一种铜线焊接方法及焊接装置与流程

1.本技术涉及扁线电机加工技术领域，特别涉及一种铜线焊接方法及焊接装置。


背景技术：

2.在扁线电机的定子加工过程中，插入在扁线定子中的铜线需要经过扩口、扭头工序，再对铜线组中长度不一的铜线的端部进行切平，然后再对切平后的相邻两个铜线端子进行焊接。然而，在铜线端子切平工序时，容易造成铜线端子的角度发生倾斜或者端子之间的距离过大，进而后续在焊接时会导致焊接位置错位，端子之间的距离过大时激光会烧损铜线端部下方的漆皮，从而造成产品报废。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题之一，本技术提供一种铜线焊接方法，包括以下步骤：
4.s1、将工件移动到焊接装置，并采集工件上若干组端子组的图像；
5.s2、获取图像中每组端子组的焊缝中心位置和端子组的角度参数，计算得到每组端子组的焊缝距离参数，并输出至焊接装置；
6.s3、将每组端子组的焊缝距离参数和端子组的角度参数与预设的距离参数和角度参数做对比，将每组端子组标识为合格端子组或者不合格端子组；
7.s4、焊接装置根据每组端子组的焊缝距离参数和端子组角度参数来调用焊接参数，并根据焊接参数对每组合格端子组的焊缝进行焊接。
8.在上述方案中，通过焊接装置跳过不合格的端子组，并对每组合格端子组的焊缝进行焊接，避免对距离过大或者位置偏移的端子进行焊接造成产品损坏的问题，提高焊接位置的准确性，从而提高焊接加工质量。
9.优选的，在步骤s2中，计算得到每组端子组的焊缝距离参数包括以下步骤：
10.a1、识别图像中每组端子组中的各端子的边缘线，得到各端子的位置矩形框；
11.a2、根据各端子的位置矩形框得到每组端子组中相邻两个端子之间焊缝间距。
12.在上述方案中，通过获取图像中每组端子组中的每个端子的边缘线，进而通过边缘线构成每个端子的位置矩形框。每组端子组由两个相邻的端子组成，进而通过计算两个相邻位置矩形框的距离实现获得两个相邻端子的距离，进而得到每组端子组的焊缝距离。
13.优选的，在步骤s2中，获取图像中每组端子的角度参数包括以下步骤：
14.b1、识别图像中每组端子组中的各端子的边缘线，得到各端子的位置矩形框；
15.b2、根据各端子位置矩形框与工件检测中心的偏移角度来确定每组端子组的角度。
16.在上述方案中，在获得各端子的位置矩形框后，通过对比位置矩形框与工件检测中心的偏移角度从而得到每组端子组的角度。还可以的，通过各端子的位置矩形框计算出相邻两个端子之间的错边量。
17.优选的，在步骤s4中，焊接装置的控制系统内储存有标准焊接轨迹，控制系统将焊
缝距离参数和角度参数与标准焊接轨迹进行做差，得出修正补偿值，对标准焊接轨迹进行补偿。进而在实际对每组端子组进行焊接时，通过修正补偿值对标准焊接轨迹进行补偿，从而提高每组端子组的焊接位置的准确性，提高焊接质量。
18.优选的，在步骤s1中，将工件移动到焊接装置后，采集的工件的图像中包含有全部的端子。在步骤s1中采集的图像为完整的工件图像，工件图像包含有全部的待焊接端子组，在后续对工件图像进行识别处理时可以一次性识别捕捉全部待焊接端子组的焊缝特征，不需要旋转工件进行重复拍照，简化工序，减少生产的加工时间，提高效率。
19.优选的，在步骤s1中，将工件移动到焊接装置后，将工件预分为若干个待焊接区域，通过旋转工件，依次获取每个待焊接区域内的若干组端子的图像。通过获取工件局部的待焊接区域，进而可以更精确地获取并识别焊接区域中端子组的图像。
20.优选的，在步骤s4中，焊接装置对每组合格端子的焊缝进行焊接包括以下步骤：
21.c1、通过移动工件将其中一个待焊接区域置于焊接装置下方，焊接装置根据焊接参数对该待焊接区域内的每组合格端子进行焊接；
22.c2、通过旋转工件使得其他待焊接区域依次置于焊接装置下方，焊接装置对每个待焊接区域内的每组合格端子进行焊接。
23.在上述方案中，通过分区域视觉拍照的方式可以更精确地获取并识别焊接区域中端子组的图像，进而可以准确计算出端子组的距离、角度等焊接参数，进而可以提高焊接的准确性，提高焊接质量。
24.优选的，一种焊接装置，基于上述的铜线焊接方法，所述焊接装置包括用于承载和定位工件的定位机构、可移动设置于所述定位机构上方的激光机构和视觉检测机构、以及用于驱动所述定位机构旋转的驱动组件，所述视觉检测机构设置于所述激光机构一侧，所述视觉检测机构用于采集工件的图像。将工件上料至定位机构后，通过定位机构对工件进行定位，通过视觉检测机构采集工件的图像，再通过激光机构对合格的端子组进行焊接。
25.优选的，所述定位机构包括安装板、以及可转动连接于所述安装板的承载板，所述承载板上设置有用于定位工件的定位柱，所述驱动组件设置于所述安装板底端，所述驱动组件的驱动端连接于所述承载板。工件底部可以开设对应的定位孔，进而将工件放置在承载板上时，通过定位柱对工件的位置进行定位，避免在焊接时发生位置偏移。并通过驱动组件驱动承载板转动进而带动工件转动。
26.优选的，还包括设置在所述工件相对两侧方的除尘机构和风刀组件。激光组件对端子组进行焊接时，通过风刀组件朝向工件的端子组吹气，进而吹起焊渣粉尘，再通过除尘机构吸走焊渣粉尘，达到除尘的目的。
27.与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术方案通过采集工件上若干组端子组的图像，获取图像中每组端子组的焊缝距离参数和角度参数，通过将焊缝距离参数和角度参数与标准阈值进行比较，将每组端子组标识为合格端子组或者不合格端子组，焊接装置根据每组端子组的焊缝距离参数和端子组角度参数来调用合适的焊接参数，焊接装置跳过不合格的端子组，并通过合适的焊接参数对每组合格端子组的焊缝进行焊接，提供焊接质量，同时避免对距离过大或者位置偏移的端子进行焊接造成产品损坏的问题，提高焊接位置的准确性，从而提高焊接加工质量。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本技术实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本技术实施例的铜线焊接方法的流程框图；
30.图2为本技术实施例的端子组的图像；
31.图3为本技术实施例的工件焊接后的端子组的示意图；
32.图4为本技术实施例的焊接装置结构图；
33.图5为本技术实施例的焊接装置示意图。
34.附图标记
35.10、激光机构；11、激光源；12、振镜模块；13、场镜模块；14、光源模块；
36.20、视觉检测机构；30、定位机构；31、安装板；32、承载板；33、定位柱；
37.34、位置检测器；40、驱动组件；50、风刀组件；60、除尘机构。
具体实施方式
38.以下将以图式揭露本技术的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本技术。也就是说，在本技术的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
39.需要说明，本技术实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后
……
仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
40.另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本技术，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
41.为能进一步了解本技术的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
42.实施例1
43.为了解决上述技术问题，本实施例提供一种铜线焊接方法，如图1所示，包括以下步骤：
44.s1、将工件移动到焊接装置，并采集工件上若干组端子组的图像；
45.本实施例中的工件以电机定子为例进行说明，在电机定子上插装有多组铜线组，每组铜线组由两根铜线并列组成，进而将铜线组的端部进行切平后形成若干组端子组，每组端子组由两个铜线端子组成。在该步骤中，在将工件上料移动到焊接装置后，可以通过焊
接装置上的视觉机构对工件进行拍照。
46.具体的，在本实施例中，在步骤s1中采集的图像为完整的工件图像，工件图像包含有全部的待焊接端子组，在后续对工件图像进行识别处理时可以一次性识别捕捉全部待焊接端子组的焊缝特征，不需要旋转工件进行重复拍照，简化工序，减少生产的加工时间，提高效率。
47.s2、获取图像中每组端子组的焊缝中心位置和端子角度参数，计算得到每组端子的焊缝距离参数，并输出至焊接装置；
48.通过对拍照得到工件图像进行处理分析，得到每组端子组的焊缝中心位置和端子角度参数，通过计算得到每组端子组的焊缝距离参数，并将各参数数据输出至焊接装置的控制系统，以便后续焊接装置根据各参数对每组端子组进行准确焊接。
49.具体的，在该步骤s2中，计算得到每组端子组的焊缝距离参数包括以下步骤：
50.a1、识别图像中每组端子组中的各端子的边缘线，得到各端子的位置矩形框；a2、根据各端子的位置矩形框得到每组端子组中相邻两个端子之间焊缝间距。
51.如图2所示，通过获取图像中每组端子组中的每个端子的边缘线，进而通过边缘线构成每个端子的位置矩形框。每组端子组由两个相邻的端子组成，进而通过计算两个相邻位置矩形框的距离实现获得两个相邻端子的距离，进而得到每组端子组的焊缝距离。
52.进一步的，在该步骤s2中，获取图像中每组端子组的角度参数包括以下步骤：
53.b1、识别图像中每组端子组中的各端子的边缘线，得到各端子的位置矩形框；b2、根据各端子位置矩形框与工件检测中心的偏移角度来确定每组端子组的角度。在获得各端子的位置矩形框后，通过对比位置矩形框与工件检测中心的偏移角度从而得到每组端子组的角度。还可以的，通过各端子的位置矩形框计算出相邻两个端子之间的错边量。
54.s3、将每组端子组的焊缝距离参数和端子角度参数与预设的距离参数和角度参数做对比，依次将每组端子组标识为合格端子组或者不合格端子组；
55.通过上步骤得到每组端子组的焊缝距离参数和角度参数后，在该步骤中，将上述得到的焊缝距离参数和角度参数与预设的距离参数和角度参数的标准值做对比，当端子组中两个端子的距离超过标准值，或者两个端子的错边量超过标准值时，在焊接时激光会烧损铜线端子下方的漆皮，从而造成产品报废。为此，当焊缝距离参数或者角度参数不超过预设的标准值时，则将该组端子组标识为合格端子组；当焊缝距离参数或者角度参数超过预设的标准值时，则将该组端子组标识为不合格端子组。
56.s4、焊接装置根据每组端子组的焊缝距离参数和端子角度参数来调用焊接参数，并根据焊接参数对每组合格端子组的焊缝进行焊接。
57.在步骤s4中，焊接装置根据每组端子组的焊缝距离参数和端子角度参数来调用合适的焊接参数，并根据调用的焊接参数对每组合格端子组进行焊接，并且自动跳过不合格的端子组，避免造成工件损坏，如图3所示为焊接后的工件示意图。
58.进一步的，焊接装置的控制系统内储存有标准焊接轨迹，在每组端子组中两个端子之间的焊缝距离和位置会存在差异，焊接装置在通过标准焊接轨迹进行焊接时可能会存在焊接位置误差。因此，在焊接时，控制系统将每组端子组的焊缝距离参数和端子角度参数与标准焊接轨迹进行做差并得出修正补偿值，进而在实际对每组端子组进行焊接时，通过修正补偿值对标准焊接轨迹进行补偿，从而提高每组端子组的焊接位置的准确性，提高焊
接质量。
59.另一方面，本实施例还提供一种焊接装置，基于上述的铜线焊接方法，如图4-5所示，焊接装置包括用于承载和定位工件的定位机构30、可移动设置于定位机构30上方的激光机构10和视觉检测机构20、以及用于驱动定位机构30旋转的驱动组件40，视觉检测机构20设置于激光机构10一侧，视觉检测机构20用于采集工件的图像。示例性的，激光机构10可以设置移动系统上，进而可以激光机构10移动，实现对每组端子组进行焊接。将工件上料至定位机构30后，通过定位机构30对工件进行定位，通过视觉检测机构20采集工件的图像，再通过激光机构10对合格的端子组进行焊接。
60.具体的，为了实现对工件进行定位，定位机构30包括安装板31、以及可转动连接于安装板31的承载板32，承载板32上设置有用于定位工件的定位柱33，工件底部可以开设对应的定位孔，进而将工件放置在承载板32上时，通过定位柱33对工件的位置进行定位，避免在焊接时发生位置偏移。驱动组件40设置于安装板31底端，示例性的，驱动组件40可以是电机，承载板32通过轴承于安装板31相对转动连接，驱动组件40的驱动端连接于承载板32，进而通过驱动承载板32转动带动工件转动，在安装板31上位于承载板32一侧设置有位置检测器34，通过位置检测器34检测承载板32的转动位置。还可以的，在定位机构30一侧设置在位传感器，通过在位传感器对工件进行在位检测。
61.进一步的，激光组件10包括激光源11、振镜模块12、场镜模块13和光源模块14，光源模块14用于对工件提供光源，以便视觉检测机构20拍摄清晰的图像。激光源11发出的激光依次通过振镜模块12和场镜模块13，对工件上的端子组进行焊接。
62.其中，在焊接过程中会产生焊渣粉尘，为此还包括设置在工件相对两侧方的除尘机构60和风刀组件50。风刀组件50包括若干组风刀，激光组件10对端子组进行焊接时，通过风刀组件50朝向工件的端子组吹气，进而吹起焊渣粉尘，再通过除尘机构60吸走焊渣粉尘，达到除尘的目的。
63.实施例2
64.本实施例提供一种铜线焊接方法，同样包括以下步骤：
65.s1、将工件移动到焊接装置，并采集工件上若干组端子的图像；
66.s2、获取图像中每组端子的焊缝中心位置和端子角度参数，计算得到每组端子的焊缝距离参数，并输出至焊接装置；
67.s3、将每组端子的焊缝距离参数和端子角度参数与预设的距离参数和角度参数做对比，将每组端子标识为合格端子或者不合格端子；
68.s4、焊接装置根据每组端子的焊缝距离参数和端子角度参数来调用焊接参数，并根据焊接参数对每组合格端子的焊缝进行焊接。
69.与实施例1不用的是，在本实施例的步骤s1中，将工件移动到焊接装置后，将工件预分为若干个待焊接区域，通过旋转工件，依次获取每个待焊接区域内的若干组端子组的图像。再对每个待焊接区域内的每个端子组的焊缝距离参数和角度参数，通过获取工件局部的待焊接区域，进而可以更精确地获取并识别焊接区域中端子组的图像。
70.其中，焊接装置包括用于承载和定位工件的定位机构30、可移动设置于定位机构30上方的激光机构10和视觉检测机构20、以及用于驱动定位机构30旋转的驱动组件40，视觉检测机构20设置于激光机构10一侧，视觉检测机构20用于采集工件的图像。
71.进一步的，在步骤s4中，焊接装置对每组合格端子的焊缝进行焊接包括以下步骤：
72.c1、通过移动工件将其中一个待焊接区域置于焊接装置下方，焊接装置根据焊接参数对该待焊接区域内的每组合格端子进行焊接；
73.具体的，在将工件上料到焊接装置的定位机构30后，工件其中一个待焊接区域位于焊接装置的激光机构10下方，此时通过视觉检测机构20对该区域进行拍照，进而获取和识别该待焊接区域的图像，通过将图像中每组端子组的焊缝距离参数和端子角度参数与标准值对比，进而得出待焊接区域中的合格端子组和不合格端子组，进而通过激光机构10对合格端子组进行焊接。
74.c2、通过旋转工件使得其他待焊接区域依次置于焊接装置下方，焊接装置对每个待焊接区域内的每组合格端子进行焊接。
75.进一步的，当该焊接区域焊接完成后，通过焊接装置的驱动组件40驱动定位机构30转动，进而带动工件旋转，使得工件的下一待焊接区域移动至焊接装置的激光机构10下方，再通过视觉检测机构20对该区域进行拍照，进而获取和识别该待焊接区域的图像，进而对该焊接区域中的合格端子组进行焊接，直至将工件全部区域的合格端子组全部完成焊接。通过分区域视觉拍照的方式可以更精确地获取并识别焊接区域中端子组的图像，进而可以准确计算出端子组的距离、角度等焊接参数，进而可以提高焊接的准确性，提高焊接质量。
76.综上所述，在本技术一或多个实施方式中，本技术方案通过采集工件上若干组端子组的图像，获取图像中每组端子组的焊缝距离参数和角度参数，通过将焊缝距离参数和角度参数与标准阈值进行比较，将每组端子组标识为合格端子组或者不合格端子组，再通过焊接装置跳过不合格的端子组，并对每组合格端子组的焊缝进行焊接，避免对距离过大或者位置偏移的端子进行焊接造成产品损坏的问题，提高焊接位置的准确性，从而提高焊接加工质量。
77.以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

技术特征：
1.一种铜线焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、将工件移动到焊接装置，并采集有若干组端子组的工件的图像；s2、获取图像中每组端子组的焊缝中心位置和端子组的角度参数，计算得到每组端子组的焊缝距离参数，并输出至焊接装置；s3、将每组端子组的焊缝距离参数和端子组的角度参数与预设的距离参数和角度参数做对比，将每组端子组标识为合格端子组或者不合格端子组；s4、焊接装置根据每组端子组的焊缝距离参数和端子组角度参数来调用焊接参数，并根据焊接参数对每组合格端子组的焊缝进行焊接。2.根据权利要求1所述的铜线焊接方法，其特征在于：在步骤s2中，计算得到每组端子组的焊缝距离参数包括以下步骤：a1、识别图像中每组端子组中的各端子的边缘线，得到各端子的位置矩形框；a2、根据各端子的位置矩形框得到每组端子组中相邻两个端子之间焊缝间距。3.根据权利要求1所述的铜线焊接方法，其特征在于：在步骤s2中，获取图像中每组端子组的角度参数包括以下步骤：b1、识别图像中每组端子组中的各端子的边缘线，得到各端子的位置矩形框；b2、根据各端子位置矩形框与工件检测中心的偏移角度来确定每组端子组的角度。4.根据权利要求1所述的铜线焊接方法，其特征在于：在步骤s4中，焊接装置的控制系统内储存有标准焊接轨迹，控制系统将焊缝距离参数和角度参数与标准焊接轨迹进行做差，得出修正补偿值，对标准焊接轨迹进行补偿。5.根据权利要求1-4任一项所述的铜线焊接方法，其特征在于：在步骤s1中，将工件移动到焊接装置后，采集的工件的图像中包含有全部的端子组。6.根据权利要求1-4任一项所述的铜线焊接方法，其特征在于：在步骤s1中，将工件移动到焊接装置后，将工件预分为若干个待焊接区域，通过旋转工件，依次获取每个待焊接区域内的若干组端子组的图像。7.根据权利要求6所述的铜线焊接方法，其特征在于：在步骤s4中，焊接装置对每组合格端子组的焊缝进行焊接包括以下步骤：c1、通过移动工件将其中一个待焊接区域置于焊接装置下方，焊接装置根据焊接参数对该待焊接区域内的每组合格端子组进行焊接；c2、通过旋转工件使得其他待焊接区域依次置于焊接装置下方，焊接装置对每个待焊接区域内的每组合格端子组进行焊接。8.一种焊接装置，其特征在于：基于权利要求1-7任一项所述的铜线焊接方法，所述焊接装置包括用于承载和定位工件的定位机构(30)、可移动设置于所述定位机构(30)上方的激光机构(10)和视觉检测机构(20)、以及用于驱动所述定位机构(30)旋转的驱动组件(40)，所述视觉检测机构(20)设置于所述激光机构(10)一侧，所述视觉检测机构(20)用于采集工件的图像。9.根据权利要求8所述的焊接装置，其特征在于：所述定位机构(30)包括安装板(31)、以及可转动连接于所述安装板(31)的承载板(32)，所述承载板(32)上设置有用于定位工件的定位柱(33)，所述驱动组件(40)设置于所述安装板(31)底端，所述驱动组件(40)的驱动端连接于所述承载板(32)。
10.根据权利要求8所述的焊接装置，其特征在于：还包括设置在所述工件相对两侧方的除尘机构(60)和风刀组件(50)。

技术总结
本申请涉及扁线电机加工技术领域，特别涉及一种铜线焊接方法及焊接装置。通过采集工件上若干组端子组的图像，获取图像中每组端子组的焊缝距离参数和角度参数，通过将焊缝距离参数和角度参数与标准阈值进行比较，将每组端子组标识为合格端子组或者不合格端子组，焊接装置根据每组端子组的焊缝距离参数和端子组角度参数来调用合适的焊接参数，焊接装置跳过不合格的端子组，并通过合适的焊接参数对每组合格端子组的焊缝进行焊接，提供焊接质量，同时避免对距离过大或者位置偏移的端子进行焊接造成产品损坏的问题，提高焊接位置的准确性，从而提高焊接加工质量。从而提高焊接加工质量。从而提高焊接加工质量。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：广东利元亨智能装备股份有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/14