自动化焊接桥丝设备

1.本发明涉及火工品技术领域，具体涉及一种自动化焊接桥丝设备。


背景技术：

2.火工品生产领域中，低能量微火工品生产需要大量的制造桥丝直径为9um至100um的发火电极。目前，该行业中主要以手工布丝焊接方法进行生产，由于该类微细镍铬丝重量极轻且形状弯曲，在焊接对位布丝的时候，常常会因为轻微的呼吸动作或手上静电等影响，对焊接定位带来很多困难。同时，由于微细桥丝的材料为镍铬金属，此材料与锡铅焊料不熔，只有用锡铅焊料包裹的办法将桥丝固定，焊接精度受人眼和手法控制等经验影响较重，生产质量和效率受到极大制约。
3.桥丝作为该类火工品的核心部分，以一定的长度焊接在发火元件的两焊点间，焊接时由人工拉覆桥丝使桥丝直线铺设在两焊点间再逐点焊接，为保证桥路电阻及焊接质量一致性，对桥丝与焊点的位置度及桥丝内部应力一致性要求较高。但由于桥丝与焊点尺寸均极小，在焊接时完全靠人工进行操作，其两者定位及桥丝内应力难以保证，经常出现桥丝位置偏差导致的焊接不牢固以及桥丝应力不均导致的桥区电阻差异。经常出现桥丝焊接不合格导致返工的情况发生，给航天火工装置的按时交付和装配质量带来了负面影响。
4.由以上可知，桥丝类火工品桥丝拉覆过程存在精准度低、一致性差等不足。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种自动化焊接桥丝设备，解决了现有技术桥丝拉覆过程中存在精准度低、一致性差的问题。
6.本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
7.一种自动化焊接桥丝设备，该设备包括：光纤激光器、同轴图像处理系统、定量施粉装置、桥丝放置台、多轴伺服运动系统和电机驱动系统；所述桥丝放置台设置在所述多轴伺服运动系统上，通过所述电极驱动系统控制所述多轴伺服运动系统，使所述桥丝放置台在水平方向上二维运动；待加工桥丝设置在所述桥丝放置台上；所述光纤激光器发出激光，通过所述同轴图像处理系统和所述多轴伺服运动系统使激光对准所述待加工桥丝，所述定量施粉装置与作用在待加工桥丝上的激光同轴设置。
8.优选的，在桥丝放置台上表面设有保护气体装置。
9.优选的，还包括图像处理系统；所述图像处理系统观测激光与桥丝的位置，计算处理加工后发火元件的成品率。
10.优选的，还包括控制系统；所述控制系统控制所述光纤激光器的工作功率和工作时间，控制所述定量施粉装置的施粉时间，通过所述图像处理系统控制所述多轴伺服运动系统来调整激光与桥丝的位置。
11.优选的，桥丝放置台包括：台面、准直器和自动弯曲定位装置；所述准直器和自动弯曲定位装置设置在所述台面上；所述准直器对弯曲桥丝准直，所述自动弯曲定位装置对
准直后的桥丝和发火元件定位。
12.优选的，所述光纤激光器为光纤耦合激光器。
13.本发明的有益效果是：本发明的可自动化设备，使其调节维护便捷、焊点质量高、生产效率提高、劳动强度降低。焊机进行自动焊接，焊接质量可以标准化管理，检测过程也可更快速。在焊接完成后，可以通过图像识别系统，对焊接成品进行分析和处理，从而挑出质量不合格或者焊接面出现损伤的成品，杜绝不合格产品进入下一个环节，进而提升成品率。
附图说明
14.图1本发明一种自动化焊接桥丝设备结构示意图。
15.图2本发明一种自动化焊接桥丝设备桥丝与发火元件自动化焊接示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
17.如图1所示，一种自动化焊接桥丝设备，该设备包括：光纤激光器、控制系统、同轴图像处理系统、图像处理系统、定量施粉装置、保护气体、桥丝放置台、多轴伺服运动系统和电机驱动系统；所述桥丝放置台设置在所述多轴伺服运动系统上，通过所述电机驱动系统控制所述多轴伺服运动系统，使所述桥丝放置台在水平方向上二维运动；待加工桥丝设置在所述桥丝放置台上；所述光纤激光器发出激光，通过所述同轴图像处理系统和所述多轴伺服运动系统使激光对准所述待加工桥丝，所述定量施粉装置与作用在待加工桥丝上的激光同轴设置，发火元件和桥丝进行定位后，对激光焊接定位点，也就是发火元件和桥丝连接处进行定量施粉，定量施粉是为了在激光焊接时，避免激光热作用过大，产生的热量使极细的桥丝有所损伤。
18.其中，在桥丝放置台上表面设有保护气体装置，当激光焊接时，保护气体装置对发火元件和桥丝连接处吹保护气体，也是为了避免桥丝因为激光热作用过大有所损伤。
19.所述控制系统控制所述光纤激光器的工作功率和工作时间，控制所述定量施粉装置的施粉时间，控制所述图像处理系统观测调整激光与桥丝的位置，并计算处理加工后发火元件的成品率，从而挑出质量不合格或者焊接面出现损伤的成品，杜绝不合格产品进入下一个环节，进而提升成品率。。
20.桥丝放置台包括：台面、准直器和自动弯曲定位装置；所述准直器和自动弯曲定位装置设置在所述台面上；所述准直器对弯曲桥丝准直，所述自动弯曲定位装置对准直后的桥丝和发火元件定位。
21.所述光纤激光器为光纤耦合激光器，整个系统都全部由光纤连接被永久性的密封隔离于外部的灰尘污垢，不存在活动的组件或者自由空间透镜等。这些特点能够保障激光输出功率和光束质量等激光器的性能在很长一段时间内保持稳定，并且不需要人为的维护。
22.图2为一种自动化焊接桥丝设备桥丝与发火元件自动化焊接示意图。当自动焊接的过程中，首先，成卷桥丝通过在桥丝放置台的水平放置的准直器进行水平方向的准直，随后经过垂直方向放置的准直器对桥丝进行竖直方向的准直，使得桥丝在经过自动弯曲定位
装置时路径顺畅，不偏移。
23.随后，桥丝在经过自动弯曲定位装置时，发火元件通过自动弯曲定位装置与桥丝进行定位，定位后自动对桥丝进行弯曲和精准定位，所述光纤激光器发出激光，由控制系统控制所述激光器的频率和时间，同时控制对激光焊接定位点定量施粉，防止在激光焊接时，激光热作用过大，产生的热量使极细的桥丝有所损伤；控制电机驱动系统和多轴伺服运动系统，从而使桥丝放置台运动到指定位置；控制同轴图像处理系统，从而控制激光的传输方向；保护气体设备对激光焊接定位点吹气，降低激光焊接定位点的温度。


技术特征：
1.自动化焊接桥丝设备，其特征在于，该设备包括：光纤激光器、同轴图像处理系统、定量施粉装置、桥丝放置台、多轴伺服运动系统和电机驱动系统；所述桥丝放置台设置在所述多轴伺服运动系统上，通过所述电极驱动系统控制所述多轴伺服运动系统，使所述桥丝放置台在水平方向上二维运动；待加工桥丝设置在所述桥丝放置台上；所述光纤激光器发出激光，通过所述同轴图像处理系统和所述多轴伺服运动系统使激光对准所述待加工桥丝，所述定量施粉装置与作用在待加工桥丝上的激光同轴设置。2.根据权利要求1所述的自动化焊接桥丝设备，其特征在于，在桥丝放置台上表面设有保护气体装置。3.根据权利要求1所述的自动化焊接桥丝设备，其特征在于，还包括图像处理系统；所述图像处理系统观测激光与桥丝的位置，计算处理加工后发火元件的成品率。4.根据权利要求1或3所述的自动化焊接桥丝设备，其特征在于，还包括控制系统；所述控制系统控制所述光纤激光器的工作功率和工作时间，控制所述定量施粉装置的施粉时间，通过所述图像处理系统控制所述多轴伺服运动系统来调整激光与桥丝的位置。5.根据权利要求1所述的自动化焊接桥丝设备，其特征在于，桥丝放置台包括：台面、准直器和自动弯曲定位装置；所述准直器和自动弯曲定位装置设置在所述台面上；所述准直器对弯曲桥丝准直，所述自动弯曲定位装置对准直后的桥丝和发火元件定位。6.根据权利要求1所述的自动化焊接桥丝设备，其特征在于，所述光纤激光器为光纤耦合激光器。

技术总结
自动化焊接桥丝设备涉及火工品技术领域，解决了现有技术桥丝拉覆过程中存在精准度低、一致性差的问题。该设备包括：光纤激光器、同轴图像处理系统、定量施粉装置、桥丝放置台、多轴伺服运动系统和电机驱动系统；桥丝放置台设置在多轴伺服运动系统上，通过电极驱动系统控制多轴伺服运动系统，使桥丝放置台在水平方向上二维运动；待加工桥丝设置在桥丝放置台上；光纤激光器发出激光，通过同轴图像处理系统和多轴伺服运动系统使激光对准待加工桥丝，定量施粉装置与作用在待加工桥丝上的激光同轴设置。本发明调节维护便捷、焊点质量高、生产效率提高、劳动强度降低。焊机进行自动焊接，焊接质量可以标准化管理，检测过程也可更快速。检测过程也可更快速。检测过程也可更快速。


技术研发人员：张荣 李亚博
受保护的技术使用者：长春理工大学
技术研发日：2022.06.17
技术公布日：2022/8/12