本技术介绍了一种应用于圆筒盖板焊接封装的多线束激光焊缝识别与路径规划技术。该技术涉及向待焊接圆筒及盖板表面投射n条平行线结构激光条纹(n≥2),并拍摄获取图像,通过图像处理技术识别焊缝位置,进而规划焊接路径。该方法提高了焊接效率和质量,适用于自动化焊接生产线。
背景技术
在船舶、化工、军事装备等行业,各种压力容器、反应容器都应用了圆筒结构。近年来,随着各种工业容器的轻量化发展要求,对小尺寸圆筒或薄壁圆筒结构件的需求日益增加。圆筒容器通常具有较高的强度和密封性要求。小尺寸或薄壁圆筒盖板封装焊接通常具有焊缝微小、焊接精度要求高的特点。该类型焊接的接头多为锁底对接的形式,即在圆筒端部筒内壁凹进一定宽度,形成一个台阶,将盖板安装在该台阶内,完成焊接封装。
然而,由于焊接前装夹圆筒壁与盖板时无法保证圆筒与盖板中心轴线重合,导致盖板与圆筒之间产生位置误差,盖板与筒壁边缘重合区域与预设的焊接轨迹产生偏移。由于搭接接头位于盖板下方,被盖板挡住,所以无法直接观察到该偏移。对于超薄壁圆筒的焊接,为降低焊接的热影响,主要采用短时间高功率高度集中的焊接热源对待焊接金属进行加热。待焊接区域与预设焊接轨迹之间的偏移会对薄壁圆筒盖板的焊接产生严重影响,使其无法满足强度及密封性要求,甚至导致焊接缺陷,使整体焊接结构失效,因而焊接轨迹应当对准圆筒壁与盖板搭接区域的中心。此外,焊接过程中的高热输入会使盖板产生热变形,此类圆弧焊缝的起始点与终止点在同一位置,焊接时被重复加热,容易产生变形,影响零件整体结构。若将焊接起始点设置在盖板与圆筒壁搭接重合宽度较窄处,反复对其进行加热,则会更容易产生热变形。因此,需要对焊接轨迹的起始点进行规划。
现阶段,主要采用单线结构激光扫描的方法对焊缝进行识别。然而,小尺寸或薄壁圆筒盖板的封装焊接,焊接区域较小,使用单线结构激光连续扫描耗时耗力,且精度较低,会显著降低生产效率。
实现思路