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CN113664357A - 一种用于两薄板电子束焊板间高低差测量的系统和方法 - Google Patents

一种用于两薄板电子束焊板间高低差测量的系统和方法 Download PDF

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CN113664357A
CN113664357A CN202111096015.9A CN202111096015A CN113664357A CN 113664357 A CN113664357 A CN 113664357A CN 202111096015 A CN202111096015 A CN 202111096015A CN 113664357 A CN113664357 A CN 113664357A
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CN
China
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welding gun
laser distance
sensor
distance sensor
welding
Prior art date
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Pending
Application number
CN202111096015.9A
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English (en)
Inventor
李毅
杨磊
张迎松
李怡豪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiangtan University
Original Assignee
Xiangtan University
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Filing date
Publication date
Application filed by Xiangtan University filed Critical Xiangtan University
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/0026—Auxiliary equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/0046—Welding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于两薄板电子束焊板间高低差测量的系统和方法。该系统所包括的装置有线激光距离传感器、速度传感器、控制器、传感器保护装置、线激光距离传感器固定装置、速度传感器固定装置、圆盘支架、半圆盒转动装置、驱动转轴、驱动器，其中焊枪垂直于薄板平面且焊枪中心在两薄板间隙的中心线上，线激光距离传感器通过传感器固定装置与半圆盒转动装置连接，焊枪沿着两板间隙做一遍往复运动，当焊枪完成单程路线时，此时线激光距离传感器记录下板A的各点高度。在驱动器的控制下，驱动转轴发生旋转并带动半圆盒装置一起运动，当线激光距离传感器转动180°时停止。之后线激光距离传感器随着焊枪的移动记录板B的各点高度。焊接完成后，重复上述动作，线激光距离传感器再次分别记录板A、B的焊缝焊后高度。本发明系统简单，可实现两薄板焊前的高低差测量以及薄板焊后纵向高度变形的测量。

Description

一种用于两薄板电子束焊板间高低差测量的系统和方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种用于两薄板电子束焊板间高低差测量的系统和方法。
背景技术
焊接过程的机械化和自动化，是近代焊接技术的一项重要发展，它不仅标志着更高的焊接生产效率和更好的焊接质量，而且还大大改善了生产劳动条件。激光在检测领域中的应用十分广泛，技术含量十分丰富，对社会生产和生活的影响也十分明显，激光测距是激光最早的应用之一，这是由于激光具有方向性强、亮度高、单色性好等优点。
在焊接中，由于零件材料本身的制造误差或者人为放置时造成的误差所导致的板件高低不对称对焊缝质量有很大的影响；测量板高时，通过变换焊枪姿态来测得焊枪左右两板高度会导致前后激光所测位置不一致；在焊接后，焊接件的尺寸发生变化以及后续需要对焊接变形进行计算。综上所述，需要一种新的装置或方法来对焊接件进行焊前和焊后位置及尺寸的精确测量。
发明内容
本发明的目的是为了满足两薄板焊接前高低差检测以及焊后纵向高度的变形测量，同时避免因改变焊枪姿态而导致的测量误差，为此提供了一种用于两薄板电子束焊板间高低差测量的系统和方法。
本发明为解决上述问题所采用的装置有：线激光距离传感器、速度传感器、控制器、传感器保护装置、线激光距离传感器固定装置、速度传感器固定装置、圆盘支架、半圆盒转动装置、驱动转轴、驱动器。
焊枪垂直于薄板平面且焊枪中心在两薄板间隙的中心线上，线激光距离传感器通过传感器固定装置与半圆盒转动装置连接。为防止电子束以及焊接过程中产生的火花、飞溅等对传感器的损害，对传感器设置有传感器保护装置。焊枪沿着两板间隙做一遍往复运动，分别记录A、B两板高度。
在焊枪开始移动到完成单边路径停止运动的过程中采集焊枪的线速度，当焊枪完成单程路线时，此时线激光距离传感器记录下板A的各点高度。当焊枪线速度由v变为0时，速度传感器将信号经控制器输出到驱动器。在驱动器的控制下，驱动转轴发生旋转并带动半圆盒装置与线激光距离传感器一同运动180°后停止。驱动转轴顶部有一扁平圆柱体，其作用为支撑及连接半圆盒转动装置，扁平圆柱体与半圆盒转动装置底部凹槽相配合，二者具有相同角速度，当驱动转轴转动时，顶部扁平圆柱体带动半圆盒装置一起转动。此时线激光距离传感器跟随焊枪移动记录B板的各点高度。焊接完成后，重复上述动作，线激光距离传感器再次分别记录板A、B的各点焊后高度。
本发明的优点在于系统及原理简单，可实现两薄板焊前的高低差检测以及薄板焊后纵向高度变形的测量，同时避免因改变焊枪姿态而导致的测量误差。
附图说明
图1为本发明的结构简图；
图2为本发明的系统工作原理图。
图中，(1)-焊枪，(2)-半圆盒转动装置，(3)-线激光距离传感器A，(4)-圆盘支架，(5)-速度传感器，(6)-驱动转轴。
具体实施方案
为了更简洁明了地表达本发明的技术方案与成果，下面结合附图和实施方式对本发明进行进一步描述。
线激光距离传感器测距原理：激光传感器工作时，先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。
本实施例中的一种用于两薄板电子束焊板间高低误差测量的方法，焊枪垂直于薄板平面且焊枪中心在两薄板间隙的中心线上，线激光距离传感器通过传感器固定装置与(2)半圆盒转动装置连接，其中，半圆盒转动装置与(1)焊枪、(4)圆盘支架相连接。为防止电子束以及焊接过程中产生的火花、飞溅等对传感器的损害，对传感器设置有传感器保护装置。焊枪沿着两板间隙做一遍往复运动，分别记录A、B两板高度。
现将本实施例的工作原理叙述如下：
一种用于两薄板电子束焊板间高低误差测量的方法，它的主要特征在于：该方法所包括的装置有线激光距离传感器、速度传感器、控制器、驱动器、传感器保护装置、传感器固定装置、半圆盒转动装置，其中焊枪垂直于薄板平面且焊枪中心在两薄板间隙的中心线上，线激光距离传感器通过传感器固定装置与半圆盒转动装置连接，焊枪沿着两板间隙做一遍往复运动，在焊枪开始移动到完成单边路径停止运动的过程中采集焊枪的线速度，当焊枪完成单程路线时，此时线激光距离传感器记录下板A的各点高度，当焊枪线速度由v变为0时，速度传感器将信号经控制器输出到驱动器。在驱动器的控制下，(6)驱动转轴发生旋转并带动半圆盒装置与线激光距离传感器一同运动180°后停止。驱动转轴顶部有一扁平圆柱体，其作用为支撑及连接半圆盒转动装置，扁平圆柱体与半圆盒转动装置底部凹槽相配合，二者具有相同角速度，当驱动转轴转动时，顶部扁平圆柱体带动半圆盒装置一起转动。在焊枪速度为v时，无信号输入，驱动转轴持续静止。线激光距离传感器随着焊枪的移动记录板B的各点高度。焊接完成后，重复上述动作，线激光距离传感器再次分别记录板A、B的各点焊后高度，从而实现两薄板焊前的高低误差检测以及薄板焊后纵向高度变形的测量。
以上公开的仅是本发明的具体实施例，但本发明并非局限于此，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明的原理前提下的改进和润饰，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于两薄板电子束焊板间高低差测量的系统和方法，它主要解决测量板高时，变换焊枪姿态前后激光所测位置不一致等问题。其特征在于：该系统包括线激光距离传感器、速度传感器、控制器、传感器保护装置、线激光距离传感器固定装置、速度传感器固定装置、圆盘支架、半圆盒转动装置、驱动转轴、驱动器，其中焊枪垂直于薄板平面且焊枪中心在两薄板间隙的中心线上，线激光距离传感器通过传感器固定装置与半圆盒转动装置连接，焊枪沿着两板间隙做一遍往复运动，当焊枪完成单程路线时，此时线激光距离传感器记录下板A的各点高度，在驱动器的控制下，驱动转轴发生旋转并带动半圆盒装置一起运动，当线激光距离传感器转动180°时停止，之后线激光距离传感器随着焊枪的移动记录板B的各点高度。焊接完成后，重复上述动作，线激光距离传感器再次分别记录板A、B的焊缝焊后高度。本发明系统简单，可实现两薄板焊前的高低差测量以及薄板焊后纵向高度变形的测量。
2.根据权利要求1所述的速度传感器为非接触式传感器，其特征是：通过速度传感器固定装置与焊枪连接，在焊枪以固定速度v开始移动到完成单边路径停止运动的过程中采集焊枪的线速度，当焊枪线速度由v变为0时，速度传感器将信号输出给控制器。
3.根据权利要求1所述的控制器、驱动器，其特征是在控制器收到速度传感器传入的信号后，控制器再将信号输出到驱动器，在驱动器的控制下，驱动转轴发生旋转。在焊枪速度为v时，无信号输入与输出。
4.根据权利要求1所述驱动转轴和半圆盒转动装置，其特征是：驱动转轴与圆盘支架连接，驱动转轴顶部有一扁平圆柱体，其作用为支撑及连接半圆盒转动装置，扁平圆柱体与半圆盒转动装置底部凹槽相配合，二者具有相同角速度。半圆盒转动装置与焊枪、圆盘支架相连接，同时，它与焊枪、圆盘支架都可发生相对转动。当焊枪速度由v变为0时，速度传感器将信号传入控制器，控制器再将信号输出到驱动器，在驱动器的控制下，驱动转轴发生旋转并带动半圆盒装置与线激光距离传感器一同运动180°后停止。在焊枪速度为v时，无信号输入，驱动转轴持续静止。
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JPS6340677A (ja) * 1986-08-01 1988-02-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd センサ付溶接ロボツト
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Application publication date: 20211119

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