1.一种激光焊接焊缝视觉跟踪系统,包括激光焊接机Z轴(22),其特征在于:所述激光焊接机Z轴(22)的正面下方设置有顶部与光纤连接的焊接头(7),焊接头(7)的右侧面连接有能够带动其前后移动的线性模组(8),所述线性模组(8)的右侧面设置有移动模组安装架(17),该移动模组安装架(17)固定连接在激光焊接机Z轴(22)上,所述线性模组(8)与移动模组安装架(17)之间通过相互配合的滑块和滑槽滑动配合,所述线性模组(8)的顶部设置有驱动其在移动模组安装架(17)上作前后滑动移动的伺服电机(13),并构成X0轴,其左侧外部设置有与激光焊接机Z轴(22)固定连接的视觉组件安装板(6),所述视觉组件安装板(6)的左侧面固定设置有呈圆环形结构的光源安装架(5),光源安装架(5)的底部固定连接有与其中心孔同心的圆环形光源(3),顶部设置有相机(1),所述相机(1)的镜头(2)垂直向下并对应光源安装架(5)上中心孔的中心,所述相机(1)通过相机安装架(14)固定连接在视觉组件安装板(6)的左侧面;所述视觉组件安装板(6)的下方设置有对应光源(3)底部位置的气刀(15),所述气刀(15)通过固定连接在视觉组件安装板(6)右侧下方的气刀支架(16)连接;所述相机(1)、光源(3)、线性模组(8)和伺服电机(13)均通过线路与设置在激光焊接机Z轴(22)外部的PLC连接并通过PLC进行控制;
所述伺服电机(13)通过固定设置在线性模组(8)前端面的电机安装板(9)固定连接在一起,所述伺服电机(13)和线性模组(8)内的传动轴穿过电机安装板(9)上预设的两个通孔并延伸在电机安装板(9)的前端面外侧,所述伺服电机(13)和线性模组(8)内传动轴的延伸端上分别设置有上同步带轮(12)和下同步带轮(10),所述上同步带轮(12)和下同步带轮(10)之间通过同步带(11)传动连接,伺服电机(13)通过上同步带轮(12)以及同步带(11)带动下同步带轮(10)转动,从而驱动线性模组(8)在移动模组安装架(17)上前后移动;
所述激光焊接机Z轴(22)上固定连接有气缸安装板(21),所述气缸安装板(21)位于移动模组安装架(17)的上方,其右侧面固定设置有气缸(20),所述气缸(20)上具有活塞杆的一端朝下,其端部固定设置有吹气管夹(19),所述吹气管夹(19)上固定有末端连接保护气气管、口部与焊接头(7)对应的吹气管(18),吹气管(18)通过活塞杆驱动吹气管夹(19)而实现上下运动;
所述激光焊接机Z轴(22)上通过安装板固定连接有除尘管(4),所述除尘管(4)位于光源(3)的左侧下方,其头部呈弯曲状并对应焊接头(7),末端通过软管与设置在激光焊接机Z轴(22)外部的抽气机连接;
所述下同步带轮(10)、同步带(11)以及上同步带轮(12)的外侧设置有防尘壳;
所述下同步带轮(10)和上同步带轮(12)均为齿形轮,所述同步带(11)为齿形带,其与下同步带轮(10)和上同步带轮(12)之间齿形啮合;
所述吹气管(18)具有两根,对称设置在焊接头(7)的左右两侧,两根吹气管(18)通过套接在焊接头(7)顶部外侧且与气缸(20)活塞杆连接的吹气管夹(19)连接;
通过以下步骤实现焊接:
S1.需根据焊接件的焊接需求对机床主机进行调整,用户输入特定焊接参数,编辑对应的焊接程序;
S2.编辑完成后,将激光焊接机Z轴(22)运动到焊接起始位,运行机床焊接开始;
S3.在焊接开始之后,计算相机(1)的拍照间隔时间,相机(1)通过镜头(2)在规定的时间内对焊接件进行间隔拍照,拍照时光源(3)打开,对拍照区域进行补光,使相机(1)取像更为清晰,便于视觉系统进行处理;
S4.同时气刀(15)吹气,防止焊接头7焊接生成的焊渣溅到光源(3)、镜头(2)以及相机(1)上,烧坏这些设备;
S5.拍照生成的图像通过外接的视觉系统进行处理,生成坐标数据,写入缓冲区,接着外接的PLC从缓冲区中读取数据,并对数据进行处理,生成补偿坐标;
S6.PLC按照生成的数据通过伺服驱动控制伺服电机(13)进行运动,伺服电机(13)驱动与其相连的上同步带轮(12)转动,并通过同步带(11)带动下同步带轮(10)转动,从而带动与其相连的线性模组(8)运动;S7.线性模组8带动与其相连的焊接头(7)移动,从而进行焊接位置补偿,使焊接头(7)的焊接点可以在焊接件的焊接中心上,以保证焊接质量;
S8.进行焊接时,气缸(20)通气运动并将吹气管(18)通过活塞杆送至焊接头(7)对应的焊接点,同时吹出焊接保护气,以保证焊接质量,焊接头(7)焊接时,除尘管对着焊接头(7)的外围进行抽气,吸走焊渣,防止焊渣落在焊接点,影响焊接效果;
这种激光焊接焊缝视觉跟踪系统能有效找准焊接中心,通过激光焊接机床上伺服驱动的X、Y、Z轴以及位置补偿的X0轴可以实现精准焊接,焊接精度距离网格板焊接中心±
0.15mm;在焊接时,由相机(1)先进行拍照取点,之后通过软件以及PLC的处理,形成偏移坐标传给主机,主机控制Y轴及X0轴进行位置补偿,使焊接头(7)找准位置,以保证焊缝良好,同时定位工装的要求降低,适用于焊接轻度不规整焊缝的焊接机,使焊接头可以跟踪焊缝运行,从而增加良品率,保证焊接质量以及焊接效率。