[发明专利]激光焊机动态焊接方法

摘要

本发明公开了一种可以很好的确保焊缝呈直线状的激光焊机动态焊接方法，前后两个不锈钢卷的头尾边部送料至焊机处，确保待焊接边部处于焊机的实际焊接区域，焊机剪刀对带钢边部进行剪切，通过外部传感器进行带钢宽度的测量并实现中心线的调整过程；根据实际的材质规格调用正确的焊接参数，激光头自驱动侧向操作侧移动，完成带钢的焊接过程，第一步：实际焊缝数据采集，第二步：数据分析筛选，偏离点计算，第三步：根据数据偏差，产生位移调整参考数据。本发明的优点是：确保焊缝呈直线状，同时焊枪的纵向牵引轨道与焊缝在立体空间中垂直重合，降低生产作业人员的劳动强度，提高设备效率及稳定性，提升焊接成功率及自动化程度。

主权项

激光焊机动态焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：前后两个不锈钢卷的头尾边部送料至焊机处，通过自动及手动控制的方确保待焊接边部处于焊机的实际焊接区域，焊机前后夹具分别用于固定前后带钢；焊机剪刀对带钢边部进行剪切，确保剩余部分可适应夹具的对中及形成焊缝；通过外部传感器进行带钢宽度的测量并实现中心线的调整过程；根据实际的材质规格调用正确的焊接参数，激光头自驱动侧向操作侧移动，完成带钢的焊接过程；焊接完成后，夹具等设备回到初始及等待位置，其中，第一步：实际焊缝数据采集，在进行焊接动作之前，焊机前后夹具通过伸缩液压缸带动机械夹板将前后带钢进行加紧和固定，利用剪刀设备将带钢边部修整至要求的预留带，通过两侧位置控制电机将前后夹具进行对中和调整，此时前后两侧带钢贴近形成实际焊缝形态，然后利用轧线钢管测量体系中的高速摄像机通过对前后带钢边部的数据采集，可获得带钢厚度，宽度，间隙，中心线等实际数据，通过轧线钢管测量体系中数据分析软件合成后，可得到当前带钢的准确数据，以此来获得精确有效的焊缝形态数据，带钢厚度，宽度，间隙，中心线等实际数据由轧线钢管测量体系采集完成，带钢厚度，宽度，间隙，中心线等实际数据经PLC计算和分析后，将在带钢实际熔接的过程中作为激光头位置参考依据，根据采集的数据可知实际焊缝与标准焊缝的偏差，将各处测量到的焊缝宽度取平均值，可得到平均焊缝宽度值，通过计算公式可知，焊缝宽度测量值‑平均焊缝宽度值＝焊缝偏差，通过自动控制激光头可减小或消除偏差；第二步：数据分析筛选，偏离点计算，经PLC控制系统完成数据的筛选和计算，从而可获得实际焊缝与标准焊缝的偏离数据，PLC系统在进行焊缝宽度分析时，主要采集当前焊缝两侧各50个数据d1～d50，通过取平均值的方式的得出平均焊缝宽度作为实际焊缝基准，(d1+d2...d50)/50＝平均焊缝宽度，通过将两侧平均焊缝宽度取平均值即可得到焊缝参考中心线，PLC系统的焊缝分析数据主要包含了：实际焊缝的带钢位置，焊缝中心线位置，焊缝实际宽度，计算后激光头移动位置参考等主要数据指标，该步骤的计算和分析结果存放于PLC数据块中，其中保存了对应当前带钢焊缝形成的实际形态的偏差值，根据带钢边部进行坐标方向界定，将带钢边部的边缘平行方向定义为纵向坐标，其垂直方向为横向坐标，其它测量和控制数据均以此进行方向的定义，当激光头移动至相应的纵向坐标位置时，调用对应该位置的偏差值作为激光头移动的参考位置，根据实际焊缝的偏差情况，激光头始终保持实时动态移动的状态，从而可以有效的跟踪实际焊缝；第三步：根据数据偏差，产生位移调整参考数据，在焊接过程中根据激光头的实际纵向运行位置的变化，利用伺服控制系统实时的动态调节，使实际焊缝能够与标准焊缝保持同步和匹配，消除激光焦点与焊缝的偏离情况，通过第二步产生的焊缝参考中心线与实际焊缝中线的计算偏差值，作为伺服电机横向移动的位置参考，计算值实际为伺服电机的参考位移输入，伺服电机带动激光头产生实际动作输出。