CN116921854A - Busbar焊接的离焦量设定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光焊接技术领域，尤其是涉及一种BUSBAR焊接的离焦量设定方法，步骤如下：S1:坐标系的建立；S2：记录所有极柱的中心值；S3：计算出待测模组的极柱中心值的坐标值并建立一个新的坐标系；S4：计算出标准组和待检组水平坐标的偏差ΔX和ΔZ，记录数值，并把这个差值传给激光振镜，激光振镜根据差值做出光自动补偿；S5：振镜补偿坐标。本发明减少了调试工作量，缩短项目周期，激光焊接工位不需要重新示教X，Y的坐标值，可以直接利用激光寻址的值，降低了程序的复杂程度，距仪和激光振镜的配合使用，可实现引用极柱寻址工位焊接位置坐标进行焊接，提高了焊接精度。

Description

BUSBAR焊接的离焦量设定方法

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，尤其是涉及一种BUSBAR焊接的离焦量设定方法。

背景技术

无论是CTP还是LCTP都是电芯和绝缘胶条依次堆叠再一起，然后通过巴片内电路实现电芯之间串并联组成电路完整的模组。

巴片需要和电芯极柱焊接起来才可以完成电路的通讯，巴片焊接的工艺也不断的被优化，焊接合格率也逐渐提升起来，激光焊接柔性系统要么机器人带着振镜焊接，也可以通过伺服单轴或伺服三轴带振镜焊接。

模组的生产需要依次进行如下工艺：

电芯处理，堆叠，电芯间绝缘测试，极柱寻址，极柱清洗，人工安装巴片/端板/极座，巴片激光焊接，焊后清洁，焊后检测，通讯测试，全尺寸检测，模组下线。

巴片的焊接一般分为两个部分，视觉寻址和激光焊接两部分，利用相机拍摄标记点和每个极柱的位置；利用测距仪可测定每一个极柱的坐标距离，具体要求设定要求可任意调整选择4个或多个极柱测定计算平均值或智能补偿焊接，离焦量测量精度＜0.1mm，焊接根据相机和测距测算的数值进行离焦量的补偿。

相机和振镜具有各自独立的坐标系计算规则，二者进行协同工作必须在一个统一的基准下才可以，这样就需要理想状态下的标准模组测量的数值来做相机和振镜的坐标的校准。

标准模组校验基础的设定：

1、根据客户提供的模组2D尺寸图制作一个模组，此模组叫做标准模组，相机和测距仪测出的此模组的尺寸作为模组的尺寸标准；

2、相机对标准模组的Mark点进行拍照，完成相机的示教工作，将所有的极柱偏移数据归零；然后对极柱进行拍照，并计算出每个极柱的中心值，此后所每个模组的极柱测算都要用到这个标准值

3、振镜根据标准模组的标记值，再加上实际测试值与标准模组的差值，计算出光的位置，然后根据要求焊接，适用方形、圆形、椭圆形、W形等形状、可实现以上形状的摆动焊、可实现摆动焊接焊接轨迹和过流面积要求以各项目要求为准。

但是现有的加工方式并不能保证焊接精度，导致巴片焊接时焊偏，严重时甚至造成巴片焊穿发生火灾，所以急需提高焊接精度，来保证激光焊接的合格率，

而且现在的寻址是通过极柱来找偏移量的十分复杂，每次运行时都需要重新转化为相机端的数据后进行下一步操作，同时运行时由于距离较大所以每次都需要PLC重新运算，也是分麻烦。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种算法简单，效率高，能有效提高焊件精度减少安全隐患的BUSBAR焊接的离焦量设定方法。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种BUSBAR焊接的离焦量设定方法，步骤如下：

S1:坐标系的建立：伺服轴载相机和测距仪器配合使用校验标定零点，消除偏差，伺服轴移动每次移动测量相机拍摄4个极柱的中心，以相机透镜中心为原点，相机光轴为Z轴，X轴为水平轴，Y轴竖直，伺服轴带相机移动到托盘的固定的Mark点进行归零，并把零点坐标记录为原点(0，0，0)，X轴和Z轴为水平坐标，Y轴为焊接区域的竖直坐标；

S2：放置标准模组到对应位置，伺服轴带动相机移动校验标定模组处，此处定为原点(0，0，0)，此时相机和伺服轴积累的偏移需要补偿，相机策划师每次移动4个电芯的距离，在相机视野范围内会出现4个电芯的极柱中心，标定极柱中心的坐标，对应电芯的极柱中心值定义规律，第一个电芯极柱中心标定为(A1，0，ZA1)，第二个电芯极柱中心标定(A2，0，ZA2)……以此类推，标定完所有的极柱坐标，建立坐标系，并记录所有极柱的中心值；

S3：待检模组到位，伺服轴带动相机移动校验零点处，消除相机和伺服轴的偏移，每次移动4个电芯的距离，在相机视野范围内会出现4个电芯的极柱中心，检测出各个极柱中心的坐标，第一个电芯极柱中心标定为(X1，0，Z1)，第二个电芯极柱中心标定(X2，0，Z2)……以此类推，计算出待测模组的极柱中心值的坐标值并建立一个新的坐标系；

S4：计算出标准组和待检组水平坐标的偏差ΔX和ΔZ，记录数值，并把这个差值传给激光振镜，激光振镜根据差值做出光自动补偿；

S5：振镜补偿坐标，补偿后的坐标(XX1，Y，ZZ1)(XX1，-Y，ZZ1)，(XX2，Y，ZZ2)(XX2，-Y，ZZ2)……，其中X轴的计算公式为：XX1＝X1+ΔX1，XX2＝X2+ΔX2……，Z轴的计算公式为：ZZ1＝Z1+ΔZ1，ZZ2＝Z2+ΔZ2……。

在上述技术方案中，偏移补偿和测距检测，步骤如下：

S’1：伺服检测焊接系统自身会补偿偏移量，同时测距仪检测零点的Z向偏移。

S’2：以标准模组中的4点为例子，对点1，点2，点3，点4测距，对应Z值分别为Z1，Z2，Z3，Z4，将测出的数值作为基准值；

S’3：Z平均＝(Z1+Z2+Z3+Z4)/4，ΔZ＝Z测-Z平均，其中ΔZ是补偿值，Z测是相机测距值；

S’4：补偿后对1，2，3，4点进行测距，记为ΔZ1，ΔZ2，ΔZ3，ΔZ4；

S’5：通过公式Z＝Z测+ΔZ计算出实际出光距离Z；

S’6：焊接系统同时监控基准值Z1，Z2，Z3，Z4，ΔZ1，ΔZ2，ΔZ3，ΔZ4，Z测；

S’7：当Z-测距传感器测距值＞0.1时报警，不执行焊接。

在上述技术方案中，防呆方法中测距数量为：长度方向上，每600mm为一个单位，等量增加测距点，宽度方向上，单排两个，双排3个测距点。

在上述技术方案中，S4中ΔX的计算公式为：ΔX1＝X1-A1，ΔX2＝X2-A2……,ΔZ的计算公式为：ΔZ1＝Z1-ZA1，ΔZ2＝Z2-ZA2……。

综上所述，采用本发明的技术方案相较于传统技术手段具有的有益效果是：本发明的好处如下：

一、减少了调试工作量，缩短项目周期，激光焊接工位不需要重新示教X，Y的坐标值，可以直接使用激光寻址的值，降低了程序的复杂程度；

二、通过相机，测距仪和激光振镜的配合使用，可实现引用极柱寻址工位焊接位置坐标进行焊接：X，Y定位偏差精度＜0.5mm,自动补偿便宜量保证焊缝偏移＜0.5mm，不焊出极柱范围，寻址系统精度可以满足≤0.1mm，大大提高了焊接精度；

三、由中心点出启动，每次移动距离小，无需PLC重新计算，大大提高效率。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明中防呆方式的流程示意图；

图3为焊接板的示意图；

图4为图3的局部放大示意图。

标号：原点-1；极柱-2。

具体实施方式

以下依据本发明的理想实施例为启示，通过以下的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

参考下列附图，对本发明进行进一步地说明：

如图1、2所示，一种BUSBAR焊接的离焦量设定方法，步骤如下：S1:坐标系的建立：伺服轴载相机和测距仪器配合使用校验标定零点，消除偏差，伺服轴移动每次移动测量相机拍摄4个极柱的中心，以相机透镜中心为原点，相机光轴为Z轴，X轴为水平轴，Y轴竖直，伺服轴带相机移动到托盘的固定的Mark点进行归零，并把零点坐标记录为原点(0，0，0)，X轴和Z轴为水平坐标，Y轴为焊接区域的竖直坐标；

S2：放置标准模组到对应位置，伺服轴带动相机移动校验标定模组处，此处定为原点(0，0，0)，此时相机和伺服轴积累的偏移需要补偿，相机策划师每次移动4个电芯的距离，在相机视野范围内会出现4个电芯的极柱中心，标定极柱中心的坐标，对应电芯的极柱中心值定义规律，第一个电芯极柱中心标定为(A1，0，ZA1)，第二个电芯极柱中心标定(A2，0，ZA2)……以此类推，标定完所有的极柱坐标，建立坐标系，并记录所有极柱的中心值；

S3：待检模组到位，伺服轴带动相机移动校验零点处，消除相机和伺服轴的偏移，每次移动4个电芯的距离，在相机视野范围内会出现4个电芯的极柱中心，检测出各个极柱中心的坐标，第一个电芯极柱中心标定为(X1，0，Z1)，第二个电芯极柱中心标定(X2，0，Z2)……以此类推，计算出待测模组的极柱中心值的坐标值并建立一个新的坐标系；

S4：计算出标准组和待检组水平坐标的偏差ΔX和ΔZ，记录数值，并把这个差值传给激光振镜，激光振镜根据差值做出光自动补偿；

S5：振镜补偿坐标，补偿后的坐标(XX1，Y，ZZ1)(XX1，-Y，ZZ1)，(XX2，Y，ZZ2)(XX2，-Y，ZZ2)……，其中X轴的计算公式为：XX1＝X1+ΔX1，XX2＝X2+ΔX2……，Z轴的计算公式为：ZZ1＝Z1+ΔZ1，ZZ2＝Z2+ΔZ2……。

如图2所示，偏移补偿和测距检测，步骤如下：

S’1：伺服检测焊接系统自身会补偿偏移量，同时测距仪检测零点的Z向偏移，保证焊接的深度质量，避免虚焊或焊穿的现象发生。

S’2：以标准模组中的4点为例子，对点1，点2，点3，点4测距，对应Z值分别为Z1，Z2，Z3，Z4，将测出的数值作为基准值；

S’3：Z平均＝(Z1+Z2+Z3+Z4)/4，ΔZ＝Z测-Z平均，其中ΔZ是补偿值，Z测是相机测距值；

S’4：补偿后对1，2，3，4点进行测距，记为ΔZ1，ΔZ2，ΔZ3，ΔZ4；

S’5：通过公式Z＝Z测+ΔZ计算出实际出光距离Z；

S’6：焊接系统同时监控基准值Z1，Z2，Z3，Z4，ΔZ1，ΔZ2，ΔZ3，ΔZ4，Z测；

S’7：当Z-测距传感器测距值＞0.1时报警，不执行焊接。

防呆方法中测距数量为：在长度方向上，每600mm为一个单位，等量增加测距点，在宽度方向上，单排两个，双排3个测距点。

S4中ΔX的计算公式为：ΔX1＝X1-A1，ΔX2＝X2-A2……,ΔZ的计算公式为：ΔZ1＝Z1-ZA1，ΔZ2＝Z2-ZA2……。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种BUSBAR焊接的离焦量设定方法，其特征在于：步骤如下：

S1:坐标系的建立：伺服轴载相机和测距仪器配合使用校验标定零点，消除偏差，伺服轴移动每次移动测量相机拍摄4个极柱的中心，

以相机透镜中心为原点，相机光轴为Z轴，X轴为水平轴，Y轴竖直，伺服轴带相机移动到托盘的固定的Mark点进行归零，并把零点坐标记录为原点(0，0，0)，X轴和Z轴为水平坐标，Y轴为焊接区域的竖直坐标；

S2：放置标准模组到对应位置，伺服轴带动相机移动校验标定模组处，此处定为原点(0，0，0)，此时相机和伺服轴积累的偏移需要补偿，相机策划师每次移动4个电芯的距离，在相机视野范围内会出现4个电芯的极柱中心，标定极柱中心的坐标，对应电芯的极柱中心值定义规律，第一个电芯极柱中心标定为(A1，0，ZA1)，第二个电芯极柱中心标定(A2，0，ZA2)……以此类推，标定完所有的极柱坐标，建立坐标系，并记录所有极柱的中心值；

S3：待检模组到位，伺服轴带动相机移动校验零点处，消除相机和伺服轴的偏移，每次移动4个电芯的距离，在相机视野范围内会出现4个电芯的极柱中心，检测出各个极柱中心的坐标，第一个电芯极柱中心标定为(X1，0，Z1)，第二个电芯极柱中心标定(X2，0，Z2)……以此类推，计算出待测模组的极柱中心值的坐标值并建立一个新的坐标系；

S4：计算出标准组和待检组水平坐标的偏差ΔX和ΔZ，记录数值，并把这个差值传给激光振镜，激光振镜根据差值做出光自动补偿；

S5：振镜补偿坐标，补偿后的坐标(XX1，Y，ZZ1)(XX1，-Y，ZZ1)，(XX2，Y，ZZ2)(XX2，-Y，ZZ2)……，其中X轴的计算公式为：XX1＝X1+ΔX1，XX2＝X2+ΔX2……，Z轴的计算公式为：ZZ1＝Z1+ΔZ1，ZZ2＝Z2+ΔZ2……。

2.根据权利要求1所述的BUSBAR焊接的离焦量设定方法，其特征在于：偏移补偿和测距检测，步骤如下：

S’1：伺服检测焊接系统自身会补偿偏移量，同时测距仪检测零点的Z向偏移。

S’2：以标准模组中的4点为例子，对点1，点2，点3，点4测距，对应Z值分别为Z1，Z2，Z3，Z4，将测出的数值作为基准值；

S’3：Z平均＝(Z1+Z2+Z3+Z4)/4，ΔZ＝Z测-Z平均，其中ΔZ是补偿值，Z测是相机测距值；

S’4：补偿后对1，2，3，4点进行测距，记为ΔZ1，ΔZ2，ΔZ3，ΔZ4；

S’5：通过公式Z＝Z测+ΔZ计算出实际出光距离Z；

S’6：焊接系统同时监控基准值Z1，Z2，Z3，Z4，ΔZ1，ΔZ2，ΔZ3，ΔZ4，Z测，当Z-测距传感器测距值＞0.1时报警，不执行焊接。

3.根据权利要求2所述的BUSBAR焊接的离焦量设定方法，其特征在于：防呆方法中测距数量为：在长度方向上，每600mm为一个单位，等量增加测距点，在宽度方向上，单排两个，双排3个测距点。

4.根据权利要求1所述的BUSBAR焊接的离焦量设定方法，其特征在于：S4中ΔX的计算公式为：ΔX1＝X1-A1，ΔX2＝X2-A2……,ΔZ的计算公式为：ΔZ1＝Z1-ZA1，ΔZ2＝Z2-ZA2……。