[发明专利]焊接系统及焊接参数优化方法

说明书

本发明提供一种焊接系统及焊接参数优化方法。在方法中，决定数字立体模型中的两个以上焊件的结构尺寸及其相连接处的几何形状，依据这些焊件的结构尺寸及其相连接处的几何形状决定焊枪的运动轨迹及焊接参数，并规划运动轨迹及焊接参数的对应关系。这数字立体模型对应于真实对象。运动轨迹相关于焊枪的动作路径，且焊接参数相关于电力特性及移动速度中的至少一个。这对应关系用于控制焊枪操作于真实对象。藉此，可提升焊接质量。

技术领域

本发明涉及一种焊接技术，具体来说，涉及一种焊接系统及焊接参数优化方法。

背景技术

焊接是广泛应用的工艺及技术，并可能应用在制造诸如汽车、脚踏车、运动器材、机械结构、器具或家具等多种产品。值得注意的是，现今焊接操作相当仰赖操作者的经验。经验不足的操作者可能造成焊件毁损或是连接不够牢固等缺陷。事实上，焊接操作有许多变因，且这些变因可能会影响成品的优劣。例如，待焊接成为一个对象的两种对象的厚度可能不同，且任一个焊接点的两种相邻物件所形成的夹角在不同处也可能不同。因此，每一个焊接点可能因为相邻对象的厚度不同且两个对象形成的夹角也不同，所以如果焊枪移动速度事先知道的情况下，所对应到该焊接点的焊接优化参数(例如，焊枪设备的电压和电流)也会不同。如果焊枪的电压和电流设定值不佳，焊接时两个相邻对象的热熔效果便会降低。这现象不是待焊区域温度不足导致焊接效果变差，便是温度过热而让待焊区域对象过度融化，且同样造成对象结构破坏。然而，大部分手动焊接操作者通常都会选择单一焊枪移动速度，并在整个焊接轨迹上选择使用一组相同的焊接参数(例如，电流和电压)进行焊接。因为采用手动焊接，使用者也无法随不同焊接点实时进行改变电压和电流的操作。

此外，使用机器手臂执行焊接是产业的趋势，且许多软件可以自动产生机器手臂进行焊接所需的轨迹。然而，在无法知道焊接轨迹上每一个焊接点所相邻的物件厚度和两个相邻对象所形成的角度的前提下，无法将每一个焊接点所对应的优化焊接参数(例如，电压和电流)与焊接轨迹相关联。因此，既使软件产生机器手臂的焊接轨迹，但是焊枪的参数设定也只能依经验手动设定成相同一组或少数的不同组，而无法针对每一个焊接点，根据相临对象的实际厚度和相临对象形成的角度选定一个对应的优化参数组合。如此，焊接的效果无法优化，焊接后结构的机械强度理论上变差，更难以提升。

发明内容

本发明是针对一种焊接系统及焊接参数优化方法，分析出适于各待焊轨迹线的优化焊接参数组合，并藉以提升焊接质量。

根据本发明的实施例，焊接参数优化方法包括(但不仅限于)下列步骤：决定数字立体模型中的两个或更多个焊件(待焊接成一个结构的对象)的结构尺寸及其相连接处(对应到一条或更多条待焊轨迹线)的几何形状，依据这些待焊轨迹线决定携带焊枪的机器手臂和/或夹持待焊对象的机器手臂或运动平台的运动轨迹，并规划在不同运动轨迹点上所对应的焊接参数。这数字立体模型对应于真实对象。运动轨迹相关于携带焊枪的机器手臂的动作路径、以及携带待焊对象的机器手臂或运动平台的移动轨迹，且焊接参数相关于电力特性及移动速度中的至少一个。这对应关系用于控制焊枪操作于真实对象。

根据本发明的实施例，焊接系统包括(但不仅限于)焊枪、焊枪控制器及控制装置。焊枪用以焊接。焊枪控制器耦接焊枪，并用以控制焊枪操作。控制装置耦接焊枪控制器，并用以决定数字立体模型中的两个或更多个焊件的结构尺寸及其相连接处的几何形状，依据这些焊件的结构尺寸及其相连接几何形状决定焊枪的运动轨迹及焊接参数，并规划运动轨迹及焊接参数的对应关系。这数字立体模型对应于真实对象。运动轨迹相关于焊枪的动作路径，且焊接参数相关于电力特性及移动速度中的至少一个。这对应关系用于控制焊枪操作于真实对象。

基于上述，本发明实施例的焊接系统及焊接参数优化方法，分析对应于真实对象的数字立体模型的结构形状，并据以得出各待焊轨迹线合适的焊接参数。接着，将这些焊接参数与焊枪的运动轨迹一对一相关联，使焊接参数在焊枪运作且移动的过程中能被切换。藉此，可快速得出对应于不同待焊点的焊接参数，不仅提升效率，更能改善焊接质量。

附图说明