CN103831516A - 基于视觉传感技术的不锈钢丝网不连续焊点的连续焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明基于视觉传感技术的不锈钢丝网不连续焊点的连续焊方法，涉及不锈钢丝网弧焊技术领域。利用视觉传感器精确获取不锈钢丝网的不连续焊点的位置，并依次地将不连续焊点的位置信息实时地传递给DSP，以使DSP准确地指示焊枪依次移动到不连续焊点的位置，依次控制微束等离子弧焊机施焊，实现不锈钢不连续丝网焊点的脉冲微束等离子弧焊连续焊或微束等离子弧焊连续点焊或微束等离子弧焊不连续点焊。本发明将视觉传感技术应用于不锈钢丝网精密焊接中，通过视觉传感技术获得高精度的不锈钢丝网不连续焊点的位置信息，可以实现对不连续焊点位置的精确检测，以实现不同焊接电流输出的时间的精确控制，对提高不锈钢丝网焊接的焊接质量和节省能源具有重要意义。

Description

基于视觉传感技术的不锈钢丝网不连续焊点的连续焊方法
技术领域
本发明涉及不锈钢丝网弧焊技术领域，具体指基于视觉传感技术的不连续丝网焊点的脉冲微束等离子弧焊连续焊或微束等离子弧焊连续点焊或微束等离子弧焊不连续点焊的连续焊方法。
背景技术
视觉传感技术具有可以远离检测目标、采集信息量大等特点，这改善了人们的工作环境，提高了生产效率。视觉传感技术在设计上比普通的光电传感器更具有灵活性，而且可以检验多项特征信息。随着传感技术、电子技术和计算机技术的发展，视觉传感技术在工业传感器应用中越来越得到青睐。在材料加工领域，视觉传感技术已应用于焊接技术中，通过视觉传感技术不仅可以获得高精度的焊缝中心位置信息，还可以检测到接头或焊缝的断面几何形状、面积等特征信息。在国内外的研究中，视觉传感技术已应用于激光焊、等离子弧焊等工艺中，进行焊缝位置检测、焊缝跟踪、熔深检测等。
不锈钢丝网具有抗腐蚀性好，结实耐用等特点，焊接是其常用的加工手段之一。由于不锈钢丝网结构的特点，对不锈钢丝网的焊接形成的是一系列不连续的焊点。采用激光焊、电阻电焊、手工钎焊等工艺进行不锈钢丝网的逐点焊接，需要耗费大量时间和劳动力，生产效率低。微束等离子弧焊工艺能够实现不锈钢丝网焊接连续自动焊，是一种特别适用于不锈钢丝网焊接的工艺方法。在用微束等离子弧焊工艺焊接不锈钢丝网时，接头通常采用对接的装配形式。
经对现有技术的文献检索发现，上海工程技术大学2009年申请了一项《一种超细不锈钢筛网的精密焊接方法》的发明专利。专利中用微束等离子弧焊工艺实现了对不锈钢丝网的自动化焊接，但该技术没有采用视觉传感设备进行不锈钢丝网焊点位置的获取，因此就不能实现对不锈钢丝网不连续焊点位置的精确检测，也就不能实现不同焊接电流输出的时间的精确控制。由检索结果可知，将视觉传感技术应用于不锈钢丝网焊接的工艺未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服了现有技术中存在的不足和缺失，为填补视觉传感技术在不锈钢丝网焊接领域应用的空白，提供一种基于视觉传感技术的不锈钢丝网不连续焊点的连续焊方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
1.利用视觉传感器精确获取不锈钢丝网焊接的不连续焊点的位置，并依次地将不连续焊点的位置信息实时地传递给DSP，以使DSP准确地指示焊枪依次移动到不连续焊点的位置，依次控制微束等离子弧焊机施焊，实现不锈钢丝网不连续焊点的连续或不连续微束等离子弧焊焊接。其步骤包括：
A、准备工作：以丝丝错边挨紧对接的方式将被焊的不锈钢丝网1装配在工装夹具上，将智能视觉传感器的BOA智能相机3以Ld距离，即BOA智能相机镜头中心与焊枪中心的距离，安装在焊枪4前端，移动焊枪4使BOA智能相机3位于丝网起始位置的正上方，记为焊枪沿焊接方向移动的坐标原点，并调整焊枪4，使BOA智能相机镜头的中心正对不锈钢丝网接头2的位置，设置微束等离子弧焊机的参数，并设置焊枪4移动速度Vw；
B、不连续焊点位置的获取：由DSP控制焊枪4以Vw的速度移动，同时以一定的帧频触发BOA智能相机3实时获取丝网焊点信息，直至精确获取不连续焊点的精确位置，提取不锈钢丝网不连续焊点沿焊接方向两侧的近起始位置的坐标Li和远起始位置的坐标Li’，并将坐标信息传送给DSP；
C、焊接过程：采用不连续丝网焊点的脉冲微束等离子弧焊连续焊或微束等离子弧焊连续点焊或微束等离子弧焊不连续点焊工艺进行不锈钢丝网的焊接，根据BOA智能相机3镜头中心与焊枪中心的距离Ld，不锈钢丝网不连续焊点沿焊接方向两侧的位置坐标Li和Li’，以及焊枪移动速度Vw，由DSP计算焊点位置Lwi和燃弧时间ti；由DSP控制微束等离子弧焊机、焊枪4进行焊接。
其中，步骤焊A中所述的不锈钢丝第一个不连续焊点两侧沿焊接方向的位置坐标记为L1、L1’。
其中，步骤焊C中所述的不连续丝网焊点的脉冲微束等离子弧焊连续焊工艺是指：焊接电流采用脉冲电流，当DSP控制焊枪4以Vw沿焊接方向移动至坐标处于Li和Li’之间时，DSP控制微束等离子弧焊机输出脉冲的峰值电流，当DSP控制焊枪4沿焊接方向移动至坐标处于Li’和Li+1之间时，DSP控制微束等离子弧焊机输出脉冲的基值电流。
其中，步骤焊C中所述的微束等离子弧焊连续点焊是指：焊接电流采用点焊电流，当DSP控制焊枪4以Vw沿焊接方向移动至坐标Li时，DSP控制微束等离子弧焊机引燃电弧，并且当焊枪4沿焊接方向处于Li和Li’之间时，DSP控制微束等离子弧焊机输出点焊电流，当DSP控制焊枪4以Vw沿焊接方向移动至坐标Li’时，DSP控制微束等离子弧焊机熄灭电弧，并且当焊枪4沿焊接方向处于Li’和Li+1之间时，DSP控制微束等离子弧焊机处于无电弧输出状态。
其中，步骤焊C中所述的微束等离子弧焊不连续点焊工艺是指：焊接电流采用点焊电流，当DSP控制焊枪4以Vw沿焊接方向移动至焊点位置坐标Lwi=（Li+Li’）/2时，DSP控制焊枪4停止移动，并控制微束等离子弧焊机引燃电弧，输出点焊电流，电弧持续时间为ti=（Li’-Li）/Vw，然后DSP控制微束等离子弧焊机熄灭电弧，并同时控制焊枪4以Vw沿焊接方向移动，继续移向下一个焊点位置坐标Lwi+1=（Li+1+Li+1’）/2。
本发明将视觉传感技术应用于不锈钢丝网精密焊接中，通过视觉传感技术获得高精度的不锈钢丝网不连续焊点的位置信息，可以实现对不锈钢丝网焊点位置的精确控制，对提高不锈钢丝网焊接的焊接质量和节省能源具有重要意义。
附图说明
图1为本发明不锈钢丝网焊接接头示意图；
图2为本发明一种BOA智能相机和焊枪位置示意图。
附图标记号说明：1.不锈钢丝网；2.不锈钢丝网焊接接头；3.BOA智能相机；4.焊枪。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述
本发明基于视觉传感技术的不锈钢丝网不连续焊点的连续焊方法，包括以下步骤：
1.准备工作：
以丝丝错边挨紧对接的方式将被焊的不锈钢丝网1（如图1所示）装配在工装夹具上。
将一种智能视觉传感器BOA智能相机3安装在焊枪4前端，BOA智能相机镜头中心与焊枪中心的距离为Ld（如图2所示）。
移动焊枪使BOA智能相机3位于丝网起始位置的正上方（记为焊枪沿焊接方向移动的坐标原点），并调整焊枪，使BOA智能相机3镜头的中心正对不锈钢丝网接头的位置，设置微束等离子弧焊机的参数，并设置焊枪移动速度Vw。
2.不连续焊点位置的获取：
由DSP控制焊枪以Vw的速度移动，同时以一定的帧频触发BOA智能相机3实时获取丝网焊点信息，直至精确获取不连续焊点的精确位置，提取不锈钢丝网不连续焊点沿焊接方向两侧的近起始位置的坐标Li和远起始位置的坐标Li’，第一个不连续焊点两侧沿焊接方向的位置坐标记为L1、L1’，之后焊点坐标依次记为L2、L2’，L3、L3’……
BOA智能相机3将坐标信息传送给DSP。
3.焊接过程：
采用不连续丝网焊点的脉冲微束等离子弧焊连续焊或微束等离子弧连续点焊或微束等离子弧焊不连续点焊工艺进行不锈钢丝网的焊接。根据BOA智能相机3镜头中心与焊枪中心的距离Ld，不锈钢丝网不连续焊点沿焊接方向两侧的位置坐标Li和Li’，以及焊枪移动速度Vw，由DSP计算焊点位置Lwi和燃弧时间ti；由DSP控制微束等离子弧焊机、焊枪进行焊接。
不连续丝网焊点的脉冲微束等离子弧焊连续焊工艺是指：焊接电流采用脉冲电流，当DSP控制焊枪以Vw沿焊接方向移动至坐标处于Li和Li’之间时，DSP控制微束等离子弧焊机输出脉冲的峰值电流，当DSP控制焊枪沿焊接方向移动至坐标处于Li’和Li+1之间时，DSP控制微束等离子弧焊机输出脉冲的基值电流。
微束等离子弧连续点焊是指：焊接电流采用点焊电流，当DSP控制焊枪以Vw沿焊接方向移动至坐标Li时，DSP控制微束等离子弧焊机引燃电弧，并且当焊枪沿焊接方向处于Li和Li’之间时，DSP控制微束等离子弧焊机输出点焊电流，当DSP控制焊枪以Vw沿焊接方向移动至坐标Li’时，DSP控制微束等离子弧焊机熄灭电弧，并且当焊枪沿焊接方向处于Li’和Li+1之间时，DSP控制微束等离子弧焊机处于无电弧输出状态。
微束等离子弧焊不连续点焊工艺是指：焊接电流采用点焊电流，当DSP控制焊枪4以Vw沿焊接方向移动至焊点位置坐标Lwi=（Li+Li’）/2时，DSP控制焊枪4停止移动，并控制微束等离子弧焊机引燃电弧，输出点焊电流，电弧持续时间为ti=(Li’-Li)/Vw，然后DSP控制微束等离子弧焊机熄灭电弧，并同时控制焊枪4当DSP控制焊枪4以Vw沿焊接方向移动至坐标Li’时，DSP控制以Vw沿焊接方向移动，继续移向下一个焊点位置坐标Lwi+1=（Li+1+Li+1’）/2。
综上所述，利用视觉传感技术具有可以远离检测目标、采集信息量大等特点，这不仅改善了人们的工作环境，提高了生产效率。同时，视觉传感技术在设计上比普通的光电传感器更具有灵活性，而且可以检验多项特性等。因此，本发明视觉传感技术应用于不锈钢丝网精密焊接中，通过视觉传感技术获得高精度的焊缝中心位置信息，从而实现对不锈钢丝网不连续焊点位置的精确检测，以实现不同焊接电流输出的时间的精确控制，对提高不锈钢丝网焊接的焊接质量和节省能源具有重要意义。

Claims (5)

1.一种基于视觉传感技术的不锈钢丝网不连续焊点的连续焊方法，其特征在于，利用视觉传感器精确获取不锈钢丝网焊接的不连续焊点的位置，并依次地将不连续焊点的位置信息实时地传递给DSP，以使DSP准确地指示焊枪依次移动到不连续焊点的位置，依次控制微束等离子弧焊机施焊，实现不锈钢丝网不连续焊点的连续或不连续微束等离子弧焊焊接，其步骤包括：
A、准备工作：以丝丝错边挨紧对接的方式将被焊的不锈钢丝网（1）装配在工装夹具上，将智能视觉传感器的BOA智能相机（3）以Ld距离，即BOA智能相机镜头中心与焊枪中心的距离，安装在焊枪（4）前端，移动焊枪（4）使BOA智能相机（3）位于丝网起始位置的正上方，记为焊枪沿焊接方向移动的坐标原点，并调整焊枪，使BOA智能相机镜头的中心正对不锈钢丝网接头（2）的位置，设置微束等离子弧焊机的参数，并设置焊枪移动速度Vw；
B、不连续焊点位置的获取：由DSP控制焊枪（4）以Vw的速度移动，同时以一定的帧频触发BOA智能相机（3）实时获取丝网焊点信息，直至精确获取不连续焊点的精确位置，提取不锈钢丝网不连续焊点沿焊接方向两侧的近起始位置的坐标Li和远起始位置的坐标Li’，并将坐标信息传送给DSP；
C、焊接过程：采用不连续丝网焊点的脉冲微束等离子弧焊连续焊或微束等离子弧焊连续点焊或微束等离子弧焊不连续点焊工艺进行不锈钢丝网的焊接，BOA智能相机（3）镜头中心与焊枪中心的距离Ld，不锈钢丝网不连续焊点沿焊接方向两侧的位置坐标Li和Li’，以及焊枪移动速度Vw，由DSP计算焊点位置Lwi和燃弧时间ti；由DSP控制微束等离子弧焊机、焊枪（4）进行焊接。
2.如权利要求1所述的基于视觉传感技术的不锈钢丝网不连续焊点的连续焊方法，其特征在于，所述步骤焊A中所述的不锈钢丝第一个不连续焊点两侧沿焊接方向的位置坐标记为L1、L1’。
3.如权利要求1所述的基于视觉传感技术的不锈钢丝网不连续焊点的连续焊方法，其特征在于，所述步骤焊C中所述的不连续丝网焊点的脉冲微束等离子弧焊连续焊工艺是指：焊接电流采用脉冲电流，当DSP控制焊枪（4）以Vw沿焊接方向移动至坐标处于Li和Li’之间时，DSP控制微束等离子弧焊机输出脉冲的峰值电流，当DSP控制焊枪（4）沿焊接方向移动至坐标处于Li’和Li+1之间时，DSP控制微束等离子弧焊机输出脉冲的基值电流。
4.如权利要求1所述的基于视觉传感技术的不锈钢丝网不连续焊点的连续焊方法，其特征在于，所述步骤焊C中所述的微束等离子弧焊连续点焊是指：焊接电流采用点焊电流，当DSP控制焊枪（4）以Vw沿焊接方向移动至坐标Li时，DSP控制微束等离子弧焊机引燃电弧，并且当焊枪（4）沿焊接方向处于Li和Li’之间时，DSP控制微束等离子弧焊机输出点焊电流，当DSP控制焊枪（4）以Vw沿焊接方向移动至坐标Li’时，DSP控制微束等离子弧焊机熄灭电弧，并且当焊枪（4）沿焊接方向处于Li’和Li+1之间时，DSP控制微束等离子弧焊机处于无电弧输出状态。
5.如权利要求1所述的基于视觉传感技术的不锈钢丝网不连续焊点的连续焊方法，其特征在于，所述步骤焊C中所述的微束等离子弧焊不连续点焊工艺是指：焊接电流采用点焊电流，当DSP控制焊枪（4）以Vw沿焊接方向移动至焊点位置坐标Lwi=（Li+Li’）/2时，DSP控制焊枪（4）停止移动，并控制微束等离子弧焊机引燃电弧，输出点焊电流，电弧持续时间为ti=（Li’-Li）/Vw，然后DSP控制微束等离子弧焊机熄灭电弧，并同时控制焊枪（4）以Vw沿焊接方向移动，继续移向下一个焊点位置坐标Lwi+1=（Li+1+Li+1’）/2。
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