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CN108127206A - 一种激光钎焊工艺移植方法及可移植数据的激光钎焊装置 - Google Patents

一种激光钎焊工艺移植方法及可移植数据的激光钎焊装置 Download PDF

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CN108127206A
CN108127206A CN201711391168.XA CN201711391168A CN108127206A CN 108127206 A CN108127206 A CN 108127206A CN 201711391168 A CN201711391168 A CN 201711391168A CN 108127206 A CN108127206 A CN 108127206A
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Wuhan Is Than Sky Science And Technology Ltd Co
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Abstract

本发明涉及激光加工领域,特涉及一种激光钎焊工艺移植方法及可移植数据的激光钎焊装置。本发明根据产品位置与激光中心位置的偏移量矫正相对位置ΔX和ΔY;在间断出光的同时使用红外温度传感器探测工件表面温度,建立单位时间内激光功率和温度的对应关系来修正激光参数,并在加工的过程中使用全闭环控制方式动态调节激光参数。本发明可快速自动将多台激光钎焊装置调试到最佳工艺状态。

Description

一种激光钎焊工艺移植方法及可移植数据的激光钎焊装置
技术领域
本发明涉及激光加工领域,特涉及一种激光钎焊工艺移植方法及可移植数据的激光钎焊装置。
背景技术
在激光钎焊加工领域,加工时激光的位置、功率大小等工艺参数直接影响加工产品的品质。而且在加工品质要求越高的场合,焊接工艺参数的允许波动范围越小。当设备批量化生产时,由于激光镜片、机械加工件等生产一致性差异以及工人装配等因素的影响,每台设备的最佳工艺参数往往不一样。如果需要将每台设备调试到最佳工作状态,现有方案是采用人工逐台设备调试。即便最佳工艺参数相差不大,反复调试也消耗了大量的人力物力财力,延长了设备批量使用的准备周期。当设备定期维护后,生产工艺参数又需要逐一确认。这些都大幅增加了设备的生产使用成本。
此外,随着产品工艺要求的提高,加工时对材料表面温度的要求也越来越严格。在激光工艺参数移植的同时,也需要严格控制产品表面的加工温度。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种激光钎焊工艺移植方法及可移植数据的激光钎焊装置。本发明使用工业相机和镜头读取激光覆盖产品的比例来调整ΔZ;使用工业相机和镜头读取产品位置,根据产品位置与激光中心位置的偏移量矫正相对位置ΔX和ΔY;在持续出光的同时使用红外温度传感器探测工件表面温度,建立单位时间内激光功率和温度的对应关系来修正激光参数并在加工的过程中使用全闭环控制方式动态调节激光参数。采用本发明的装置和方法可以在批量化调试设备时,完成一台设备的工艺调试后,可快速自动将其他所有设备调试到最佳工艺状态,也可实现远程调试和维修。
本发明的技术方案是:一种可移植数据的激光钎焊装置,包括激光钎焊头和三维工作台,其特征在于:所述的三维工作台包括平移X轴、龙门结构、加工载台、平移Y轴、垂直Z轴、固定转接板;平移X轴安装在龙门结构上,垂直Z轴安装在平移X轴上;固定转接板安装在垂直Z轴上,激光钎焊头安装固定转接板;加工载台安装在平移Y轴上,平移Y轴驱动加工载台在龙门结构的正下方前后移动;所述的激光钎焊头包括工业相机、激光0°全反镜、成像镜头、第一全反透镜、第二半反半透镜、第三半反半透镜、激光聚焦镜、红外光源、红外测温传感器、激光准直镜和光纤;红外测温传感器下部设置第二半反半透镜,激光准直镜下部设置第一全反透镜,第一全反透镜和第二半反半透镜平行设置,第一全反透镜和第二半反半透镜反射方向设置第三半反半透镜,第三半反半透镜将第一全反透镜和第二半反半透镜反射的光转向90°,并在该反射方向上依次设置激光聚焦镜、红外光源和待加工产品;在反射的光反方向上依次设置成像镜头、激光0°全反镜和工业相机。
本发明还公开了一种激光钎焊工艺移植方法,包括生成可移植数据文件的步骤、待移植设备自准备的步骤、执行参数移植的步骤;生成可移植数据文件的步骤包含测量可移植数据激光钎焊装置的激光功率与温度关系函数的步骤,执行参数移植的步骤包含测量待移植设备的激光功率与温度关系函数的步骤;可移植数据文件包括视觉成像系统参数、视觉标定系统参数、加工产品特征参数、激光工艺参数、移植辅助参数;视觉成像系统参数包括:工业相机的曝光值Ce、增益值Cg、图像对比度Cc、镜像参数Cmx和Cmy、图像评价坐标Cx、Cy、Cz、图像清晰度评价值Cp、图像灰度分布曲线峰值Ck;视觉标定参数包括预先设定的包含特定轮廓信息的标定特征模板Bv、标定坐标矩阵Bm、激光中心定位时的相机曝光值Bce、激光标定功率Bp;加工产品特征参数包括加工点个数Pn和每个加工点对应的包含特定灰度、形状特征的视觉定位模板参数Pv;激光钎焊装置的激光工艺参数包括激光加工坐标Lx、Ly、Lz、激光功率Lp、激光加工时间Lt,加工温度Lc;移植辅助参数包括工业相机的曝光参数Fce、激光功率Flp、激光时间Flt、离焦量Ffl,离焦状态;测量可移植数据激光钎焊装置的激光功率与温度的关系函数T;待移植设备自准备的步骤包括:将可移植数据文件拷贝到待移植设备上,待移植设备与首台可移植数据的激光钎焊装置结构功能相同,开始参数移植前待移植设备的三维工作台定位至坐标Cx、Cy、Cz点,将工业相机曝光值Ce、增益值Cg、图像对比度Cc、镜像参数Cmx和Cmy应用到成像系统,采集图像并计算图像清晰度评价值Cp’和图像灰度分布曲线峰值Ck’,根据Cp、Ck、Cp’和Ck’微调相机曝光值Ce’、增益值Cg’、图像对比度Cc’、定位点Z轴坐标Cz’,使Cp-Cp’和Ck-Ck’近似等于零;将工业相机曝光值设置为Bce并控制激光器以激光标定功率Bp持续出光,使用图像处理工具计算出亮斑中心点Blx,Bly,将三维工作台移动至平台标定坐标矩阵Bm的每一个标定点,获取视觉系统图像,计算并记录标定特征模板Bv的图像坐标,得到与平台坐标矩阵Bm对应的图像坐标矩阵Bm’,根据Bm和Bm’即可建立图像坐标系与三维工作台中X、Y轴形成的平面坐标系的对应关系Bt,完成标定工作;其中Bm=Bt*Bm
执行参数移植的步骤:开始激光参数移植后,待移植设备的三维工作台首先定位至坐标Lx、Ly、Lz处,设置视觉系统曝光时间为Fce、激光功率为Flp,调节Lz的大小,激光光斑覆盖加工位置的面积百分比Fap’不断变化,Ffs’持续更新,当调节到Fap’最小时,Z轴坐标对应激光焦点,将Z轴再移动Ffl且Ffs’=Ffs时,当前工作台Z轴坐标Lz’即为移植后适合当前设备的最佳激光焦距坐标;此时在图像中搜索Bv的坐标Bvx、Bvy,经标定参数Bt转换后得到激光最佳工作位置的坐标Lx’和Ly’;待移植设备的三维工作台定位至Lx’、Ly’、Lz’处,设置视觉系统曝光时间为Fce,在此状态下测量待移植设备的的激光功率与温度的关系函数T’;Lc表示加工温度,当T0=Lc时,取激光功率P0’,使T0=f(P0’),在待移植设备种激光功率P0’为最佳工作功率。
根据如上所述的激光钎焊工艺移植方法,其特征在于:待移植设备生产过程中,使用红外测温传感器感知被加工对象表面温度,经PID算法闭环控制激光功率,从而精确控制加工温度,其中PID算法如下:
式中t表示采样时间,e(t)表示红外测温传感器探测到的温度闭环控制时的温度监控区域中的平均温度。
根据如上所述的激光钎焊工艺移植方法,其特征在于:测量可移植数据激光钎焊装置的激光功率与温度的关系函数T的步骤为:以激光功率Flp*k(k=0.1、0.2……1)陆续启动激光器以时间Flt发射激光,记录每次发射激光时红外测温传感器探测的最高温度Tm1、Tm2……Tm10,且每次发射激光的温度间隔30秒,直线拟合10个采用温度点即可得到激光功率与温度的关系函数T=f(p)。
根据如上所述的激光钎焊工艺移植方法,其特征在于:测量待移植设备的的激光功率与温度的关系函数T’的步骤为:以激光功率Flp*k(k=0.1、0.2……1)陆续启动激光器以时间Flt发射激光,记录每次发射激光时红外测温传感器探测的最高温度Tm1’、Tm2’……Tm10’,且每次发射激光的温度间隔30秒,直线拟合10个采用温度点可得到激光功率与温度的关系函数T’=f(p)。
根据如上所述的激光钎焊工艺移植方法,其特征在于:所述的可移植数据的激光钎焊装置出厂时,工业相机的焦平面和激光焦点差距小于1毫米,工业相机的景深2毫米,视觉系统的图像已通过张正友标定法完成标定。
根据如上所述的激光钎焊工艺移植方法,其特征在于:所述的待移植设备出厂时,工业相机的焦平面和激光焦点差距小于1毫米,工业相机的景深2毫米,视觉系统的图像已通过张正友标定法完成标定。
本发明的有益效果是:一是在设备使用的准备阶段,采用红外测温传感器检测产品表面温度并自动修正激光参数;在设备生产过程中,以加工点表面温度为输入,在PID算法的闭环控制下,实时控制工艺参数,防止过度加工导致产品报废,提高生产良品率;二是批量化调试设备时,完成一台设备的工艺调试后,可快速自动将其他所有设备调试到最佳工艺状态,包括自动寻找激光焦距、自动调整加工坐标、自动调节激光能量等,极大的节约了设备调试使用成本;三是可将设备的调试环节从使用现场转移到互联网上,为加快制造业多元化转型升级提供有力支持。
附图说明
图1为激光钎焊头结构示意图。
图2为激光钎焊装置结构图。
图3为温度控制区域示意图。
图4为激光功率与温度的关系函数。
附图1中标记说明:工业相机11、激光0°全反镜12、成像镜头13、第一全反透镜141、第二半反半透镜142、第三半反半透镜143、激光聚焦镜15、红外光源16、待加工产品17、红外测温传感器18、激光准直镜19、光纤191。
附图2中标记说明:平移X轴21、龙门结构22、加工载台23、平移Y轴24、垂直Z轴25、固定转接板26、激光钎焊头27,激光发生器28,控制器29。
附图3中标记说明:激光待加工点31、温度闭环控制时的温度监控区域32、激光光斑33。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
激光加工工艺参数主要包括激光位置(激光中心与加工产品表面的相对位置ΔX,ΔY,ΔZ)和激光能量(电流、时间等)。本发明可快速实现激光钎焊工艺的移植,具体为,使用工业相机和镜头读取激光覆盖产品的比例来调整ΔZ;使用工业相机和镜头读取产品位置,根据产品位置与激光中心位置的偏移量矫正相对位置ΔX和ΔY;在间断出光的同时使用红外温度传感器探测工件表面温度,建立单位时间内激光功率和温度的对应关系来修正激光参数,并在加工的过程中使用全闭环控制方式动态调节激光参数。
如图1所示,本发明的可移植数据的激光钎焊头27,包括工业相机11,激光0°全反镜12,成像镜头13,三个半反半透镜14,激光聚焦镜15,红外光源16,红外测温传感器18,激光准直镜19,光纤191。本发明的红外测温传感器18下部设置第二半反半透镜142,激光准直镜19下部设置第一全反透镜141,第一全反透镜141和第二半反半透镜142平行设置,第一全反透镜141和第二半反半透镜142反射方向设置第三半反半透镜143,第三半反半透镜143将第一全反透镜141和第二半反半透镜142反射的光转向90°,并在该方向上依次设置激光聚焦镜15,红外光源16和待加工产品17;在反射的光反方向上依次设置成像镜头13、激光0°全反镜12和工业相机11。其中,工业相机11、成像镜头13和红外光源16组成视觉成像系统。激光0°全反镜12用于保护工业相机,防止反射激光将相机芯片烧伤。
如图2所示,激光钎焊头27在三维工作台的配合下工作,组成激光钎焊装置。三维工作台包括平移X轴21、龙门结构22、加工载台23、平移Y轴24、垂直Z轴25、固定转接板26。平移X轴21安装在龙门结构22上,垂直Z轴25安装在平移X轴21上,使垂直Z轴25在平移X轴的驱动下水平运动。固定转接板26安装在垂直Z轴25上,激光钎焊头27安装固定转接板26,通过固定转接板26将垂直Z轴25和激光钎焊头27连接,垂直Z轴25驱动固定转接板26和激光钎焊头27一起上下移动。加工载台23安装在平移Y轴24上,平移Y轴24驱动加工载台23在龙门结构22的正下方前后移动。平移X轴21、平移Y轴24和垂直Z轴25实现三维加工区域。激光发生器28在控制器29的控制下发射激光并通过光纤191传送至激光钎焊头27。控制器29包含激光控制、三维工作台控制、参数移植等功能。
本发明的可移植数据的激光钎焊头工作过程是:激光发生器28发射的激光由光纤191传输至激光准直镜19,通过第一全反透镜141和第三半反半透镜143反射后进入激光聚焦镜15,对待加工产品17进行加热钎焊;红外光源16发出的红外线再经过待加工产品17、第三半反半透镜143、工业镜头13、激光0°全反镜12到工业相机,使相机捕获加工产品17表面特征,包括激光待加工点31和激光光斑33;红外测温传感器发出的光经第二半反半透镜142、第三半反半透镜143、激光聚焦镜15后,经待加工产品17反射后原路返回到温度传感器18,得到待加工产品17表面温度。本发明中待加工产品17表面特征包括如图3所示的激光待加工点31、温度闭环控制时的温度监控区域32、激光光斑33。其中本发明激光光斑33服从高斯分布。
本发明公开的移植方法包括多个步骤:生成可移植数据文件的步骤、待移植设备自准备的步骤、执行参数移植的步骤等。
本发明的生成可移植数据文件的步骤包括:视觉成像系统参数、视觉标定系统参数、加工产品特征参数、激光工艺参数、移植辅助参数等。本发明的视觉成像系统参数包括:工业相机11的曝光值Ce、增益值Cg、图像对比度Cc、镜像参数Cmx和Cmy、图像评价坐标Cx、Cy、Cz、图像清晰度评价值Cp、图像灰度分布曲线峰值Ck。视觉标定参数包括:预先设定的包含特定轮廓信息的标定特征模板Bv、包含5*5个行列均匀分布的三维坐标的标定坐标矩阵Bm、激光中心定位时的相机曝光值Bce、激光标定功率Bp。加工产品特征参数包括加工点个数Pn和每个加工点对应的包含特定灰度、形状特征的视觉定位模板参数Pv。激光钎焊装置的激光工艺参数包括激光加工坐标Lx、Ly、Lz、激光功率Lp、激光加工时间Lt,加工温度Lc。移植辅助参数包括工业相机11的曝光参数Fce、激光功率Flp、激光时间Flt、离焦量Ffl,离焦状态(正离焦/负离焦)Ffs,激光聚焦镜15的输出激光功率与温度的关系函数T=f(p)等。测量可移植数据激光钎焊装置的激光功率与温度关系函数的步骤为,以激光功率Flp*k(k=0.1、0.2……1)陆续启动激光器以时间Flt发射激光,记录每次发射激光时红外测温传感器探测的最高温度Tm1、Tm2……Tm10,且每次发射激光的温度间隔30秒,保证没有温度累计。直线拟合10个采用温度点即可得到激光功率与温度的关系函数T=f(p)。
T=Flp*k+b
Bp=1.1*Lt,Lt为激光阈值功率
当本发明的可移植数据的激光钎焊装置完成加工某种产品的工艺调试后,该可移植数据的激光钎焊装置加工该产品为最佳工艺状态。将可移植数据的激光钎焊装置的运行和激光工艺参数记录在可移植数据的激光钎焊装置的控制器中。启动可移植数据文件生成工具,即将首台可移植数据的激光钎焊装置的所有参数打包至一个文件夹中,即完成生成可移植数据文件的步骤。
待移植设备自准备的步骤包括:将可移植数据文件拷贝到待移植设备上,待移植设备与首台可移植数据的激光钎焊装置结构功能相同,开始参数移植前的准备工作。可移植数据的激光钎焊装置出厂时,视觉成像系统中,工业相机11的焦平面和激光焦点差距小于1毫米,工业相机11的景深约2毫米,视觉系统的图像已通过张正友标定法完成标定。移植准备工作由系统一键完成。具体过程为:待移植装置待移植的可移植数据的激光钎焊装置(后称待移植装置)的三维工作台定位至坐标Cx、Cy、Cz点,将工业相机11曝光值Ce、增益值Cg、图像对比度Cc、镜像参数Cmx和Cmy应用到成像系统,采集图像并计算图像清晰度评价值Cp’和图像灰度分布曲线峰值Ck’,根据Cp、Ck、Cp’和Ck’微调相机曝光值Ce’、增益值Cg’、图像对比度Cc’、定位点Z轴坐标Cz’,使Cp-Cp’和Ck-Ck’近似等于零;将工业相机11曝光值设置为Bce并控制激光器以激光标定功率Bp持续出光,此时视觉系统采集的图像中有且只有一个亮斑,使用Blob图像处理工具计算出亮斑中心点Blx,Bly,即为激光中心在图像中的位置;将三维工作台移动至平台标定坐标矩阵Bm的每一个标定点,获取视觉系统图像,计算并记录标定特征模板Bv的图像坐标,得到与平台坐标矩阵Bm对应的图像坐标矩阵Bm’,根据Bm和Bm’即可建立图像坐标系与三维工作台中X、Y轴形成的平面坐标系的对应关系Bt,完成标定工作。移植准备工作就绪。
Bm=Bt*Bm
执行参数移植的步骤:开始激光参数移植后,待移植设备的三维工作台首先定位至坐标Lx、Ly、Lz处,设置视觉系统曝光时间为Fce、激光功率为Flp,调节Lz的大小,激光光斑覆盖加工位置的面积百分比Fap’不断变化,Ffs’持续更新,当调节到Fap’最小时,Z轴坐标对应激光焦点,将Z轴再移动Ffl且Ffs’=Ffs时,当前工作台Z轴坐标Lz’即为移植后适合当前设备的最佳激光焦距坐标。此时,在图像中搜索Bv的坐标Bvx、Bvy,经标定参数Bt转换后得到激光最佳工作位置的坐标Lx’和Ly’。测量待移植设备的激光功率与温度关系函数的步骤为,待移植设备的三维工作台定位至Lx’、Ly’、Lz’处,设置视觉系统曝光时间为Fce,以激光功率Flp*k(k=0.1、0.2……1)陆续启动激光器以时间Flt发射激光,记录每次发射激光时红外测温传感器探测的最高温度Tm1’、Tm2’……Tm10’,且每次发射激光的温度间隔30秒,保证没有温度累计。直线拟合10个采用温度点可得到激光功率与温度的关系函数T’=f(p)。如图4所示。
当T0=Lc时,取激光功率P0’,使T0=f(P0’),最新的激光功率P0’为最佳工作功率。
移植完成后,得到被移植设备的最优工艺参数,即可开始生产。生产过程中,使用红外测温传感器感知被加工对象表面温度,经PID算法闭环控制激光功率,达到精确控制加工温度的效果。所采用的PID算法如下:
式中t表示采样时间,e(t)表示红外测温传感器18探测到的温度闭环控制时的温度监控区域32中的平均温度。本实施例中,对温度的采样周期建议为0.001秒。

Claims (8)

1.一种激光钎焊工艺移植方法,包括生成可移植数据文件的步骤、待移植设备自准备的步骤、执行参数移植的步骤;生成可移植数据文件的步骤包含测量可移植数据激光钎焊装置的激光功率与温度关系函数的步骤,执行参数移植的步骤包含测量待移植设备的激光功率与温度关系函数的步骤;
可移植数据文件包括视觉成像系统参数、视觉标定系统参数、加工产品特征参数、激光工艺参数、移植辅助参数;视觉成像系统参数包括:工业相机的曝光值Ce、增益值Cg、图像对比度Cc、镜像参数Cmx和Cmy、图像评价坐标Cx、Cy、Cz、图像清晰度评价值Cp、图像灰度分布曲线峰值Ck;视觉标定参数包括预先设定的包含特定轮廓信息的标定特征模板Bv、标定坐标矩阵Bm、激光中心定位时的相机曝光值Bce、激光标定功率Bp;加工产品特征参数包括加工点个数Pn和每个加工点对应的包含特定灰度、形状特征的视觉定位模板参数Pv;激光钎焊装置的激光工艺参数包括激光加工坐标Lx、Ly、Lz、激光功率Lp、激光加工时间Lt,加工温度Lc;移植辅助参数包括工业相机的曝光参数Fce、激光功率Flp、激光时间Flt、离焦量Ffl,离焦状态;测量可移植数据激光钎焊装置的激光功率与温度的关系函数T;
待移植设备自准备的步骤包括:将可移植数据文件拷贝到待移植设备上,待移植设备与首台可移植数据的激光钎焊装置结构功能相同,开始参数移植前待移植设备的三维工作台定位至坐标Cx、Cy、Cz点,将工业相机曝光值Ce、增益值Cg、图像对比度Cc、镜像参数Cmx和Cmy应用到成像系统,采集图像并计算图像清晰度评价值Cp’和图像灰度分布曲线峰值Ck’,根据Cp、Ck、Cp’和Ck’微调相机曝光值Ce’、增益值Cg’、图像对比度Cc’、定位点Z轴坐标Cz’,使Cp-Cp’和Ck-Ck’近似等于零;将工业相机曝光值设置为Bce并控制激光器以激光标定功率Bp持续出光,使用图像处理工具计算出亮斑中心点Blx,Bly,将三维工作台移动至平台标定坐标矩阵Bm的每一个标定点,获取视觉系统图像,计算并记录标定特征模板Bv的图像坐标,得到与平台坐标矩阵Bm对应的图像坐标矩阵Bm’,根据Bm和Bm’即可建立图像坐标系与三维工作台中X、Y轴形成的平面坐标系的对应关系Bt,完成标定工作;其中
Bm=Bt*Bm
执行参数移植的步骤:开始激光参数移植后,待移植设备的三维工作台首先定位至坐标Lx、Ly、Lz处,设置视觉系统曝光时间为Fce、激光功率为Flp,调节Lz的大小,激光光斑覆盖加工位置的面积百分比Fap’不断变化,Ffs’持续更新,当调节到Fap’最小时,Z轴坐标对应激光焦点,将Z轴再移动Ffl且Ffs’=Ffs时,当前工作台Z轴坐标Lz’即为移植后适合当前设备的最佳激光焦距坐标;此时在图像中搜索Bv的坐标Bvx、Bvy,经标定参数Bt转换后得到激光最佳工作位置的坐标Lx’和Ly’;待移植设备的三维工作台定位至Lx’、Ly’、Lz’处,设置视觉系统曝光时间为Fce,在此状态下测量待移植设备的的激光功率与温度的关系函数T’;
Lc表示加工温度,当T0=Lc时,取激光功率P0’,使T0=f(P0’),则待移植设备种激光功率P0’为最佳工作功率。
2.根据权利要求1所述的激光钎焊工艺移植方法,其特征在于:所述的待移植设备和可移植数据激光钎焊装置为权利要求8所述的可移植数据的激光钎焊装置。
3.根据权利要求1所述的激光钎焊工艺移植方法,其特征在于:待移植设备生产过程中,使用红外测温传感器感知被加工对象表面温度,经PID算法闭环控制激光功率,从而精确控制加工温度,其中PID算法如下:
式中t表示采样时间,e(t)表示红外测温传感器探测到的温度闭环控制时的温度监控区域中的平均温度。
4.根据权利要求1所述的激光钎焊工艺移植方法,其特征在于:测量可移植数据激光钎焊装置的激光功率与温度的关系函数T的步骤为:以激光功率Flp*k(k=0.1、0.2……1)陆续启动激光器以时间Flt发射激光,记录每次发射激光时红外测温传感器探测的最高温度Tm1、Tm2……Tm10,且每次发射激光的温度间隔30秒以上,直线拟合10个采用温度点即可得到激光功率与温度的关系函数T=f(p)。
5.根据权利要求1所述的激光钎焊工艺移植方法,其特征在于:测量待移植设备的的激光功率与温度的关系函数T’的步骤为:以激光功率Flp*k(k=0.1、0.2……1)陆续启动激光器以时间Flt发射激光,记录每次发射激光时红外测温传感器探测的最高温度Tm1’、Tm2’……Tm10’,且每次发射激光的温度间隔30秒以上,直线拟合10个采用温度点可得到激光功率与温度的关系函数T’=f(p)。
6.根据权利要求1所述的激光钎焊工艺移植方法,其特征在于:所述的可移植数据的激光钎焊装置出厂时,工业相机的焦平面和激光焦点差距小于1毫米,工业相机的景深2毫米,视觉系统的图像已通过张正友标定法完成标定。
7.根据权利要求1所述的激光钎焊工艺移植方法,其特征在于:所述的待移植设备出厂时,工业相机的焦平面和激光焦点差距小于1毫米,工业相机的景深2毫米,视觉系统的图像通过张正友标定法完成标定。
8.一种可移植数据的激光钎焊装置,包括激光钎焊头和三维工作台,其特征在于:所述的三维工作台包括平移X轴、龙门结构、加工载台、平移Y轴、垂直Z轴、固定转接板;平移X轴安装在龙门结构上,垂直Z轴安装在平移X轴上;固定转接板安装在垂直Z轴上,激光钎焊头安装固定转接板;加工载台安装在平移Y轴上,平移Y轴驱动加工载台在龙门结构的正下方前后移动;所述的激光钎焊头包括工业相机、激光0°全反镜、成像镜头、第一全反透镜、第二半反半透镜、第三半反半透镜、激光聚焦镜、红外光源、红外测温传感器、激光准直镜和光纤;红外测温传感器下部设置第二半反半透镜,激光准直镜下部设置第一全反透镜,第一全反透镜和第二半反半透镜平行设置,第一全反透镜和第二半反半透镜反射方向设置第三半反半透镜,第三半反半透镜将第一全反透镜和第二半反半透镜反射的光转向90°,并在该反射方向上依次设置激光聚焦镜、红外光源和待加工产品;在反射的光反方向上依次设置成像镜头、激光0°全反镜和工业相机。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108873985A (zh) * 2018-08-06 2018-11-23 武汉博联特科技有限公司 一种激光软钎焊的温度控制方法及系统
CN110961739A (zh) * 2019-12-28 2020-04-07 武汉比天科技有限责任公司 一种带同轴视觉系统的锡球焊接装置
CN111014868A (zh) * 2019-12-28 2020-04-17 武汉比天科技有限责任公司 一种锡球焊接装置的焊接方法
CN111266684A (zh) * 2020-03-11 2020-06-12 华工法利莱切焊系统工程有限公司 激光填丝焊光丝对中监控方法、光丝对中监控装置及激光填丝焊装置
CN113927156A (zh) * 2021-11-11 2022-01-14 苏州科韵激光科技有限公司 激光加工温度控制装置、方法以及存储介质
CN117655525A (zh) * 2023-12-29 2024-03-08 惠州市振邦精密五金有限公司 一种动力电池连接片的自动焊接方法及其装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102023614A (zh) * 2010-10-08 2011-04-20 深圳市大族激光科技股份有限公司 激光焊接装置
CN102497952A (zh) * 2009-07-20 2012-06-13 普雷茨特两合公司 激光处理头以及用于补偿激光处理头的聚焦位置的改变的方法
CN102554463A (zh) * 2012-02-14 2012-07-11 中国科学院福建物质结构研究所 应用于激光切割的同轴ccd成像系统
CN102699526A (zh) * 2012-06-01 2012-10-03 苏州德龙激光有限公司 利用激光切割加工对象物的方法和装置
CN103231271A (zh) * 2013-05-08 2013-08-07 苏州瑞格思创光电科技有限公司 定位装置
EP2905104A2 (en) * 2011-09-13 2015-08-12 Yuri Aleksandrovich Chivel Method and device for optically monitoring a surface in an area thereof subject to laser radiation
CN104842067A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 济南微尔激光设备有限公司 一种五轴联动的三维激光切割机
CN105115698A (zh) * 2015-09-25 2015-12-02 西安立芯光电科技有限公司 用于半导体激光器腔面失效分析的综合测试系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102497952A (zh) * 2009-07-20 2012-06-13 普雷茨特两合公司 激光处理头以及用于补偿激光处理头的聚焦位置的改变的方法
CN102023614A (zh) * 2010-10-08 2011-04-20 深圳市大族激光科技股份有限公司 激光焊接装置
EP2905104A2 (en) * 2011-09-13 2015-08-12 Yuri Aleksandrovich Chivel Method and device for optically monitoring a surface in an area thereof subject to laser radiation
CN102554463A (zh) * 2012-02-14 2012-07-11 中国科学院福建物质结构研究所 应用于激光切割的同轴ccd成像系统
CN102699526A (zh) * 2012-06-01 2012-10-03 苏州德龙激光有限公司 利用激光切割加工对象物的方法和装置
CN103231271A (zh) * 2013-05-08 2013-08-07 苏州瑞格思创光电科技有限公司 定位装置
CN104842067A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 济南微尔激光设备有限公司 一种五轴联动的三维激光切割机
CN105115698A (zh) * 2015-09-25 2015-12-02 西安立芯光电科技有限公司 用于半导体激光器腔面失效分析的综合测试系统

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108873985A (zh) * 2018-08-06 2018-11-23 武汉博联特科技有限公司 一种激光软钎焊的温度控制方法及系统
CN110961739A (zh) * 2019-12-28 2020-04-07 武汉比天科技有限责任公司 一种带同轴视觉系统的锡球焊接装置
CN111014868A (zh) * 2019-12-28 2020-04-17 武汉比天科技有限责任公司 一种锡球焊接装置的焊接方法
CN111014868B (zh) * 2019-12-28 2021-04-27 武汉比天科技有限责任公司 一种锡球焊接装置的焊接方法
CN110961739B (zh) * 2019-12-28 2021-07-30 武汉比天科技有限责任公司 一种带同轴视觉系统的锡球焊接装置
CN111266684A (zh) * 2020-03-11 2020-06-12 华工法利莱切焊系统工程有限公司 激光填丝焊光丝对中监控方法、光丝对中监控装置及激光填丝焊装置
CN113927156A (zh) * 2021-11-11 2022-01-14 苏州科韵激光科技有限公司 激光加工温度控制装置、方法以及存储介质
CN113927156B (zh) * 2021-11-11 2024-10-01 苏州科韵激光科技有限公司 激光加工温度控制装置、方法以及存储介质
CN117655525A (zh) * 2023-12-29 2024-03-08 惠州市振邦精密五金有限公司 一种动力电池连接片的自动焊接方法及其装置
CN117655525B (zh) * 2023-12-29 2024-05-24 惠州市振邦精密五金有限公司 一种动力电池连接片的自动焊接方法及其装置

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