專利名稱：一種連桿式激光焊接測(cè)量一體化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光焊接測(cè)量裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種連桿式 激光焊接測(cè)量一體化裝置。
背景技術(shù)：
在石化、航空航天和軍事等領(lǐng)域，管道、導(dǎo)彈外殼等零部件往 往通過(guò)多片部件拼焊而成。此類的零部件是將多個(gè)部件組合起來(lái)制 造空間的三維物體，其部件拼縫為空間的三維曲線。由于此類組合 部件在加工過(guò)程中引起的形狀誤差、組合部件焊接裝夾固定時(shí)引起 的偏差、以及激光焊接時(shí)的零部件熱變形引起的組合部件形狀誤差 以及其它等因素，將使得焊接時(shí)拼縫的形貌與理論設(shè)計(jì)的狀況存在 一定的差別，這使得在組合部件的悍接部位上，部件拼縫寬度沿著 拼縫曲線都存在一定程度的變化，而一般而言拼縫誤差不能超過(guò)板
厚的1/10，故如果按照固定的焊縫參數(shù)來(lái)實(shí)施焊接則焊接質(zhì)量不穩(wěn)
定，或者焊接質(zhì)量達(dá)不到要求。因此需要一種激光焊接在線測(cè)量拼 縫寬度的方法，相對(duì)焊接點(diǎn)可超前測(cè)量拼縫形貌，為后續(xù)焊接的工 藝參數(shù)補(bǔ)償提供數(shù)據(jù)。
申請(qǐng)?zhí)枮?2151438.0，發(fā)明名稱為"三維形狀物焊接方法及其 裝置"的中國(guó)專利申請(qǐng)給出了對(duì)三維形狀物焊接時(shí)利用照相機(jī)先獲 得焊縫位置偏移量的方法，但檢測(cè)所用的照相機(jī)是固連在焊接頭
上，是同時(shí)與焊接頭一起運(yùn)動(dòng)的，該照相機(jī)不具有相對(duì)于焊接頭的 運(yùn)動(dòng)自由度。
而申請(qǐng)?zhí)枮?2158340.4，發(fā)明名稱為"具有視覺(jué)焊縫自動(dòng)跟蹤 功能的弧焊機(jī)器人控制平臺(tái)"中國(guó)專利申請(qǐng)給出的焊縫自動(dòng)跟蹤功 能的攝像頭同樣也是固定在焊接頭的末端，其攝像頭也不具有相對(duì) 于焊接頭的運(yùn)動(dòng)自由度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，而提供一 種可實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接點(diǎn)后空間曲率變化的拼縫形貌進(jìn)行檢測(cè)的連桿式 激光焊接測(cè)量一體化裝置。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種連桿式激光 焊接測(cè)量一體化裝置，其包括有焊接頭安裝座以及安裝在焊接頭安 裝座的焊接頭，其還包含有平面四桿機(jī)構(gòu)和攝像頭裝置支架以及連 接在攝像頭裝置支架的攝像頭，所述的平面四桿機(jī)構(gòu)為包含有連架 桿和雙連桿的雙搖桿結(jié)構(gòu)，其與激光焊接頭安裝座相連；攝像頭裝 置支架通過(guò)設(shè)置在攝像頭裝置支架的轉(zhuǎn)動(dòng)副與平面四桿機(jī)構(gòu)的雙 連桿相連；在焊接頭安裝座上設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)平面四桿機(jī)構(gòu)連架桿 的數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸，在攝像頭裝置支架上還設(shè)置有手動(dòng)調(diào)整平臺(tái)以及用 于調(diào)整攝像頭裝置支架的直線導(dǎo)軌和數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸。
其中所述的攝像頭裝置支架上的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別安裝在雙連 桿的中點(diǎn)位置上。
本發(fā)明的有益效果是 一種連桿式激光焊接測(cè)量一體化裝置，
其包括有焊接頭安裝座以及安裝在悍接頭安裝座的焊接頭，其還包 含有平面四桿機(jī)構(gòu)和攝像頭裝置支架以及連接在攝像頭裝置支架 的攝像頭，所述的平面四桿機(jī)構(gòu)為包含有連架桿和雙連桿的雙搖桿 結(jié)構(gòu)，其與激光焊接頭安裝座相連；攝像頭裝置支架通過(guò)設(shè)置在攝
像頭裝置支架的轉(zhuǎn)動(dòng)副與平面四桿機(jī)構(gòu)的雙連桿相連；在焊接頭安
裝座上設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)平面四桿機(jī)構(gòu)連架桿的數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸，在攝像 頭裝置支架上還設(shè)置有手動(dòng)調(diào)整平臺(tái)以及用于調(diào)整攝像頭裝置支 架的直線導(dǎo)軌和數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸，采用上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明具有兩數(shù)控旋 轉(zhuǎn)軸控制的攝像頭，可對(duì)焊接點(diǎn)后空間曲率變化的拼縫形貌進(jìn)行檢 測(cè)，其安裝位置超前激光焊接頭一定的距離，提供超前于焊接點(diǎn)的 圖像處理計(jì)算時(shí)間片段，便于實(shí)時(shí)計(jì)算相應(yīng)拼縫形貌參數(shù)所對(duì)應(yīng)的 焊接工藝參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整，實(shí)現(xiàn)三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)輕質(zhì)合金 構(gòu)件激光焊接的形狀控制和性能控制。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述 如附圖1所示， 一種連桿式激光焊接測(cè)量一體化裝置，其包括 有悍接頭安裝座1以及安裝在焊接頭安裝座1的焊接頭2，其特征 在于其還包含有平面四桿機(jī)構(gòu)3和攝像頭裝置支架4以及連接在
攝像頭裝置支架4的攝像頭5，所述的平面四桿機(jī)構(gòu)3為包含有連 架桿31和雙連桿32的雙搖桿結(jié)構(gòu)，其與激光焊接頭安裝座1相連;
攝像頭裝置支架4通過(guò)設(shè)置在攝像頭裝置支架4的轉(zhuǎn)動(dòng)副6與平面 四桿機(jī)構(gòu)3的雙連桿32相連；在焊接頭安裝座1上設(shè)置有用于驅(qū) 動(dòng)平面四桿機(jī)構(gòu)3連架桿31的數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸11，在攝像頭裝置支架 4上還設(shè)置有手動(dòng)調(diào)整平臺(tái)7以及用于調(diào)整攝像頭裝置支架4的直 線導(dǎo)軌8和數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸10，所述攝像頭裝置支架4上的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng) 副6分別安裝在雙連桿32的中點(diǎn)位置上。
焊接頭安裝座1的安裝接口提供拼縫形貌測(cè)量激光復(fù)合焊接 頭與相應(yīng)機(jī)床的連接接口。平面四桿機(jī)構(gòu)3與激光焊接頭安裝座1 相連，平面四桿機(jī)構(gòu)3采用雙搖桿結(jié)構(gòu)，連架桿31等長(zhǎng)，連桿采 用有間距的雙連桿32。攝像頭裝置支架4通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副6與平面四 桿機(jī)構(gòu)3的雙連桿32相連，支架上的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副6分別安裝在雙 連桿32的中點(diǎn)位置上。由于平面四桿機(jī)構(gòu)3的連架桿31等長(zhǎng)，攝 像頭裝置支架4的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與連架桿31相同。
通過(guò)數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸11驅(qū)動(dòng)平面四桿機(jī)構(gòu)3的連架桿31，對(duì)攝像 頭5進(jìn)行相對(duì)與焊接頭2的角度旋轉(zhuǎn)伺服控制。
攝像頭裝置通過(guò)直線導(dǎo)軌8和數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸10實(shí)現(xiàn)相對(duì)焊接頭 2的升降運(yùn)動(dòng)。通過(guò)手動(dòng)調(diào)整平臺(tái)7微調(diào)攝像頭5相對(duì)與焊接頭2 的距離。
本發(fā)明具有兩數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸控制10、 11的攝像頭5，可對(duì)焊接 點(diǎn)后空間曲率變化的拼縫形貌進(jìn)行檢測(cè)，其安裝位置超前激光焊接 頭2—定的距離，提供超前于焊接點(diǎn)的圖像處理計(jì)算時(shí)間片段，便 于實(shí)時(shí)計(jì)算相應(yīng)拼縫形貌參數(shù)所對(duì)應(yīng)的焊接工藝參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行
補(bǔ)償調(diào)整，實(shí)現(xiàn)三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)輕質(zhì)合金構(gòu)件激光焊接的形狀控制和 性能控制。
以上所述實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)例，并非來(lái)限制本發(fā)明 實(shí)施范圍，故凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所 做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種連桿式激光焊接測(cè)量一體化裝置，其包括有焊接頭安裝座(1)以及安裝在焊接頭安裝座(1)的焊接頭(2)，其特征在于其還包含有平面四桿機(jī)構(gòu)(3)和攝像頭裝置支架(4)以及連接在攝像頭裝置支架(4)的攝像頭(5)，所述的平面四桿機(jī)構(gòu)(3)為包含有連架桿(31)和雙連桿(32)的雙搖桿結(jié)構(gòu)，其與激光焊接頭安裝座(1)相連；攝像頭裝置支架(4)通過(guò)設(shè)置在攝像頭裝置支架(4)的轉(zhuǎn)動(dòng)副(6)與平面四桿機(jī)構(gòu)(3)的雙連桿(32)相連；在焊接頭安裝座(1)上設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)平面四桿機(jī)構(gòu)(3)連架桿(31)的數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸(11)，在攝像頭裝置支架(4)上還設(shè)置有手動(dòng)調(diào)整平臺(tái)(7)以及用于調(diào)整攝像頭裝置支架(4)的直線導(dǎo)軌(8)和數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸(10)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連桿式激光焊接測(cè)量一體化裝 置，其特征在于攝像頭裝置支架(4)設(shè)置有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副(6)，兩 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副(6)分別安裝在雙連桿(32)兩個(gè)桿的中點(diǎn)位置上。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光焊接測(cè)量裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種連桿式激光焊接測(cè)量一體化裝置，其包括有焊接頭安裝座以及安裝在焊接頭安裝座的焊接頭，其還包含有平面四桿機(jī)構(gòu)和攝像頭裝置支架以及連接在攝像頭裝置支架的攝像頭，所述的平面四桿機(jī)構(gòu)為包含有連架桿和雙連桿的雙搖桿結(jié)構(gòu)，其與激光焊接頭安裝座相連；攝像頭裝置支架通過(guò)設(shè)置在攝像頭裝置支架的轉(zhuǎn)動(dòng)副與平面四桿機(jī)構(gòu)的雙連桿相連；在焊接頭安裝座上設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)平面四桿機(jī)構(gòu)連架桿的數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸，在攝像頭裝置支架上還設(shè)置有手動(dòng)調(diào)整平臺(tái)以及用于調(diào)整攝像頭裝置支架的直線導(dǎo)軌和數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)輕質(zhì)合金構(gòu)件激光焊接的形狀控制和性能控制。
文檔編號(hào)B23Q17/00GK101372070SQ20081003017
公開(kāi)日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2008年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者周輔林, 斌 李, 毛新勇, 蔡立兵, 禹 黃, 龔時(shí)華 申請(qǐng)人:東莞華中科技大學(xué)制造工程研究院;華中科技大學(xué)