[发明专利]激光钎焊间隙补偿方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种激光钎焊间隙补偿方法，属于激光钎焊技术领域。

背景技术：

为了提高车身强度和降低生产成本，在车身制造工艺中采用激光钎焊技术。由于车身表面的激光钎焊技术质量要求和工作条件要求高，激光钎焊的质量不稳定，合格率仅为73％，投产初期白车身报废10台/月，表面需要8人进行修饰，提高生产成本。特别要求焊接零件的装配间隙达到0至0.2毫米的均一间隙，才能保证焊缝的强度及外观要求，而冲压工艺的单件加工精度误差为-0.5毫米至+0.5毫米，零件装配后很难达到技术要求，机器人程序和焊接参数每周至少调整2次，而且无调整依据，调整时间长。造成合格率低、生产节拍长、提高了整车的生产成本。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种激光钎焊间隙补偿方法，重新设计机器人程序，并加入闭环控制系统，实时判断焊头的位置；出现位置偏差时自动停止焊接，等待焊缝返修，机器人可以根据焊缝的装配间隙变化而设置焊接参数，保证焊接质量，优选激光焊接的参数，提高激光焊缝的质量，根据计算公式和参数对照表，可以快速调整机器人的程序。

本发明的技术方案是这样实现的：一种激光钎焊间隙补偿方法，由装配夹具、输送系统、机器人、激光焊机、激光焊头、热丝机、可编程序控制器组成；具体方法是由可编程序控制器控制装配夹具、输送系统、机器人工作，机器人控制激光焊机、激光焊头、热丝机工作；零件通过输送系统输送入装配夹具内，由可编程序控制器检测零件是否输送到位，控制装配夹具夹紧零件，机器人控制激光焊机执行焊接程序；其特征在于：机器人程序中加入分段焊接程序，将分割原理引入到激光焊接参数设置当中，对1.6米长的焊缝进行23段焊接程序对应，根据各段焊缝的焊接条件分别设置焊接参数，各段焊缝利用机器人的轨迹逼近程序进行平滑连接，使整条三维弧形焊缝外观平滑；机器人速度为8-39毫米/秒，使焊缝中气孔的个数以数量级方式减少，实现表面质量提高；激光器的输出功率为1800-2600瓦，填料在母材上具有良好的润湿铺展；焦点直径为3.6毫米，机器人的侧面角度和焊接角度为至车顶偏转5°-7°，在相同离焦量的情况下，使激光的圆形光斑变为椭圆形光斑；装配要求为0.5毫米；

机器人程序中加入激光焊头原点查找程序、位置闭环控制程序和焊缝起点位置识别程序，实现激光焊头位置误差自动消除和焊缝位置偏差自动停机功能，焊缝起点位置识别程序可以对对焊头位置进行实时监控，当焊头位置大于设定偏差时，立即停止焊接。

所述的机器人的模拟量控制电压：6-10伏，其对应激光功率1800-3000瓦，机器人模拟量控制电压：0.25-3伏，其对应热丝机的送丝速度1-6.9米/分，满足了形成熔池并保持熔池的稳定性，在保持足够的对熔池的瞬时输入功率的前提下，使输出焊丝量与装配间隙相匹配；通过参数计算公式和参数对照表可以快速确定不同装配间隙的对应机器人参数。

所述的参数计算公式为热丝机的送丝速度Vs与机器人速度Vb的比值为(a+b)×k，k值为热丝机的输出损耗，a为零件的装配间隙，b为焊缝的宽度。

本发明的积极效果是无需改造机械结构提高装配精度，成本低；调节具有快速性，适合快速质量控制和大规模生产需要；易于推广、调整简单。

附图说明：

图1为本发明的机器人程序控制流程图；

图2为焊接区域分段示意图；

图3为焊接区域剖面图说明图；

图4为热丝机送丝速度对照表；

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述：

实施例1：