專利名稱：一種激光焊接離焦量實(shí)時(shí)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光焊接離焦量實(shí)時(shí)控制方法。
背景技術(shù)：
激光焊接中，離焦量指激光光束聚焦焦點(diǎn)相對(duì)于材料表面的距離。焦點(diǎn)位于材料表面上方稱為正離焦，焦點(diǎn)位于材料表面下方(內(nèi)部)稱為負(fù)離焦。離焦量對(duì)焊縫形狀、熔深和橫截面積有較大影響，為保證焊縫質(zhì)量，需要嚴(yán)格控制焊接離焦量。現(xiàn)有激光焊接時(shí)離焦量的監(jiān)控方法，主要包括直接測(cè)量法、工裝定位法等。其中直接測(cè)量法是用測(cè)量工具如卡尺等直接測(cè)量透鏡到待焊工件的距離，而工裝定位法是按照不同離焦量制作的不同長(zhǎng)度的工裝，通過工裝長(zhǎng)度確定焊接離焦量。這兩種方法在平板焊接中可直接應(yīng)用，但效率較低， 當(dāng)焊縫為三維曲線時(shí)，這兩種方法在焊接過程中都無法實(shí)現(xiàn)離焦量的實(shí)時(shí)控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種激光焊接離焦量實(shí)時(shí)控制方法。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)以激光焊接系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過添加線光源，高效率的解決對(duì)焊縫離焦量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，特別是三維曲線焊縫的離焦量的實(shí)時(shí)監(jiān)控。激光焊接系統(tǒng)包括激光焊接頭、 焊接機(jī)器人、顯示器和同軸C⑶成像系統(tǒng)，激光焊接頭上安裝有激光聚光透鏡。實(shí)際操作過程中，調(diào)整線光源與激光光路角度，該角度一旦固定，通過上下移動(dòng)焊接頭，只有距離工件特定高度時(shí)，屏幕上所顯示的線光源在工件表面所形成的光線投影與屏幕上的十字交線中心重合。根據(jù)這一原理可實(shí)現(xiàn)焊接過程中離焦量的實(shí)時(shí)控制。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種激光焊接離焦量實(shí)時(shí)控制方法，具體包括第一步，調(diào)解激光聚光透鏡位置，使其處于零離焦?fàn)顟B(tài)；第二步，調(diào)解激光焊接頭高度，使焦點(diǎn)位于待焊工件表面；第三步，調(diào)節(jié)顯示器上的十字交線，保證顯示器十字交線中心與激光光斑重合；第四步，調(diào)整激光焊接離焦量，使此時(shí)焊接頭處于所需離焦量位置；第五步，在激光焊接頭上安裝線光源并調(diào)整線光源的位置，當(dāng)顯示器中線光源在工作表面形成的光線經(jīng)過十字交線中心，固定線光源；第六步，焊前示教時(shí)，當(dāng)為平板焊接時(shí)，調(diào)解激光焊接頭位置高低，當(dāng)顯示器中線光源與工件表面相交所成的光線經(jīng)過十字交線中心，確定該位置，然后讓激光焊接設(shè)備運(yùn)行焊接路徑，根據(jù)顯示器顯示的離焦量變化情況依次調(diào)節(jié)焊接路徑上各點(diǎn)處激光焊接頭高低，保證焊接時(shí)的焊接離焦量。所述線光源的輸出光寬度在0. Imm以下。本發(fā)明采用線面空間相對(duì)位置，結(jié)合激光加工設(shè)備自帶同軸C⑶成像系統(tǒng)，配合線光源，可實(shí)現(xiàn)激光焊接過程中，空間焊接軌跡的離焦量實(shí)時(shí)控制，從而有效快捷地控制焊
接質(zhì)量。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但是需要注意的是，公布實(shí)施例的目的在于幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換和修改都是可能的。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于實(shí)施例所公開的內(nèi)容，本發(fā)明要求保護(hù)的范圍以權(quán)利要求書界定的范圍為準(zhǔn)。本發(fā)明一種激光焊接離焦量實(shí)時(shí)控制方法包括第一步，調(diào)解激光聚光透鏡位置，使其處于零離焦?fàn)顟B(tài)；第二步，調(diào)解激光焊接頭高度，使焦點(diǎn)位于待焊工件表面；第三步，調(diào)節(jié)顯示器上的十字交線，保證顯示器十字交線中心與激光光斑重合；第四步，調(diào)整激光焊接離焦量，使此時(shí)焊接頭處于所需離焦量位置；第五步，在激光焊接頭上安裝輸出光寬度在0. Imm以下的線光源并調(diào)整線光源的位置，當(dāng)顯示器中線光源在工作表面形成的光線經(jīng)過十字交線中心，固定線光源；第六步，焊前示教時(shí)，當(dāng)為平板焊接時(shí)，調(diào)解激光焊接頭位置高低，當(dāng)顯示器中線光源與工件表面相交所成的光線經(jīng)過十字交線中心，確定該位置，然后讓激光焊接設(shè)備運(yùn)行焊接路徑，根據(jù)顯示器顯示的離焦量變化情況依次調(diào)節(jié)焊接路徑上各點(diǎn)處激光焊接頭高低，保證焊接時(shí)的焊接離焦量；當(dāng)焊縫為三圍曲線時(shí)，首先根據(jù)線性差補(bǔ)的方法以多條直線或圓弧對(duì)三圍曲線進(jìn)行擬合，并在各擬合點(diǎn)處，調(diào)解激光焊接頭位置高低，當(dāng)顯示器中線光源與工件表面擬合點(diǎn)相交所成的光線經(jīng)過十字交線中心，確定該位置，然后讓激光焊接設(shè)備運(yùn)行擬合出的焊接路徑，根據(jù)顯示器顯示的離焦量變化情況依次調(diào)節(jié)焊接路徑上各點(diǎn)處激光焊接頭高低，保證焊接時(shí)的焊接離焦量。
權(quán)利要求
1.一種激光焊接離焦量實(shí)時(shí)控制方法，其特征是，包括以下步驟； 第一步，調(diào)解激光聚光透鏡位置，使其處于零離焦?fàn)顟B(tài)；第二步，調(diào)解激光焊接頭高度，使焦點(diǎn)位于待焊工件表面； 第三步，調(diào)節(jié)顯示器上的十字交線，保證顯示器十字交線中心與激光光斑重合； 第四步，調(diào)整激光焊接離焦量，使此時(shí)激光焊接頭處于所需離焦量位置； 第五步，在激光焊接頭上安裝線光源并調(diào)整線光源的位置，當(dāng)顯示器中線光源在工作表面形成的光線經(jīng)過十字交線中心，固定線光源；第六步，焊前示教時(shí)，調(diào)解激光焊接頭位置高低，當(dāng)顯示器中線光源與工件表面相交所成的光線經(jīng)過十字交線中心，確定該位置，然后讓激光焊接設(shè)備運(yùn)行焊接路徑，根據(jù)顯示器顯示的離焦量變化情況依次調(diào)節(jié)焊接路徑上各點(diǎn)處激光焊接頭高低，保證焊接時(shí)的焊接離焦量；或者首先根據(jù)線性差補(bǔ)的方法以多條直線或圓弧對(duì)三圍曲線進(jìn)行擬合，并在各擬合點(diǎn)處，調(diào)解激光焊接頭位置高低，當(dāng)顯示器中線光源與工件表面擬合點(diǎn)相交所成的光線經(jīng)過十字交線中心，確定該位置，然后讓激光焊接設(shè)備運(yùn)行擬合出的焊接路徑，根據(jù)顯示器顯示的離焦量變化情況依次調(diào)節(jié)焊接路徑上各點(diǎn)處激光焊接頭高低，保證焊接時(shí)的焊接離焦量。
2.如權(quán)利要求1所述的激光焊接離焦量實(shí)時(shí)控制方法，其特征是，第五步中線光源的輸出光寬度在0. Imm以下。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種激光焊接離焦量實(shí)時(shí)控制方法，該方法的實(shí)現(xiàn)以激光焊接系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過添加線光源。實(shí)際操作過程中，調(diào)整線光源與激光光路角度，該角度一旦固定，通過上下移動(dòng)焊接頭，只有距離工件特定高度時(shí)，屏幕上所顯示的線光源在工件表面所形成的光線投影與屏幕上的十字交線中心重合。根據(jù)這一原理可實(shí)現(xiàn)焊接過程中離焦量的實(shí)時(shí)控制。高效率的解決對(duì)焊縫離焦量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，特別是三維曲線焊縫的離焦量的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
文檔編號(hào)B23K26/42GK102430859SQ201110333808
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者徐艷利, 李 瑞 申請(qǐng)人:北京新風(fēng)機(jī)械廠