新能源動(dòng)力鋰電池模組焊接是新能源電池模組裝配工序中十分關(guān)鍵的一環(huán),焊接質(zhì)量的好壞將直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。目前,國(guó)外進(jìn)口的集成視覺(jué)的整套激光焊接系統(tǒng)普遍價(jià)格十分昂貴,為了能更好的適應(yīng)國(guó)內(nèi)廠商生產(chǎn)工藝和降低生產(chǎn)成本需要,本文以實(shí)際項(xiàng)目為依據(jù),研制了一種面向新能源動(dòng)力電池模組的激光振鏡精密焊接系統(tǒng),并對(duì)視覺(jué)與振鏡掃描兩方面的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。首先,本文根據(jù)方形硬殼鋰電池模組極柱焊接的工藝要求,圍繞著提高焊接精度、加快焊接效率兩個(gè)方面的需求,進(jìn)行本系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)可編程控制器集成了包括振鏡、激光器、視覺(jué)傳感器、機(jī)器人和伺服電機(jī)等主要部件,由控制器協(xié)調(diào)各個(gè)子系統(tǒng)工作,達(dá)到了適應(yīng)實(shí)際工作節(jié)拍需要。為了保證諸多偏差源對(duì)焊接精度的影響,該系統(tǒng)集成了視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行糾偏。同時(shí)為了保證系統(tǒng)的焊接速度,采用了振鏡子系統(tǒng)對(duì)激光焊接路徑進(jìn)行快速掃描。在控制策略上,具體采用了“先看—后動(dòng)”的控制流程與“定位—焊接”的工作模式。其次,本文研究了機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的定位方法,在此理論基礎(chǔ)上尋找模組激光焊接糾偏的方法。根據(jù)實(shí)際情況選取光源與照明方案,優(yōu)化原始圖像質(zhì)量,通過(guò)邊緣提取算法,采用最小二乘法擬合目標(biāo)曲線,實(shí)現(xiàn)焊接模型區(qū)域的定位。本文研究了振鏡系統(tǒng)掃描原理,同時(shí)通過(guò)“旁軸式視覺(jué)系統(tǒng)與激光振鏡加工系統(tǒng)的位置關(guān)系”標(biāo)定方法,找到了振鏡與視覺(jué)系統(tǒng)的坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)關(guān)系。最后,本文分析了焊接參數(shù)對(duì)焊接效果的影響,由焊接產(chǎn)品的效果、切片試驗(yàn)以及拉力試驗(yàn)的結(jié)果,驗(yàn)證了該系統(tǒng)的焊接效果,達(dá)到了高質(zhì)量的焊接效果。
【學(xué)位單位】：機(jī)械科學(xué)研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TM912;TP391.41;TN249
【部分圖文】：

本文研究了一種全新的集成焊接系統(tǒng)。1.1 激光焊接原理及發(fā)展激光焊接技術(shù)是指采用高能量激光束與待焊物體（非透明物質(zhì)）發(fā)生作用使物體熔化后連接在一起的一種焊接方式。這種方法對(duì)比于傳統(tǒng)焊接方法更適用于精密的、微小的部件焊接，因?yàn)榧す馐芰考袑?duì)焊件熱影響區(qū)域小，同時(shí)激光器便于計(jì)算機(jī)集成從而更利于自動(dòng)化焊接[1]。激光焊接的具體效果受到激光器的類(lèi)別和待焊部件的性能影響。焊接部件的特征包括了其幾何形狀、尺寸大小、材料性能等。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，激光焊接這個(gè)過(guò)程即為激光匯聚的高能量與非透明物質(zhì)的相互作用的過(guò)程。而激光焊接機(jī)理的研究一直是相關(guān)科研人員研究的一個(gè)重點(diǎn)課題。高能激光束與待焊部件互相作用時(shí)，待焊部件由于熱傳導(dǎo)會(huì)發(fā)生一些物理變化，比如金屬或者非金屬的熔化、液態(tài)物質(zhì)蒸發(fā)等[2]。這個(gè)過(guò)程也與激光束的特性有關(guān)，主要包括了能量密度、偏振方向、光譜波長(zhǎng)、移動(dòng)速度光斑大小等。以下表 1-1 包含了激光焊接時(shí)主要的影響因素。表 1-1 激光焊接系統(tǒng)主要影響因素

圖 1-1 激光焊接原理主要包含了三大基本組成光穩(wěn)定輸出提供激勵(lì)能量正反饋系統(tǒng)輸出一定能量率一定、方向一致的光作種光腔結(jié)構(gòu)可控制輸出光的相干性的激光。且由于通調(diào)整其長(zhǎng)度來(lái)選模，所生激光的物質(zhì)，理論上指發(fā)態(tài)從而輻射出激光的整體、氣體、液體和半導(dǎo)體主要的作用為盡可能穩(wěn)定益介質(zhì)來(lái)說(shuō)最重要的是介器在 1960 年，由美國(guó)人 M

物鏡前振鏡掃描系統(tǒng)

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本文編號(hào)：2822318