[发明专利]双光束激光焊接的同步控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及双光束激光焊接技术领域，特别涉及一种双光束激光焊接的同步控制方法及装置。

背景技术

双光束激光焊接是近几年发展起来的一项新型焊接工艺，典型的双光束激光焊接系统一般由两台机器人和两台光纤激光器组成，如图1所示，光纤激光器具有能量转换效率高、体积小等特点，同时激光束通过光纤传导，不需要外部镜片，极大简化了光路设计与使用维护的难度，是目前工业领域主流的应用。KUKA机器人具有精度高、速度快、开放性好等特点，广泛应用于各种工业焊接领域，KUKA机器人与光纤激光器结合使用，可以最大限度的发挥各自的优势，从而很方便的构成一套焊接系统。

在双光束激光焊接过程中，由两台机器人各带一只焊接头，两台机器人独立工作，同时按照事先规划好的轨迹各自沿“T”型接头的一边运动，通过人为控制保证两台机器人起停点的一致。由于采用两束激光在两边同时进行“T”型接头焊接，使接头两边的热变形相互抵消，有效控制了焊接过程中的变形，改善了零件的性能，使得双光束激光焊接在航空等领域得到广泛的应用。

然而，从机械结构上讲机器人是一种串联结构，所以机器人是一种很好的定位装置，即机器人能够达到很高的定位精度，但插补精度较低，同时由于两台机器人是独立编程的，在程序运行中缺少参照标准，也导致两个运动程序间的误差，这两个主要因素造成在双光束激光焊接过程中，两束激光不能精确重合的问题，进而由于“T”型接头两边受热不均匀带来热变形等问题，使得降低了双光束激光焊接的质量，从而失去双光束激光焊接的意义。

发明内容

本发明实施例提供了一种双光束激光焊接的同步控制方法及装置，解决了现有技术中双光束激光焊接质量低的技术问题。

本发明实施例提供了一种双光束激光焊接的同步控制方法，该方法包括：在双光束激光焊接过程中，获取两束激光焊接熔池的红外图像；分析所述红外图像，确定两束激光的位置误差；在所述位置误差超过预设距离阈值的情况下，发送用于调整机器人位置的指令给双光束激光焊接系统中两台机器人，调整所述两台机器人的位置直至所述位置误差小于等于预设距离阈值。

在一个实施例中，分析所述红外图像，确定两束激光的位置误差，包括：分析所述红外图像的温度场，确定两束激光的位置误差。

在一个实施例中，分析所述红外图像，确定两束激光的位置误差，包括：确定所述红外图像中温度值高于预设温度阈值的区域为激光的熔池中心区；确定两个熔池中心区之间的相对距离为两束激光的位置误差。

在一个实施例中，在所述位置误差超过预设距离阈值的情况下，发送用于调整机器人位置的指令给双光束激光焊接系统中两台机器人，调整所述两台机器人的位置直至所述位置误差小于等于预设距离阈值，包括：利用采集所述红外图像的设备所在坐标系与所述两台机器人所在坐标系的对应关系，根据所述位置误差计算所述两台机器人之间的距离；根据所述两台机器人之间的距离，发送用于调整机器人位置的指令给双光束激光焊接系统中两台机器人，调整所述两台机器人的位置直至所述位置误差小于等于预设距离阈值。

在一个实施例中，发送用于调整机器人位置的指令给双光束激光焊接系统中两台机器人，调整所述两台机器人的位置，包括：发送速度控制指令给所述两台机器人，通过所述速度控制指令控制所述两台机器人的速度，调整所述两台机器人的位置。

在一个实施例中，发送用于调整机器人位置的指令给双光束激光焊接系统中两台机器人，调整所述两台机器人的位置，包括：通过以太网向所述两台机器人发送用于调整机器人位置的指令，调整所述两台机器人的位置。

本发明实施例还提供了一种双光束激光焊接的同步控制装置，该装置包括：获取模块，用于在双光束激光焊接过程中，获取两束激光焊接熔池的红外图像；确定模块，用于分析所述红外图像，确定两束激光的位置误差；调整模块，用于在所述位置误差超过预设距离阈值的情况下，发送用于调整机器人位置的指令给双光束激光焊接系统中两台机器人，调整所述两台机器人的位置直至所述位置误差小于等于预设距离阈值。

在一个实施例中，所述确定模块用于分析所述红外图像的温度场，确定两束激光的位置误差。

在一个实施例中，所述确定模块，包括：熔池中心区确定单元，用于确定所述红外图像中温度值高于预设温度阈值的区域为激光的熔池中心区；确定单元，用于确定两个熔池中心区之间的相对距离为两束激光的位置误差。