(19)国家知识产权局
(12)发明 专利申请
(10)申请公布号
(43)申请公布日
(21)申请 号 202210645043.X
(22)申请日 2022.06.08
(71)申请人 上海奥特博格科技发展 有限公司
地址 201799 上海市青浦区华浦路5 00号6
幢C区121室C座
(72)发明人 卢春林 叶峰 张峰 朱卫伟
胡宏旗
(74)专利代理 机构 上海剑秋知识产权代理有限
公司 31382
专利代理师 王培
(51)Int.Cl.
B23K 26/70(2014.01)
B23K 26/21(2014.01)
G01N 21/47(2006.01)
G01B 11/22(2006.01)
(54)发明名称
激光焊接过程中的质量检测系统
(57)摘要
本发明公开了激光焊接过程中的质量检测
系统, 属于激光焊接技术领域。 本发明包括实时
监测模块、 焊接参数调整模块、 焊缝参数预测模
块、 数据优化模块和关联模块; 所述实时监测模
块利用工业相机对生产线上的设备型号、 设备放
置位置、 激光焊接设备的焊接轨迹和基于焊接轨
迹的焊缝图像进行实时监测, 并将监测数据传输
至焊接参数调整模块; 所述焊接参数调整模块对
实时监测模块传输的监测数据进行接收, 基于监
测数据对焊接参数进行调整, 并将调整后的焊接
参数传输至焊缝参数预测模块和数据优化模块;
所述焊缝参数预测模块对焊接参数调整模块传
输的调整参数进行接收, 基于接收数据和产品型
号对焊缝参数进行预测, 并将预测结果传输至数
据优化模块。
权利要求书3页 说明书7页 附图1页
CN 114888468 A
2022.08.12
CN 114888468 A
1.激光焊接过程中的质量检测系统, 其特征在于: 所述系统包括实时监测模块、 焊接参
数调整模块、 焊缝参数 预测模块、 数据优化模块和关联模块;
所述实时监测模块利用工业相机对生产线上的设备型号、 设备放置位置、 激光焊接设
备的焊接轨迹和基于焊接轨迹的焊缝图像进 行实时监测, 并将监测数据传输至焊接参数调
整模块;
所述焊接参数调整模块对实时监测模块传输的监测数据进行接收, 基于监测数据对焊
接参数进行调整, 并将调整后的焊接参数传输 至焊缝参数 预测模块和数据优化模块;
所述焊缝参数预测模块对焊接参数调整模块传输的调 整参数进行接收, 基于接收数据
和产品型号对焊缝参数进行 预测, 并将预测结果传输 至数据优化模块;
所述数据优化模块对焊缝参数预测模块传输的预测数据和焊接参数调整模块传输的
调整参数进行接 收, 基于接 收数据对焊接工艺参数进行优化处理, 并将优化处理后的焊接
工艺参数传输 至关联模块;
所述关联模块对数据优化模块传输的优化数据进行接收, 将优化数据与焊接产品焊接
轨迹进行关联处 理。
2.根据权利要求1所述的激光焊接过程中的质量检测系统, 其特征在于: 所述实时监测
模块包括数据监测单 元和产品焊接起始点 监测单元;
所述数据监测单元利用工业相机对生产线上的产品型号、 产品放置位置、 产品焊接轨
迹和基于焊接 轨迹的焊缝图像进行监测, 并将监测数据传输 至产品焊接起始点 监测单元;
所述产品焊接起始点监测单元对静态数据集监测单元传输的静态监测数据进行接收,
基于产品放置角度和激光焊接 设备的初始位置对产品的最近焊接起始点进 行确定, 并将确
定的最近焊接起始 点、 产品焊接轨迹和基于焊接轨迹的焊缝图像传输至焊接参数调整模块
和焊缝参数 预测模块。
3.根据权利要求2所述的激光焊接过程中的质量检测系统, 其特征在于: 所述焊接参数
调整模块包括产品焊接路径确定单 元、 标准产品焊接路径对比单 元和焊接参数调整单 元;
所述产品焊接路径确定单元对产品焊接起始点监测单元传输的内容进行接收, 基于接
收内容对激光焊接 设备与最近焊接起始 点之间的动态距离进 行计算, 根据计算结果和产品
焊接轨迹, 对激光焊接设备 的动态位置与最近焊接起始点之间形成的夹角大小进行调整,
实现对产品焊接路径的实时调整, 并将实时调整的产品焊接路径传输至标准产品焊接路径
对比单元;
所述标准产品焊接路径对比单元对产品焊接路径确定单元传输的实时调整的产品焊
接路径进行接 收, 将标准产品焊接路径与接 收的产品焊接路径进行对比, 分析标准产品与
焊接产品之间的规格比例, 并将分析 结果传输 至焊接参数调整单 元;
所述焊接参数调整单元对标准产品焊接路径对比单元传输的分析结果进行接收, 根据
分析结果对激光焊接设备的焊接参数进行调整, 并将调整后的焊接参数传输至数据优化模
块。
4.根据权利要求3所述的激光焊接过程中的质量检测系统, 其特征在于: 所述焊缝参数
预测模块包括焊缝图像处 理单元、 焊缝数据校正单 元和焊缝 数据预测单 元;
所述焊缝图像处理单元对产品焊接起始点监测单元传输的内容进行接收, 焊缝图像处
理单元将 焊接轨迹的焊缝图像信息转换为数据信息, 并将数据信息传输至焊缝数据校正单权 利 要 求 书 1/3 页
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2元;
所述焊缝数据校正单元对焊缝图像处理单元传输的数据信 息进行接收, 基于接收内容
对焊缝数据进行 校正处理, 并将校正处 理后的焊缝 数据传输 至焊缝数据预测单 元;
所述焊缝数据 预测单元对焊缝数据校正单元传输的焊缝数据进行接收, 基于接收数据
对不同规格产品的焊缝深度进行 预测, 并将预测结果传输 至数据优化模块。
5.根据权利要求4所述的激光焊接过程中的质量检测系统, 其特征在于: 所述焊缝图像
处理单元将焊接 轨迹的焊缝图像信息转换为数据信息的具体方法为:
1)对焊缝图像进行灰度处理, 以焊缝图像一角为坐标原点构建坐标系, 设坐标系纵坐
标为焊缝图像灰度值, 坐标系横坐标为焊缝图像灰度值对应的距离值;
2)对处于同一横坐标的焊缝图像灰度值进行提取, 基于提取的图像灰度值对光线相对
反射率h进行确定, 光线相对反射率计算公式为
其中, li、 lj分别表示焊缝
图像两端的灰度值, la表示焊缝图像中焊缝对应的灰度值, d1表示焊缝图像li端距离焊缝图
像中焊缝的垂直长度, d2表示焊缝图像lj端距离焊缝图像中焊缝的垂直长度;
3)基于确定的光线相对反射率和焊缝灰度值对焊缝深度进行计算, 具体的计算公式W
为:
其中, hx表示横坐标为x时对应的光线相对反射率, hf表示横坐标为f时对应的光线相对
反射率, d表示当光线相对反射率为hf时对应的焊缝深度,
表示比例系数, W表示焊缝深
度;
4)基于确定的光线相对反射 率变化程度对焊缝深度计算结果进行 校正处理。
6.根据权利要求4所述的激光焊接过程中的质量检测系统, 其特征在于: 所述焊缝数据
预测单元基于校正处理后的焊缝深度数据对不同规格产品的焊缝深度进 行预测, 具体方法
为:
(1)基于横坐标对光线相对反射 率的变化 程度和焊缝深度的变化 程度进行计算;
(2)基于(1)中光线相对反射 率变化程度对焊缝深度变化 程度进行调整;
(3)基于(2)中调整数据对计算的焊缝深度进行调整, 调整后对焊缝深度误差系数进行
计算, 根据误差系数和产品规格比例系数对不同规格产品的焊缝深度进行 预测。
7.根据权利要求4所述的激光焊接过程中的质量检测系统, 其特征在于: 所述数据优化
模块对焊接参数调整 单元传输的调整 数据和焊缝数据预测单元传输的预测数据进 行接收,
基于调整 数据对激光焊接设备的工艺参数进 行优化, 基于预测数据对激光焊接 设备在焊接
轨迹中对应位置的焊接时间进行优化, 并将优化后的焊接 工艺参数传输 至关联模块。
8.根据权利要求7所述的激光焊接过程中的质量检测系统, 其特征在于: 所述关联模块
包括优化数据存 储单元、 匹配单 元和关联 单元;
所述优化数据存储单元对数据优化模块传输的优化数据进行接收, 对接收的优化数进
行存储, 并将存 储数据传输 至匹配单 元;
所述匹配单元对优化数据存储单元传输的存储数据进行接收, 将存储数据与汽车型号
进行匹配, 并将匹配结果传输 至关联单元;权 利 要 求 书 2/3 页
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