CN117620431B - 焊接轨迹确定方法及焊接*** - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种焊接轨迹确定方法及焊接***,其中,所述焊接轨迹确定方法应用于焊接***中的控制模块,所述焊接***包括激光焊接设备,所述激光焊接设备中的多个伺服装置通过输入输出线路连接至所述控制模块;所述焊接轨迹确定方法包括:获取所述激光焊接设备在基于基准焊接位置对电芯极柱进行焊接时所述多个伺服装置输出的实时脉冲数据;基于所述实时脉冲数据,确定所述激光焊接设备作用于所述电芯极柱的实际焊接轨迹。如此,可以确定出激光焊接设备在电芯极柱上焊接的实际轨迹,进而对焊接轨迹进行监控和防呆校验,以在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
Description
技术领域
本申请涉及但不限于电池生产技术领域,尤其涉及一种焊接轨迹确定方法及焊接***。
背景技术
新能源电池在生活和产业中的应用越来越广泛,例如,搭载电池的新能源汽车已经被广泛使用,另外,电池还被越来越多地应用于储能领域等。
目前,采用振镜对电芯极柱进行飞行焊接的过程中,振镜会利用内部的偏转电机,基于自身位置坐标的变化实时补偿出光的位置,以实现移动焊接且使焊接轨迹达到预期效果。但是,这种飞行焊接的方法,在不借助外部设备的情况下,无法确定出振镜在电芯极柱上焊接的实际轨迹。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例至少提供一种焊接轨迹确定方法及焊接***,可以确定出激光焊接设备在电芯极柱上焊接的实际轨迹,进而对焊接轨迹进行监控和防呆校验,以在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
本申请实施例的技术方案是这样实现的:
一方面,本申请实施例提供一种焊接轨迹确定方法,应用于焊接***中的控制模块,所述焊接***包括激光焊接设备,所述激光焊接设备中的多个伺服装置通过输入输出线路连接至所述控制模块;所述焊接轨迹确定方法包括:获取所述激光焊接设备在基于基准焊接位置对电芯极柱进行焊接时所述多个伺服装置输出的实时脉冲数据;基于所述实时脉冲数据,确定所述激光焊接设备作用于所述电芯极柱的实际焊接轨迹。
可以理解,通过输入输出线路增加多个伺服装置的信号输出功能,可以获取多个伺服装置在焊接时输出的实时脉冲数据,基于实时脉冲数据确定出激光焊接设备在电芯极柱上焊接的实际轨迹,进而可以基于实时脉冲数据对电芯极柱的焊接轨迹进行监控和防呆校验,以在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
在一些实施例中,所述基于所述实时脉冲数据,确定所述激光焊接设备作用于所述电芯极柱的实际焊接轨迹,包括:确定所述多个伺服装置的脉冲值与转动角度之间的对应关系;基于所述对应关系和所述实时脉冲数据,确定所述实际焊接轨迹。
可以理解,通过多个伺服装置的脉冲值与转动角度之间的对应关系,可以将实时脉冲数据转换为各伺服装置的转动角度,进而确定出实际焊接轨迹。
在一些实施例中,所述多个伺服装置包括偏转伺服装置和调焦伺服装置,所述实时脉冲数据包括所述偏转伺服装置输出的第一脉冲数据和所述调焦伺服装置输出的第二脉冲数据;所述基于所述对应关系和所述实时脉冲数据,确定所述实际焊接轨迹,包括:基于所述对应关系和所述第一脉冲数据,确定所述激光焊接设备所发射的激光在焦点平面上的位置;基于所述对应关系和所述第二脉冲数据,确定所述激光的聚焦高度;基于所述激光在焦点平面上的位置和所述激光的聚焦高度,确定所述实际焊接轨迹。
可以理解,通过偏转伺服装置输出的第一脉冲数据,可以确定出激光在焦点平面上的位置;通过调焦伺服装置输出的第二脉冲数据,可以确定出激光的聚焦高度,从而得到实际焊接轨迹。
在一些实施例中,所述偏转伺服装置包括第一偏转伺服装置和第二偏转伺服装置,所述第一脉冲数据包括所述第一偏转伺服装置输出的第一子脉冲数据和所述第二偏转伺服装置输出的第二子脉冲数据;所述基于所述对应关系和所述第一脉冲数据,确定所述激光焊接设备所发射的激光在焦点平面上的位置,包括:基于所述对应关系和所述第一子脉冲数据,确定所述第一偏转伺服装置的偏转角度;基于所述对应关系和所述第二子脉冲数据,确定所述第二偏转伺服装置的偏转角度;基于所述第一偏转伺服装置和所述第二偏转伺服装置之间的相对距离、所述第一偏转伺服装置的偏转角度、以及所述第二偏转伺服装置的偏转角度,确定所述激光在第一方向上的位置和第二方向上的位置;所述第一方向和所述第二方向为所述焦点平面上具有垂直关系的两个方向;基于所述激光在第一方向上的位置和第二方向上的位置,确定所述激光在焦点平面上的位置。
可以理解,通过第一偏转伺服装置输出的第一子脉冲数据,可以确定出激光在第一方向上的位置;通过第二偏转伺服装置输出的第二子脉冲数据,可以确定出激光在第二方向上的位置,进而可以得到激光在焦点平面上的位置。
在一些实施例中,所述激光的聚焦高度包括所述激光在第三方向上的位置;所述基于所述对应关系和所述第二脉冲数据,确定所述激光的聚焦高度,包括:确定所述调焦伺服装置的伺服丝杆的螺距;基于所述伺服丝杆的螺距、所述对应关系和所述第二脉冲数据,确定所述调焦伺服装置的补偿距离;基于所述补偿距离和所述激光焊接设备的离焦量,确定所述激光在第三方向上的位置。
可以理解,通过伺服丝杆的螺距、脉冲值与转动角度角度之间的对应关系和第二脉冲数据,可以确定出调焦伺服装置的补偿距离;进而,通过补偿距离和激光焊接设备的离焦量,可以确定出激光在第三方向上的位置。
在一些实施例中,所述焊接轨迹确定方法还包括:基于所述实际焊接轨迹和所述基准焊接位置对应的焊接轨迹,对所述电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验。
可以理解,对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验,可以避免出现焊接轨迹偏移、焊歪、焊缝成型异常等情况,还可以在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
在一些实施例中,所述基于所述实际焊接轨迹和所述基准焊接位置对应的焊接轨迹,对所述电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验,包括:在所述实际焊接轨迹与所述基准焊接位置对应的焊接轨迹之间的偏差满足偏差条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹未出现异常的第一校验结果;在所述实际焊接轨迹与所述基准焊接位置对应的焊接轨迹之间的偏差不满足所述偏差条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹存在异常的第一校验结果。
可以理解,通过设置偏差条件,可以从焊接轨迹的角度确定电芯极柱的焊接轨迹是否异常,以在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
在一些实施例中,所述焊接轨迹确定方法还包括:基于所述多个伺服装置的脉冲值与转动角度之间的对应关系对所述基准焊接位置进行转换,得到基准脉冲数据;基于所述基准脉冲数据和所述实时脉冲数据,对所述电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验。
可以理解,通过对比基准脉冲数据和实时脉冲数据,来对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验,可以避免出现焊接轨迹偏移、焊歪、焊缝成型异常等情况,还可以在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
在一些实施例中,所述基于所述基准脉冲数据和所述实时脉冲数据,对所述电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验,包括:基于所述基准脉冲数据,确定第一脉冲变化图谱;基于所述实时脉冲数据,确定第二脉冲变化图谱;对所述第一脉冲变化图谱和所述第二脉冲变化图谱进行对比,得到第二校验结果。
可以理解,通过对比第一脉冲变化图谱和第二脉冲变化图谱,来对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验,可以避免出现焊接轨迹偏移、焊歪、焊缝成型异常等情况,还可以在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
在一些实施例中,所述对所述第一脉冲变化图谱和所述第二脉冲变化图谱进行对比,得到第二校验结果,包括:在所述第一脉冲变化图谱与所述第二脉冲变化图谱满足第一判异条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹未出现异常的第二校验结果;在所述第一脉冲变化图谱与所述第二脉冲变化图谱不满足所述第一判异条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹存在异常的第二校验结果。
可以理解,从脉冲变化的角度对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验,在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
在一些实施例中,所述焊接轨迹确定方法还包括:确定所述激光焊接设备与所述电芯极柱之间的基准距离;基于所述实时脉冲数据,确定所述偏转伺服装置的偏转角度;基于所述偏转伺服装置的偏转角度,确定所述偏转角度的变化图谱;基于所述激光的聚焦高度、所述基准距离、所述偏转角度的变化图谱和样本图谱,对所述电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验。
可以理解,通过激光的聚焦高度、基准距离、偏转角度的变化图谱和样本图谱对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验,可以避免出现焊接轨迹偏移、焊歪、焊缝成型异常等情况,还可以在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
在一些实施例中,所述基于所述激光的聚焦高度、所述基准距离、所述偏转角度的变化图谱和样本图谱,对所述电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验,包括:确定所述聚焦高度与所述基准距离之间的距离差是否满足距离阈值;确定所述偏转角度的变化图谱与所述样本图谱是否满足第二判异条件;在所述聚焦高度与所述基准距离之间的距离差满足所述距离阈值、且所述偏转角度的变化图谱与所述样本图谱满足所述第二判异条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹未出现异常的第三校验结果;在所述聚焦高度与所述基准距离之间的距离差不满足所述距离阈值、和/或所述偏转角度的变化图谱与所述样本图谱不满足所述第二判异条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹存在异常的第三校验结果。
可以理解,从聚焦高度和偏转角度的角度对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验,在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
另一方面,本申请实施例提供一种焊接***,所述焊接***包括激光焊接设备和控制模块,所述激光焊接设备中的多个伺服装置通过输入输出线路连接至所述控制模块;所述激光焊接设备,用于基于基准焊接位置对电芯极柱进行焊接;所述控制模块,用于获取焊接时所述多个伺服装置输出的实时脉冲数据,并基于所述实时脉冲数据,确定所述激光焊接设备作用于所述电芯极柱的实际焊接轨迹。
可以理解,通过输入输出线路增加多个伺服装置的信号输出功能,可以获取多个伺服装置在焊接时输出的实时脉冲数据,基于实时脉冲数据确定出激光焊接设备在电芯极柱上焊接的实际轨迹,进而可以基于实时脉冲数据对电芯极柱的焊接轨迹进行监控和防呆校验,以在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
在一些实施例中,所述激光焊接设备包括激光器,所述多个伺服装置包括偏转伺服装置和调焦伺服装置;所述激光器发射的激光,通过所述调焦伺服装置和所述偏转伺服装置的协作反射,作用于所述电芯极柱的目标位置处,从而实现对所述电芯极柱的焊接;所述偏转伺服装置,用于调整所述激光在焦点平面上的位置;所述调焦伺服装置,用于调整所述激光的聚焦高度。
可以理解,通过偏转伺服装置,可以调整激光在焦点平面上的位置;通过调焦伺服装置,可以调整激光的聚焦高度;如此,通过调焦伺服装置和偏转伺服装置协作配合,可以使激光作用于电芯极柱的目标位置处,实现电芯极柱的精准焊接。
在一些实施例中,所述调焦伺服装置包括调焦电机和调焦镜片;所述调焦电机,用于驱动所述调焦镜片上下移动,以调整所述激光传输至所述调焦镜片时反射出的角度,从而调整所述激光的聚焦高度。
可以理解,通过调焦电机,可以调整激光传输至调焦镜片时反射出的角度,从而调整激光的聚焦高度。
在一些实施例中,所述调焦伺服装置包括伺服丝杆;所述伺服丝杆连接于所述调焦电机和所述调焦镜片之间;所述调焦电机,用于驱动所述伺服丝杆移动,以使所述调焦镜片上下移动,从而调整所述激光传输至所述调焦镜片时反射出的角度。
可以理解,通过伺服丝杆,可以连接调焦镜片和调焦电机;并且,通过伺服丝杆,还可以对激光的聚焦高度进行补偿。
在一些实施例中,所述偏转伺服装置包括第一偏转伺服装置和第二偏转伺服装置;所述第一偏转伺服装置和所述第二偏转伺服装置,用于协作调整所述激光在焦点平面上的位置。
可以理解,通过第一偏转伺服装置,可以调整激光在第一方向上的位移;通过第二偏转伺服装置,可以调整激光在第二方向上的位移;通过第一偏转伺服装置和第二偏转伺服装置的协作配合,可以调整激光在焦点平面上的位移。
在一些实施例中,所述第一偏转伺服装置包括第一偏转电机和第一偏转镜片,所述第二偏转伺服装置包括第二偏转电机和第二偏转镜片;所述第一偏转电机,用于驱动所述第一偏转镜片发生偏转,以调整所述激光传输至所述第一偏转镜片时反射出的角度;所述第二偏转电机,用于驱动所述第二偏转镜片发生偏转,以调整所述激光传输至所述第二偏转镜片时反射出的角度。
可以理解,通过第一偏转电机,可以调整激光传输至第一偏转镜片时反射出的角度;通过第二偏转电机,可以调整激光传输至第二偏转镜片时反射出的角度;如此,通过第一偏转电机和第二偏转电机各自驱动第一偏转镜片和第二偏转镜片发生偏转,可以协作调整激光焦点在焦点平面上的位移。
本申请实施例中,通过输入输出线路增加多个伺服装置的信号输出功能,可以获取多个伺服装置在焊接时输出的实时脉冲数据,基于实时脉冲数据确定出激光焊接设备在电芯极柱上焊接的实际轨迹,进而可以基于实时脉冲数据对电芯极柱的焊接轨迹进行监控和防呆校验,以在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,而非限制本申请的技术方案。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,这些附图示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。
图1为本申请实施例提供的一种焊接***的组成结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种激光焊接设备的组成结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种焊接轨迹确定方法的实现流程示意图一;
图4为本申请实施例提供的一种焊接轨迹确定方法的实现流程示意图二;
图5为本申请实施例提供的一种焊接轨迹确定方法中的对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验的实现流程示意图一;
图6为本申请实施例提供的一种焊接轨迹确定方法中的对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验的实现流程示意图二。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步详细阐述,所描述的实施例不应视为对本申请的限制,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
在以下的描述中,涉及到“一些实施例”,其描述了所有可能实施例的子集,但是可以理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集,并且可以在不冲突的情况下相互结合。
所涉及的术语“第一/第二/第三”仅仅是区别类似的对象,不代表针对对象的特定排序,可以理解地,“第一/第二/第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序,以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请的目的,不是旨在限制本申请。
为了更好地理解本申请实施例提供的焊接轨迹确定方法,下面先对相关技术中采用的方案进行说明。
目前,新能源电池在生活和产业中的应用越来越广泛。新能源电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源***,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。 本申请实施例中,电池可以是电池单体。电池单体是指能够实现化学能和电能相互转换的基本单元,可以用于制作电池模组或电池包,从而用于向用电装置供电。电池单体可以为二次电池,二次电池是指在电池单体放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体。电池单体可以为锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等,本申请实施例对此并不限定。
本申请的实施例中,电池还可以是包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。电池单体有多个时,多个电池单体通过汇流部件串联、并联或混联。
相关技术中,采用振镜对电芯极柱进行飞行焊接的过程中,只有焊接轨迹、焊接位置和离焦量等参数对应的输入值,没有输出值;如此,导致出现焊接轨迹偏移、焊歪、焊缝成型异常等情况下,无报警,也无防呆功能,严重时可能导致安全事故。
为此,本申请实施例提供一种焊接***,可以获取振镜中各电机的输出值,基于各电机的输出值确定出振镜在电芯极柱上焊接的实际轨迹,并基于各电机的输出值进行监控和防呆校验,以在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
本申请实施例提供一种焊接***,如图1所示,焊接***10包括激光焊接设备11和控制模块12,所述激光焊接设备11中的多个伺服装置通过输入输出线路13连接至所述控制模块12;所述激光焊接设备11,用于基于基准焊接位置对电芯极柱进行焊接;所述控制模块12,用于获取焊接时所述多个伺服装置输出的实时脉冲数据,并基于所述实时脉冲数据,确定所述激光焊接设备11作用于所述电芯极柱的实际焊接轨迹。
这里,激光焊接设备11用于对电芯极柱进行飞行焊。示例性地,激光焊接设备11可以为激光振镜;该激光振镜可以包括多个伺服装置;该多个伺服装置用于调整激光的出光位置。
控制模块12用于基于激光焊接设备11中的多个伺服装置输出的实时脉冲数据,确定激光焊接设备11作用于电芯极柱的实际焊接轨迹。控制模块12可以为激光焊接设备11中的控制器,或者,控制模块12还可以为可编程逻辑控制器(Programmable LogicController,PLC)、单片机、中位机以及上位机中的任意一种。
需要说明的是,现有的振镜中的各伺服装置是没有信号输出功能的;而本申请实施例中的激光焊接设备11在各伺服装置中增加了信号输出功能。具体地,在激光焊接设备11的各伺服装置中增加了输入输出(Input/Output,I/0)线路,以使各伺服装置具有信号输出功能。
控制模块12通过输入输出线路13与激光焊接设备11连接,是为了使控制模块12通过输入输出线路13,可以获取到激光焊接设备11中各伺服装置输出的脉冲数据,进而基于获取的脉冲数据确定在电芯极柱上焊接的实际轨迹。
在一些实施方式中,控制模块12还可以控制激光焊接设备11对电芯极柱进行飞行焊。如:控制模块12可以下发焊接指令给激光焊接设备11,以使激光焊接设备11对电芯极柱进行飞行焊;控制模块12还可以在检测到异常时,下发停止指令或锁光指令给激光焊接设备11,以防止焊接异常而导致安全事故。
在一种可行的实现方式中,控制模块12与激光焊接设备11之间的指令传输和信号传输均可以通过输入输出线路13来实现。在另一种可行的实现方式中,控制模块12与激光焊接设备11之间的信号传输可以通过输入输出线路13来实现,指令传输可以通过另一条单独的数据通道进行传输,以使信号传输和指令传输互不影响,进一步保障传输的安全性。
基准焊接位置指的可以是焊前寻址得到的、且供激光焊接设备11使用的焊接坐标。实时脉冲数据指的可以是各伺服装置输出的脉冲数据;具体地,实时脉冲数据指的可以是激光焊接设备11在焊接时各伺服装置转动的脉冲数据。在一种可行的实现方式中,实时脉冲数据可以包括正脉冲和负脉冲。实际焊接轨迹指的可以是激光焊接设备11在电芯极柱上焊接的实际轨迹,也可以是激光的作用轨迹。
可以理解,通过输入输出线路增加多个伺服装置的信号输出功能,可以获取多个伺服装置在焊接时输出的实时脉冲数据,基于实时脉冲数据确定出激光焊接设备在电芯极柱上焊接的实际轨迹,进而可以基于实时脉冲数据对电芯极柱的焊接轨迹进行监控和防呆校验,以在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
在一些实施例中,所述激光焊接设备11包括激光器,所述多个伺服装置包括偏转伺服装置和调焦伺服装置;所述激光器发射的激光,通过所述调焦伺服装置和所述偏转伺服装置的协作反射,作用于所述电芯极柱的目标位置处,从而实现对所述电芯极柱的焊接;所述偏转伺服装置,用于调整所述激光在焦点平面上的位置;所述调焦伺服装置,用于调整所述激光的聚焦高度。
激光器用于发射激光。在一种可行的实现方式中,激光器可以包括但不限于:光纤激光器、半导体激光器、折叠激光器、热沉绝缘型激光器等。
调焦伺服装置用于调整激光的聚焦高度。聚焦高度指的可以是激光在第三方向上的距离。在三维场景下,第三方向可以为Z轴方向,此时调焦伺服装置调整的是激光焦点在Z轴方向上的位移。
偏转伺服装置用于调整激光在焦点平面上的位置。焦点平面上可以包括具有垂直关系的第一方向和第二方向。在三维场景下,焦点平面可以为水平面,此时的第一方向可以为X轴方向,第二方向可以为Y轴方向,这种情况下,偏转伺服装置调整的是激光焦点在X轴方向和Y轴方向上的位移。
在三维场景下,激光器发射的激光,需要通过调焦伺服装置和偏转伺服装置协作配合,来调整激光焦点的位置,以使激光作用于电芯极柱的目标位置处,实现电芯极柱的精准焊接。
可以理解,通过偏转伺服装置,可以调整激光在焦点平面上的位置;通过调焦伺服装置,可以调整激光的聚焦高度;如此,通过调焦伺服装置和偏转伺服装置协作配合,可以使激光作用于电芯极柱的目标位置处,实现电芯极柱的精准焊接。
在一些实施例中,所述调焦伺服装置包括调焦电机和调焦镜片;所述调焦电机,用于驱动所述调焦镜片上下移动,以调整所述激光传输至所述调焦镜片时反射出的角度,从而调整所述激光的聚焦高度。
调焦电机,用于驱动调焦镜片上下移动(行进)。在一种可行的实现方式中,调焦电机可以通过正反转动,以驱动调焦镜片上下行进,从而调整激光的聚焦高度。在三维场景下,调焦电机可以为Z轴调焦电机,如此,Z轴调焦电机通过正反转动,驱动调焦镜片上下级进行,从而调整激光焦点在Z轴方向上的位移。
可以理解,通过调焦电机,可以调整激光传输至调焦镜片时反射出的角度,从而调整激光的聚焦高度。
在一些实施例中,所述调焦伺服装置包括伺服丝杆;所述伺服丝杆连接于所述调焦电机和所述调焦镜片之间;所述调焦电机,用于驱动所述伺服丝杆移动,以使所述调焦镜片上下移动,从而调整所述激光传输至所述调焦镜片时反射出的角度。
在一些实施方式中,调焦镜片和调焦电机通过伺服丝杆连接;如此,调焦电机正反转动,可以带动伺服丝杆另一端的调焦镜片上下行进,从而调整激光的聚焦高度。
可以理解,通过伺服丝杆,可以连接调焦镜片和调焦电机;并且,通过伺服丝杆,还可以对激光的聚焦高度进行补偿。
在一些实施例中,所述偏转伺服装置包括第一偏转伺服装置和第二偏转伺服装置;所述第一偏转伺服装置和所述第二偏转伺服装置,用于协作调整所述激光在焦点平面上的位置。
第一偏转伺服装置用于调整激光在第一方向上的位移,第二偏转伺服装置用于调整激光在第二方向上的位移;第一方向和第二方向为焦点平面上具有垂直关系的两个方向;如此,通过第一偏转伺服装置和第二偏转伺服装置,可以调整激光在焦点平面上的位移。若第一方向为X轴方向,第二方向为Y轴方向,那么第一偏转伺服装置可以为X轴偏转伺服装置、第二偏转伺服装置可以为Y轴偏转伺服装置。
可以理解,通过第一偏转伺服装置,可以调整激光在第一方向上的位移;通过第二偏转伺服装置,可以调整激光在第二方向上的位移;通过第一偏转伺服装置和第二偏转伺服装置的协作配合,可以调整激光在焦点平面上的位移。
在一些实施例中,所述第一偏转伺服装置包括第一偏转电机和第一偏转镜片,所述第二偏转伺服装置包括第二偏转电机和第二偏转镜片;所述第一偏转电机,用于驱动所述第一偏转镜片发生偏转,以调整所述激光传输至所述第一偏转镜片时反射出的角度;所述第二偏转电机,用于驱动所述第二偏转镜片发生偏转,以调整所述激光传输至所述第二偏转镜片时反射出的角度。
第一偏转电机用于驱动第一偏转镜片发生偏转,以调整激光传输至第一偏转镜片时反射出的角度。在三维场景下,第一偏转电机可以为X轴偏转电机,第一偏转镜片可以为X轴的偏转镜片,X轴偏转电机驱动X轴的偏转镜片发生偏转(摆动对应角度),以调整激光焦点在焦点平面的X轴方向上的位移。
第二偏转电机用于驱动第二偏转镜片发生偏转,以调整激光传输至第二偏转镜片时反射出的角度。在三维场景下,第二偏转电机可以为Y轴偏转电机,第二偏转镜片可以为Y轴的偏转镜片,Y轴偏转电机驱动Y轴的偏转镜片发生偏转(摆动对应角度),以调整激光焦点在焦点平面的Y轴方向上的位移。
激光传输至第一偏转镜片和第二偏转镜片时,通过第一偏转电机和第二偏转电机各自驱动第一偏转镜片和第二偏转镜片发生偏转,以协作调整激光焦点在焦点平面上的位移(行走轨迹)。
可以理解,通过第一偏转电机,可以调整激光传输至第一偏转镜片时反射出的角度;通过第二偏转电机,可以调整激光传输至第二偏转镜片时反射出的角度;如此,通过第一偏转电机和第二偏转电机各自驱动第一偏转镜片和第二偏转镜片发生偏转,可以协作调整激光焦点在焦点平面上的位移。
如图2所示,激光焊接设备11可以包括光纤机头111、光纤适配器112、光圈113、准直器保护窗114、聚焦伺服装置115、反射镜116、保护窗口117、第一偏转伺服装置118、第二偏转伺服装置119、场镜120、以及防尘镜片121。其中,光纤机头111用于控制激光的方向和位置;光纤适配器112用于降低激光损耗;光圈113用于控制激光的强度;准直器保护窗114用于保护振镜片免受损伤;聚焦伺服装置115用于控制激光的聚焦位置;反射镜116用于改变激光的传输方向;保护窗口117用于保护激光焊接设备11中的光学元件;第一偏转伺服装置118用于控制激光在X轴方向上的位置;第二偏转伺服装置119用于控制激光在Y轴上的位置;场镜120用于提高边缘光束入射到探测器的能力;防尘镜片121用于保护激光焊接设备11中的光学元件;聚焦伺服装置115包括调焦电机和调焦镜片;第一偏转伺服装置118(X轴偏转伺服装置)包括X轴偏转电机和偏转镜片;第二偏转伺服装置119(Y轴偏转装置)包括Y轴偏转电机和偏转镜片。
激光焊接设备11的工作流程为:激光器发出激光,该激光通过光纤机头111传输至激光焊接设备11内;激光通过光纤适配器112、光圈113、准直器保护窗114、到达调焦伺服装置115中的调焦镜片;调焦伺服装置115中的调焦电机通过正反转动,控制调焦镜片上下行进,以调整激光传输至调焦镜片时反射出的角度,从而控制激光的聚焦高度;从调焦镜片反射出的激光通过下方的反射镜116、传输至第一偏转伺服装置118的偏转镜片和第二偏转伺服装置119的偏转镜片;第一偏转伺服装置118中的X轴偏转电机和第二偏转伺服装置119中的Y轴偏转电机通过驱动各自的镜片发生偏转,调整激光传输至偏转镜片时反射出的角度,从而协作控制激光在焦点平面122的行动轨迹;从偏转镜片反射出的激光通过场镜120和防尘镜片121传输至焦点平面122。
本申请实施例提供一种焊接轨迹确定方法,应用于焊接***10中的控制模块12。其中,控制模块12可以包括处理器、存储有处理器可执行指令的存储器,当指令被处理器执行时,实现焊接轨迹确定方法。如图3所示,该方法包括如下步骤301至步骤302:
步骤301,获取所述激光焊接设备在基于基准焊接位置对电芯极柱进行焊接时所述多个伺服装置输出的实时脉冲数据。
基准焊接位置的确定方法至少包括以下三种:第一种可行的实现方式中,可以通过电荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)寻址相机获取电芯极柱的图像数据,对图像数据进行分析处理得到基准焊接位置。第二种可行的实现方式中,可以通过人工定位的方式,确定基准焊接位置。第三种可行的实现方式中,可以通过焊前寻址设备自动定位电芯极柱的位置,得到基准焊接位置。
激光焊接设备在焊接任一电芯极柱时,激光焊接设备中的多个伺服装置会协作配合,一起实现对电芯极柱的飞行焊,因此,可以获取激光焊接设备中的多个伺服装置在焊接时输出的实时脉冲数据,基于实时脉冲数据确定出激光焊接设备作用于电芯极柱的实际焊接轨迹。
在一种可行的实现方式中,可以通过输入输出线路,获取激光焊接设备中的多个伺服装置在焊接时输出的实时脉冲数据。
步骤302,基于所述实时脉冲数据,确定所述激光焊接设备作用于所述电芯极柱的实际焊接轨迹。
这里,激光焊接设备作用于电芯极柱的实际焊接轨迹,指的可以是,激光焊接设备在电芯极柱上焊接的实际轨迹,也即是激光的作用轨迹。
在一种可行的实现方式中,可以将实时脉冲数据转换为各伺服装置的转动角度,进而得到实际焊接轨迹。
本申请实施例中,通过输入输出线路增加多个伺服装置的信号输出功能,可以获取多个伺服装置在焊接时输出的实时脉冲数据,基于实时脉冲数据确定出激光焊接设备在电芯极柱上焊接的实际轨迹,进而可以基于实时脉冲数据对电芯极柱的焊接轨迹进行监控和防呆校验,以在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
在一些实施例中,上述步骤302可以通过如下步骤3021至步骤3022来实现:
步骤3021、确定所述多个伺服装置的脉冲值与转动角度之间的对应关系。
这里,多个伺服装置的脉冲值与转动角度之间的对应关系,指的可以是,多个伺服装置的脉冲值与转动角度之间的换算关系。示例性地,换算关系可以为:10000脉冲值=360°转动角度。
步骤3022、基于所述对应关系和所述实时脉冲数据,确定所述实际焊接轨迹。
在一种可行的实现方式中,可以基于多个伺服装置的脉冲值与转动角度之间的对应关系,将实时脉冲数据转换为各伺服装置的转动角度;确定各伺服装置的转动角度对应的位移值,得到实际焊接轨迹。
可以理解,通过多个伺服装置的脉冲值与转动角度之间的对应关系,可以将实时脉冲数据转换为各伺服装置的转动角度,进而确定出实际焊接轨迹。
在一些实施例中,所述多个伺服装置包括偏转伺服装置和调焦伺服装置,所述实时脉冲数据包括所述偏转伺服装置输出的第一脉冲数据和所述调焦伺服装置输出的第二脉冲数据;上述步骤3022可以通过如下步骤3022a至步骤3022c来实现:
步骤3022a、基于所述对应关系和所述第一脉冲数据,确定所述激光焊接设备所发射的激光在焦点平面上的位置。
这里,第一脉冲数据是偏转伺服装置输出的脉冲数据。
在一种可行的实现方式中,可以基于偏转伺服装置的脉冲值与转动角度之间的对应关系,将偏转伺服装置输出的第一脉冲数据转换为偏转伺服装置的转动角度;确定偏转伺服装置的转动角度对应的位移值,得到激光在焦点平面上的位置。
例如,可以以初始位置为坐标原点,将偏转伺服装置的转动角度对应的位移值作为激光在焦点平面上的位置。
在一些实施例中,所述偏转伺服装置包括第一偏转伺服装置和第二偏转伺服装置,所述第一脉冲数据包括所述第一偏转伺服装置输出的第一子脉冲数据和所述第二偏转伺服装置输出的第二子脉冲数据;步骤3022a的具体实现方式可以为:基于所述对应关系和所述第一子脉冲数据,确定所述第一偏转伺服装置的偏转角度;基于所述对应关系和所述第二子脉冲数据,确定所述第二偏转伺服装置的偏转角度;基于所述第一偏转伺服装置和所述第二偏转伺服装置之间的相对距离、所述第一偏转伺服装置的偏转角度、以及所述第二偏转伺服装置的偏转角度,确定所述激光在第一方向上的位置和第二方向上的位置;所述第一方向和所述第二方向为所述焦点平面上具有垂直关系的两个方向;基于所述激光在第一方向上的位置和第二方向上的位置,确定所述激光在焦点平面上的位置。
这里,第一子脉冲数据指的可以是第一偏转伺服装置输出的脉冲数据,第二子脉冲数据指的可以是第二偏转伺服装置输出的脉冲数据。第一偏转伺服装置和第二偏转伺服装置之间的相对距离,指的可以是第一偏转伺服装置对应的第一偏转镜片和第二偏转伺服装置对应的第二偏转镜片之间的距离。
其中,确定第一偏转伺服装置的偏转角度的具体实现方式可以为:基于第一偏转伺服装置的脉冲值与转动角度之间的对应关系,将第一偏转伺服装置输出的第一子脉冲数据转换为第一偏转伺服装置的转动角度。
其中,确定第二偏转伺服装置的偏转角度的具体实现方式可以为:基于第二偏转伺服装置的脉冲值与转动角度之间的对应关系,将第二偏转伺服装置输出的第二子脉冲数据转换为第二偏转伺服装置的转动角度。
其中,确定激光在焦点平面上的位置的具体实现方式可以为:预先确定第一偏转伺服装置的每一偏转角度在X轴方向上的位移值、第二偏转伺服装置的每一偏转角度在Y轴方向上的位移值;根据第一偏转伺服装置的每一偏转角度在X轴方向上的位移值、第二偏转伺服装置的每一偏转角度在Y轴方向上的位移值以及相对距离,将第一偏转伺服装置的偏转角度和第二偏转伺服装置的偏转角度,分别换算为激光在X轴方向上的位置和在Y轴方向上的位置;根据激光在X轴方向上的位置和在Y轴方向上的位置,确定激光在焦点平面上的位置。
在一些实施方式中,如果基准焊接位置所处的坐标系是以激光焊接设备自身所处的位置为原点,那么可以直接根据第一偏转伺服装置的每一偏转角度在X轴方向上的位移值、第二偏转伺服装置的每一偏转角度在Y轴方向上的位移值以及相对距离,将第一偏转伺服装置的偏转角度和第二偏转伺服装置的偏转角度,分别换算为激光在X轴方向上的位置和在Y轴方向上的位置。如果基准焊接位置所处的坐标系不是以激光焊接设备自身所处的位置为原点,那么在换算时,还需要考虑激光焊接设备所处的位置,此时是根据激光焊接设备所处的位置、第一偏转伺服装置的每一偏转角度在X轴方向上的位移值、第二偏转伺服装置的每一偏转角度在Y轴方向上的位移值以及相对距离,将第一偏转伺服装置的偏转角度和第二偏转伺服装置的偏转角度,分别换算为激光在X轴方向上的位置和在Y轴方向上的位置。
可以理解,通过第一偏转伺服装置输出的第一子脉冲数据,可以确定出激光在第一方向上的位置;通过第二偏转伺服装置输出的第二子脉冲数据,可以确定出激光在第二方向上的位置,进而可以得到激光在焦点平面上的位置。
步骤3022b、基于所述对应关系和所述第二脉冲数据,确定所述激光的聚焦高度。
这里,第二脉冲数据是调焦伺服装置输出的脉冲数据。
在一种可行的实现方式中,可以基于调焦伺服装置的脉冲值与转动角度之间的对应关系,将调焦伺服装置输出的第二脉冲数据转换为调焦伺服装置的转动角度;确定偏转伺服装置的转动角度对应的位移值;基于偏转伺服装置的转动角度对应的位移值得到激光在焦点平面上的位置。
在一些实施例中,步骤3022b的具体实现方式可以为:确定所述调焦伺服装置的伺服丝杆的螺距;基于所述伺服丝杆的螺距、所述对应关系和所述第二脉冲数据,确定所述调焦伺服装置的补偿距离;基于所述补偿距离和所述激光焊接设备的离焦量,确定所述激光在第三方向上的位置。
由于调焦伺服装置是通过伺服丝杆来调整调焦镜片的,因此在确定聚焦高度时,需要考虑伺服丝杆的螺距。补偿距离指的可以是伺服丝杆伺服走的距离。
在一种可行的实现方式中,如果调焦伺服装置的脉冲值与转动角度角度之间的对应关系为360°=X脉冲值,伺服丝杆的螺距为Ymm,那么1脉冲=Y/Xmm,此时调焦伺服装置的补偿距离为:第二脉冲数据(包含±脉冲);将调焦伺服装置的补偿距离和激光焊接设备的离焦量进行结合后,得到激光在第三方向上的位置。
可以理解,通过伺服丝杆的螺距、脉冲值与转动角度角度之间的对应关系和第二脉冲数据,可以确定出调焦伺服装置的补偿距离;进而,通过补偿距离和激光焊接设备的离焦量,可以确定出激光在第三方向上的位置。
步骤3022c、基于所述激光在焦点平面上的位置和所述激光的聚焦高度,确定所述实际焊接轨迹。
激光焊接设备对任一电芯极柱进行飞行焊时,需要沿着电芯极柱的中心区域的边缘焊接一圈,焊接的这圈痕迹即为实际焊接轨迹。
在一种可行的实现方式中,可以将实时脉冲数据中的所有脉冲值均转换为激光在焦点平面上的位置和激光的聚焦高度,将每一焦点平面上的位置和对应的聚焦高度作为一个三维点,得到多个三维点;将多个三维点确定为实际焊接轨迹。
可以理解,通过偏转伺服装置输出的第一脉冲数据,可以确定出激光在焦点平面上的位置;通过调焦伺服装置输出的第二脉冲数据,可以确定出激光的聚焦高度,从而得到实际焊接轨迹。
在一些实施例中,如图4所示,上述焊接轨迹确定方法还包括如下步骤303,以通过步骤303对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验:
步骤303、基于所述实际焊接轨迹和所述基准焊接位置对应的焊接轨迹,对所述电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验。
在一种可行的实现方式中,可以将实际焊接轨迹与基准焊接位置对应的焊接轨迹进行对比,以对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验。如此,可以避免出现焊接轨迹偏移、焊歪、焊缝成型异常等情况,还可以在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
在一些实施方式中,步骤303的具体实现方式可以为:在所述实际焊接轨迹与所述基准焊接位置对应的焊接轨迹之间的偏差满足偏差条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹未出现异常的第一校验结果;在所述实际焊接轨迹与所述基准焊接位置对应的焊接轨迹之间的偏差不满足所述偏差条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹存在异常的第一校验结果。
偏差条件是防呆校验的判断依据。示例性地,偏差条件可以为焊接轨迹的偏差在百分之五以内。第一校验结果是实际焊接轨迹与基准焊接位置对应的焊接轨迹的对比结果;第一校验结果包括表征电芯极柱的焊接轨迹未出现异常的校验结果和表征电芯极柱的焊接轨迹存在异常的校验结果。
如果偏差条件为焊接轨迹的偏差在百分之五以内,那么实际焊接轨迹与基准焊接位置对应的焊接轨迹之间的偏差满足偏差条件,说明实际焊接轨迹与基准焊接位置对应的焊接轨迹之间的偏差不超过(小于或等于)百分之五,这种情况下,得到表征电芯极柱的焊接轨迹未出现异常的第一校验结果。
如果偏差条件为焊接轨迹的偏差在百分之五以内,那么实际焊接轨迹与基准焊接位置对应的焊接轨迹之间的偏差不满足偏差条件,说明实际焊接轨迹与基准焊接位置对应的焊接轨迹之间的偏差超过(大于)百分之五,这种情况下,得到表征电芯极柱的焊接轨迹存在异常的第一校验结果。
可以理解,通过设置偏差条件,可以从焊接轨迹的角度确定电芯极柱的焊接轨迹是否异常,以在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
在一些实施例中,如图5所示,还可以通过如下步骤501至步骤502对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验:
步骤501、基于所述多个伺服装置的脉冲值与转动角度之间的对应关系对所述基准焊接位置进行转换,得到基准脉冲数据。
这里,基准脉冲数据指的是将基准焊接位置转换为激光焊接设备内部各伺服装置对应的脉冲数据。对基准焊接位置进行转换得到基准脉冲数据,相当于基于实时脉冲数据确定实际焊接轨迹的逆转换,本申请实施例对此不再赘述。
步骤502、基于所述基准脉冲数据和所述实时脉冲数据,对所述电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验。
在一种可行的实现方式中,可以将基准脉冲数据和实时脉冲数据进行对比,以对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验。如此,可以避免出现焊接轨迹偏移、焊歪、焊缝成型异常等情况,还可以在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
在一些实施例中,上述步骤502可以通过如下步骤5021至步骤5023来实现:
步骤5021、基于所述基准脉冲数据,确定第一脉冲变化图谱。
这里,第一脉冲变化图谱用于表征基准脉冲数据的变化趋势。
在一种可行的实现方式中,可以以时间为横轴、以脉冲值为纵轴构建曲线图,将基准脉冲数据中的脉冲值按时间一一标注在曲线图中,得到第一脉冲变化图谱。
步骤5022、基于所述实时脉冲数据,确定第二脉冲变化图谱。
这里,第二脉冲变化图谱用于表征实时脉冲数据的变化趋势。
在一种可行的实现方式中,可以以时间为横轴、以脉冲值为纵轴构建曲线图,将实时脉冲数据中的脉冲值按时间一一标注在曲线图中,得到第二脉冲变化图谱。
步骤5023、对所述第一脉冲变化图谱和所述第二脉冲变化图谱进行对比,得到第二校验结果。
这里,第二校验结果是第一脉冲变化图谱和第二脉冲变化图谱的对比结果;第二校验结果包括表征电芯极柱的焊接轨迹未出现异常的校验结果和表征电芯极柱的焊接轨迹存在异常的校验结果。
在一些实施方式中,步骤5023的具体实现方式可以为:在所述第一脉冲变化图谱与所述第二脉冲变化图谱满足第一判异条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹未出现异常的第二校验结果;在所述第一脉冲变化图谱与所述第二脉冲变化图谱不满足所述第一判异条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹存在异常的第二校验结果。
这里,第一判异条件是防呆校验的判断依据。示例性地,第一判异条件可以为第一脉冲变化图谱与第二脉冲变化图谱的变化趋势是否相似,或者,第一判异条件可以为第一脉冲变化图谱与第二脉冲变化图谱的的最高值(或平均值、或最低值)之差不超过预设数值。
如果第一判异条件为第一脉冲变化图谱与第二脉冲变化图谱的最高值之差不超过目标脉冲值,那么第一脉冲变化图谱与第二脉冲变化图谱满足第一判异条件,说明第一脉冲变化图谱与第二脉冲变化图谱的最高值之差不超过(小于或等于)目标脉冲值,这种情况下,确定表征电芯极柱的焊接轨迹未出现异常的第二校验结果。
如果第一判异条件为第一脉冲变化图谱与第二脉冲变化图谱的最高值之差不超过目标脉冲值,那么第一脉冲变化图谱与第二脉冲变化图谱不满足第一判异条件,说明第一脉冲变化图谱与第二脉冲变化图谱的最高值之差超过(大于)目标脉冲值,这种情况下,确定表征电芯极柱的焊接轨迹存在异常的第二校验结果。
可以理解,从脉冲变化的角度对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验,在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
在一些实施例中,如图6所示,还可以通过如下步骤601至步骤604对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验:
步骤601、确定所述激光焊接设备与所述电芯极柱之间的基准距离。
在一种可行的实现方式中,可以现场测量激光焊接设备与所述电芯极柱之间的距离,将该距离作为基准距离。
步骤602、基于所述实时脉冲数据,确定所述偏转伺服装置的偏转角度。
在一种可行的实现方式中,可以根据偏转伺服装置的脉冲值与偏转角度之间的对应关系,对实时脉冲数据进行转换,得到偏转伺服装置的偏转角度。
步骤603、基于所述偏转伺服装置的偏转角度,确定所述偏转角度的变化图谱。
在一种可行的实现方式中,可以以时间为横轴,以偏转角度为纵轴构建曲线图,将偏转伺服装置的偏转角度按照时间一一标注在曲线图中,得到偏转角度的变化图谱。
步骤604、基于所述激光的聚焦高度、所述基准距离、所述偏转角度的变化图谱和样本图谱,对所述电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验。
这里,样本图谱表征偏转伺服装置在焊接时偏转角度的变化情况。在一种可行的实现方式中,可以预先基于偏转伺服装置在正常焊接时的偏转角度构建曲线图,将构建的曲线图作为样本图谱,便于后续进行偏转角度的对比。
在一种可行的实现方式中,可以将激光的聚焦高度与基准距离进行对比,将偏转角度的变化图谱和样本图谱进行对比,来对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验。
可以理解,从聚焦高度和偏转角度的角度对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验,在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
在一些实施例中,上述步骤604可以通过如下步骤6041至步骤6044来实现:
步骤6041、确定所述聚焦高度与所述基准距离之间的距离差是否满足距离阈值。
这里,距离阈值是聚焦高度的判断依据。距离阈值可以预先设置,可以可根据实际业务场景所需的焊接精度进行设置,本申请实施例对此不作限定。
在聚焦高度与基准距离之间的距离差小于或等于距离阈值的情况下,确定聚焦高度与基准距离之间的距离差满足距离阈值;在聚焦高度与基准距离之间的距离差大于距离阈值的情况下,确定聚焦高度与基准距离之间的距离差不满足距离阈值。
步骤6042、确定所述偏转角度的变化图谱与所述样本图谱是否满足第二判异条件。
这里,第二判异条件是偏转角度的判断依据。示例性地,第二判异条件可以为偏转角度的变化图谱与样本图谱是否相似,或者,第二判异条件可以为偏转角度的变化图谱与样本图谱的最高值(或平均值、或最低值)之差不超过预设数值。
如果第二判异条件可以为偏转角度的变化图谱与样本图谱的最高值之差不超过预设数值,那么在偏转角度的变化图谱与样本图谱的最高值之差不超过(小于或等于)预设数值的情况下,确定偏转角度的变化图谱与样本图谱满足第二判异条件;在在偏转角度的变化图谱与样本图谱的最高值之差超过(大于)预设数值的情况下,确定偏转角度的变化图谱与样本图谱不满足第二判异条件。
步骤6043、在所述聚焦高度与所述基准距离之间的距离差满足所述距离阈值、且所述偏转角度的变化图谱与所述样本图谱满足所述第二判异条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹未出现异常的第三校验结果。
这里,第三校验结果是偏转角度的变化图谱与样本图谱的对比结果;第三校验结果包括表征电芯极柱的焊接轨迹未出现异常的校验结果和表征电芯极柱的焊接轨迹存在异常的校验结果。
聚焦高度与基准距离之间的距离差满足距离阈值、且偏转角度的变化图谱与样本图谱满足第二判异条件,说明,聚焦高度和偏转角度均通过校验;这种情况下,确定表征电芯极柱的焊接轨迹未出现异常的第三校验结果。
步骤6044、在所述聚焦高度与所述基准距离之间的距离差不满足所述距离阈值、和/或所述偏转角度的变化图谱与所述样本图谱不满足所述第二判异条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹存在异常的第三校验结果。
聚焦高度与基准距离之间的距离差不满足距离阈值、和/或偏转角度的变化图谱与样本图谱不满足第二判异条件,包括以下三种情况:第一种情况,聚焦高度与基准距离之间的距离差不满足距离阈值、且偏转角度的变化图谱与样本图谱不满足第二判异条件;第二种情况,聚焦高度与基准距离之间的距离差不满足距离阈值、且偏转角度的变化图谱与样本图谱满足第二判异条件;第三种情况,聚焦高度与基准距离之间的距离差满足距离阈值、且偏转角度的变化图谱与样本图谱不满足第二判异条件;综上,聚焦高度和偏转角度中至少一个未通过校验的情况下,确定表征电芯极柱的焊接轨迹存在异常的第三校验结果。
可以理解,通过对比聚焦高度与基准距离、对比偏转角度的变化图谱与样本图谱,可以从聚焦高度和偏转角度的角度对电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验,在出现异常时能够及时锁光,避免焊接优率过低和安全事故。
需要说明的是,本申请的焊接轨迹确定方法至少包括如下创新点:
1、激光焊接设备内部伺服装置增加信号输出功能,以获取激光焊接设备内部所有伺服装置转动的脉冲数据;
2、根据所使用的伺服丝杆的螺距,测算调焦伺服装置对应的位移;
3、根据偏转伺服装置之间的相对距离和激光焊接设备的离焦量,结合各伺服装置的偏转角度、或者具体的位移距离值,换算各伺服装置对应的焦点位置X轴、Y轴的位移轨迹值和Z轴高度补偿值;
4、将焊前寻址的基准焊接位置转换成第一脉冲变化图谱,将实时脉冲数据转换成第二脉冲变化图谱,对比第一脉冲变化图谱和第二脉冲变化图谱,并设定正常波动范围,如果超范围及时报警锁光(停止出光),避免焊斜,焊偏等异常和安全问题。
这里需要指出的是:上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处,其相同或相似之处可以互相参考。以上设备、存储介质、计算机程序及计算机程序产品实施例的描述,与上述方法实施例的描述是类似的,具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请设备、存储介质、计算机程序及计算机程序产品实施例中未披露的技术细节,请参照本申请方法实施例的描述而理解。
应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解,在本申请的各种实施例中,上述各步骤/过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各步骤/过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的设备和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,如:多个单元或组件可以结合,或可以集成到另一个***,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口,设备或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元;既可以位于一个地方,也可以分布到多个网络单元上;可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。另外,在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中,也可以是各单元分别单独作为一个单元,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中;上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
以上所述,仅为本申请的实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种焊接轨迹确定方法,其特征在于,应用于焊接***中的控制模块,所述焊接***包括激光焊接设备,所述激光焊接设备中的多个伺服装置通过输入输出线路连接至所述控制模块;所述焊接轨迹确定方法包括:
获取所述激光焊接设备在基于基准焊接位置对电芯极柱进行焊接时所述多个伺服装置输出的实时脉冲数据;
确定所述多个伺服装置的脉冲值与转动角度之间的对应关系;
基于所述对应关系和所述实时脉冲数据,确定实际焊接轨迹。
2.根据权利要求1所述的焊接轨迹确定方法,其特征在于,所述多个伺服装置包括偏转伺服装置和调焦伺服装置,所述实时脉冲数据包括所述偏转伺服装置输出的第一脉冲数据和所述调焦伺服装置输出的第二脉冲数据;
所述基于所述对应关系和所述实时脉冲数据,确定所述实际焊接轨迹,包括:
基于所述对应关系和所述第一脉冲数据,确定所述激光焊接设备所发射的激光在焦点平面上的位置;
基于所述对应关系和所述第二脉冲数据,确定所述激光的聚焦高度;
基于所述激光在焦点平面上的位置和所述激光的聚焦高度,确定所述实际焊接轨迹。
3.根据权利要求2所述的焊接轨迹确定方法,其特征在于,所述偏转伺服装置包括第一偏转伺服装置和第二偏转伺服装置,所述第一脉冲数据包括所述第一偏转伺服装置输出的第一子脉冲数据和所述第二偏转伺服装置输出的第二子脉冲数据;
所述基于所述对应关系和所述第一脉冲数据,确定所述激光焊接设备所发射的激光在焦点平面上的位置,包括:
基于所述对应关系和所述第一子脉冲数据,确定所述第一偏转伺服装置的偏转角度;
基于所述对应关系和所述第二子脉冲数据,确定所述第二偏转伺服装置的偏转角度;
基于所述第一偏转伺服装置和所述第二偏转伺服装置之间的相对距离、所述第一偏转伺服装置的偏转角度、以及所述第二偏转伺服装置的偏转角度,确定所述激光在第一方向上的位置和第二方向上的位置;所述第一方向和所述第二方向为所述焦点平面上具有垂直关系的两个方向;
基于所述激光在第一方向上的位置和第二方向上的位置,确定所述激光在焦点平面上的位置。
4.根据权利要求2所述的焊接轨迹确定方法,其特征在于,所述激光的聚焦高度包括所述激光在第三方向上的位置;
所述基于所述对应关系和所述第二脉冲数据,确定所述激光的聚焦高度,包括:
确定所述调焦伺服装置的伺服丝杆的螺距;
基于所述伺服丝杆的螺距、所述对应关系和所述第二脉冲数据,确定所述调焦伺服装置的补偿距离;
基于所述补偿距离和所述激光焊接设备的离焦量,确定所述激光在第三方向上的位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的焊接轨迹确定方法,其特征在于,所述焊接轨迹确定方法还包括:
基于所述实际焊接轨迹和所述基准焊接位置对应的焊接轨迹,对所述电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验。
6.根据权利要求5所述的焊接轨迹确定方法,其特征在于,所述基于所述实际焊接轨迹和所述基准焊接位置对应的焊接轨迹,对所述电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验,包括:
在所述实际焊接轨迹与所述基准焊接位置对应的焊接轨迹之间的偏差满足偏差条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹未出现异常的第一校验结果;
在所述实际焊接轨迹与所述基准焊接位置对应的焊接轨迹之间的偏差不满足所述偏差条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹存在异常的第一校验结果。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的焊接轨迹确定方法,其特征在于,所述焊接轨迹确定方法还包括:
基于所述多个伺服装置的脉冲值与转动角度之间的对应关系对所述基准焊接位置进行转换,得到基准脉冲数据;
基于所述基准脉冲数据和所述实时脉冲数据,对所述电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验。
8.根据权利要求7所述的焊接轨迹确定方法,其特征在于,所述基于所述基准脉冲数据和所述实时脉冲数据,对所述电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验,包括:
基于所述基准脉冲数据,确定第一脉冲变化图谱;
基于所述实时脉冲数据,确定第二脉冲变化图谱;
对所述第一脉冲变化图谱和所述第二脉冲变化图谱进行对比,得到第二校验结果。
9.根据权利要求8所述的焊接轨迹确定方法,其特征在于,所述对所述第一脉冲变化图谱和所述第二脉冲变化图谱进行对比,得到第二校验结果,包括:
在所述第一脉冲变化图谱与所述第二脉冲变化图谱满足第一判异条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹未出现异常的第二校验结果;
在所述第一脉冲变化图谱与所述第二脉冲变化图谱不满足所述第一判异条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹存在异常的第二校验结果。
10.根据权利要求2至4中任一项所述的焊接轨迹确定方法,其特征在于,所述焊接轨迹确定方法还包括:
确定所述激光焊接设备与所述电芯极柱之间的基准距离;
基于所述实时脉冲数据,确定所述偏转伺服装置的偏转角度;
基于所述偏转伺服装置的偏转角度,确定所述偏转角度的变化图谱;
基于所述激光的聚焦高度、所述基准距离、所述偏转角度的变化图谱和样本图谱,对所述电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验。
11.根据权利要求10所述的焊接轨迹确定方法,其特征在于,所述基于所述激光的聚焦高度、所述基准距离、所述偏转角度的变化图谱和样本图谱,对所述电芯极柱的焊接轨迹进行防呆校验,包括:
确定所述聚焦高度与所述基准距离之间的距离差是否满足距离阈值;
确定所述偏转角度的变化图谱与所述样本图谱是否满足第二判异条件;
在所述聚焦高度与所述基准距离之间的距离差满足所述距离阈值、且所述偏转角度的变化图谱与所述样本图谱满足所述第二判异条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹未出现异常的第三校验结果;
在所述聚焦高度与所述基准距离之间的距离差不满足所述距离阈值、和/或所述偏转角度的变化图谱与所述样本图谱不满足所述第二判异条件的情况下,确定表征所述电芯极柱的焊接轨迹存在异常的第三校验结果。
12.一种焊接***,其特征在于,所述焊接***包括激光焊接设备和控制模块,所述激光焊接设备中的多个伺服装置通过输入输出线路连接至所述控制模块;
所述激光焊接设备,用于基于基准焊接位置对电芯极柱进行焊接;
所述控制模块,用于获取焊接时所述多个伺服装置输出的实时脉冲数据,并基于所述实时脉冲数据和所述多个伺服装置的脉冲值与转动角度之间的对应关系,确定所述激光焊接设备作用于所述电芯极柱的实际焊接轨迹。
13.根据权利要求12所述的焊接***,其特征在于,所述激光焊接设备包括激光器,所述多个伺服装置包括偏转伺服装置和调焦伺服装置;
所述激光器发射的激光,通过所述调焦伺服装置和所述偏转伺服装置的协作反射,作用于所述电芯极柱的目标位置处,从而实现对所述电芯极柱的焊接;
所述偏转伺服装置,用于调整所述激光在焦点平面上的位置;
所述调焦伺服装置,用于调整所述激光的聚焦高度。
14.根据权利要求13所述的焊接***,其特征在于,所述调焦伺服装置包括调焦电机和调焦镜片;
所述调焦电机,用于驱动所述调焦镜片上下移动,以调整所述激光传输至所述调焦镜片时反射出的角度,从而调整所述激光的聚焦高度。
15.根据权利要求14所述的焊接***,其特征在于,所述调焦伺服装置包括伺服丝杆;
所述伺服丝杆连接于所述调焦电机和所述调焦镜片之间;
所述调焦电机,用于驱动所述伺服丝杆移动,以使所述调焦镜片上下移动,从而调整所述激光传输至所述调焦镜片时反射出的角度。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的焊接***,其特征在于,所述偏转伺服装置包括第一偏转伺服装置和第二偏转伺服装置;
所述第一偏转伺服装置和所述第二偏转伺服装置,用于协作调整所述激光在焦点平面上的位置。
17.根据权利要求16所述的焊接***,其特征在于,所述第一偏转伺服装置包括第一偏转电机和第一偏转镜片,所述第二偏转伺服装置包括第二偏转电机和第二偏转镜片;
所述第一偏转电机,用于驱动所述第一偏转镜片发生偏转,以调整所述激光传输至所述第一偏转镜片时反射出的角度;
所述第二偏转电机,用于驱动所述第二偏转镜片发生偏转,以调整所述激光传输至所述第二偏转镜片时反射出的角度。
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