[发明专利]一种不同种类金属之间的连接方法和设备

说明书

技术领域

本发明属于生成加工自动化设备领域，具体公开了一种不同种类金属之间的 连接方法和设备。

背景技术

在压缩机排气管、吸气管等技术领域中，经常需要将不同种类的金属进行焊 接。例如，排气管大多数为铜材质，一端与其他铜管焊接，另外一端通过氩弧 焊或者与压缩机的铁质上盖或者铁质壳体连接。

现有的焊接方向一般是在异类金属的连接处放置一些铜粉或者其他方便连 接的金属粉，通过高温使得金属粉熔化冷却后将异类焊接。例如中国专利 CN102500872中公开了一种铜-钢异种金属焊接方法，其将铜件与钢件焊接在一 起构成铜-钢角焊工件，其包括如下步骤：首先，在铜件一侧加热堆焊铜基合金 焊材，在铜件的焊接表面形成铜基合金过渡层，待铜件冷却修整焊缝后，将钢 件装配到铜件上进行点焊，最后采用铜基焊条将铜基合金过渡层与钢件焊接在 一起，焊接方法为在冷状态下气保焊。该方法采用在热状态下堆积焊接铜基合 金过渡层，这样可以使铜基合金焊材与铜件的结合性非常好，然后再在冷状态 下进行铜-钢角焊，冷状态更加便于操作，而且能够有效控制焊缝金属的熔合比， 防止焊缝热裂纹的产生，从而满足焊接要求。然而，此时熔化的焊材仅仅附在 连接管的表层，并未形成铜铁的结晶体。其焊接完成的关键表面看很漂亮，但 其焊缝处的强度一般。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种不同种类金属之间的连接方法， 该方法使用机器视觉来自动调整焊枪和焊缝的位置，从而可以实现精确控制焊 接过程中异类金属之间的热量分配，使得异类金属在共熔状态实现牢固焊接。

本发明又一目的是提供一种不同种类金属之间的连接设备，该设备通过视觉 模块来控制焊接机器人和焊接电流，从而可以实现精确控制焊接过程中异类金 属之间的热量分配，使得异类金属在共熔状态实现牢固焊接。

为此，本发明所述的方法和设备采用的技术方案如下：

一种不同种类金属之间的连接方法，包括：

通过图像传感器被动摄取焊缝图像和焊枪图像；

使用Canny边缘检测算法检测焊缝的边缘，提取焊缝特征，以及使用Canny 边缘检测算法检测钨棒的边缘，根据所述焊枪图像提取焊枪特征；

根据所述焊缝特征定位所述焊缝的中心位置，以及对焊枪图像的边缘灰度灰 度、亚像素边缘定位所述焊枪的位置；

根据所述焊缝的中心位置和焊枪的位置，调整所述焊枪的位置进行焊接使得 可以按热量分配关系为高熔点金属分配较高的热量，低熔点金属分配较低的热 量以实现异类金属的自溶焊接，其中，所述自溶焊接的步骤包括：通过钨棒发 出的气流的吹力和离子束在熔池位置的冲击作用下产生热量；以及通过超声波 对所述熔池进行搅拌。

优选地，所述焊枪包括一用于对工件进行焊接的钨棒，还包括对所述焊缝图 像和焊枪图像进行预处理的步骤，所述预处理步骤包括滤波去噪、锐化增强、 图像校正以及图像二值化中的一种或多种。

优选地，所述Canny算法包括：

用高斯滤波器平滑图象；

用一阶偏导的有限差分来计算梯度的幅值和方向；

对梯度幅值进行非极大值抑制；

用双阈值算法检测和连接边缘。

优选地，根据所述焊缝特征定位所述焊缝的中心位置的步骤还包括区域填 充、骨架提取的步骤。

优选地，还包括焊接质量评估步骤，其包括：

获取熔池图像并检测其边缘；

分析熔池的形态并与熔池评价知识库进行对比；

获取对比结果得到焊接质量评价。

一种不同种类金属之间的连接设备，包括视觉模块、焊接机器人、焊缝跟踪 控制器、钨棒、与所述钨棒连接的焊接电流控制器和主控制器，所述视觉模块 包括用于摄取焊接图像的摄像头和与所述摄像头连接的图像采集卡，所述图像 采集卡与所述主控制器连接；所述焊枪机器人通过焊缝跟踪控制器与所述主控 制器连接；所述焊接电流控制器与所述主控制器连接。

优选地，所述摄像头还设有过滤模块，所述过滤模块依次包括带通滤光片和 UV镜。

优选地，还包括冷却机构，所述冷却机构包括冷却盒和设于所述冷却盒内的 喷淋管。