專利名稱：自動焊接機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，涉及自動焊接機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，要把多個部件通過焊接結(jié)合，使其形成三維形狀 物。焊接時的焊縫常常是不規(guī)則的，電焊工沿拼縫進行焊接的過程中，焊槍與焊接點之間的 距離也時時發(fā)生變化。 總所周知，焊槍與工件焊接點之間的焊接距離不同時，電弧的顏色和粗細也隨之 變化，焊接的效果也不同。有經(jīng)驗的電焊工都是靠肉眼觀察電弧的顏色和粗細來判斷焊槍 與工件焊接點的距離是否合理，時時調(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，長時間進行焊接工作還會嚴重影響工人的
身體健康。 隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了自動化的數(shù)控焊接機，以適應復雜的焊接工作， 這種焊接機的拖板在程序控制下帶動工件運動，使焊槍和工件的焊縫發(fā)生相對位移來自動 完成焊接。其中焊槍的位置是不動的，這就使得在焊接某些不規(guī)則焊縫時，焊槍與焊縫的距 離會發(fā)生變化，致使焊縫上各點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)有的自動焊接機所存在的上述問題，而提出了一種可根據(jù) 電弧的顏色和粗細自動調(diào)整焊槍與工件焊接點之間距離的自動焊接機弧光檢測智能跟蹤 系統(tǒng)。 本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)一種自動焊接機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)動機 構(gòu)，所述的弧光檢測裝置可接收焊接機在焊接時的弧光信號，并將接收到的弧光信號分離 成光束強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度信號和光束 光譜信號進行處理后發(fā)出相應的控制信號給焊槍驅(qū)動機構(gòu)，由焊槍驅(qū)動機構(gòu)調(diào)節(jié)焊槍與工 件焊接點的距離。 焊接時，弧光檢測裝置對焊接時的電弧進行弧光信號采集，并將采集得到的弧光 信號分離成代表電弧粗細的光束強度信號和表示電弧顏色的光束光譜信號?？刂齐娐犯鶕?jù) 光束強度信號和光束光譜信號強度來發(fā)出相應的控制信號給焊槍驅(qū)動機構(gòu)，由焊槍驅(qū)動機 構(gòu)調(diào)節(jié)焊槍位置，使焊槍與工件焊接點的距離時時保持在理想距離。 在上述的自動焊接機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進行采集，并分別以光束光譜信號和光束強度信號的形式發(fā)送至控制電路。 在上述的自動焊接機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)動機構(gòu)之間聯(lián)接有焊槍驅(qū)動電路。 視頻攝像傳感器發(fā)送的光束光譜信號和光束強度信號為模擬量，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，中央處理器進行分析處理后，若光
束強度信號未達到標準值，則中央處理器發(fā)出控制信號給焊槍驅(qū)動電路，由焊槍驅(qū)動電路
驅(qū)動焊槍驅(qū)動機構(gòu)來調(diào)整焊槍與工件焊接點之間的距離，使其達到理想距離。 在上述的自動焊接機弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)中，所述的系統(tǒng)還包括有焊機信號反
饋電路，所述的焊機信號反饋電路包括焊機控制輸出電路和電信號A/D轉(zhuǎn)換器，焊機控制
輸出電路和電信號A/D轉(zhuǎn)換器同時與中央處理器及自動焊機聯(lián)接。 焊槍與工件焊接點之間的距離不同，其工作時的電壓和電流都是不同的，此處設 置這一焊機信號反饋電路來輔助弧光檢測裝置一起對焊槍的位置進行時時監(jiān)控、調(diào)整，達 到雙重控制的目的。 中央處理器通過焊機控制輸出電路輸出電壓控制信號和電流控制信號給自動焊 機，由自動焊機向焊槍提供焊接電源。自動焊機將工作時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)動電路發(fā)出控制信號以調(diào)節(jié)焊槍位置，使自動焊機工作時的工作電壓信號和工作電流信 號保持在一穩(wěn)定值。 在上述的自動焊接機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，本自動焊接機弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)通過一視頻攝像傳感器對 焊接時電弧的顏色和粗細進行采集，并根據(jù)這些采集信號來判斷焊槍與工件焊接點之間的 距離是否理想，并時時進行調(diào)整以保證焊接質(zhì)量。此外，焊機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的距離進行監(jiān)控、調(diào)整，形成雙重控制，控制更精確。


圖1是本自動焊接機弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)應用于自動焊接機時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本自動焊接機弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)結(jié)合自動焊接機的原理方框圖。
圖中，1、工作平臺；2、焊槍；3、自動焊機；4、立柱；5、滑臺一 ；6、滑臺二 ；7、轉(zhuǎn)盤； 71、夾塊；8、工件；9、滑動件；10、滑臂；11、轉(zhuǎn)動塊；12、攝像頭。
具體實施例方式
以下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實施例。 如圖l所示，自動焊接機包括工作平臺1、焊槍2和向焊槍2提供焊接電源的自動 焊機3，工作平臺1上設有立柱4、滑臺一 5、滑臺二 6和轉(zhuǎn)盤7，立柱4垂直于工作平臺1設 置，轉(zhuǎn)盤7、滑臺二 6和滑臺一 5至上而下依次設置，工件8設置在轉(zhuǎn)盤7上并由夾塊71進 行固定?；_一5可在圖示的Y向來回滑動，滑臺二6可在圖示的X向來回滑動，而轉(zhuǎn)盤7可在圖示的C向轉(zhuǎn)動。此處滑臺一 5、滑臺二 6和轉(zhuǎn)盤7的驅(qū)動方式與普通焊接機和數(shù)控機 床類似，在此就不再贅述。 本自動焊接機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 機構(gòu)。焊槍驅(qū)動機構(gòu)包括套接在立柱4上并可沿立柱4自由滑動的滑動件9 (圖示Z向)， 滑動件9上固連有滑臂10，滑臂10的一端與滑動件9固連，滑臂10的另一端設有一轉(zhuǎn)動塊 ll，該轉(zhuǎn)動塊11可繞垂直于立柱4方向的軸心轉(zhuǎn)動(圖示A向)，焊槍2固定在轉(zhuǎn)動塊11 上。 本實施例中，視頻攝像傳感器為攝像頭12，該攝像頭12設置在焊槍2上，且攝像頭 12的鏡片始終正對焊接時的電弧位置，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)動電路聯(lián)接在 Z軸驅(qū)動裝置、A軸驅(qū)動裝置和中央處理器之間，這里的Z軸驅(qū)動裝置就是指上述可沿立柱 4自由滑動的滑動件9和滑臂10 ;而A軸驅(qū)動裝置就是指上述可繞垂直于立柱4方向的軸 心轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動塊ll。 中央處理器上還聯(lián)接有工件驅(qū)動電路，用于驅(qū)動C軸驅(qū)動裝置、X軸驅(qū)動裝置和Y 軸驅(qū)動裝置的工作，分別帶動轉(zhuǎn)盤7、滑臺一 5和滑臺二 6按各自圖示方向運動。
焊接時，攝像頭12對焊接時的電弧進行弧光信號采集，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，那么與這個顏色越相近的光線就越容易透過，顏色相差越遠就越難以透過。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進行采集，并分別以光束光譜信號 和光束強度信號的形式發(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。光束強度信號的大小表示透過濾光片后的電弧光線粗 細，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焊接點的距離有關(guān)，當距離不同時，電弧的顏色 和透過濾光片的紅外線量的多少也是不同的，此時中央處理器可根據(jù)攝像頭12采集到的 紅外線的粗細來判斷焊槍2距工件8焊接點是否處于理想距離。若沒有達到理想距離，中 央處理器向焊槍驅(qū)動電路發(fā)出控制信號，由焊槍驅(qū)動電路驅(qū)動Z軸驅(qū)動裝置和A軸驅(qū)動裝 置工作，調(diào)節(jié)焊槍2位置，使焊槍2與工件8焊接點的距離時時保持在理想距離?；瑒蛹? 和滑臂10沿立柱4上下運動來使焊槍2垂直方向接近或遠離工件8焊接點，而轉(zhuǎn)動塊11 轉(zhuǎn)動時帶動焊槍2圓弧運動以調(diào)整焊槍2朝向。 本自動焊接機弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)中還包括有焊機信號反饋電路，該焊機信號 反饋電路包括與中央處理器聯(lián)接的焊機控制輸出電路和電信號A/D轉(zhuǎn)換器，焊機控制輸出 電路和電信號A/D轉(zhuǎn)換器還同時聯(lián)接到自動焊機3上。 焊槍2與工件8焊接點之間的距離不同，其工作時的電壓和電流都是不同的，此處 設置這一焊機信號反饋電路來輔助攝像頭12 —起對焊槍2的位置進行時時監(jiān)控、調(diào)整，達 到雙重控制的目的。 中央處理器通過焊機控制輸出電路輸出電壓控制信號和電流控制信號給自動焊 機3，由自動焊機3向焊槍2提供焊接電源。自動焊機3將工作時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)動電路發(fā)出控制信號以調(diào)節(jié)焊槍2位置，使自動焊機3工作時的工作電壓信號和 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施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替 代，但并不會偏離本發(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
一種自動焊接機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)動機構(gòu)，所述的弧光檢測裝置可接收焊接機在焊接時的弧光信號，并將接收到的弧光信號分離成光束強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度信號和光束光譜信號進行處理后發(fā)出相應的控制信號給焊槍驅(qū)動機構(gòu)，由焊槍驅(qū)動機構(gòu)調(diào)節(jié)焊槍與工件焊接點的距離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動焊接機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所述的自動焊接機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)動機構(gòu)之間聯(lián)接有焊槍驅(qū)動電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動焊接機弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述的系 統(tǒng)還包括有焊機信號反饋電路，所述的焊機信號反饋電路包括焊機控制輸出電路和電信號 A/D轉(zhuǎn)換器，焊機控制輸出電路和電信號A/D轉(zhuǎn)換器同時與中央處理器及自動焊機聯(lián)接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動焊接機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)明提供了一種自動焊接機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)有的自動焊接焊槍與焊縫的距離會發(fā)生變化，致使焊縫上各點的焊接效果存在差異、焊接質(zhì)量差的問題。本自動焊接機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)動機構(gòu)，弧光檢測裝置可接收焊接機在焊接時的弧光信號，并將接收到的弧光信號分離成光束強度信號和光束光譜信號傳輸給控制電路，控制電路將光束強度信號和光束光譜信號進行處理后發(fā)出相應的控制信號給焊槍驅(qū)動機構(gòu)，由焊槍驅(qū)動機構(gòu)調(diào)節(jié)焊槍與工件焊接點的距離。本自動焊接機弧光檢測智能跟蹤系統(tǒng)能自動調(diào)整焊槍與焊接點的距離，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