CN116197534A - 激光焊接方法及激光焊接加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光焊接方法及激光焊接加工工艺，涉及3C通讯电子产品加工领域，旨在解决现有的激光焊接金属件加工生产数据反馈不及时，不能及时调整激光焊接工艺参数，导致容易出现大批量不合格或报废产品的问题，其技术方案要点是：设置有反馈机构采集并反馈焊接品的参数，设置有数控机构连接并控制激光焊接设备，能够通过反馈机构采集焊接品的生产参数，并根据生产参数转换成控制信号，利用数控机构控制激光焊接设备自动修正加工动作，改进工艺参数。本发明可以提高焊接件的加工精度和效率，并有效杜绝产品发生批量不合格或报废。

Description

激光焊接方法及激光焊接加工工艺

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，特别是涉及一种激光焊接方法及激光焊接加工工艺。

背景技术

激光焊接，是3C(即计算机(Computer)、通信(Communication)和消费类电子产品(Consumer Electronics)三者结合)通讯电子产品上一个重要的部件加工工艺，主要是用于复合具有弹性功能的焊接件和承载结构件(被焊接主件)之间的连接功能，使得焊后的焊接品具有多种复合功能，从而满足3C通讯电子产品对弹性电子触点的功能要求。

如图1和图2所示的一类，焊接品3包括被焊接主件1和至少一个焊接件2，焊接件2(例如弹性件)的端部弯折一定形状，在被焊接主件1的中间位置开设有固定孔。

当焊接品3安装在3C通讯电子产品上时，其被焊接主件1的橫置部位、弹性件需要固定。由于弹性件上电子触点的位置和轮廓相对杆身橫置部位具有一定的三维差值，这就导致激光焊接的精度要求很高，才能保证在被焊接主件1上固定时，其弹性件上电子触点能被固定在指定位置。

现有的激光焊接生产加工方式大多为：先加工出焊接品3，再将焊接品3放置在检测工装内检测；若检测通过，则判定为合格产品并进入下一环节；若检测不通过，则判定为不合格产品，然后放置到校正装置上进行校正，完成校正后再检测，直到焊接品3检测合格后，再进入下一环节。

在按照上述方式生产加工焊接品3时，无法及时输出焊接品3的弹性件上电子触点参数，且不能及时精确调整加工工艺的参数，导致容易出现大批量不合格产品，甚至造成批量报废，即加工精度和效率都受到较大影响，因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种激光焊接方法及激光焊接加工工艺，以解决现有技术中无法及时输出焊接品的参数，以及不能及时精确调整加工工艺的参数的问题。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

本发明提供一种激光焊接方法，包括：

建立焊后智能补偿***，包括设置反馈机构以及与所述反馈机构连接的数控机构，所述反馈机构采集并反馈焊后的焊接品参数至所述数控机构，所述数控机构连接并控制激光焊接设备以及形变调整设备，且预设焊后补偿算法，所述焊接品参数包括被焊接主件和焊接件的位置参数；

计算焊后补偿量，包括通过所述数控机构预设焊接品的位置坐标系，并根据被焊接主件和焊接件的位置参数的公差带在位置坐标系中划定标准靶向圈，所述数控机构转化被焊接主件和焊接件的位置参数为位置坐标系内的打靶坐标点；在标准靶向圈内预设参考坐标点，所述数控机构计算打靶坐标点和参考坐标点在各维方向上的维度差值，并根据补偿算法将维度差值转化为所述激光焊接设备以及所述形变调整设备在焊接后需要调整的焊后补偿量；

补偿校正，包括所述数控机构根据焊后补偿量控制所述激光焊接设备校正加工动作以及控制所述形变调整设备对焊接品的形变进行调整。

通过采用上述技术方案，可以利用反馈机构采集激光焊接的焊接件与被焊接主件的位置参数，并传输给数控机构，数控机构根据焊接件与被焊接主件的位置参数，并通过补偿算法可以计算出加工工艺的补偿参数，并自动控制加工设备完成校正；由于激光焊接参数反馈及时，且能及时调整工艺参数，所以可以防止产生大批量报废，或是大批量产品不合格需要校正，进而提高激光焊接加工精度和效率。

本发明进一步设置优化补偿方案，包括：

步骤H1、所述数控机构记录并存储各个打靶坐标点，多个打靶坐标点在端孔坐标系形成靶向云图；

步骤H2、所述数控机构若干次根据焊后补偿量控制所述激光焊接设备校正加工动作，直到打靶坐标点落在标准靶向圈内时，所述数控机构记录校正组合为补偿路径；

步骤H3、当打靶坐标点再次落在标准靶向圈外时，所述数控机构重复步骤H2；

步骤H4、多次重复步骤H2后，当打靶坐标点再次落在标准靶向圈外时，所述数控机构筛选出最优补偿方案，并根据最优补偿方案控制所述激光焊接设备校正加工动作，最优补偿方案为所述激光焊接设备校正次数最少的补偿路径。

本发明进一步设置焊前智能补偿方法，包括：

建立焊前智能补偿***，包括设置所述反馈机构以及与所述反馈机构连接的所述数控机构，所述反馈机构采集并反馈焊前的被焊接主件参数至所述数控机构，所述数控机构连接并控制所述激光焊接设备，且预设焊前补偿算法，所述被焊接主件参数包括被焊接主件的位置参数；

计算焊前补偿量，包括通过所述数控机构预设焊接品的位置坐标系，并根据被焊接主件的位置参数的公差带在位置坐标系中划定标准靶向圈，所述数控机构转化被焊接主件的位置参数为位置坐标系内的打靶坐标点；在标准靶向圈内预设参考坐标点，所述数控机构计算打靶坐标点和参考坐标点在各维方向上的维度差值，并根据补偿算法将维度差值转化为所述激光焊接设备在焊接前需要调整的焊前补偿量。

本发明进一步设置为：所述反馈机构包括位置传感器，所述数控机构包括工控计算机，所述位置传感器连接于所述工控计算机并反馈被焊接主件和焊接件的位置参数，所述工控计算机连接并所述控制激光焊接设备以及所述形变调整设备。

本发明进一步设置为：所述焊后补偿算法包括并联算法，所述并联算法包括：

步骤S1、获取所述激光焊接设备的焊接参数；

步骤S2、预设焊接品的法向与径向的夹角α，所述工控计算机根据焊接参数和夹角α的三角函数计算得到多维分量，多维分量包括X维分量、Y维分量…N维分量；

步骤S3、根据多维分量生成坐标系内的打靶坐标点；

本发明进一步设置为：所述焊后补偿算法包括调节算法，所述调节算法包括，

步骤W1、获取打靶坐标点和参考坐标点在各维度方向上的维度差值，维度差值以等比例转化为多维分量；

步骤W2、将维度差值代入并联算法，并反向推导并联算法得到激光焊接设备的成型参数；

步骤W3、根据成型参数和所述激光焊接设备的驱动机构的传动比得到所述激光焊接设备的焊后补偿量。

本发明还提供一种激光焊接加工工艺，所述激光焊接加工工艺应用于如上所述的激光焊接方法，所述激光焊接加工工艺包括：

步骤A1、激光焊接，设定并根据激光焊接加工参数加工出焊接品；

步骤A2、工艺参数校正，所述数控机构通过所述反馈机构获取焊接品的位置参数，并根据激光焊接方法控制激光焊接设备校正加工动作；

步骤A3、检验，采用工装检具对步骤A1制出的焊接品进行检验；当激光焊接的检验通过，得到合格的焊接品；当激光焊接检验未通过，则焊接品等待校正；

步骤A4、激光焊接校正，获取激光焊接方法得到焊接后的焊后补偿量，根据焊后补偿量和工装检具的检验结果控制形变调整设备对焊接品进行调整；

步骤A5、终检，模拟焊接品在3C通讯电子产品上的安装状态，通过数据所述反馈机构采集焊接品在安装状态时的位置参数，并根据激光焊接方法在位置坐标系规定界限范围内标出打靶坐标点，并判断焊接品是否符合质量标准及制造过程的稳定性；

步骤A6、生产参数反馈，建立数据采集中心，数据采集中心配置主计算机，所述数控机构连接并传输生产参数至所述主计算机，所述主计算机发送生产参数至供客户方访问的云端服务器，生产参数包括靶向云图。

本发明进一步设置为：所述反馈机构包括位置传感器，所述数控机构包括工控计算机，所述位置传感器连接于所述工控计算机并反馈被焊接主件和焊接件的位置参数，所述工控计算机连接并控制所述激光焊接设备以及所述形变调整设备。

本发明进一步设置为：所述反馈机构包括用于采集焊接品的轮廓参数的图像传感器，所述图像传感器连接所述数控机构，并反馈焊接品的轮廓参数至所述数控机构。

本发明进一步设置为：所述数控机构预设激光焊接的标准轮廓参数，所述数控机构对比焊接品的轮廓参数和焊接品的标准轮廓参数，并得到轮廓差值，步骤A2还包括根据轮廓差值控制所述激光焊接设备校正加工动作，步骤A4还包括根据轮廓差值控制所述形变调整设备对焊接品进行调整。

本发明有益效果在于：

1、能够通过反馈机构采集焊接品的生产参数，并根据生产参数利用数控机构控制激光焊接设备自动修正加工动作，改进工艺参数，从而防止大批量不合格产品或废品产生，进而有效提高加工精度和效率；

2、在多个工序上多次进行校正工作后，若焊接品采集数据比对再次出现精度不足时，还能够根据过往补偿记录选择出最快的补偿方案，以其为导向更加快速的调整激光焊接设备完成工艺参数修正。

附图说明

图1为焊接品的结构示意图之一。

图2为焊接品的结构示意图之二。

图3为本发明的单次激光焊接的成型工艺流程框图。

图4为本发明的多次激光焊接的成型工艺流程框图。

图5为本发明的实施例一的激光焊接方法流程框图之一。

图6为本发明的实施例一的激光焊接方法流程框图之二。

图7为本发明的实施例二的激光焊接加工工艺流程框图。

图8为本发明的智能补偿***的结构框图，主要用以展示数控机构的控制结构。

图9为本发明中焊接品的形变角度。

图10为本发明中焊接品的调整角度。

图中：1、被焊接主件；2、焊接件；3、焊接品；10、反馈机构；11、位置传感器；12、图像传感器；20、数控机构；21、工控计算机；30、主计算机；40、云端服务器；50、激光焊接设备；60、形变调整设备。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明并达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的激光焊接方法及激光焊接加工工艺的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

本发明基于对激光焊接高精度的需求设计、基于高效生产激光焊接的需求设计、基于满足消费者对3C通讯电子产品高品质体验的需求设计。

本发明的主要效果是：1、能够采集激光焊接的生产参数，并根据生产参数控制加工设备(激光焊接设备50)自动补偿(即自动校正激光焊接的误差)，改进工艺参数；2、在多次进行校正工作后，若激光焊接因为加工设备磨损、激光焊接温度变化等问题再次出现精度不足时，则本发明能够根据过往补偿记录选择出最快的补偿方案，利用该补偿方案作为引导，快速的调整加工设备完成工艺参数修正，以便后续制作出精度更高的焊接品3；3、多次焊接的误差叠加效应，将通过最优的路径给予补偿，从而抵消多次焊接的热变形影响。

实施例一，激光焊接加工工艺根据加工的激光焊接类别不同可分为：单次激光焊接工艺和多次激光焊接工艺，单次激光焊接工艺适用于一个或多个焊接件2的焊接面位于相同一个平面的情况，而多次激光焊接工艺适用于多个焊接件2的焊接面位于不同平面的情况。两者焊接过程分别按照下述操作，如图1至图4所示。

单次激光焊接的焊接工艺包括：

步骤a1、单次装夹定位，包含被焊接主件1与一个或多个焊接件2一次装夹定位后，激光焊接设备50(图8)进行一次完整的激光焊接工艺，即一个或多个焊接件2通过一次装夹定位和一次激光焊接工艺焊接于被焊接主件1上。无论焊接过程有几个焊点及焊接顺序如何，都是以被焊接主件1的参数(例如几何特征参数、工艺参数、变形量等)作为整体参数，是具备一定功能的焊接品3；

步骤a2、如步骤a1，焊接后的产品(焊接品3)作为下道焊接工序的半成品，若需要进行多次激光焊接时，则步骤a1焊接后的产品作为下次焊接的被焊接子件。通过调节激光焊接设备50的不同焊接参数，实现熔深，推力，拉力等机械性能达到焊接要求；

步骤a3、形变调整设备60(图8、图10)，对焊接前的被焊接主件1以及焊接后的焊接品3的形变进行调节。但是在进行调节前，需要对焊接前的被焊接主件1以及焊接后的焊接品3的形变量进行检测。

多次激光焊接的焊接工艺包括：

步骤b1、多次装夹定位，包含被焊接子件与一个或多个焊接件2进行一次或多次装夹定位，激光焊接设备50进行一次或多次完整的激光焊接过程，即多次激光焊接是在单次激光焊接的基础上，再次与焊接件2进行一次或多次焊接。例如二次激光焊接：被焊接主件1先与焊接件2进行一次完整的激光焊接形成第一焊接子件，第一焊接子件再与另一个焊接件2进行一次完整的激光焊接形成二次激光焊接的成品，而多次激光焊接则以此类推。无论焊接过程有几个焊点及焊接顺序如何，除了第一次焊接是以被焊接主件1的参数作为整体参数，后续焊接均以被焊接子件的参数(例如几何特征参数、工艺参数、变形量等)作为整体参数；

步骤b2、一个及以上的被焊接子件，需要整体移动，进行定位并与其他焊接件2进行再次焊接；

步骤b3、焊接子件、半成品与被焊接主件1均有稳定可靠的定位方式，焊接过程的参数调节通过程序计算出最佳参数并完成激光焊接设备50焊接参数的自动设定。焊接后的变形可以及时检测出，并根据最优路线选择，调节被焊接子件的预变形量，以抵冲在最后一次焊接过程中产生的形变。再次进行成品检测，驱动形变调整设备60对被焊接子件的形变进行调整，循环前面的程序，直至最终检验焊接品3的位置参数符合靶向圈界定的范围。

由于金属工件在激光焊接后会产生一定的热变形，所以多次激光焊接需要多次扫描(检测)和多次校正，即每焊接一次就需要进行扫描和校正。

通过上述两种工艺，可以分别初步加工出单次焊接和多次焊接的焊接半成品，最后由被焊接子件拼接成焊接品3。激光焊接在加工制备的过程中，优选采用各级自动机器人(例如机械臂)自动化工装完成搬运工作，以配合本发明进行智能化工厂改造，有效提高生产效率。

激光焊接方法应用于上述两种工艺，参照图5、图6和图8，包括：

步骤一：建立焊后智能补偿***(即焊接之后的智能补偿***)，包括设置反馈机构10以及与反馈机构10连接的数控机构20，反馈机构10采集并反馈焊后的焊接品参数至数控机构20，数控机构20连接并控制激光焊接设备50以及形变调整设备60，且预设焊后补偿算法；焊接品参数至少包括被焊接主件1和焊接件2的位置参数，位置参数例如为被焊接主件1和焊接件2在焊接后的几何实体尺寸、平行度、平面度等形位参数。

反馈机构10包括位置传感器11，位置传感器11优选LMI(LocalManagementInterface)采集器；数控机构20包括工控计算机21。位置传感器11连接于工控计算机21，以反馈数据至工控计算机21，工控计算机21连接于激光焊接各阶段的加工设备(例如激光焊接设备50、形变调整设备60)的控制器/***，以便后续输出控制指令对其操控。由于传感器数量较多，本发明的传感器优选先连接于数据采集器，再由数据采集器将数据传输给工控计算机21。

当激光焊接方法应用于单次激光焊接工艺时，位置传感器11设置于上述步骤a2阶段，即位置传感器11用于对完成激光焊接的焊接品3的位置参数进行信息采集。位置传感器11的安装方式可以是对激光焊接设备50工装改造后，安装在激光焊接设备50的自动模块上，或是直接安装在另一驱动焊接品3移动的机械臂上，以便在需要时可以采集数据，不需要时能够及时退开，避免阻碍激光焊接零部件的输送。下列其他感应器以同类方式设置。

当激光焊接方法应用于多次激光焊接工艺时，位置传感器11设置于上述步骤b3阶段，即位置传感器11用于对完成多次激光焊接，焊接品3的多个焊接件2与被焊接主件1的位置参数进行信息采集。位置传感器11采集反馈的数据包括X维分量、Y维分量…。

步骤二：计算焊后补偿量，包括通过数控机构20预设焊接品3的位置坐标系(例如焊接品3的轮廓坐标系)，即包括焊接件2与被焊接主件1的位置坐标系；并根据焊接件2与被焊接主件1的位置参数的公差带在位置坐标系中划定标准靶向圈(非规则圆型，且因为是多维，所以标准靶向圈严格的说是非规则橄榄状)。

其中，焊接件2与被焊接主件1的位置坐标系由使用者根据激光焊接的产品三维图以及其3C通讯电子产品的安装状态进行设置，以激光焊接理想状态时的焊接件2与被焊接主件1的位置为原点建立坐标系。位置传感器11的维度分量在此可理解为：实时测量的焊接件2与被焊接主件1的在各个维度方向上偏离原点，即理想位置的分量。

焊接件2与被焊接主件1的位置参数的公差带，则是激光焊接中焊接件2与被焊接主件1之间允许的误差范围，其可分两种：一种为客户方允许的范围，另一为生产方的允许范围，公差带的具体设定可以由使用者根据实际需求进行选定。

数控机构20转化焊接件2与被焊接主件1的位置参数为位置坐标系内的打靶坐标点。例如焊接件2与被焊接主件1的位置参数为：X维分量=1，Y维分量=2，Z维分量=3，则打靶坐标点为(1，2，3)。

在标准靶向圈内预设参考坐标点，参考坐标点可以由使用者确定，也可以是坐标原点，或者是标准圈内任意设置的一点或多点。

数控机构20计算打靶坐标点和参考坐标点在各维方向上的维度差值，并根据补偿算法将维度差值转化为激光焊接设备50需要调整的焊后补偿量，即根据上一次或多次焊接后需要调整的补偿量。

补偿算法预设于工控计算机21中，工控计算机21在接收到位置传感器11反馈的信息后将其按照补偿算法进行处理；补偿算法包括并联算法和调节算法。

其中，并联算法包括：

步骤S1、获取激光焊接设备50的焊接参数，焊接参数包括焊接光斑、焦距、电流、熔深、焊接速度、多点焊接顺序、频率、激光能量中的任意一种或多种。

为配合本发明，激光焊接设备50采用串接式外接参数设定作为控制程序，以实现更高精度的控制，同时在焊接显示屏上做动态比对显示。

步骤S2、预设焊接品3的法向与径向的夹角α(图未示)，工控计算机21根据校正参数和夹角α的三角函数计算得到多维分量，多维分量包括X维分量、Y维分量…N维分量。

此处以校正参数包括步进长度为例：径向为校正模块的步进方向，X维分量等于cosα乘以校正模块的步进长度，Y维分量等于sinα乘以校正模块的步进长度。

步骤S3、根据多维分量生成坐标系内的打靶坐标点，例如当X维分量为1，Y维分量为2时，打靶坐标点为(1，2)。

其中，调节算法包括：

步骤W1、获取打靶坐标点和参考坐标点在各维方向上的维度差值，维度差值以等比例转化为多维分量；

步骤W2、将维度差值代入并联算法，并反向推导并联算法得到激光焊接设备50的焊接参数；

步骤W3、根据激光焊接的位置参数和激光焊接设备50的驱动机构的传动比得到激光焊接设备50的焊后补偿量，例如当驱动机构为伺服电机时：伺服电机控制脉冲次数*丝杆螺距*转角/360=步进长度。反推上述公式可以计算出激光焊接设备50需要校正的脉冲次数。

并联算法是三个阶段的补偿方法同时使用(即焊接参数、多维分量以及打靶坐标点同时使用)，其优势是能较宽幅的调整被焊接主件1和焊接件2几何形状变化，同步并行，缺点是，需要进行第n+1调整后校正比对参数；调节算法是根据影响最大原则，进行单次调整，然后协同其他的微调。调节算法要多次在应对被焊接主件1和焊接件2几何特征变化比较小的情况下有明显优势。

步骤三：补偿校正，包括数控机构20根据补偿量控制激光焊接设备50校正加工动作，以及控制形变调整设备60对焊接品3的形变进行调整，例如图9和图10中，焊接品3的形变角度为β1，计算出焊接品3的调整角度β2，通过形变调整设备60对焊接品3的形变进行调整。

加工的激光焊接种类不同或补偿量不同，该步骤做出校正动作的加工设备和动作不同。例如当激光焊接的是单次焊接，且补偿量为激光焊接设备50的A模块的加工参数，则此时工控计算机21控制激光焊接设备50的A模块按照补偿量进行校正动作。

步骤四：优化补偿方案，包括:

步骤H1、工控计算机21记录并存储各个打靶坐标点，多个打靶坐标点在焊接件2与被焊接主件1的位置坐标系形成靶向云图；

步骤H2、工控计算机21若干次根据补偿量控制激光焊接设备50校正加工动作，直到打靶坐标点落在标准靶向圈内时，工控计算机21记录校正组合为补偿路径；即工控计算机21记录调整激光焊接设备50加工出合格产品的完整校正次数、各次校正的量以及校正的模块，并将上述内容存储为一个完整的补偿路径；

步骤H3、当打靶坐标点再次落在标准靶向圈外时，工控计算机21重复上述步骤H2；

步骤H4、多次重复上述步骤H2后，当打靶坐标点再次落在标准靶向圈外时，工控计算机21筛选出最优补偿方案，并根据最优补偿方案控制激光焊接设备50校正加工动作，最优补偿方案为激光焊接设备50校正次数最少的补偿路径。

例如：1号补偿路径为调整：A设备的1模块、B设备的2模块；2号路径为调整：A模块的1模块、B设备的2模块、C设备的1模块，则优选1号补偿路径作为此时的补偿方案，且本次补偿工控计算机21一次完成完整的1号路径。如果在执行完1号补偿路径后，下一个激光焊接打靶出来的坐标点依旧落在标准靶向圈外，则继续按照补偿算法对其补偿控制。

通过激光焊接方法可以采集激光焊接的焊接件2与被焊接主件1的位置参数，以及时对激光焊接加工参数进行调整，防止产品大批量报废的情况发生；激光焊接方法应用于激光焊接加工工艺。

本实施例中，激光焊接方法还包括焊前补偿，即在没有焊接之前，通过以往的靶向云图并根据被焊接主件1的位置参数进行补偿，是为了做一定的预变形量机械补偿，焊接参数调整的补偿方案，比如是焦距调整、能量调整、光斑大小调整、焊速调整，是对比产生变形量最大的方案进行规避的一种方案，通过这些焊接参数的再次设定，将不可避免的热变形，尽量的缩小。

焊前补偿包括：

建立焊前智能补偿***(即焊接之前的智能补偿***)，包括设置反馈机构10以及与反馈机构10连接的数控机构20，反馈机构10采集并反馈焊前的被焊接主件参数至数控机构20，数控机构20连接并控制激光焊接设备50，且预设焊前补偿算法，被焊接主件参数包括被焊接主件1的位置参数(例如被焊接主件1的几何实体基本尺寸、平行度、平面度等形位参数)。

计算焊前补偿量，包括通过数控机构20预设焊接品3的位置坐标系，并根据被焊接主件1的位置参数的公差带在位置坐标系中划定标准靶向圈，数控机构20转化被焊接主件1的位置参数为位置坐标系内的打靶坐标点；在标准靶向圈内预设参考坐标点，数控机构20计算打靶坐标点和参考坐标点在各维方向上的维度差值，并根据补偿算法将维度差值转化为激光焊接设备50在焊接前需要调整的焊前补偿量。

实施例二，激光焊接加工工艺，应用于激光焊接方法，参照图7和图8，包括：

步骤A1、激光焊接，设定并根据激光焊接加工参数加工出焊接品3；激光焊接加工方法根据加工的焊接品3是一次焊接还是多次焊接具有一定差异，按照实施例一的内容操作即可。

步骤A2、工艺参数校正，数控机构20通过反馈机构10获取焊接件2与被焊接主件1的位置参数，并根据激光焊接方法控制激光焊接设备50的加工参数和校正参数进行加工动作，具体参见实施例一。其中，加工的激光焊接种类不同、反馈机构10的安装位置不同以及采集信息的位置不同，则校正的加工动作也同样不同。

步骤A3、检验，采用工装检具对上述步骤A1制出的焊接品3进行检验；当激光焊接检验通过，得到合格的焊接品3；当激光焊接检验未通过，焊接品3等待校正。在利用工装检具进行激光焊接检验时，最基础的检验是将焊接品3安置在工装上进行检测(即将焊接品3安装在预设的产品工装上进行检测)，通过图像处理，焊接件2与被焊接主件1的位置参数在靶向图限制以外，则不合格，需要等待后续对其校正，甚至报废。

步骤A4、激光焊接校正，获取激光焊接方法得到焊接后的补偿量，根据焊接后的补偿量和工装检具检验结果控制形变调整设备60对焊接品3进行调整。

步骤A5、终检，模拟焊接品3在3C通讯电子产品上的安装状态，通过位置传感器11采集焊接件2与被焊接主件1在安装状态时的位置参数，并根据激光焊接方法在位置坐标系内标出打靶坐标点，并判断焊接品3是否符合质量标准及制造过程的稳定性。

步骤A6、生产参数反馈，建立数据采集中心，数据采集中心配置主计算机30，数控机构20连接并传输生产参数至主计算机30，主计算机30发送生产参数至可供客户方访问的云端服务器40，生产参数至少包括靶向云图。

上述步骤A6的建立可以有效提高客户方的采购体验，其可以根据自己的需求查看焊接品3的生产实时数据，对自己采购的产品质量有直观的了解，此时生产供货方可以减少后期根据客户方需求提供质检数据的步骤，以精简优化整个加工流程。

由于焊接品3是否合格不仅仅会受到焊接件2与被焊接主件1的位置影响，还受整体的结构和激光焊接工艺参数的热变形影响，因此，反馈机构10还包括图像传感器12。图像传感器12选择CCD(charge coupled devicecamera)，用于采集焊接品3整体的轮廓参数，轮廓参数例如为被焊接主件1和焊接件2在焊接后的整体轮廓图形；焊接件2与被焊接主件1的轮廓参数的信息采集选择高精度3D(三维)摄像CCD，采集焊接品3的相关参数值。

在工控计算机21内预设焊接品3的标准轮廓参数。使用时，工控计算机21对比焊接品3的轮廓参数和焊接品3的标准轮廓参数，并得到轮廓差值。此时，上述步骤A2包括根据轮廓差值控制激光焊接设备50校正加工动作，上述步骤A4包括根据轮廓差值控制形变调整设备60对焊接品3进行调整。

由于单次激光焊接工艺和多次激光焊接工艺的成型步骤具有差异，因此位置传感器11和图像传感器12的设置具有差异。

当加工单次激光焊接时，图像传感器12设置在上述步骤A3、检验阶段，用于采集放置于工装检具上的焊接品3的轮廓参数；此时，图像传感器12设置在被焊接主件1在补偿调整的焊接前阶段。

当加工多次激光焊接时，图像传感器12设置在多个单次焊接过程中，以及设置在被焊接主件1与焊接件2、半成品与半成品焊接产生并变形进行补偿后；此时，图像传感器12设置焊接后检验阶段。

综上所述，本发明可以及时反馈激光焊接设备50的加工参数，并根据反馈结果自动优化工艺参数，从而可以提高激光焊接加工精度；由于产品精度得到提升，所以生产过程中需要校正的工作量较少，从而可以提高生产效率。

在本文中，所涉及的上、下、左、右、前、后等方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。还应当理解，本文中使用的术语“第一”和“第二”等，仅用于名称上的区分，并不用于限制数量和顺序。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限定，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰，为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光焊接方法，其特征在于，包括：

建立焊后智能补偿***，包括设置反馈机构以及与所述反馈机构连接的数控机构，所述反馈机构采集并反馈焊后的焊接品参数至所述数控机构，所述数控机构连接并控制激光焊接设备以及形变调整设备，且预设焊后补偿算法，所述焊接品参数包括被焊接主件和焊接件的位置参数；

计算焊后补偿量，包括通过所述数控机构预设焊接品的位置坐标系，并根据被焊接主件和焊接件的位置参数的公差带在位置坐标系中划定标准靶向圈，所述数控机构转化被焊接主件和焊接件的位置参数为位置坐标系内的打靶坐标点；在标准靶向圈内预设参考坐标点，所述数控机构计算打靶坐标点和参考坐标点在各维方向上的维度差值，并根据补偿算法将维度差值转化为所述激光焊接设备以及所述形变调整设备在焊接后需要调整的焊后补偿量；

补偿校正，包括所述数控机构根据焊后补偿量控制所述激光焊接设备校正加工动作以及控制所述形变调整设备对焊接品的形变进行调整。

2.根据权利要求1的激光焊接方法，其特征在于，所述激光焊接方法还包括优化补偿方案，所述优化补偿方案包括：

步骤H1、所述数控机构记录并存储各个打靶坐标点，多个打靶坐标点在端孔坐标系形成靶向云图；

步骤H2、所述数控机构若干次根据焊后补偿量控制所述激光焊接设备校正加工动作，直到打靶坐标点落在标准靶向圈内时，所述数控机构记录校正组合为补偿路径；

步骤H3、当打靶坐标点再次落在标准靶向圈外时，所述数控机构重复步骤H2；

步骤H4、多次重复步骤H2后，当打靶坐标点再次落在标准靶向圈外时，所述数控机构筛选出最优补偿方案，并根据最优补偿方案控制所述激光焊接设备校正加工动作，最优补偿方案为所述激光焊接设备校正次数最少的补偿路径。

3.根据权利要求1的激光焊接方法，其特征在于，所述激光焊接方法还包括：

建立焊前智能补偿***，包括设置所述反馈机构以及与所述反馈机构连接的所述数控机构，所述反馈机构采集并反馈焊前的被焊接主件参数至所述数控机构，所述数控机构连接并控制所述激光焊接设备，且预设焊前补偿算法，所述被焊接主件参数包括被焊接主件的位置参数；

计算焊前补偿量，包括通过所述数控机构预设焊接品的位置坐标系，并根据被焊接主件的位置参数的公差带在位置坐标系中划定标准靶向圈，所述数控机构转化被焊接主件的位置参数为位置坐标系内的打靶坐标点；在标准靶向圈内预设参考坐标点，所述数控机构计算打靶坐标点和参考坐标点在各维方向上的维度差值，并根据补偿算法将维度差值转化为所述激光焊接设备在焊接前需要调整的焊前补偿量。

4.根据权利要求1的激光焊接方法，其特征在于，所述反馈机构包括位置传感器，所述数控机构包括工控计算机，所述位置传感器连接于所述工控计算机并反馈被焊接主件和焊接件的位置参数，所述工控计算机连接并控制所述激光焊接设备以及所述形变调整设备。

5.根据权利要求4的激光焊接方法，其特征在于，所述焊后补偿算法包括并联算法，所述并联算法包括：

步骤S1、获取所述激光焊接设备的焊接参数；

步骤S2、预设焊接品的法向与径向的夹角α，所述工控计算机根据焊接参数和夹角α的三角函数计算得到多维分量，多维分量包括X维分量、Y维分量…N维分量；

步骤S3、根据多维分量生成坐标系内的打靶坐标点。

6.根据权利要求5的激光焊接方法，其特征在于，所述焊后补偿算法包括调节算法，所述调节算法包括，

步骤W1、获取打靶坐标点和参考坐标点在各维度方向上的维度差值，维度差值以等比例转化为多维分量；

步骤W2、将维度差值代入并联算法，并反向推导并联算法得到激光焊接设备的成型参数；

步骤W3、根据成型参数和所述激光焊接设备的驱动机构的传动比得到所述激光焊接设备的焊后补偿量。

7.一种激光焊接加工工艺，其特征在于，所述激光焊接加工工艺应用于如权利要求1-6任一项所述的激光焊接方法，所述激光焊接加工工艺包括：

步骤A1、激光焊接，设定并根据激光焊接加工参数加工出焊接品；

步骤A2、工艺参数校正，所述数控机构通过所述反馈机构获取焊接品的位置参数，并根据激光焊接方法控制所述激光焊接设备校正加工动作；

步骤A3、检验，采用工装检具对步骤A1制出的焊接品进行检验；当激光焊接的检验通过，得到合格的焊接品；当激光焊接检验未通过，则焊接品等待校正；

步骤A4、激光焊接校正，获取激光焊接方法得到焊接后的焊后补偿量，根据焊后补偿量和工装检具的检验结果控制所述形变调整设备对焊接品进行调整；

步骤A5、终检，模拟焊接品在3C通讯电子产品上的安装状态，通过数据所述反馈机构采集焊接品在安装状态时的位置参数，并根据激光焊接方法在位置坐标系规定界限范围内标出打靶坐标点，并判断焊接品是否符合质量标准及制造过程的稳定性；

步骤A6、生产参数反馈，建立数据采集中心，数据采集中心配置主计算机，所述数控机构连接并传输生产参数至所述主计算机，所述主计算机发送生产参数至供客户方访问的云端服务器，生产参数包括靶向云图。

8.根据权利要求7的激光焊接加工工艺，其特征在于，所述反馈机构包括位置传感器，所述数控机构包括工控计算机，所述位置传感器连接于所述工控计算机并反馈被焊接主件和焊接件的位置参数，所述工控计算机连接并控制所述激光焊接设备以及所述形变调整设备。

9.根据权利要求7的激光焊接加工工艺，其特征在于，所述反馈机构包括用于采集焊接品的轮廓参数的图像传感器，所述图像传感器连接所述数控机构，并反馈焊接品的轮廓参数至所述数控机构。

10.根据权利要求9的激光焊接加工工艺，其特征在于，所述数控机构预设激光焊接的标准轮廓参数，所述数控机构对比焊接品的轮廓参数和焊接品的标准轮廓参数，并得到轮廓差值，步骤A2还包括根据轮廓差值控制所述激光焊接设备校正加工动作，步骤A4还包括根据轮廓差值控制所述形变调整设备对焊接品进行调整。

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