CN118287821A - 一种激光器焊接轨迹自动修正系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种激光器焊接轨迹自动修正系统，包括供电模块、冷却模块、激光器、控制单元、驱动器、位移控制器、反射镜、透镜和摄像头；本发明对激光器发射的激光在不同状态下呈现的偏振形式进行计算，进而使激光器获取优化后的参数值，然后将参数值反馈给位移控制器，位移控制器对反射镜的位置进行微调，在激光器发射的激光不满足偏振形式下的输出时，通过增益调节的计算调整激光器输出的激光，然后在平衡状态下对激光器进行调节，冷却模块对升温下的激光器进行降温调节，焊接过程中摄像头对焊接的路径进行坐标标识，对出现偏移的焊接路径进行捕捉，并反馈给位移控制器，完成对焊接轨迹的修正。

Description

一种激光器焊接轨迹自动修正系统

技术领域

本发明涉及一种激光器焊接轨迹自动修正系统，特别是涉及激光器焊接技术领域。

背景技术

激光器传播出来的激光呈现不同的偏振形式时会导致激光焊接轨迹发生变化，从而影响焊接效果，因此需要激光器发射的激光与激光焊接的轨迹保持一致，才能确保焊接位置的准确，而激光器的发射激光大小对焊接的效果也是不同的，若对不同尺寸下的材料进行焊接时需要调整所需的激光大小，若激光大小不满足材料焊接需求会使焊接的材料出现焊接不牢固以及焊接位置穿孔，此外激光器在运行中温度的升高会使激光器输出的功率不稳定，造成激光器发射的激光出现波动。

发明内容

发明目的：提出一种激光器焊接轨迹自动修正系统，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种激光器焊接轨迹自动修正系统，包括：

供电模块、冷却模块、激光器、控制单元、驱动器、位移控制器、反射镜、透镜和摄像头；

供电模块向控制单元、位移控制器、摄像头和冷却模块提供所需电压；

控制单元接收控制指令并下达控制指令给驱动器；

驱动器在指令下控制激光器的运行；

冷却模块对运行状态下的激光器进行温度检测，达到设定温度至对激光器进行冷却处理，

位移控制器通过摄像头对焊接位置出现的偏差进行识别，并对反射镜的位置进行微调；

摄像头对移动的激光器发射的激光进行位置跟踪。

在进一步的实施例中，所述激光器在进行焊接时，激光移动路径与激光器实际焊接的路径不同，造成两者之间出现偏差，从而影响激光焊接的质量，若激光器发射的激光呈圆偏振形式，则需要对激光器的参数进行优化，表达式如下：

式中，Δv表示圆偏振形式下激光实际焊接移动的路径，Δt表示圆偏振形式下激光实际的入射角度路径，e表示圆偏振形式下激光器的优化参数值。

在进一步的实施例中，若激光器呈线性偏振形式，则需要对激光器的参数进行优化，表达式如下：

式中，Δv₁表示线性偏振形式下激光实际焊接移动的路径，Δt₁表示线性偏振形式下激光实际的入射角度路径，e₁表示线性偏振形式下激光器的优化参数值。

在进一步的实施例中，所述位移控制器获取e₁和e变化的参数值，然后根据参数变化值控制反射镜的位置，调整激光器发射的激光路径；反射镜对出现的圆偏振形式和线性偏振形式进行调整。

在进一步的实施例中，当激光器发射的激光不满足偏振形式下的输出时，需要通过增益方式调整激光器输出的激光，然后在平衡状态下对激光器进行增益调节，表达式如下：

式中，n表示反射镜的杂质浓度，l表示反射镜的长度，σ(λ)表示激光器发射激光λ的截面；z₁与z₂表示激光器发射激光的上能级与下能级的分配函数，e表示激光器发射激光的上能级与下能级之差，T表示激光器运行时的温度值。

在进一步的实施例中，焊接线段是由所述摄像头计算出线段上各点坐标的位置，所述位移控制器获取坐标位置信息，然后根据位置信息控制反射镜的转动角度，进而对焊接过程中且出现偏移的线段进行优化，表达式如下：

S＝Me₁

式中，S表示在直线M上对应的坐标值，M表示根据e₁参数值调整S在直线M上的坐标值，然后在反射镜优化的基础上对透镜的位置进行调整，使焊接的质量达到设定要求。

有益效果：本发明提出了一种激光器焊接轨迹自动修正系统，首先对激光移动路径与激光器实际焊接的路径不同的情况进行优化，对激光器发射的激光在不同状态下呈现的偏振形式进行计算，进而使激光器获取优化后的参数值，然后将参数值反馈给位移控制器，位移控制器对反射镜的位置进行微调，在激光器发射的激光不满足偏振形式下的输出时，通过增益调节的计算调整激光器输出的激光，然后在平衡状态下对激光器进行调节，冷却模块对升温下的激光器进行降温调节，焊接过程中摄像头对焊接的路径进行坐标标识，对出现偏移的焊接路径进行捕捉，并反馈给位移控制器，完成对焊接轨迹的修正。

附图说明

图1为本发明的实施流程示意图。

图2为本发明的焊接示意图。

具体实施方式

申请人认为，激光器传播出来的激光呈现不同的偏振形式时会导致激光焊接轨迹发生变化，从而影响焊接效果，因此需要激光器发射的激光与激光焊接的轨迹保持一致，才能确保焊接位置的准确。

为解决现有技术存在的问题，本发明通过一种激光器焊接轨迹自动修正系统，对激光器发射的激光与激光焊接的轨迹的不一致进行调整；

下面通过实施例，并结合附图对本方案做进一步具体说明。

在本申请中，提出了一种激光器焊接轨迹自动修正系统，包括以下步骤：

供电模块、冷却模块、激光器、控制单元、驱动器、位移控制器、反射镜、透镜和摄像头；

供电模块向控制单元、位移控制器、摄像头和冷却模块提供所需电压；

控制单元接收控制指令并下达控制指令给驱动器；

驱动器在指令下控制激光器的运行；所述激光器在进行焊接时，激光移动路径与激光器实际焊接的路径不同，造成两者之间出现偏差，从而影响激光焊接的质量，若激光器发射的激光呈圆偏振形式，则需要对激光器的参数进行优化，表达式如下：

式中，Δv表示圆偏振形式下激光实际焊接移动的路径，Δt表示圆偏振形式下激光实际的入射角度路径，e表示圆偏振形式下激光器的优化参数值。

若激光器呈线性偏振形式，则需要对激光器的参数进行优化，表达式如下：

式中，Δv₁表示线性偏振形式下激光实际焊接移动的路径，Δt₁表示线性偏振形式下激光实际的入射角度路径，e₁表示线性偏振形式下激光器的优化参数值。

冷却模块对运行状态下的激光器进行温度检测，达到设定温度至对激光器进行冷却处理，

位移控制器通过摄像头对焊接位置出现的偏差进行识别，并对反射镜的位置进行微调；所述位移控制器获取e₁和e变化的参数值，然后根据参数变化值控制反射镜的位置，调整激光器发射的激光路径；反射镜对出现的圆偏振形式和线性偏振形式进行调整。

当激光器发射的激光不满足偏振形式下的输出时，需要通过增益方式调整激光器输出的激光，然后在平衡状态下对激光器进行增益调节，表达式如下：

式中，n表示反射镜的杂质浓度，l表示反射镜的长度，σ(λ)表示激光器发射激光λ的截面；z₁与z₂表示激光器发射激光的上能级与下能级的分配函数，e表示激光器发射激光的上能级与下能级之差，T表示激光器运行时的温度值。

摄像头对移动的激光器发射的激光进行位置跟踪；焊接线段是由所述摄像头计算出线段上各点坐标的位置，所述位移控制器获取坐标位置信息，然后根据位置信息控制反射镜的转动角度，进而对焊接过程中且出现偏移的线段进行优化，表达式如下：

S＝Me₁

式中，S表示在直线M上对应的坐标值，M表示根据e₁参数值调整S在直线M上的坐标值，然后在反射镜优化的基础上对透镜的位置进行调整，使焊接的质量达到设定要求。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (6)

1.一种激光器焊接轨迹自动修正系统，其特征在于，包括：

供电模块、冷却模块、激光器、控制单元、驱动器、位移控制器、反射镜、透镜和摄像头；

供电模块向控制单元、位移控制器、摄像头和冷却模块提供所需电压；

控制单元接收控制指令并下达控制指令给驱动器；

驱动器在指令下控制激光器的运行；

冷却模块对运行状态下的激光器进行温度检测，达到设定温度至对激光器进行冷却处理，

位移控制器通过摄像头对焊接位置出现的偏差进行识别，并对反射镜的位置进行微调；

摄像头对移动的激光器发射的激光进行位置跟踪。

2.根据权利要求1所述的一种激光器焊接轨迹自动修正系统，其特征在于，所述激光器在进行焊接时，激光移动路径与激光器实际焊接的路径不同，造成两者之间出现偏差，从而影响激光焊接的质量，若激光器发射的激光呈圆偏振形式，则需要对激光器的参数进行优化，表达式如下：

式中，Δv表示圆偏振形式下激光实际焊接移动的路径，Δt表示圆偏振形式下激光实际的入射角度路径，e表示圆偏振形式下激光器的优化参数值。

3.根据权利要求1所述的一种激光器焊接轨迹自动修正系统，其特征在于，若激光器呈线性偏振形式，则需要对激光器的参数进行优化，表达式如下：

式中，Δv₁表示线性偏振形式下激光实际焊接移动的路径，Δt₁表示线性偏振形式下激光实际的入射角度路径，e₁表示线性偏振形式下激光器的优化参数值。

4.根据权利要求1所述的一种激光器焊接轨迹自动修正系统，其特征在于，所述位移控制器获取e₁和e变化的参数值，然后根据参数变化值控制反射镜的位置，调整激光器发射的激光路径；反射镜对出现的圆偏振形式和线性偏振形式进行调整。

5.根据权利要求1所述的一种激光器焊接轨迹自动修正系统，其特征在于，当激光器发射的激光不满足偏振形式下的输出时，需要通过增益方式调整激光器输出的激光，然后在平衡状态下对激光器进行增益调节，表达式如下：

式中，n表示反射镜的杂质浓度，l表示反射镜的长度，σ(λ)表示激光器发射激光λ的截面；z₁与z₂表示激光器发射激光的上能级与下能级的分配函数，e表示激光器发射激光的上能级与下能级之差，T表示激光器运行时的温度值。

6.根据权利要求1所述的一种激光器焊接轨迹自动修正系统，其特征在于，焊接线段是由所述摄像头计算出线段上各点坐标的位置，所述位移控制器获取坐标位置信息，然后根据位置信息控制反射镜的转动角度，进而对焊接过程中且出现偏移的线段进行优化，表达式如下：

S＝Me₁

式中，S表示在直线M上对应的坐标值，M表示根据e₁参数值调整S在直线M上的坐标值，然后在反射镜优化的基础上对透镜的位置进行调整，使焊接的质量达到设定要求。