[发明专利]钛-钢复合板的拼焊装置

说明书

技术领域

本发明属于复合板焊接技术领域，特别是一种钛-钢复合板的拼焊装置。

背景技术

目前，复合板拼焊主要采用手工电弧焊、手工TIG焊、手工MIG焊和少量自动TIG、MIG焊接，缺乏大批量基板和覆板、管焊接专用生产装备，在板材拼焊中存在易于产生组对错边、组对间隙大、坡口误差大、易于严重氧化、出现严重变形等，严重影响了爆炸复合材料生产质量和效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够自动控制熔深、提高了爆炸复合材料焊接的质量和效率的钛-钢复合板的拼焊装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种钛-钢复合板的拼焊装置，包括焊接机器人、等离子焊枪、双目CCD近红外视觉传感装置、焊接参数采集仪装置、工控机，等离子焊枪固定于焊接机器人小臂法兰，双目CCD近红外视觉传感装置和焊接参数采集装置分别通过信号控制线与工控机连接，双目CCD近红外视觉传感装置由两组CCD近红外视觉传感装置组成，每组CCD近红外视觉传感装置包括复合滤光片、镜头、CCD摄像机和图像采集卡，复合滤光片、镜头、CCD摄像机同轴，CCD摄像机与图像采集卡连接；双目CCD近红外视觉传感装置固定于等离子焊枪上，焊接参数采集仪装置包括电流传感器、电压传感器、数据采集卡、信号放大电路。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

1、本发明采用等离子束流熔敷焊接方法，能量更加集中，减小了热输入并显著提高了复合板拼接的工作效率；等离子束流稳定性更高，易于保证复合板拼接的一次成形，避免了传统焊接方法产生缺陷导致的补焊，接头组织更为均匀，力学性能更为优异；

2、本发明采用双目CCD近红外视觉传感装置和焊接参数采集装置，可快速提取熔池特征参数，精确控制熔深，实现复合板全熔透拼焊的要求。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

本发明一种钛-钢复合板的拼焊装置，包括焊接机器人1、等离子焊枪2、双目CCD近红外视觉传感装置3、焊接参数采集仪装置4、工控机5，等离子焊枪2固定于焊接机器人1小臂法兰，双目CCD近红外视觉传感装置3和焊接参数采集装置4分别通过信号控制线与工控机5连接，双目CCD近红外视觉传感装置3由两组CCD近红外视觉传感装置组成，每组CCD近红外视觉传感装置包括复合滤光片、镜头、CCD摄像机和图像采集卡，复合滤光片、镜头、CCD摄像机同轴，CCD摄像机与图像采集卡连接；双目CCD近红外视觉传感装置3固定于等离子焊枪2上，焊接参数采集仪装置4包括电流传感器、电压传感器、数据采集卡、信号放大电路。

所述的双目CCD近红外视觉传感装置3与离子焊枪2成40°～70°夹角，两组CCD近红外视觉传感装置在熔池后方成40°～60°夹角。

所述的图像采集卡安装于工控机5的PCI插槽上。

实施例：

一种钛-钢复合板的拼焊装置，包括焊接机器人1、等离子焊枪2、双目CCD近红外视觉传感装置3、焊接参数采集仪装置4、工控机5，等离子焊枪2固定于焊接机器人1小臂法兰，双目CCD近红外视觉传感装置3和焊接参数采集装置4分别通过信号控制线与工控机5连接，双目CCD近红外视觉传感装置3由两组CCD近红外视觉传感装置组成，每组CCD近红外视觉传感装置包括复合滤光片、镜头、CCD摄像机和图像采集卡，复合滤光片、镜头、CCD摄像机同轴，CCD摄像机与图像采集卡连接；双目CCD近红外视觉传感装置3固定于等离子焊枪2上，焊接参数采集仪装置4包括电流传感器、电压传感器、数据采集卡、信号放大电路。

双目CCD近红外视觉传感装置3与离子焊枪2成60°夹角，两组CCD近红外视觉传感装置在熔池后方成50°夹角。

先将待焊复合板进行表面化学清理和机械清理，除去表面的油污和氧化物；然后采用焊接机器人1对钢基板一侧实施等离子焊接，采用CCD近红外视觉传感装置3和焊接参数采集仪装置4对熔深的参数进行采集，并输入工控机5，通过工控机5进行控制，以确保基板一侧完全熔透（精度达到±0.2mm）；将钛-钢复合板翻转180°，对钛覆板一侧进行等离子弧焊接，同样采用CCD近红外视觉传感装置3和焊接参数采集仪装置4对熔深的参数进行采集，并输入工控机5，通过工控机5进行控制，以确保熔透效率与精度（精度达到±0.05mm）。

焊接时将双目CCD近红外视觉传感装置3与等离子焊枪2以60°角固定，随焊枪同步运动，利用图像采集卡将采集到的熔池特征图像输入工控机5；参数传感主要通过连接在焊机电源线上的电压传感器实现，传感结果最终同样输入工控机5；在基于Labview编写的焊接过程控制软件（此为本领域常规技术）中，同时显示焊接熔池动态特征图像和参数波形图像，软件据此提取熔深等熔池特征参量，根据自带数据库中等离子弧焊工艺参数与接头熔深关系模型，推算接头熔深并进行反馈调整，确保焊接全熔透精度要求。