一種焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)ccd攝像機(jī)觸發(fā)控制電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)CCD攝像機(jī)觸發(fā)控制電路，主要由依次連接的∏型低通濾波電路、光電隔離電路、電壓比較電路、限幅電路和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路構(gòu)成。焊接過(guò)程中，熔滴短路時(shí)弧光和飛濺干擾比較小，在此階段觸發(fā)CCD攝像機(jī)曝光，可以采集到平穩(wěn)、清晰的焊縫圖像，利用本實(shí)用新型的電路控制CCD攝像機(jī)曝光，可以實(shí)現(xiàn)將曝光時(shí)刻準(zhǔn)確的定位于短路過(guò)渡階段并且控制好曝光時(shí)間，從而提高焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)的圖像識(shí)別有效性。
【專利說(shuō)明】一種焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)CCD攝像機(jī)觸發(fā)控制電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及焊接自動(dòng)化領(lǐng)域，特別是一種焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)中CCD攝像機(jī)的曝光觸發(fā)控制電路。

【背景技術(shù)】
[0002]焊接自動(dòng)化領(lǐng)域中，為實(shí)現(xiàn)焊接的自動(dòng)化，焊縫跟蹤是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。激光視覺(jué)傳感由于具有效率高、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，是一種最有發(fā)展前景的焊縫跟蹤方法，目前已有產(chǎn)品在焊接生產(chǎn)中推廣使用。采用激光視覺(jué)傳感進(jìn)行位置識(shí)別，基本原理是焊接過(guò)程中，使用CCD等攝像機(jī)不斷拍攝正在焊接的熔池圖像，采用計(jì)算機(jī)圖像處理與識(shí)別技術(shù)，根據(jù)焊縫中心位置的圖像特征識(shí)別出焊縫位置。由于焊接過(guò)程中受弧光、煙塵、飛濺的影響，CCD攝像機(jī)不能總是連續(xù)獲得穩(wěn)定清晰的熔池圖像。在短路過(guò)渡焊接過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)熔滴短路時(shí)電弧電壓急劇下降，電壓較低，這時(shí)弧光和飛濺的干擾比較小，如果在這個(gè)時(shí)段觸發(fā)CCD攝像機(jī)曝光，將可以提高焊縫圖像質(zhì)量，本實(shí)用新型正是利用該特點(diǎn)設(shè)計(jì)出來(lái)的CCD攝像曝光觸發(fā)電路。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉的CCD攝像機(jī)曝光觸發(fā)控制電路。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0005]一種焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)CXD攝像機(jī)觸發(fā)控制電路，主要由依次連接的Π型低通濾波電路、光電隔離電路、電壓比較電路、限幅電路和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路構(gòu)成；
[0006]所述Π型低通濾波電路主要由電阻R1、電容Cl和C2構(gòu)成；所述電阻Rl接入焊接過(guò)程的弧壓信號(hào)Ui，所述電阻Rl兩端通過(guò)節(jié)點(diǎn)分別與電容Cl和C2連接；所述電容Cl和C2并聯(lián)連接；
[0007]采用Π型低通濾波電路，可以實(shí)現(xiàn)按頻率進(jìn)行信號(hào)選擇，有效地避免高頻信號(hào)的干擾。
[0008]所述光電隔離電路為線性光電耦U1，所述線性光電耦Ul的發(fā)光器的陽(yáng)極與電阻Rl連接，陰極通過(guò)節(jié)點(diǎn)與電容Cl和C2連接后接地；
[0009]米用線性光電I禹Ul,是以光為媒介傳輸電信號(hào)的一種電-光-電轉(zhuǎn)換器件,它由發(fā)光器和受光器兩部分組成，由于輸入、輸出互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性，因而增加了傳輸?shù)目垢蓴_能力。
[0010]所述電壓比較電路主要由可調(diào)電阻RP1、RP2以及運(yùn)算放大器U2構(gòu)成；所述可調(diào)電阻RPl的滑片與運(yùn)算放大器U2的同相端連接，可調(diào)電阻RPl的一端與線性光電耦Ul的受光器的發(fā)射極連接，另一端接地；所述可調(diào)電阻RP2的滑片與運(yùn)算放大器U2的反相端端連接，可調(diào)電阻RP2的一端與線性光電耦Ul的受光器的集電極連接，并接入電路電壓，另一端接地；
[0011]通過(guò)電壓比較電路，使弧壓信號(hào)與電壓比較器的基準(zhǔn)電壓比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出高電平或低電平。
[0012]所述限幅電路主要由電阻R2和雙向穩(wěn)壓管Dl構(gòu)成；所述電阻R2與運(yùn)算放大器U2的輸出端連接；所述雙向穩(wěn)壓管Dl —端通過(guò)節(jié)點(diǎn)與電阻R2連接，另一端接地；
[0013]本實(shí)用新型采用雙向限幅電路，使得輸入電壓過(guò)高或過(guò)低的兩個(gè)方向上均產(chǎn)生限幅作用，同時(shí)有效地防止輸出信號(hào)過(guò)強(qiáng)而干擾或損壞電路，達(dá)到保護(hù)電路安全運(yùn)行的效果。
[0014]所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路主要由可調(diào)電阻RP3、電容C3、C4以及555定時(shí)器構(gòu)成；所述可調(diào)電阻RP3與555定時(shí)器連接；所述電容C3和C4并聯(lián)連接；所述電容C3 —端與可調(diào)電阻RP3連接，另一端接地；所述電容C4 一端與555定時(shí)器的引腳5連接，另一端接地；所述555定時(shí)器的引腳2與電阻R2連接，引腳4接入電路電壓，引腳3輸出穩(wěn)壓Uo ；
[0015]采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以實(shí)現(xiàn)脈沖整形，脈沖定時(shí)，并且可以靈活的設(shè)置觸發(fā)時(shí)間，使得更好地控制CXD攝像機(jī)曝光時(shí)間。
[0016]對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步的說(shuō)明，所述線性光電耦Ul采用LCR-0202，增加電路的安全性，減小電路干擾，簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。
[0017]對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步的說(shuō)明，所述運(yùn)算放大器U2采用0PA211。
[0018]本實(shí)用新型的工作原理:
[0019]Π型低通濾波電路輸入弧壓信號(hào)，濾波后通過(guò)光電隔離電路隔離。光電隔離電路輸出端電壓與弧壓信號(hào)成一定比例關(guān)系，通過(guò)調(diào)整Rpl可以改變變比?；盒盘?hào)經(jīng)光電隔離電路隔離后進(jìn)入電壓比較電路，與電壓比較器的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較；通過(guò)調(diào)整可調(diào)電阻Rpl、Rp2，設(shè)定閾值來(lái)區(qū)分峰值弧壓與基值弧壓；弧壓信號(hào)與一閾值電壓作比較，閾值電壓由可調(diào)電阻Rp2分壓獲得。當(dāng)弧壓在基值階段，電壓比較電路輸出低電平-Uz ;弧壓在峰值階段，電壓比較電路輸出高電平+Uz?；河煞逯登袚Q到基值時(shí)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸入端電位由+Uz變?yōu)?Uz，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出寬度為tw的高電平，開(kāi)始觸發(fā)CCD攝像機(jī)曝光，曝光時(shí)間由tw決定。tw由可調(diào)電阻Rp3和電容C3決定,估算公式為:tw=l.1RC。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果:
[0021]1.采用Π型低通濾波電路，可以實(shí)現(xiàn)按頻率進(jìn)行信號(hào)選擇，有效地避免高頻信號(hào)的干擾。
[0022]2.采用線性光電耦U1，由于輸入、輸出互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性，因而增加了傳輸?shù)目垢蓴_能力。
[0023]3.通過(guò)電壓比較電路，使弧壓信號(hào)與電壓比較器的基準(zhǔn)電壓比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出高電平或低電平。
[0024]4.明采用雙向限幅電路，使得輸入電壓過(guò)高或過(guò)低的兩個(gè)方向上均產(chǎn)生限幅作用，同時(shí)有效地防止輸出信號(hào)過(guò)強(qiáng)而干擾或損壞電路，達(dá)到保護(hù)電路安全運(yùn)行的效果。
[0025]5.采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以實(shí)現(xiàn)脈沖整形，脈沖定時(shí)，可以靈活的設(shè)置觸發(fā)時(shí)間，更好地控制CXD攝像機(jī)曝光時(shí)間。
[0026]6.利用本實(shí)用新型控制CCD攝像機(jī)曝光，可以實(shí)現(xiàn)將曝光時(shí)刻準(zhǔn)確的定位于短路過(guò)渡階段并且控制好曝光時(shí)間，從而提高焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)的圖像識(shí)別有效性。同時(shí)，本實(shí)用新型由多個(gè)不同電路組成，有效地增加了電路的可靠性和安全性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖；
[0028]圖中，R為電阻，C為電容，RP為可調(diào)電阻，Ul為線性光電稱，U2為運(yùn)算放大器，Dl
為雙向穩(wěn)壓管。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明，但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不僅僅局限于以下實(shí)施例。
實(shí)施例
[0030]一種焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)CXD攝像機(jī)觸發(fā)控制電路，主要由依次連接的Π型低通濾波電路、光電隔離電路、電壓比較電路、限幅電路和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路構(gòu)成；
[0031]所述Π型低通濾波電路主要由電阻R1、電容Cl和C2構(gòu)成；所述電阻Rl接入焊接過(guò)程的弧壓信號(hào)Ui，所述電阻Rl兩端通過(guò)節(jié)點(diǎn)分別與電容Cl和C2連接；所述電容Cl和C2并聯(lián)連接；
[0032]采用Π型低通濾波電路，可以實(shí)現(xiàn)按頻率進(jìn)行信號(hào)選擇，有效地避免高頻信號(hào)的干擾。
[0033]所述光電隔離電路為線性光電耦U1，所述線性光電耦Ul的發(fā)光器的陽(yáng)極與電阻Rl連接，陰極通過(guò)節(jié)點(diǎn)與電容Cl和C2連接后接地；
[0034]采用線性光電耦U1，由于輸入、輸出互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性，因而增加了傳輸?shù)目垢蓴_能力。
[0035]所述電壓比較電路主要由可調(diào)電阻RP1、RP2以及運(yùn)算放大器U2構(gòu)成；所述可調(diào)電阻RPl的滑片與運(yùn)算放大器U2的同相端連接，可調(diào)電阻RPl的一端與線性光電耦Ul的受光器的發(fā)射極連接，另一端接地；所述可調(diào)電阻RP2的滑片與運(yùn)算放大器U2的反相端端連接，可調(diào)電阻RP2的一端與線性光電耦Ul的受光器的集電極連接，并接入電路電壓，另一端接地；
[0036]通過(guò)電壓比較電路，使弧壓信號(hào)與電壓比較器的基準(zhǔn)電壓比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出高電平或低電平。
[0037]所述限幅電路主要由電阻R2和雙向穩(wěn)壓管Dl構(gòu)成；所述電阻R2與運(yùn)算放大器U2的輸出端連接；所述雙向穩(wěn)壓管Dl —端通過(guò)節(jié)點(diǎn)與電阻R2連接，另一端接地；
[0038]本實(shí)施例采用雙向限幅電路，使得輸入電壓過(guò)高或過(guò)低的兩個(gè)方向上均產(chǎn)生限幅作用，同時(shí)有效地防止輸出信號(hào)過(guò)強(qiáng)而干擾或損壞電路，達(dá)到保護(hù)電路安全運(yùn)行的效果。
[0039]所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路主要由可調(diào)電阻RP3、電容C3、C4以及555定時(shí)器構(gòu)成；所述可調(diào)電阻RP3與555定時(shí)器連接；所述電容C3和C4并聯(lián)連接；所述電容C3 —端與可調(diào)電阻RP3連接，另一端接地；所述電容C4 一端與555定時(shí)器的引腳5連接，另一端接地；所述555定時(shí)器的引腳2與電阻R2連接，引腳4接入電路電壓，引腳3輸出穩(wěn)壓Uo ；
[0040]采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以實(shí)現(xiàn)脈沖整形，脈沖定時(shí)，可以靈活的設(shè)置觸發(fā)時(shí)間，更好地控制CXD攝像機(jī)曝光時(shí)間。
[0041]所述線性光電耦Ul采用LCR-0202。所述運(yùn)算放大器U2采用0PA211。
[0042] Π型低通濾波電路輸入弧壓信號(hào)，濾波后通過(guò)線性光電耦LCR-0202隔離。線性光電耦LCR-0202輸出端電壓與弧壓信號(hào)成一定比例關(guān)系，通過(guò)調(diào)整Rpl可以改變變比?；盒盘?hào)經(jīng)線性光電耦LCR-0202隔離后進(jìn)入電壓比較電路，與電壓比較器的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。通過(guò)調(diào)整可調(diào)電阻Rpl、Rp2，設(shè)定閾值來(lái)區(qū)分峰值弧壓與基值弧壓；弧壓信號(hào)與一閾值電壓作比較，閾值電壓由可調(diào)電阻Rp2分壓獲得。當(dāng)弧壓在基值階段，電壓比較電路輸出低電平-Uz ;弧壓在峰值階段，電壓比較電路輸出高電平+Uz?；河煞逯登袚Q到基值時(shí)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸入端電位由+Uz變?yōu)?Uz，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出寬度為tw的高電平，開(kāi)始觸發(fā)(XD攝像機(jī)曝光，曝光時(shí)間由tw決定。tw由可調(diào)電阻Rp3和電容C3決定,估算公式為:tw=l.1RC。
【權(quán)利要求】
1.一種焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)CCD攝像機(jī)觸發(fā)控制電路，其特征在于:主要由依次連接的Π型低通濾波電路、光電隔離電路、電壓比較電路、限幅電路和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路構(gòu)成； 所述Π型低通濾波電路主要由電阻R1、電容Cl和C2構(gòu)成；所述電阻Rl接入焊接過(guò)程的弧壓信號(hào)Ui，所述電阻Rl兩端通過(guò)節(jié)點(diǎn)分別與電容Cl和C2連接；所述電容Cl和C2并聯(lián)連接； 所述光電隔離電路為線性光電耦U1，所述線性光電耦Ul的發(fā)光器的陽(yáng)極與電阻Rl連接，陰極通過(guò)節(jié)點(diǎn)與電容Cl和C2連接后接地； 所述電壓比較電路主要由可調(diào)電阻RP1、RP2以及運(yùn)算放大器U2構(gòu)成；所述可調(diào)電阻RPl的滑片與運(yùn)算放大器U2的同相端連接，可調(diào)電阻RPl的一端與線性光電耦Ul的受光器的發(fā)射極連接，另一端接地；所述可調(diào)電阻RP2的滑片與運(yùn)算放大器U2的反相端端連接，可調(diào)電阻RP2的一端與線性光電耦Ul的受光器的集電極連接，并接入電路電壓，另一端接地； 所述限幅電路主要由電阻R2和雙向穩(wěn)壓管Dl構(gòu)成；所述電阻R2與運(yùn)算放大器U2的輸出端連接；所述雙向穩(wěn)壓管Dl —端通過(guò)節(jié)點(diǎn)與電阻R2連接，另一端接地； 所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路主要由可調(diào)電阻RP3、電容C3、C4以及555定時(shí)器構(gòu)成；所述可調(diào)電阻RP3與555定時(shí)器連接；所述電容C3和C4并聯(lián)連接；所述電容C3 —端與可調(diào)電阻RP3連接，另一端接地；所述電容C4 一端與555定時(shí)器的引腳5連接，另一端接地；所述555定時(shí)器的引腳2與電阻R2連接，引腳4接入電路電壓，引腳3輸出穩(wěn)壓Uo。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)CCD攝像機(jī)觸發(fā)控制電路，其特征在于:所述線性光電耦Ul采用LCR-0202。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)CCD攝像機(jī)觸發(fā)控制電路，其特征在于:所述運(yùn)算放大器U2采用0PA211。
【文檔編號(hào)】H04N5/235GK204231521SQ201420717675
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】梁廣瑞, 莫?jiǎng)俸? 申請(qǐng)人:廣西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院