专利名称：一种激光焊接在线测量补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及激光焊接装置技术领域，尤其是指一种激光 焊接在线测量补偿装置。
背景技术：
在石化、航空航天和军事等领域，管道、导弹外壳等零部件往 往通过多片部件拼焊而成。此类的零部件是将多个部件组合起来制 造空间的三维物体，其部件拼缝为空间的三维曲线。由于此类组合 部件在加工过程中引起的形状误差、组合部件焊接装夹固定时引起 的偏差、以及激光焊接时的零部件热变形引起的组合部件形状误差 以及其它等因素，将使得焊接时拼缝的形貌与理论设计的状况存在 一定的差别，这使得在组合部件的焊接部位上，部件拼缝宽度沿着 拼缝曲线都存在一定程度的变化，而一般而言拼缝误差不能超过板
厚的1/10，故如果按照固定的焊缝参数来实施焊接则焊接质量不稳
定，或者焊接质量达不到要求。因此需要一种激光焊接在线测量拼 缝宽度的方法，相对焊接点可超前测量拼缝形貌，为后续焊接的工 艺参数补偿提供数据。
中国专利申请号为02151438.0，实用新型名称为三维形状物 焊接方法及其装置，该申请给出了对三维形状物焊接时，利用照相 机先获得焊缝位置偏移量，控制器由此给出修正数据驱动控制焊接头进行焊接，该技术没有提供针对焊缝的实时在线检测和控制的方 法。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对现有技术存在的不足之处，而提 供一种可对组合件的三维拼缝形貌参数变化具有现场适应性，即焊 接的工艺参数具有对焊缝实时自动适应变化的功能，能实现激光焊 接的实时形状控制和性能控制的一种激光焊接在线测量补偿装置。 为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案 一种激光 焊接在线测量补偿装置，其包括数控三轴激光焊接机床，其特征 在于在所述的数控三轴激光焊接机床连接有具有第一数控旋转 轴、第二数控旋转轴的激光焊接接头；所述的激光焊接接头连接 有摄像头装置；设置在摄像头装置的摄像头安装位置位于激光焊 接接头的前端；所述的摄像头装置还设置有第三数控旋转轴、第 四数控旋转轴。
本实用新型的有益效果是本装置包括数控三轴激光焊接机 床，其特征在于在所述的数控三轴激光焊接机床连接有具有第一 数控旋转轴、第二数控旋转轴的激光焊接接头；所述的激光焊接接 头连接有摄像头装置；设置在摄像头装置的摄像头安装位置位于激 光焊接接头的前端；所述的摄像头装置还设置有第三数控旋转轴、 第四数控旋转轴，本实用新型由连接在激光焊接头上的具有两数控 旋转轴且摄像头安装位置位于激光焊接接头的前端的摄像头装置 形成图像处理计算单元，该部分提供超前于焊接的图像处理计算时间片段，由摄像头在线测量的图像计算拼缝形貌参数，按位置存储 拼缝形貌参数序列；具有两数控旋转轴的激光焊接接头形成焊接补 偿单元，该部分根据所处焊缝位置提取由图像处理计算单元提供的 缝形貌参数实时对焊接工艺参数进行补偿调整，并最后实现激光焊 接的形状控制和性能控制。
图1为本实用新型的结构示意图2为本实用新型的检测控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述
见附图l，附图2所示， 一种激光焊接在线测量补偿装置，其 包括数控三轴激光焊接机床1，在所述的数控三轴激光焊接机床1
上连接有具有第一数控旋转绅2、第二数控旋转轴3的激光焊接接
头4;激光焊接接头4连接有摄像头装置5;设置在摄像头装置5
的摄像头6安装位置位于激光焊接接头4的前端距离L处；所述的 摄像头装置5还设置有第三数控旋转轴7、第四数控旋转轴8。
本装置由连接在激光焊接头4上的具有第三数控旋转轴7、第 四数控旋转轴8，且摄像头6安装位置位于激光焊接接头4的前端 距离L处的摄像头装置5形成图像处理计算单元，该部分提供超前 于焊接的图像处理计算时间片段，由摄像头6在线测量的图像计算 拼缝形貌参数，按位置存储拼缝形貌参数序列；具有第一数控旋转 轴2、第二数控旋转轴3的激光焊接接头4形成焊接补偿单元，该部分根据所处焊缝位置提取由图像处理计算单元提供的缝形貌参 数实时对焊接工艺参数进行补偿调整，并最后实现激光焊接的形状 控制和性能控制。
具有第一数控旋转轴2、第二数控旋转轴3的激光焊接头4连 接在数控三轴激光焊接机床l，可实现空间拼缝的焊接，摄像头装 置5连接在激光焊接头4上，且装置具有第三数控旋转轴7、第四 数控旋转轴8，可对焊接点后空间曲率变化的拼缝形貌进行检测， 摄像头6安装位置超前激光焊接头4前端距离L，提供超前于焊接 的图像处理计算时间片段。
L由系统参数确定
其中t;为图像获取时间及拼缝形貌参数计算处理时间，r2为焊 接工艺参数计算时间，7;为系统控制响应时间，v为激光焊接头的 焊接速度，i为摄像头6超前焊接头的安装相对位置参数。
摄像头6在线测量图像由图像处理控制器计算拼缝形貌参数 主要为拼缝相对于理论值的位移偏移，拼缝间隙量。摄像头6在线 测量图像并将计算的拼缝形貌参数存储序列。而激光焊接接头4根 据所处焊缝位置实时从存储的序列中提取拼缝的形貌参数对焊接 工艺参数进行补偿调整，其调整量为相对拼缝形貌量化的激光焊接 的填丝速度量，调焦等工艺参数，从而实现激光焊接的形状控制和 性能控制。距离L使得拼缝形貌的测量速度与焊接速度匹配，实现 激光焊接的在线测量实时补偿。在线的对拼缝形貌检测并实时调整焊接工艺参数的激光焊接 方法及其装置，对组合件的三维拼缝形貌参数变化具有现场适应 性，即焊接的工艺参数具有对焊缝实时自动适应变化的功能，实现 激光焊接的实时形状控制和性能控制。
以上所述实施例，只是本实用新型的较佳实例，并非来限制本 实用新型实施范围，故凡依本实用新型申请专利范围所述的构造、 特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型专利申 请范围内。
权利要求1、一种激光焊接在线测量补偿装置，其包括数控三轴激光焊接机床(1)，其特征在于在所述的数控三轴激光焊接机床(1)连接有具有第一数控旋转轴(2)、第二数控旋转轴(3)的激光焊接接头(4)；所述的激光焊接接头(4)连接有摄像头装置(5)；设置在摄像头装置(5)的摄像头(6)安装位置位于激光焊接接头(4)的前端；所述的摄像头装置(5)还设置有第三数控旋转轴(7)、第四数控旋转轴(8)。
专利摘要本实用新型涉及激光焊接装置技术领域，尤其是指一种激光焊接在线测量补偿装置，其包括数控三轴激光焊接机床，数控三轴激光焊接机床连接有具有两数控旋转轴的激光焊接接头；激光焊接接头连接有摄像头装置；设置在摄像头装置的摄像头安装位置位于激光焊接接头的前端距离L处；摄像头装置还设置有两数控旋转轴，通过本装置能在线的对拼缝形貌检测并实时调整焊接工艺参数的激光焊接方法及其装置，对组合件的三维拼缝形貌参数变化具有现场适应性，即焊接的工艺参数具有对焊缝实时自动适应变化的功能，实现激光焊接的实时形状控制和性能控制。
文档编号B23K26/20GK201253733SQ20082018879
公开日2009年6月10日 申请日期2008年8月19日 优先权日2008年8月19日
发明者周辅林, 斌 李, 段正澄, 毛新勇, 蔡立兵, 禹 黄, 龚时华 申请人:东莞华中科技大学制造工程研究院;华中科技大学