[发明专利]一种水冷壁管排熔覆自动轨迹引导的方法

说明书

本发明涉及水冷壁管排熔覆技术领域，提出了一种水冷壁管排熔覆自动轨迹引导的方法，其能够根据水冷壁管排进行扫描，并对扫描信息进行计算处理而生成并优化熔覆轨迹，较为实用，智能化较高，设计较为人性化，首先对外部行动机构与激光视觉传感器进行坐标系标定，然后外部行动机构带动激光视觉传感器进行工件扫描，扫描过程中，外部行动机构实时传送坐标数据给传感器运算单元，接着传感器运算单元依据传感器检测数据与外部行动机构坐标数据进行轨迹规划，生成多道轨迹，最后传感器运算单元依据外部行动机构要求的顺序对轨迹编号，将轨迹点数据传递给外部行动机构，外部行动机构根据轨迹点数据配合激光熔覆装置进行熔覆焊接。

技术领域

本发明涉及水冷壁管排熔覆技术领域，具体涉及一种水冷壁管排熔覆自动轨迹引导的方法。

背景技术

众所周知，水冷壁管排的拼接方式为多个管子与多个鳍片交错排列连接，管子与鳍片之间用焊接方式连接，在实际使用环境下，水冷壁管排需要承受高温高压，因此通常会在水冷壁管排上进行增材熔覆，一方面增强水冷壁管排的结构强度，同时也提高水冷壁管排的耐高温与高压的能力，而在增材熔覆过程中，为根据管子与鳍片的排列有序的规划熔覆轨迹提出了一种水冷壁管排熔覆自动轨迹引导的方法。

经检索，授权公告日为2018年11月13日，授权公告号为的CN106862769B的中国发明专利公开了一种熔覆轨迹可调的激光熔覆装置及调节熔覆轨迹宽度的方法，其大致描述为，包括激光熔覆装置，激光熔覆装置包括激光熔覆头构件、激光器、送粉器和中央控制器，其在使用时，通过中央控制器实现激光束聚焦调整以及熔覆轨迹宽度、送粉量、送粉角度和激光功率等一系列参数的控制，然而前述的熔覆轨迹可调的激光熔覆装置及调节熔覆轨迹宽度的方法虽然在中央控制器的作用下能够实现对于熔覆过程中的关键参数的控制，但是当实际生产过程中由于工件外形的复杂性和工件的装夹误差，不易根据工件的形状和位置而自动生成熔覆轨迹，自动化程度较高的同时智能化欠缺，实用性较差。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种水冷壁管排熔覆自动轨迹引导的方法，其能够根据水冷壁管排进行扫描，并对扫描信息进行计算处理而生成并优化熔覆轨迹，较为实用，并且智能化较高，模式较为丰富，使用较为安全，设计较为人性化。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水冷壁管排熔覆自动轨迹引导的方法，基于相互配套的激光熔覆装置、外部行动机构、激光视觉传感器和传感器运算单元来实现，其特征在于，轨迹引导的方法具体包括以下步骤：

(1)对外部行动机构与激光视觉传感器进行坐标系标定；

(2)外部行动机构带动激光视觉传感器进行工件扫描，激光视觉传感器与运算单元完成：实时采集图像，图像分析，特征提取的功能；

(3)扫描过程中，外部行动机构实时传送坐标数据给传感器运算单元；

(4)传感器运算单元依据传感器检测数据与外部行动机构坐标数据进行轨迹规划，生成近似平行的多道轨迹；

(5)传感器运算单元依据外部行动机构要求的顺序对轨迹编号，将轨迹点数据传递给外部行动机构，外部行动机构根据轨迹点数据配合激光熔覆装置进行熔覆焊接。

优选的，对所述外部行动机构与激光视觉传感器进行坐标系标定过程中，首先将激光视觉传感器安装在外部行动机构上，由于激光视觉传感器安装完成后激光视觉传感器与外部行动机构之间的位置关系已经固定，然后进行两个坐标系的转换关系确定，通过标定实现两个坐标系内的轨迹点的融合。

进一步的，所述外部行动机构带动激光视觉传感器进行工件扫描过程中，外部行动机构完成从位置A到位置B的扫描，扫描过程中，视觉传感器实时获取工件轮廓图像，依据工件表面特征与焊接需求焊道数量(参数)以平均分布的形式计算出所有焊道特征。