專利名稱：自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，涉及自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
—般來說，在制造三維形狀物時(shí)，要把多個(gè)部件通過焊接結(jié)合，使其形成三維形狀 物。焊接時(shí)的焊縫常常是不規(guī)則的，電焊工沿拼縫進(jìn)行焊接的過程中，焊槍與焊接點(diǎn)之間的 距離也時(shí)時(shí)發(fā)生變化。 總所周知，焊槍與工件焊接點(diǎn)之間的焊接距離不同時(shí)，電弧的顏色和粗細(xì)也隨之 變化，焊接的效果也不同。有經(jīng)驗(yàn)的電焊工都是靠肉眼觀察電弧的顏色和粗細(xì)來判斷焊槍 與工件焊接點(diǎn)的距離是否合理，時(shí)時(shí)調(diào)整距離以保證焊接的效果。但是，這種人工焊接的工 作效率較低，工作效率及工作質(zhì)量得不到保證，長時(shí)間進(jìn)行焊接工作還會(huì)嚴(yán)重影響工人的
身體健康。 隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了自動(dòng)化的數(shù)控焊接機(jī)，以適應(yīng)復(fù)雜的焊接工作， 這種焊接機(jī)的拖板在程序控制下帶動(dòng)工件運(yùn)動(dòng)，使焊槍和工件的焊縫發(fā)生相對位移來自動(dòng) 完成焊接。其中焊槍的位置是不動(dòng)的，這就使得在焊接某些不規(guī)則焊縫時(shí)，焊槍與焊縫的距 離會(huì)發(fā)生變化，致使焊縫上各點(diǎn)的焊接效果存在差異，影響產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的自動(dòng)焊接機(jī)所存在的上述問題，而提出了一種可根據(jù) 電弧的顏色和粗細(xì)自動(dòng)調(diào)整焊槍與工件焊接點(diǎn)之間距離的自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤 系統(tǒng)。 本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系 統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括控制電路以及與控制電路聯(lián)接的弧光檢測裝置和焊槍驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)，所述的弧光檢測裝置可接收焊接機(jī)在焊接時(shí)的弧光信號，并將接收到的弧光信號分離 成光束強(qiáng)度信號和光束光譜信號傳輸給控制電路，所述的控制電路將光束強(qiáng)度信號和光束 光譜信號進(jìn)行處理后發(fā)出相應(yīng)的控制信號給焊槍驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由焊槍驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)焊槍與工 件焊接點(diǎn)的距離。 焊接時(shí)，弧光檢測裝置對焊接時(shí)的電弧進(jìn)行弧光信號采集，并將采集得到的弧光 信號分離成代表電弧粗細(xì)的光束強(qiáng)度信號和表示電弧顏色的光束光譜信號?？刂齐娐犯鶕?jù) 光束強(qiáng)度信號和光束光譜信號強(qiáng)度來發(fā)出相應(yīng)的控制信號給焊槍驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由焊槍驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)調(diào)節(jié)焊槍位置，使焊槍與工件焊接點(diǎn)的距離時(shí)時(shí)保持在理想距離。 在上述的自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)中，所述的弧光檢測裝置為視頻攝像
傳感器，視頻攝像傳感器的信號輸入端設(shè)有濾光片，信號輸出端與控制電路聯(lián)接。 電弧的弧光信號首先經(jīng)過濾光片過濾，濾光片用來選取電弧弧光信號中的特定波
長，使只有特定波長的光線才過穿過。之后再由視頻攝像傳感器將穿過濾光片的特定波長
光線的顏色和光線粗細(xì)進(jìn)行采集，并分別以光束光譜信號和光束強(qiáng)度信號的形式發(fā)送至控制電路。 在上述的自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)中，所述的控制電路包括中央處理器 和弧光信號A/D轉(zhuǎn)換器，弧光信號A/D轉(zhuǎn)換器與中央處理器聯(lián)接，所述的中央處理器和焊槍 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間聯(lián)接有焊槍驅(qū)動(dòng)電路。 視頻攝像傳感器發(fā)送的光束光譜信號和光束強(qiáng)度信號為模擬量，弧光信號A/D轉(zhuǎn)
換器將這些模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量后傳輸給中央處理器，中央處理器進(jìn)行分析處理后，若光
束強(qiáng)度信號未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值，則中央處理器發(fā)出控制信號給焊槍驅(qū)動(dòng)電路，由焊槍驅(qū)動(dòng)電路
驅(qū)動(dòng)焊槍驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來調(diào)整焊槍與工件焊接點(diǎn)之間的距離，使其達(dá)到理想距離。 在上述的自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)中，所述的系統(tǒng)還包括有焊機(jī)信號反
饋電路，所述的焊機(jī)信號反饋電路包括焊機(jī)控制輸出電路和電信號A/D轉(zhuǎn)換器，焊機(jī)控制
輸出電路和電信號A/D轉(zhuǎn)換器同時(shí)與中央處理器及自動(dòng)焊機(jī)聯(lián)接。 焊槍與工件焊接點(diǎn)之間的距離不同，其工作時(shí)的電壓和電流都是不同的，此處設(shè) 置這一焊機(jī)信號反饋電路來輔助弧光檢測裝置一起對焊槍的位置進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)整，達(dá) 到雙重控制的目的。 中央處理器通過焊機(jī)控制輸出電路輸出電壓控制信號和電流控制信號給自動(dòng)焊 機(jī)，由自動(dòng)焊機(jī)向焊槍提供焊接電源。自動(dòng)焊機(jī)將工作時(shí)的工作電壓信號和工作電流信號 經(jīng)由電信號A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后反饋回中央處理器，中央處理器根據(jù)反饋得到的信號向焊槍 驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出控制信號以調(diào)節(jié)焊槍位置，使自動(dòng)焊機(jī)工作時(shí)的工作電壓信號和工作電流信 號保持在一穩(wěn)定值。 在上述的自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)中，所述的視頻攝像傳感器為攝像 頭。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)通過一視頻攝像傳感器對 焊接時(shí)電弧的顏色和粗細(xì)進(jìn)行采集，并根據(jù)這些采集信號來判斷焊槍與工件焊接點(diǎn)之間的 距離是否理想，并時(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整以保證焊接質(zhì)量。此外，焊機(jī)信號反饋電路和弧光檢測裝置 兩者相結(jié)合對焊槍與工件焊接點(diǎn)的距離進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)整，形成雙重控制，控制更精確。


圖1是本自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用于自動(dòng)焊接機(jī)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)結(jié)合自動(dòng)焊接機(jī)的原理方框圖。
圖中，1、工作平臺(tái)；2、焊槍；3、自動(dòng)焊機(jī)；4、立柱；5、滑臺(tái)一 ；6、滑臺(tái)二 ；7、轉(zhuǎn)盤； 71、夾塊；8、工件；9、滑動(dòng)件；10、滑臂；11、轉(zhuǎn)動(dòng)塊；12、攝像頭。
具體實(shí)施例方式
以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。 如圖l所示，自動(dòng)焊接機(jī)包括工作平臺(tái)1、焊槍2和向焊槍2提供焊接電源的自動(dòng) 焊機(jī)3，工作平臺(tái)1上設(shè)有立柱4、滑臺(tái)一 5、滑臺(tái)二 6和轉(zhuǎn)盤7，立柱4垂直于工作平臺(tái)1設(shè) 置，轉(zhuǎn)盤7、滑臺(tái)二 6和滑臺(tái)一 5至上而下依次設(shè)置，工件8設(shè)置在轉(zhuǎn)盤7上并由夾塊71進(jìn) 行固定?；_(tái)一5可在圖示的Y向來回滑動(dòng)，滑臺(tái)二6可在圖示的X向來回滑動(dòng)，而轉(zhuǎn)盤7可在圖示的C向轉(zhuǎn)動(dòng)。此處滑臺(tái)一 5、滑臺(tái)二 6和轉(zhuǎn)盤7的驅(qū)動(dòng)方式與普通焊接機(jī)和數(shù)控機(jī) 床類似，在此就不再贅述。 本自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)包括控制電路、視頻攝像傳感器和焊槍驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)。焊槍驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括套接在立柱4上并可沿立柱4自由滑動(dòng)的滑動(dòng)件9 (圖示Z向)， 滑動(dòng)件9上固連有滑臂10，滑臂10的一端與滑動(dòng)件9固連，滑臂10的另一端設(shè)有一轉(zhuǎn)動(dòng)塊 ll，該轉(zhuǎn)動(dòng)塊11可繞垂直于立柱4方向的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)(圖示A向)，焊槍2固定在轉(zhuǎn)動(dòng)塊11 上。 本實(shí)施例中，視頻攝像傳感器為攝像頭12，該攝像頭12設(shè)置在焊槍2上，且攝像頭 12的鏡片始終正對焊接時(shí)的電弧位置，攝像頭12的鏡片作為信號輸入端，而攝像頭12的信 號輸出端與控制電路聯(lián)接。攝像頭12的鏡片前還設(shè)有濾光片。 如圖2所示，控制電路包括中央處理器、弧光信號A/D轉(zhuǎn)換器和焊槍驅(qū)動(dòng)電路，弧 光信號A/D轉(zhuǎn)換器聯(lián)接在攝像頭12的信號輸出端和中央處理器之間，焊槍驅(qū)動(dòng)電路聯(lián)接在 Z軸驅(qū)動(dòng)裝置、A軸驅(qū)動(dòng)裝置和中央處理器之間，這里的Z軸驅(qū)動(dòng)裝置就是指上述可沿立柱 4自由滑動(dòng)的滑動(dòng)件9和滑臂10 ;而A軸驅(qū)動(dòng)裝置就是指上述可繞垂直于立柱4方向的軸 心轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)塊ll。 中央處理器上還聯(lián)接有工件驅(qū)動(dòng)電路，用于驅(qū)動(dòng)C軸驅(qū)動(dòng)裝置、X軸驅(qū)動(dòng)裝置和Y 軸驅(qū)動(dòng)裝置的工作，分別帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤7、滑臺(tái)一 5和滑臺(tái)二 6按各自圖示方向運(yùn)動(dòng)。
焊接時(shí)，攝像頭12對焊接時(shí)的電弧進(jìn)行弧光信號采集，電弧的弧光信號首先經(jīng)過 濾光片過濾，僅讓特定顏色的光線透過，本實(shí)施例中，濾光片選擇透過的光線為波長較長的 紅外線，那么與這個(gè)顏色越相近的光線就越容易透過，顏色相差越遠(yuǎn)就越難以透過。之后再 由攝像頭12將穿過濾光片的紅外線的顏色和光線粗細(xì)進(jìn)行采集，并分別以光束光譜信號 和光束強(qiáng)度信號的形式發(fā)送至弧光信號A/D轉(zhuǎn)換器，由弧光信號A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn) 成數(shù)字信號后發(fā)送至中央處理器。光束強(qiáng)度信號的大小表示透過濾光片后的電弧光線粗 細(xì)，而光束光譜信號的大小則表示透過濾光片的電弧光線的顏色。 由于電弧的顏色與焊槍2距工件8焊接點(diǎn)的距離有關(guān)，當(dāng)距離不同時(shí)，電弧的顏色 和透過濾光片的紅外線量的多少也是不同的，此時(shí)中央處理器可根據(jù)攝像頭12采集到的 紅外線的粗細(xì)來判斷焊槍2距工件8焊接點(diǎn)是否處于理想距離。若沒有達(dá)到理想距離，中 央處理器向焊槍驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出控制信號，由焊槍驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)Z軸驅(qū)動(dòng)裝置和A軸驅(qū)動(dòng)裝 置工作，調(diào)節(jié)焊槍2位置，使焊槍2與工件8焊接點(diǎn)的距離時(shí)時(shí)保持在理想距離?；瑒?dòng)件9 和滑臂10沿立柱4上下運(yùn)動(dòng)來使焊槍2垂直方向接近或遠(yuǎn)離工件8焊接點(diǎn)，而轉(zhuǎn)動(dòng)塊11 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)焊槍2圓弧運(yùn)動(dòng)以調(diào)整焊槍2朝向。 本自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)中還包括有焊機(jī)信號反饋電路，該焊機(jī)信號 反饋電路包括與中央處理器聯(lián)接的焊機(jī)控制輸出電路和電信號A/D轉(zhuǎn)換器，焊機(jī)控制輸出 電路和電信號A/D轉(zhuǎn)換器還同時(shí)聯(lián)接到自動(dòng)焊機(jī)3上。 焊槍2與工件8焊接點(diǎn)之間的距離不同，其工作時(shí)的電壓和電流都是不同的，此處 設(shè)置這一焊機(jī)信號反饋電路來輔助攝像頭12 —起對焊槍2的位置進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)整，達(dá) 到雙重控制的目的。 中央處理器通過焊機(jī)控制輸出電路輸出電壓控制信號和電流控制信號給自動(dòng)焊 機(jī)3，由自動(dòng)焊機(jī)3向焊槍2提供焊接電源。自動(dòng)焊機(jī)3將工作時(shí)的工作電壓信號和工作電
5流信號經(jīng)由電信號A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后反饋回中央處理器，中央處理器根據(jù)反饋得到的信號 向焊槍驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出控制信號以調(diào)節(jié)焊槍2位置，使自動(dòng)焊機(jī)3工作時(shí)的工作電壓信號和 工作電流信號保持在一穩(wěn)定值。 本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替 代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求
一種自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括控制電路以及與控制電路聯(lián)接的弧光檢測裝置和焊槍驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的弧光檢測裝置可接收焊接機(jī)在焊接時(shí)的弧光信號，并將接收到的弧光信號分離成光束強(qiáng)度信號和光束光譜信號傳輸給控制電路，所述的控制電路將光束強(qiáng)度信號和光束光譜信號進(jìn)行處理后發(fā)出相應(yīng)的控制信號給焊槍驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由焊槍驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)焊槍與工件焊接點(diǎn)的距離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述的弧 光檢測裝置為視頻攝像傳感器，視頻攝像傳感器的信號輸入端設(shè)有濾光片，信號輸出端與 控制電路聯(lián)接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述的 控制電路包括中央處理器和弧光信號A/D轉(zhuǎn)換器，弧光信號A/D轉(zhuǎn)換器與中央處理器聯(lián)接， 所述的中央處理器和焊槍驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間聯(lián)接有焊槍驅(qū)動(dòng)電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述的系 統(tǒng)還包括有焊機(jī)信號反饋電路，所述的焊機(jī)信號反饋電路包括焊機(jī)控制輸出電路和電信號 A/D轉(zhuǎn)換器，焊機(jī)控制輸出電路和電信號A/D轉(zhuǎn)換器同時(shí)與中央處理器及自動(dòng)焊機(jī)聯(lián)接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述的視 頻攝像傳感器為攝像頭(12)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的自動(dòng)焊接焊槍與焊縫的距離會(huì)發(fā)生變化，致使焊縫上各點(diǎn)的焊接效果存在差異、焊接質(zhì)量差的問題。本自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)包括控制電路以及與控制電路聯(lián)接的弧光檢測裝置和焊槍驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，弧光檢測裝置可接收焊接機(jī)在焊接時(shí)的弧光信號，并將接收到的弧光信號分離成光束強(qiáng)度信號和光束光譜信號傳輸給控制電路，控制電路將光束強(qiáng)度信號和光束光譜信號進(jìn)行處理后發(fā)出相應(yīng)的控制信號給焊槍驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由焊槍驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)焊槍與工件焊接點(diǎn)的距離。本自動(dòng)焊接機(jī)弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)整焊槍與焊接點(diǎn)的距離，焊接質(zhì)量好。
文檔編號B23K9/127GK101774064SQ20101011046
公開日2010年7月14日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者林儉豐 申請人:林儉豐