,采用权利要求1至7中任一项所述的采集焊接路径的数据的方法获得的数据进行焊接。
9.根据权利要求8所述的焊接系统,其特征在于,所述焊接系统包括机架、旋转座、旋转机构、激光器、聚焦镜、滑架以及调节机构;所述旋转座包括相连接的座体和滑柱,所述座体转动连接于所述机架上,所述旋转机构设于所述机架上,所述旋转机构驱动所述旋转座相对于所述机架转动;所述激光器和所述聚焦镜均设于所述机架上,所述激光器产生激光束,所述聚焦镜与所述激光器相对设置,且所述聚焦镜将所述激光束聚焦于所述产品上;所述滑架滑动连接于所述滑柱上,所述滑架用于承载所述产品;所述调节机构设于所述座体上,所述调节机构的输出端与所述滑架连接,所述调节机构驱动所述滑架相对于所述滑柱滑动。
10.根据权利要求9所述的焊接系统,其特征在于,所述转动机构包括电机、第一带轮、第二带轮和传送带,所述电机固定于所述机架上,所述第一带轮设于所述电机的输出端上,所述第二带轮套设于所述座体上并与所述座体固定连接,所述传动带分别缠绕于所述第一带轮和所述第二带轮。
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CN114226980A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-03-25 | 武汉逸飞激光股份有限公司 | 一种高反异质材料焊接方法 |
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2017
- 2017-09-22 CN CN201710864710.2A patent/CN107808426A/zh not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180316 |