[发明专利]电子束焊机焊缝示教寻迹方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电子束加工设备技术领域，具体涉及一种电子束焊机焊缝示教寻迹方法及系统。

背景技术

电子束焊机是一种性能卓越的焊接设备，但该种设备需在真空环境中工作，给焊接过程的观察、监控等带来了极大的不便。目前电子束焊机一般都是通过观察窗、摄像头等手段监控焊接过程。这种光学观察系统虽然观察直观、操作简便，但对焊缝的精确示教寻迹却存在较大的缺陷：

1、光学观察系统的视差依靠人为经验矫正，缺乏可量化的判断参数，主观随机性大。

2、光学观察系统易被污染，影响观察清晰度。

3、需要通过电子束在焊件上“打点”的方式判断电子束斑与焊缝的重合度，“打点”对焊件表面构成一定损伤，不宜对精密焊件进行“打点”。

随着电子束焊机的性能要求越来越高，通过光学观察系统以人为经验定位焊缝的方法将被淘汰，需要建立一套可量化参数的定位焊缝的方法，以便快速、精确地对焊缝进行示教寻迹。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有通过光学观察系统以人为经验定位焊缝的方法所存在的精度不高的问题，提供一种电子束焊机焊缝示教寻迹方法及系统。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种电子束焊机焊缝示教寻迹方法，具体包括如下步骤：

步骤1、借助光学观察系统，操作工作台带动其上的焊件移动，让焊件焊缝上的其中1个特征点移动到电子束斑点附近，并记录工作台此时的位置坐标(x₀，y₀)；

步骤2、操作工作台，让工作台仅沿着x轴或仅沿着y轴移动，并使得电子束斑点移动轨迹与焊缝轨迹交叉；工作台每移动一个固定的距离δ，便记录一次工作台的实际位置坐标及对应的二次电子信号值I_e；

步骤3、计算工作台在本次移动过程中，所有记录点的二次电子信号值I_e的平均值I_em；

步骤4、计算二次电子信号的阈值I_ek，其中

I_ek＝αI_em

式中，α为二次电子信号的阈值系数，I_em为二次电子信号的平均值；

步骤5、寻找二次电子信号值I_e不大于二次电子信号阈值I_ek的区域，并据此确定该特征点所对应的工作台的精确位置坐标；即

当工作台沿着x轴移动时，二次电子信号值I_e不大于二次电子信号阈值I_ek的区域为x₁～x₂，则该特征点所对应的工作台的精确位置坐标为

当工作台沿着y轴移动时，二次电子信号值I_e不大于二次电子信号阈值I_ek的区域为y₁～y₂，则该特征点所对应的工作台的精确位置坐标为

步骤6、重新选择焊件焊缝上的1个新的特征点，并重复步骤2-5，直至确定完焊件焊缝上所有特征点所对应的工作台的精确位置坐标；

步骤7、根据焊件焊缝轨迹的几何形状及尺寸及步骤6所得到的特征点的精确位置坐标，由中央控制单元编程驱动工作台9运动，使得焊件的完整焊缝轨迹依次通过电子束斑点进行焊接。

上述步骤2中，需要将加速电压通过闭环控制稳定于U_a值，并将电子束流通过闭环控制稳定于I_b值。

上述步骤2中，加速电压U_a按工作电压要求设定；电子束流I_b的取值范围为0.01～1mA。

上述步骤2中，距离δ的取值范围0.01～0.1mm；步骤4中，二次电子信号阈值系数α的取值范围0.2～0.5。

另一种电子束焊机焊缝示教寻迹方法，具体包括如下步骤：

步骤1、借助光学观察系统，调节偏扫电源的电流，使得电子束斑点移动到焊件焊缝上的其中1个特征点附近，并记录电子束斑点在该位置所对应的偏扫电源的电流值(I_x0，I_y0)；

步骤2、仅调节偏扫电源的x轴电流或仅调节偏扫电源的y轴电流，使得电子束斑点移动轨迹与焊缝轨迹交叉；偏扫电源每变化一个固定的电流值μ，便记录一次偏扫电源的实际电流值及对应的二次电子信号值I_e；