CN112660415B - 一种浮空器囊体焊接检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮空器囊体焊接检测系统及方法，包括两个视觉检测单元、纠偏单元、异常标记单元、数显控制单元和承料台；通过引入视觉检测单元以替代人工手动或目视检测，使检测精度和效率显著提高；通过引入纠偏单元以替代传统加工的手动对齐和对准操作，提高了加工质量；通过引入在线异常标记单元以替代人工对大囊瓣加工质量异常处标记，从而显著提高了缺陷标记精准度，为后续的囊体性能检测分析带来了便捷；通过引入数显控制单元，实现对焊接作业质量的即时掌握。

Description

一种浮空器囊体焊接检测系统及方法

技术领域

本发明属于浮空器囊体加工检测领域，尤其涉及一种浮空器囊体焊接检测系统及方法。

背景技术

浮空器是一种主要依靠浮升气体实现升空、驻空飞行的柔性飞行器。浮空器囊体囊瓣焊接，是将特种增强柔性复合面料或塑料薄膜制成的直线或曲线形囊瓣，在两两对齐后通过焊机设备热压粘合成型的过程，两个囊瓣相互连接的热合区即为焊缝。焊缝精度亦称焊接精度，是焊接质量评价的重要因素之一，主要包括焊缝宽度、开缝尺寸、囊瓣错位尺寸等。

当前，在国内外浮空器囊体加工中，开缝尺寸依靠对齐囊瓣操作来保证，囊瓣错位尺寸依靠人工对准囊瓣操作来保证，焊接精度质量检测更是普遍依靠人工目视或手动检测来完成。尤其对于中大型如长度≥10m浮空器囊体或囊体零件的加工检测，现有囊体加工检测的不足之处体现在：

第一，对于焊缝宽度、开缝状态、囊瓣错位尺寸等检测，人工测量数据误差较大，精度和质量无法保证。

第二，对于0.1mm级或者更高级（例如0.01mm级）的柔性囊瓣开缝状态、错位尺寸等数值测量，人工测量效率很低且劳动强度较大，难以匹配中大型浮空器加工速度的要求，同时在一定程度上也制约了浮空器产品制造交货的效率。

第三，对于国内外浮空器制造技术现状，普遍采用先生产加工完再人工检测的作业模式，检测的结果虽然可作为事后判定该批囊瓣是否合格的参考依据，但未能对浮空器囊体生产加工现场的焊接精度即时状态进行监视、即时纠错，从而不能即时挽回由焊接质量缺陷造成的经济损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浮空器囊体焊接检测系统及方法，以解决现有焊缝宽度、开缝状态、囊瓣错位尺寸等检测误差大、测量效率低的问题，以及无法对焊接精度和焊接质量进行实时监测的问题。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种浮空器囊体焊接检测系统，包括：

第一承料台，用于承载待焊接囊瓣；

第一视觉检测单元，设于所述第一承料台上方，用于检测待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸；

数显控制单元，用于根据所述第一视觉检测单元反馈的开缝尺寸和错位尺寸发出纠偏指令；

纠偏单元，包括机械手以及设于所述机械手末端的纠偏轮，所述机械手的数量与所述纠偏轮的数量对应，所述纠偏轮的数量与所述待焊接囊瓣的数量对应，每个所述纠偏轮与第一承料台上对应的待焊接囊瓣抵接；所述纠偏单元，用于根据所述纠偏指令调整对应的纠偏轮，使与该纠偏轮对应的待焊接囊瓣边缘压力发生变化，从而使待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸保持在设定值范围内，实现待焊接囊瓣之间的对齐和对准。

本发明中，裁剪好的囊瓣边缘标记有焊接尺寸标记线（对准标记线和对齐标记线），在焊接前，第一视觉检测单元实时检测两片囊瓣之间的开缝尺寸以及错位尺寸，当开缝尺寸和/或错位尺寸不在设定值范围内时，数显控制单元根据实时检测的开缝尺寸和/或错位尺寸与设定值之间的偏差发出纠偏指令，对应的机械手根据纠偏指令控制对应的纠偏轮上下微动和/或左右微偏转，使纠偏轮对囊瓣边缘的压力（或阻尼力）发生变化，从而使纠偏轮对囊瓣边缘的水平分力的大小和方向以及垂向分力的大小发生改变；当水平分力发生变化时，使囊瓣边缘向左或向右微动，调整两片待焊接囊瓣之间的开缝尺寸，使两片囊瓣之间的开缝尺寸保持在设定值范围内，实现囊瓣的对齐调整；当垂向分力发生变化时，调整囊瓣前进的速度，使两片囊瓣之间的错位尺寸保持在设定值范围内，实现囊瓣的对准调整。该检测系统在焊接前实时检测囊瓣的开缝尺寸和错位尺寸，并在不满足设定值范围时实时调整，保证了后续囊瓣焊接的质量和精度，降低了焊接质量缺陷造成的经济损失；整个检测和调整过程均无需人工参与，提高了检测和调整效率，不影响正常焊接流程，符合生产线的加工速度和效率。

进一步地，所述机械手的旋转范围为±360°，所述机械手的旋转速度大于或等于60°/s；所述机械手的移动速度大于或等于1m/s。

机械手的旋转速度和移动速度有利于机械手快速响应纠偏指令，实现待检测囊瓣的快速调整。

进一步地，在所述第一承料台上设有第一辅助纠偏轮和第二辅助纠偏轮，所述第一辅助纠偏轮与第二辅助纠偏轮之间的第一承料台为断开结构，所述第一辅助纠偏轮和第二辅助纠偏轮分别位于纠偏轮的前方和后方。

第一辅助纠偏轮与第二辅助纠偏轮之间的第一承料台为断开结构，即没有桌面或承料台对囊瓣进行支撑，第一辅助纠偏轮和第二辅助纠偏轮将待焊接囊瓣支撑起来，使纠偏轮附近的囊瓣处于悬空状态，便于在开缝尺寸和错位尺寸存在偏差时调整囊瓣的位置，有利于囊瓣的对齐和对准。

优选地，所述第一辅助纠偏轮和第二辅助纠偏轮之间的轴间间距为10cm ~50cm。

优选地，所述第一承料台的宽度为20cm~80cm。

两片或多片囊瓣在经过曲线焊接拼接后会拱起，第一承料台过宽则会导致囊瓣因拱起产生褶皱且不利于后续焊接检测的进行，20cm~80cm的宽度范围有利于囊瓣焊缝的平铺展开。

进一步地，在所述第一承料台上设有至少一组压布轮，所述压布轮与囊瓣接触，以便压住囊瓣，避免了囊瓣拱起。

进一步地，所述焊接检测系统还包括：

第二承料台，用于承载已焊接囊瓣；

第二视觉检测单元，设于所述第二承料台上方，用于检测已焊接囊瓣之间的开缝尺寸、焊缝宽度和错位尺寸；

异常标记单元，设于所述第二承料台上方，用于根据异常指令对已焊接囊瓣进行标记；所述异常指令是数显控制单元在第二视觉检测单元反馈的开缝尺寸、焊缝宽度和/或错位尺寸超出对应的设定值范围时发出的控制指令。

第二视觉检测单元对已焊接囊瓣的焊接缺陷进行检测，当已焊接囊瓣的开缝尺寸、焊缝宽度以及错位尺寸中至少一个超出对应的设定值范围时，控制异常标记单元对该处囊瓣进行快速标记，如果检测正常，则无需标记，显著提高了焊接缺陷的标记精度，为后续囊体的性能检测分析提供支撑。

进一步地，所述异常标记单元包括报警器和打标装置；所述报警器，用于在标记时发出报警声，报警声提示工作人员存在焊接缺陷，以便及时发现缺陷并解决。

进一步地，所述焊接检测系统还包括：

设于所述第一视觉检测单元与第二视觉检测单元之间的焊机设备；所述焊机设备上设有热压轮和用于放置焊条的轮轴；

所述第一视觉检测单元与所述热压轮之间的间距为120mm~400mm；

所述纠偏轮与所述热压轮之间的间距为150mm~900mm；

所述第二视觉检测单元与所述热压轮之间的间距为300mm~700mm；

所述异常标记单元的打标装置与所述热压轮之间的间距为350mm~900mm。

本发明还提供一种利用如上所述浮空器囊体焊接检测系统进行焊接检测的方法，包括以下步骤：

获取待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸；

判断所述待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸是否超出对应的设定值范围；

当所述待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和/或错位尺寸超出对应的设定值范围时，调整对应的纠偏轮，使与该纠偏轮对应的待焊接囊瓣边缘压力发生变化，从而使待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸保持在设定值范围内。

进一步地，所述方法还包括：

获取已焊接囊瓣之间的开缝尺寸、焊缝宽度和错位尺寸；

判断所述已焊接囊瓣之间的开缝尺寸、焊缝宽度和错位尺寸是否超出对应的设定值范围；

当所述已焊接囊瓣之间的开缝尺寸、焊缝宽度和/或错位尺寸超出对应的设定值范围时，控制打标装置执行标记动作。

有益效果

与现有技术相比，本发明所提供的一种浮空器囊体焊接检测系统及方法，以视觉检测单元代替人工手动或目视检测来对囊瓣焊接前后进行检测，提高了检测精度和检测效率；焊接前开缝尺寸和错位尺寸超出设定值范围时，通过机械手调整纠偏轮来改变待焊接囊瓣边缘压力，使待焊接囊瓣的位置发生改变，从而使待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸保持在设定值范围内，实现了待焊接囊瓣之间的对齐和对准，提高了囊瓣焊接精度和焊接质量；焊接后的焊接质量检测和标记提高了焊接缺陷的标记精度，为后续囊体的性能检测分析提供支撑；数显控制单元对焊接前后的作业指令即时掌握，降低了焊接质量缺陷造成的经济损失；该系统及方法有助于浮空器囊体的智能化、自动化、批量化生产加工，大大提高了生产加工质量，降低了成本，具有广阔的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中一种浮空器囊体焊接检测系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中纠偏单元的结构示意图；

图3是本发明实施例中一种浮空器囊体焊接检测系统的侧视图；

图4是本发明实施例中一种浮空器囊体焊接检测系统的工序流程和控制逻辑示意图；

图5是本发明实施例中待焊接囊瓣的焊接尺寸标记线示意图；

图6是本发明实施例中待焊接囊瓣的焊接工艺结构示意图；

图7是本发明实施例中纠偏轮对待焊接囊瓣边缘的压力的示意图；

图8是本发明实施例中待焊接囊瓣左右对齐原理图；

图9是本发明实施例中待焊接囊瓣前后对准原理图；

其中，1-第一视觉检测单元，2-纠偏单元，201-机械手，2011-底座，2012-旋转臂，2013-大臂，2014-手肘，2015-小臂，202-纠偏轮，2021-左侧纠偏轮，2022-右侧纠偏轮，203-第一辅助纠偏轮，204-第二辅助纠偏轮，3-第一承料台，4-待焊接囊瓣，401-对准标记线，402-对齐标记线，403-边缘焊接区，405-左侧囊瓣，406-右侧囊瓣，407-焊缝，5-数显控制单元，6-热压轮，7-第二视觉检测单元，8-异常标记单元，9-焊条，10-压布轮，11-第二承料台，12-支撑架，A-囊瓣焊接前进方向，S-开缝尺寸，D-焊缝宽度，F-纠偏轮对待焊接囊瓣边缘的压力，Fx-水平分力，Fy-垂直分力。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例所提供的一种浮空器囊体焊接检测系统，包括沿着囊瓣焊接前进方向依次设置的纠偏单元2、第一视觉检测单元1、焊机设备、第二视觉检测单元7和异常标记单元8，以及用于承载待焊接囊瓣的第一承料台3、用于承载已焊接囊瓣的第二承料台11和用于协调各单元和/或设备之间工作的数显控制单元5。

第一承料台3用于承载待焊接的两片囊瓣4，第二承料台11用于承载已焊接的囊瓣，第一承料台3和第二承料台11可以具备传送功能，第一承料台3的传送功能用于将待焊接的两片囊瓣4输送至焊机设备，第二承料台11的传送功能用于将已焊接囊瓣输送至下一道工序。当第一承料台3不具备传送功能时，待焊接囊瓣4的输送通过焊机设备的热压轮6、压布轮10等来实现。

本实施例中，第一承料台3的宽度为20cm~80cm，此宽度范围有利于囊瓣焊缝的平铺展开，当两片或多片囊瓣在经过曲线焊接拼接后会拱起，承料台过宽则会导致囊瓣因拱起产生褶皱且不利于后续焊接检测的进行。

第一视觉检测单元1通过支撑架12设于第一承料台3上方。第一视觉检测单元1包括光源和工业相机。工业相机对待焊接囊瓣的开缝尺寸、错位尺寸进行精确识别和检测，并将该检测信息传输给数显控制单元5，数显控制单元5对检测信息进行分析和处理得到开缝尺寸和错位尺寸，并将开缝尺寸与设定的开缝尺寸比较，错位尺寸与设定的错位尺寸比较，如果开缝尺寸和错位尺寸中的任一项或两项超过设定值，则数显控制单元5向纠偏单元2发出纠偏指令，纠偏单元2根据纠偏指令控制纠偏轮202动作，使与纠偏轮202对应的待焊接囊瓣边缘压力发生变化，从而使待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸保持在设定值范围内，实现待焊接囊瓣之间的对齐和对准。通过第一视觉检测单元1每间隔采样周期的实时检测以及纠偏单元2对囊瓣的调整，使待焊接囊瓣的开缝尺寸和错位尺寸始终保持在设定值范围内，再进入到焊机设备中进行焊接，保证了焊接精度和焊接质量。

本实施例中，工业相机的像素不低于500W，频率不低于5fps。光源为工业相机提供足够的光照，使检测信息更为清晰、准确。

纠偏单元2包括机械手201以及设于机械手201末端的纠偏轮202。机械手201可以为六轴机械手201或四轴机械手201，如图2所示，机械手201包括依次设置的底座2011、旋转臂2012、大臂2013、手肘2014和小臂2015，纠偏轮202设于小臂2015的末端。机械手201的旋转范围为±360°，机械手201的旋转速度大于或等于60°/s；机械手201的移动速度大于或等于1m/s。旋转速度和移动速度的设置有利于机械手201快速响应纠偏指令，实现待检测囊瓣的快速调整。

如图2所示，在第一承料台3上设有第一辅助纠偏轮203和第二辅助纠偏轮204，第一辅助纠偏轮203与第二辅助纠偏轮204之间的第一承料台3为断开结构（即没有桌面或承料台对囊瓣进行支撑，第一辅助纠偏轮203和第二辅助纠偏轮204与第一承料台3的表面齐平）。第一辅助纠偏轮203和第二辅助纠偏轮204分别位于纠偏轮202的前方和后方，本实施例中，纠偏轮202位于第一辅助纠偏轮203和第二辅助纠偏轮204之间的轴间间距中心。第一承料台3的断开结构使断开结构处的待焊接囊瓣处于悬空状态，第一辅助纠偏轮203和第二辅助纠偏轮204将悬空的待焊接囊瓣支撑起来，易于在开缝尺寸和错位尺寸存在偏差时调整囊瓣的位置，有利于囊瓣的对齐和对准。

本实施例中，纠偏轮202、第一辅助纠偏轮203和第二辅助纠偏轮204均为弹性橡胶轮，也可以是包覆橡胶材质的金属材质轮，轮直径均在10~50mm。第一辅助纠偏轮203和第二辅助纠偏轮204之间的轴间间距为10cm ~50cm。

第二视觉检测单元7与第一视觉检测单元1具有相同的结构，第二视觉检测单元7通过支撑架12设于第二承料台11的上方。第二视觉检测单元7的工业相机对已焊接囊瓣的开缝尺寸（即对齐状态）、错位尺寸（即对准状态）和焊缝宽度进行精确识别和检测，并将该检测信息传输给数显控制单元5，数显控制单元5对检测信息进行分析和处理得到开缝尺寸、错位尺寸和焊缝宽度，并将开缝尺寸与设定的开缝尺寸比较，错位尺寸与设定的错位尺寸比较，焊缝宽度与设定的焊缝宽度比较，如果开缝尺寸、错位尺寸以及焊缝宽度中的任一项或两项或三项超过设定值，则数显控制单元5向异常标记单元8发出异常指令，异常标记单元8根据异常指令对与异常标记单元8对应的囊瓣进行标记，显著提高了焊接缺陷的标记精度，为后续囊体的性能检测分析提供支撑。

本实施例中，异常标记单元8包括报警器和打标装置；报警器，用于在标记时发出报警声，报警声提示工作人员存在焊接缺陷，以便及时发现缺陷并解决。打标装置可以为激光打标机或传统的喷墨打标机。

数显控制单元5安装在支撑架12上，数显控制单元5用于接收第一视觉检测单元1和第二视觉检测单元7的实时反馈信息，并将第一视觉检测单元1和第二视觉检测单元7的实时反馈信息与设定值进行比较，在超出设定值范围时分别发出纠偏指令和异常指令；数显控制单元7还用于输入设定值范围，并显示焊接检测纠偏结果，焊接检测纠偏结果包括但不限于焊接批次、设定的开缝尺寸、设定的错位尺寸、设定的焊缝尺寸、焊接前开缝尺寸检测结果、焊接前错位尺寸检测结果、焊接后开缝尺寸检测结果、焊接后错位尺寸检测结果、焊接后焊缝尺寸检测结果、囊瓣前进速度（即焊接速度）、累计缺陷长度、PPM值等。根据需求可以在数显控制单元5上调整设定值范围，以满足各种精度需求。焊接检测纠偏结果的实时显示，便于（手动）囊瓣进料时纠正操作姿态进而确保焊接精度。

本实施例中，在第一承料台3和第二承料台11上设有至少一组压布轮10，该压布轮10与囊瓣接触，以便压住囊瓣，避免了囊瓣拱起。如图1所示，在第一承料台3上设有一组压布轮10，在第二承料台11上设有两组压布轮10。压布轮10的直径为10~50mm，压布轮10可以是弹性橡胶轮，也可以是外包覆橡胶的金属材质轮。

支撑架12可与焊机设备配套布置而不干涉。本实施例中，焊机设备为热风焊机或连续式热熔焊机，如图3所示，在焊机设备上设有热压轮6和用于放置焊条9的轮轴。

第一视觉检测单元1与热压轮6之间的间距a为120mm~400mm；

纠偏轮202与热压轮6之间的间距b为150mm~900mm；

第二视觉检测单元7与热压轮6之间的间距c为300mm~700mm；

异常标记单元8的打标装置与热压轮6之间的间距d为350mm~900mm；

第一承料台3上的压布轮10与第二承料台11上的压布轮10（第二承料台11上的压布轮10为远离热压轮6的压布轮10）之间的间距L为800mm~2200mm。

如图4所示，本实施例还提供一种利用如上所述浮空器囊体焊接检测系统进行焊接检测的方法，包括以下步骤：

1、实时获取第一视觉检测单元1采集的两片待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸。

在进行好焊接前，先根据产品尺寸要求裁剪囊瓣，并在囊瓣上标记对准标记线401、对齐标记线402以及边缘焊接区403，这些标记可以作为囊瓣对齐状态和对准状态检测时的参照，如图5所示。将裁剪好的囊瓣在第一承料台3上展开，囊瓣朝焊机设备前进的过程中，第一视觉检测单元1每隔采样周期对两片囊瓣之间的开缝尺寸S和错位尺寸（如图6所示）进行检测。

2、判断待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸是否超出对应的设定值范围，并进行纠偏操作。

数显控制单元5对第一视觉检测单元1采集的信息进行分析处理，并将开缝尺寸S与设定的开缝尺寸比较，错位尺寸与设定的错位尺寸比较，如果开缝尺寸和错位尺寸中的任一项或两项超过设定值，则数显控制单元5向纠偏单元2发出纠偏指令。

机械手201根据纠偏指令调整纠偏轮202，使与该纠偏轮202对应的待焊接囊瓣边缘压力发生变化，从而使待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸保持在设定值范围内。

当开缝尺寸S或错位尺寸在设定值范围外时，通过机械手201微调纠偏轮202，使纠偏轮202上下移动和/或左右偏转，从而调整纠偏轮202对待焊接囊瓣边缘的压力F或阻尼力，实现对齐和对准。纠偏轮202对待焊接囊瓣边缘的压力F可以分解为水平分力Fx和垂直分力Fy（如图7所示），当开缝尺寸S过大时，使纠偏轮202左右偏转（右侧纠偏轮2022向左偏转，左侧纠偏轮2021向右偏转），从而使水平分力Fx增大，使左侧囊瓣405向右微移，使右侧囊瓣406向左微移，以减小开缝尺寸S，如图8所示；当错位尺寸不在设定值范围内时，使纠偏轮202上下移动，改变垂直分力Fy，从而改变待焊接囊瓣4的前进速度，以减小错位尺寸，如图9所示。例如当左侧囊瓣405与右侧囊瓣406存在错位尺寸，且左侧囊瓣405落后于右侧囊瓣406（即左侧囊瓣405对应的对准标记线401落后于右侧囊瓣406对应的对准标记线401）时，使左侧纠偏轮2021向上微移，右侧纠偏轮2022向下微移，从而加快了左侧囊瓣405的前进速度，减慢了右侧囊瓣406的前进速度，使左侧囊瓣405对应的对准标记线401与右侧囊瓣406对应的对准标记线401在同一直线上（或满足设定的错位尺寸）。根据第一视觉检测单元1的实时反馈，实时调整纠偏轮202，从而实时调整纠偏轮202对待焊接囊瓣边缘的压力或阻尼力，使待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸始终保持在设定值范围内，实现了焊接前囊瓣的对齐和对准，提高了后续焊接的精度和质量。

3、实时获取第二视觉检测单元7采集的两片已焊接囊瓣之间的开缝尺寸、焊缝宽度和错位尺寸

第二视觉检测单元7用于焊接后焊接质量的检测，以便及时发现焊接质量问题，并及时对相应设备进行调整，减少焊接质量问题。

4、判断已焊接囊瓣之间的开缝尺寸、焊缝宽度和错位尺寸是否超出对应的设定值范围；当已焊接囊瓣之间的开缝尺寸、焊缝宽度和/或错位尺寸超出对应的设定值范围时，控制打标装置执行标记动作。

步骤3和4与步骤1和2是同步进行的，没有时间上的先后顺序。

实施例2

按照实施例1和图1搭建浮空器囊体焊接检测系统，各参数如下：

第一视觉检测单元1和第二视觉检测单元7的工业相机均选用1000万像素，工业相机的频率10fps；机械手201选用六轴机械手201，精度±0.03mm，机械手201的旋转速度达180°/s，移动速度达到3m/s。

纠偏轮202、第一辅助纠偏轮203、第二辅助纠偏轮204和压布轮10的直径均设定为30mm；第一承料台3和第二承料台11的宽度设定为30cm；第一辅助纠偏轮203与第二辅助纠偏轮204之间的轴间间距设定为12cm；第一视觉检测单元1的工业相机到热压轮6中心的间距a=200mm；纠偏轮202到热压轮6中心的间距b=400mm；第二视觉检测单元7的工业相机到热压轮6中心的间距c=500mm；异常标记单元8的标记装置到热压轮6中心的间距d=600mm；系统总长前、后压布轮10间距L=1300mm。

数显控制单元5的显示屏选用15寸屏，在其控制界面输入：设定的开缝尺寸范围为开缝尺寸≤1mm、设定的错位尺寸范围为错位尺寸≤2mm。

焊机设备选定为热风焊机，设定焊接参数（温度、压力、速度），取焊接速度（即热压轮6转动线速度）为3m/min，焊机热压轮6进入运转状态，焊条准备就绪；将长10m、最大宽1.4m的两个曲线囊瓣，沿着边缘焊接区宽度送入压布轮10，到达纠偏单元2进行对齐纠偏和对准纠偏：

（1）对齐纠偏：对照图2、图7、图8，假定此时第一视觉检测单元1拍摄到两个囊瓣的开缝尺寸S为3mm且是由左侧囊瓣405向外跑偏所致，为使在进入焊机前达到开缝尺寸S≤1mm，需要将开缝尺寸S减少2mm；留给纠偏单元2的纠偏时间为：焊前检测到纠偏轮202的距离除以焊接速度，即200mm/（3m/min）=4s，远远满足工业相机拍照完传输给数显控制单元5分析出缺陷数据和数显控制单元5发出指令到机械手201的整个时间0.2s。带自控程序的机械手201（左侧）在0.05s内按图7带动纠偏轮202快速做出连续蠕动式动作：向下位移2mm增加阻尼力并向右偏转2°，在对囊瓣阻尼力（水平分力Fx）增加的作用下，在0.2s内左侧囊瓣405边缘焊接区边缘向内侧（或右侧）移动2mm从而满足设计要求。即在焊接前从检测到开缝缺陷到完成对齐纠偏的1s内，如此连续循环，确保一对囊瓣在边缘源源不断对齐。

（2）对准纠偏：对照图2、图7、图9，假定此时第一视觉检测单元1的工业相机拍摄到两个囊瓣的错位尺寸为5mm且是由左侧囊瓣405跑慢所致，为使在进入焊机前达到设定的错位尺寸≤2mm，需要将错位尺寸减少3mm；留给纠偏单元2的纠偏时间为：焊前检测到纠偏轮202的距离除以焊接速度，即200mm/（3m/min）=4s，远远满足工业相机拍照完传输给数显控制单元5分析出缺陷数据和数显控制单元5发出指令到机械手201的整个时间0.2s。机械手201（左侧）在0.05s内按图9带动纠偏轮202快速做出连续蠕动式动作：向上位移2mm减少阻尼力并偏转0.5°，从而对左侧囊瓣405阻尼力减少，在0.5s内左侧囊瓣405相对右侧囊瓣406加快前进3mm从而满足设计要求。在焊接前从检测到错位缺陷到完成对准纠偏的1s内，连续循环，确保一对囊瓣在边缘源源不断对准。

对已焊接囊体焊接质量复检并标记异常（缺陷），由第二视觉检测单元7和异常标记单元8来完成。标记装置为激光打标机，在第二视觉检测单元7的工业相机对两片囊瓣拼接后的质量不合格处即开缝尺寸＞1mm以及错位尺寸＞2mm处进行识别并将信息传输给数显控制单元5，激光打标机接到指令后快速对囊瓣焊缝缺陷处进行短促划线标记，每标记一处，发出短促“滴滴”报警提示声；如果检测正常则无需标记，依次循环，直至囊瓣焊接结束。

在与焊机同步的检测纠偏作业过程中，开缝即时检测数据（焊前）、错位即时检测数据（焊前）可以在数显控制单元同步显示，以便人工在辅助囊瓣进料时纠正操作姿态。

一个焊接批次结束后，在数显控制单元调取并打印焊质量数据，如焊接批次、设定的焊接开缝尺寸、设定的焊接错位尺寸、焊接速度、报警次数、累计缺陷长度、焊接质量PPM值，该批囊瓣焊接完成。

以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种浮空器囊体焊接检测系统，其特征在于，包括：

第一承料台，用于承载待焊接囊瓣；

第一视觉检测单元，设于所述第一承料台上方，用于检测待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸；

数显控制单元，用于根据所述第一视觉检测单元反馈的开缝尺寸和错位尺寸发出纠偏指令；

纠偏单元，包括机械手以及设于所述机械手末端的纠偏轮，所述机械手的数量与所述纠偏轮的数量对应，所述纠偏轮的数量与所述待焊接囊瓣的数量对应，每个所述纠偏轮与第一承料台上对应的待焊接囊瓣抵接；所述纠偏单元，用于根据所述纠偏指令调整对应的纠偏轮，使与该纠偏轮对应的待焊接囊瓣边缘压力发生变化，从而使待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸保持在设定值范围内。

2.如权利要求1所述的一种浮空器囊体焊接检测系统，其特征在于：所述机械手的旋转范围为±360°，所述机械手的旋转速度大于或等于60°/s；所述机械手的移动速度大于或等于1m/s。

3.如权利要求1所述的一种浮空器囊体焊接检测系统，其特征在于：在所述第一承料台上设有第一辅助纠偏轮和第二辅助纠偏轮，所述第一辅助纠偏轮与第二辅助纠偏轮之间的第一承料台为断开结构，所述第一辅助纠偏轮和第二辅助纠偏轮分别位于纠偏轮的前方和后方。

4.如权利要求3所述的一种浮空器囊体焊接检测系统，其特征在于：所述第一辅助纠偏轮和第二辅助纠偏轮之间的轴间间距为10cm ~50cm。

5.如权利要求1所述的一种浮空器囊体焊接检测系统，其特征在于：所述第一承料台的宽度为20cm~80cm。

6.如权利要求1所述的一种浮空器囊体焊接检测系统，其特征在于：在所述第一承料台上设有至少一组压布轮，所述压布轮与囊瓣接触。

7.如权利要求1~6中任一项所述的一种浮空器囊体焊接检测系统，其特征在于，还包括：

第二承料台，用于承载已焊接囊瓣；

第二视觉检测单元，设于所述第二承料台上方，用于检测已焊接囊瓣之间的开缝尺寸、焊缝宽度和错位尺寸；

异常标记单元，设于所述第二承料台上方，用于根据异常指令对已焊接囊瓣进行标记；所述异常指令是数显控制单元在第二视觉检测单元反馈的开缝尺寸、焊缝宽度和/或错位尺寸超出对应的设定值范围时发出的控制指令。

8.如权利要求7所述的一种浮空器囊体焊接检测系统，其特征在于：所述异常标记单元包括报警器和打标装置；所述报警器，用于在标记时发出报警声。

9.如权利要求7所述的一种浮空器囊体焊接检测系统，其特征在于，还包括：

设于所述第一视觉检测单元与第二视觉检测单元之间的焊机设备；所述焊机设备上设有热压轮和用于放置焊条的轮轴；

所述第一视觉检测单元与所述热压轮之间的间距为120mm~400mm；

所述纠偏轮与所述热压轮之间的间距为150mm~900mm；

所述第二视觉检测单元与所述热压轮之间的间距为300mm~700mm；

所述异常标记单元的打标装置与所述热压轮之间的间距为350mm~900mm。

10.一种利用如权利要求1~9中任一项所述浮空器囊体焊接检测系统进行焊接检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸；

判断所述待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸是否超出对应的设定值范围；

当所述待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和/或错位尺寸超出对应的设定值范围时，调整对应的纠偏轮，使与该纠偏轮对应的待焊接囊瓣边缘压力发生变化，从而使待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸保持在设定值范围内。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

获取已焊接囊瓣之间的开缝尺寸、焊缝宽度和错位尺寸；

判断所述已焊接囊瓣之间的开缝尺寸、焊缝宽度和错位尺寸是否超出对应的设定值范围；

当所述已焊接囊瓣之间的开缝尺寸、焊缝宽度和/或错位尺寸超出对应的设定值范围时，控制打标装置执行标记动作。

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