一种浮空器囊体焊接检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种浮空器囊体焊接检测系统及方法，包括两个视觉检测单元、纠偏单元、异常标记单元、数显控制单元和承料台；通过引入视觉检测单元以替代人工手动或目视检测，使检测精度和效率显著提高；通过引入纠偏单元以替代传统加工的手动对齐和对准操作，提高了加工质量；通过引入在线异常标记单元以替代人工对大囊瓣加工质量异常处标记，从而显著提高了缺陷标记精准度，为后续的囊体性能检测分析带来了便捷；通过引入数显控制单元，实现对焊接作业质量的即时掌握。业质量的即时掌握。业质量的即时掌握。

【技术实现步骤摘要】
一种浮空器囊体焊接检测系统及方法


[0001]本专利技术属于浮空器囊体加工检测领域，尤其涉及一种浮空器囊体焊接检测系统及方法。

技术介绍

[0002]浮空器是一种主要依靠浮升气体实现升空、驻空飞行的柔性飞行器。浮空器囊体囊瓣焊接，是将特种增强柔性复合面料或塑料薄膜制成的直线或曲线形囊瓣，在两两对齐后通过焊机设备热压粘合成型的过程，两个囊瓣相互连接的热合区即为焊缝。焊缝精度亦称焊接精度，是焊接质量评价的重要因素之一，主要包括焊缝宽度、开缝尺寸、囊瓣错位尺寸等。
[0003]当前，在国内外浮空器囊体加工中，开缝尺寸依靠对齐囊瓣操作来保证，囊瓣错位尺寸依靠人工对准囊瓣操作来保证，焊接精度质量检测更是普遍依靠人工目视或手动检测来完成。尤其对于中大型如长度≥10m浮空器囊体或囊体零件的加工检测，现有囊体加工检测的不足之处体现在：第一，对于焊缝宽度、开缝状态、囊瓣错位尺寸等检测，人工测量数据误差较大，精度和质量无法保证。
[0004]第二，对于0.1mm级或者更高级（例如0.01mm级）的柔性囊瓣开缝状态、错位尺寸等数值测量，人工测量效率很低且劳动强度较大，难以匹配中大型浮空器加工速度的要求，同时在一定程度上也制约了浮空器产品制造交货的效率。
[0005]第三，对于国内外浮空器制造技术现状，普遍采用先生产加工完再人工检测的作业模式，检测的结果虽然可作为事后判定该批囊瓣是否合格的参考依据，但未能对浮空器囊体生产加工现场的焊接精度即时状态进行监视、即时纠错，从而不能即时挽回由焊接质量缺陷造成的经济损失。/>
技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种浮空器囊体焊接检测系统及方法，以解决现有焊缝宽度、开缝状态、囊瓣错位尺寸等检测误差大、测量效率低的问题，以及无法对焊接精度和焊接质量进行实时监测的问题。
[0007]本专利技术是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种浮空器囊体焊接检测系统，包括：第一承料台，用于承载待焊接囊瓣；第一视觉检测单元，设于所述第一承料台上方，用于检测待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸；数显控制单元，用于根据所述第一视觉检测单元反馈的开缝尺寸和错位尺寸发出纠偏指令；纠偏单元，包括机械手以及设于所述机械手末端的纠偏轮，所述机械手的数量与
所述纠偏轮的数量对应，所述纠偏轮的数量与所述待焊接囊瓣的数量对应，每个所述纠偏轮与第一承料台上对应的待焊接囊瓣抵接；所述纠偏单元，用于根据所述纠偏指令调整对应的纠偏轮，使与该纠偏轮对应的待焊接囊瓣边缘压力发生变化，从而使待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸保持在设定值范围内，实现待焊接囊瓣之间的对齐和对准。
[0008]本专利技术中，裁剪好的囊瓣边缘标记有焊接尺寸标记线（对准标记线和对齐标记线），在焊接前，第一视觉检测单元实时检测两片囊瓣之间的开缝尺寸以及错位尺寸，当开缝尺寸和/或错位尺寸不在设定值范围内时，数显控制单元根据实时检测的开缝尺寸和/或错位尺寸与设定值之间的偏差发出纠偏指令，对应的机械手根据纠偏指令控制对应的纠偏轮上下微动和/或左右微偏转，使纠偏轮对囊瓣边缘的压力（或阻尼力）发生变化，从而使纠偏轮对囊瓣边缘的水平分力的大小和方向以及垂向分力的大小发生改变；当水平分力发生变化时，使囊瓣边缘向左或向右微动，调整两片待焊接囊瓣之间的开缝尺寸，使两片囊瓣之间的开缝尺寸保持在设定值范围内，实现囊瓣的对齐调整；当垂向分力发生变化时，调整囊瓣前进的速度，使两片囊瓣之间的错位尺寸保持在设定值范围内，实现囊瓣的对准调整。该检测系统在焊接前实时检测囊瓣的开缝尺寸和错位尺寸，并在不满足设定值范围时实时调整，保证了后续囊瓣焊接的质量和精度，降低了焊接质量缺陷造成的经济损失；整个检测和调整过程均无需人工参与，提高了检测和调整效率，不影响正常焊接流程，符合生产线的加工速度和效率。
[0009]进一步地，所述机械手的旋转范围为
±
360
°
，所述机械手的旋转速度大于或等于60
°
/s；所述机械手的移动速度大于或等于1m/s。
[0010]机械手的旋转速度和移动速度有利于机械手快速响应纠偏指令，实现待检测囊瓣的快速调整。
[0011]进一步地，在所述第一承料台上设有第一辅助纠偏轮和第二辅助纠偏轮，所述第一辅助纠偏轮与第二辅助纠偏轮之间的第一承料台为断开结构，所述第一辅助纠偏轮和第二辅助纠偏轮分别位于纠偏轮的前方和后方。
[0012]第一辅助纠偏轮与第二辅助纠偏轮之间的第一承料台为断开结构，即没有桌面或承料台对囊瓣进行支撑，第一辅助纠偏轮和第二辅助纠偏轮将待焊接囊瓣支撑起来，使纠偏轮附近的囊瓣处于悬空状态，便于在开缝尺寸和错位尺寸存在偏差时调整囊瓣的位置，有利于囊瓣的对齐和对准。
[0013]优选地，所述第一辅助纠偏轮和第二辅助纠偏轮之间的轴间间距为10cm ~50cm。
[0014]优选地，所述第一承料台的宽度为20cm~80cm。
[0015]两片或多片囊瓣在经过曲线焊接拼接后会拱起，第一承料台过宽则会导致囊瓣因拱起产生褶皱且不利于后续焊接检测的进行，20cm~80cm的宽度范围有利于囊瓣焊缝的平铺展开。
[0016]进一步地，在所述第一承料台上设有至少一组压布轮，所述压布轮与囊瓣接触，以便压住囊瓣，避免了囊瓣拱起。
[0017]进一步地，所述焊接检测系统还包括：第二承料台，用于承载已焊接囊瓣；第二视觉检测单元，设于所述第二承料台上方，用于检测已焊接囊瓣之间的开缝尺寸、焊缝宽度和错位尺寸；
异常标记单元，设于所述第二承料台上方，用于根据异常指令对已焊接囊瓣进行标记；所述异常指令是数显控制单元在第二视觉检测单元反馈的开缝尺寸、焊缝宽度和/或错位尺寸超出对应的设定值范围时发出的控制指令。
[0018]第二视觉检测单元对已焊接囊瓣的焊接缺陷进行检测，当已焊接囊瓣的开缝尺寸、焊缝宽度以及错位尺寸中至少一个超出对应的设定值范围时，控制异常标记单元对该处囊瓣进行快速标记，如果检测正常，则无需标记，显著提高了焊接缺陷的标记精度，为后续囊体的性能检测分析提供支撑。
[0019]进一步地，所述异常标记单元包括报警器和打标装置；所述报警器，用于在标记时发出报警声，报警声提示工作人员存在焊接缺陷，以便及时发现缺陷并解决。
[0020]进一步地，所述焊接检测系统还包括：设于所述第一视觉检测单元与第二视觉检测单元之间的焊机设备；所述焊机设备上设有热压轮和用于放置焊条的轮轴；所述第一视觉检测单元与所述热压轮之间的间距为120mm~400mm；所述纠偏轮与所述热压轮之间的间距为150mm~900mm；所述第二视觉检测单元与所述热压轮之间的间距为300mm~700mm；所述异常标记单元的打标装置与所述热压轮之间的间距为350mm~900mm。
[0021]本专利技术还提供一种利用如上所述浮空器囊体焊接检测系统进行焊接检测的方法，包括以下步骤：获取待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸；判断所述待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸是否超出对应的设定值范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浮空器囊体焊接检测系统，其特征在于，包括：第一承料台，用于承载待焊接囊瓣；第一视觉检测单元，设于所述第一承料台上方，用于检测待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸；数显控制单元，用于根据所述第一视觉检测单元反馈的开缝尺寸和错位尺寸发出纠偏指令；纠偏单元，包括机械手以及设于所述机械手末端的纠偏轮，所述机械手的数量与所述纠偏轮的数量对应，所述纠偏轮的数量与所述待焊接囊瓣的数量对应，每个所述纠偏轮与第一承料台上对应的待焊接囊瓣抵接；所述纠偏单元，用于根据所述纠偏指令调整对应的纠偏轮，使与该纠偏轮对应的待焊接囊瓣边缘压力发生变化，从而使待焊接囊瓣之间的开缝尺寸和错位尺寸保持在设定值范围内。2.如权利要求1所述的一种浮空器囊体焊接检测系统，其特征在于：所述机械手的旋转范围为
±
360
°
，所述机械手的旋转速度大于或等于60
°
/s；所述机械手的移动速度大于或等于1m/s。3.如权利要求1所述的一种浮空器囊体焊接检测系统，其特征在于：在所述第一承料台上设有第一辅助纠偏轮和第二辅助纠偏轮，所述第一辅助纠偏轮与第二辅助纠偏轮之间的第一承料台为断开结构，所述第一辅助纠偏轮和第二辅助纠偏轮分别位于纠偏轮的前方和后方；优选地，所述第一辅助纠偏轮和第二辅助纠偏轮之间的轴间间距为10cm ~50cm。4.如权利要求1所述的一种浮空器囊体焊接检测系统，其特征在于：所述第一承料台的宽度为20cm~80cm。5.如权利要求1所述的一种浮空器囊体焊接检测系统，其特征在于：在所述第一承料台上设有至少一组压布轮，所述压布轮与囊瓣接触。6.如权利要求1~5中任一项所述的一种浮空器囊体焊接检测系统，其特征在于，还包括：第二承料台，用于承载已焊接囊瓣；第二视觉检测单元，设于所述第二承料台...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫涛，阳建华，
申请(专利权)人：湖南航天远望科技有限公司，
类型：发明
国别省市：