本發(fā)明涉及超聲波金屬焊頭齒紋加工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種高效率超聲波金屬焊接焊頭齒紋加工裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，超聲波焊接在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，無(wú)論是在超聲波金屬焊接還是在超聲波塑膠焊接方面。近年來(lái)國(guó)家對(duì)能源以及環(huán)境越來(lái)越重視，中國(guó)能源業(yè)近幾年明顯的轉(zhuǎn)型，特別是電池行業(yè)近年來(lái)有著天翻地覆的變化，隨之超聲波金屬焊接行業(yè)發(fā)展也非常迅速，這直接決定了對(duì)超聲波金屬焊頭的需求量非常的巨大，而超聲波金屬焊接中焊頭齒紋是非常至關(guān)重要的一個(gè)參數(shù)，其加工起來(lái)工藝也比較復(fù)雜，同時(shí)也比較耗費(fèi)人力；隨著超聲波金屬焊接的發(fā)展壯大，其焊頭使用量越來(lái)越多，而且焊頭齒紋磨損后還可以在原來(lái)的基礎(chǔ)上重新加工制作新齒紋，如果使用人工測(cè)量和對(duì)數(shù)值進(jìn)行加工，其效率非常低下且一致性存在差異，而影響焊接效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高效率超聲波金屬焊接焊頭齒紋加工裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種高效率超聲波金屬焊接焊頭齒紋加工裝置，包括數(shù)控磨床、視覺采集系統(tǒng)、光源系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述數(shù)控磨床內(nèi)設(shè)置焊接臺(tái)、焊接機(jī)械手，所述焊接臺(tái)上設(shè)有焊頭放置槽，所述焊頭放置槽內(nèi)放置有待加工焊頭，所述焊接臺(tái)正上方設(shè)置視覺采集系統(tǒng)，所述焊接臺(tái)下方設(shè)置光源系統(tǒng)，所述數(shù)控磨床外壁上設(shè)置控制系統(tǒng)，所述視覺采集系統(tǒng)、光源系統(tǒng)、焊接機(jī)械手分別連接控制系統(tǒng)；

所述視覺采集系統(tǒng)包括相機(jī)固定臺(tái)、工業(yè)相機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡，所述工業(yè)相機(jī)固定安裝在相機(jī)固定臺(tái)下端，所述工業(yè)相機(jī)連接數(shù)據(jù)采集卡；

所述控制系統(tǒng)包括工業(yè)計(jì)算機(jī)，所述工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)有圖像解析分析處理器、機(jī)械手驅(qū)動(dòng)模塊、中央處理器、顯示器、存儲(chǔ)器和報(bào)警器；

所述數(shù)據(jù)采集卡通過圖像解析分析處理器連接中央處理器，所述中央處理器分別連接機(jī)械手驅(qū)動(dòng)模塊、顯示器、存儲(chǔ)器和報(bào)警器。

優(yōu)選的，所述光源系統(tǒng)包括有兩條條形光源，所述條形光源電連接標(biāo)準(zhǔn)線性光源模擬電流控制器，所述標(biāo)準(zhǔn)線性光源模擬電流控制器連接中央處理器。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集卡內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)放大模塊，所述數(shù)據(jù)放大模塊包括運(yùn)算放大器、兩級(jí)場(chǎng)效應(yīng)寬帶放大器，所述運(yùn)算放大器的一個(gè)輸入端分別連接電阻b一端和電容b一端，電容b另一端接地，電阻b另一端分別連接電阻a一端和電容a一端，電容a另一端連接運(yùn)算放大器的輸出端，運(yùn)算放大器的另一輸入端分別連接電阻c一端和電阻d一端，電阻c另一端連接電容d一端并接地，電阻d另一端和電容d另一端連接運(yùn)算放大器的輸出端；所述兩級(jí)場(chǎng)效應(yīng)寬帶放大器的輸出端連接電容e一端，電容e另一端連接電阻f一端，電阻f另一端連接兩級(jí)場(chǎng)效應(yīng)寬帶放大器的負(fù)極輸入端，兩級(jí)場(chǎng)效應(yīng)寬帶放大器的負(fù)極輸入端還連接電阻g并接地，兩級(jí)場(chǎng)效應(yīng)寬帶放大器的正極輸入端連接電阻e一端，電阻e另一端連接運(yùn)算放大器輸出端，還包括電容f、電容g、電容h，電容f一端、電容g一端、電容h一端分別接電源端，電容f另一端、電容g另一端、電容h另一端均接地。

優(yōu)選的，所述工業(yè)相機(jī)采用具有全局曝光模式的高分辨率面陣工業(yè)相機(jī)。

優(yōu)選的，其使用方法包括以下步驟：

a、用治具將半成品焊頭裝夾放入數(shù)控磨床的焊頭放置槽內(nèi)；

b、啟動(dòng)視覺采集系統(tǒng)和光源系統(tǒng)，工業(yè)相機(jī)采用焊頭的圖像和尺寸信息，并將采集的信息發(fā)送至工業(yè)計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理，同時(shí)將其原點(diǎn)自動(dòng)校對(duì)準(zhǔn)確；

c、工業(yè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理后，根據(jù)反饋的尺寸和實(shí)際的要求編寫程序輸入數(shù)控磨床，并發(fā)送控制指令至機(jī)械手驅(qū)動(dòng)模塊，機(jī)械手驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)焊接機(jī)械手對(duì)待加工焊頭進(jìn)行齒紋加工。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，能夠自動(dòng)測(cè)量出所需要加工焊頭的尺寸，而且可以根據(jù)所測(cè)量的尺寸進(jìn)行自動(dòng)編程加工，能夠提升加工精度和效率；同時(shí)能夠保證齒紋的一致性，達(dá)到穩(wěn)定的質(zhì)量滿足市場(chǎng)應(yīng)用的需要。

(2)本發(fā)明采用的視覺采集系統(tǒng)分辨率高，圖像信號(hào)采集穩(wěn)定，能夠分區(qū)域多次拍攝，滿足不同檢測(cè)精度要求。

(3)本發(fā)明采用的光源系統(tǒng)能夠確保圖像采集環(huán)境光源均勻恒定、無(wú)影，提高圖像采集質(zhì)量。

(4)本發(fā)明中，數(shù)據(jù)采集卡內(nèi)設(shè)置的數(shù)據(jù)放大模塊反應(yīng)靈敏，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放大、且失真度低，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)采集精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明控制原理圖；

圖3為本發(fā)明數(shù)據(jù)放大模塊原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-3，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種高效率超聲波金屬焊接焊頭齒紋加工裝置，包括數(shù)控磨床1、視覺采集系統(tǒng)、光源系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述數(shù)控磨床1內(nèi)設(shè)置焊接臺(tái)2、焊接機(jī)械手3，所述焊接臺(tái)2上設(shè)有焊頭放置槽4，所述焊頭放置槽4內(nèi)放置有待加工焊頭，所述焊接臺(tái)2正上方設(shè)置視覺采集系統(tǒng)，所述焊接臺(tái)2下方設(shè)置光源系統(tǒng)，所述數(shù)控磨床1外壁上設(shè)置控制系統(tǒng)，所述視覺采集系統(tǒng)、光源系統(tǒng)、焊接機(jī)械手3分別連接控制系統(tǒng)；

所述視覺采集系統(tǒng)包括相機(jī)固定臺(tái)5、工業(yè)相機(jī)6和數(shù)據(jù)采集卡7，所述工業(yè)相機(jī)6固定安裝在相機(jī)固定臺(tái)5下端，所述工業(yè)相機(jī)6連接數(shù)據(jù)采集卡7；其中，工業(yè)相機(jī)6采用具有全局曝光模式的高分辨率面陣工業(yè)相機(jī)；本發(fā)明采用的視覺采集系統(tǒng)分辨率高，圖像信號(hào)采集穩(wěn)定，能夠分區(qū)域多次拍攝，滿足不同檢測(cè)精度要求。

所述控制系統(tǒng)包括工業(yè)計(jì)算機(jī)8，所述工業(yè)計(jì)算機(jī)8內(nèi)設(shè)有圖像解析分析處理器9、機(jī)械手驅(qū)動(dòng)模塊10、中央處理器11、顯示器12、存儲(chǔ)器13和報(bào)警器14；

所述數(shù)據(jù)采集卡7通過圖像解析分析處理器9連接中央處理器11，所述中央處理器11分別連接機(jī)械手驅(qū)動(dòng)模塊10、顯示器12、存儲(chǔ)器13和報(bào)警器14。

本發(fā)明中，光源系統(tǒng)包括有兩條條形光源15，所述條形光源15電連接標(biāo)準(zhǔn)線性光源模擬電流控制器16，所述標(biāo)準(zhǔn)線性光源模擬電流控制器16連接中央處理器11。條形光源包括多排高亮度led燈、漫反射板以及標(biāo)準(zhǔn)線光源模擬電流控制器，通過標(biāo)準(zhǔn)線光源模擬電流控制器可以調(diào)節(jié)條形光源的亮度，條形光源安裝高度和角度可調(diào)，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)范圍內(nèi)光源無(wú)影均勻分布。本發(fā)明采用的光源系統(tǒng)能夠確保圖像采集環(huán)境光源均勻恒定、無(wú)影，提高圖像采集質(zhì)量。

本發(fā)明中，數(shù)據(jù)采集卡7內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)放大模塊17，所述數(shù)據(jù)放大模塊17包括運(yùn)算放大器18、兩級(jí)場(chǎng)效應(yīng)寬帶放大器19，所述運(yùn)算放大器18的一個(gè)輸入端分別連接電阻b2a一端和電容b2b一端，電容b2b另一端接地，電阻b2a另一端分別連接電阻a1a一端和電容a1b一端，電容a1b另一端連接運(yùn)算放大器18的輸出端，運(yùn)算放大器18的另一輸入端分別連接電阻c3a一端和電阻d4a一端，電阻c3a另一端連接電容d4b一端并接地，電阻d4a另一端和電容d4b另一端連接運(yùn)算放大器18的輸出端；所述兩級(jí)場(chǎng)效應(yīng)寬帶放大器19的輸出端連接電容e5b一端，電容e5b另一端連接電阻f6a一端，電阻f6a另一端連接兩級(jí)場(chǎng)效應(yīng)寬帶放大器19的負(fù)極輸入端，兩級(jí)場(chǎng)效應(yīng)寬帶放大器19的負(fù)極輸入端還連接電阻g7a并接地，兩級(jí)場(chǎng)效應(yīng)寬帶放大器19的正極輸入端連接電阻e5a一端，電阻e5a另一端連接運(yùn)算放大器18輸出端，還包括電容f6b、電容g7b、電容h8b，電容f6b一端、電容g7b一端、電容h8b一端分別接電源端，電容f6b另一端、電容g7b另一端、電容h8b另一端均接地。運(yùn)算放大器18對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，保證傳輸信號(hào)的質(zhì)量，并通過反饋原理將信號(hào)信息放大2倍，然后再傳遞給后面的兩級(jí)場(chǎng)效應(yīng)寬帶放大器19再次對(duì)信號(hào)進(jìn)行二次放大，最后再將信號(hào)輸出。本發(fā)明中，數(shù)據(jù)采集卡內(nèi)設(shè)置的數(shù)據(jù)放大模塊反應(yīng)靈敏，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放大、且失真度低，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)采集精度。

工作原理：a、用治具將半成品焊頭裝夾放入數(shù)控磨床的焊頭放置槽內(nèi)；啟動(dòng)視覺采集系統(tǒng)和光源系統(tǒng)，工業(yè)相機(jī)采用焊頭的圖像和尺寸信息，并將采集的信息發(fā)送至工業(yè)計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理，同時(shí)將其原點(diǎn)自動(dòng)校對(duì)準(zhǔn)確；工業(yè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理后，根據(jù)反饋的尺寸和實(shí)際的要求編寫程序輸入數(shù)控磨床，并發(fā)送控制指令至機(jī)械手驅(qū)動(dòng)模塊，機(jī)械手驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)焊接機(jī)械手對(duì)待加工焊頭進(jìn)行齒紋加工。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，能夠自動(dòng)測(cè)量出所需要加工焊頭的尺寸，而且可以根據(jù)所測(cè)量的尺寸進(jìn)行自動(dòng)編程加工，能夠提升加工精度和效率；同時(shí)能夠保證齒紋的一致性，達(dá)到穩(wěn)定的質(zhì)量滿足市場(chǎng)應(yīng)用的需要。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。