CN109332966A - 一种无导轨全位置焊接系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无导轨全位置焊接系统及方法，焊接系统包括滑块机构、信号处理系统、控制器、焊枪摆动机构，其特征在于：所述CCD摄像机的信号输出端与信号处理系统相连接，所述信号处理系统的信号输出端与控制器相连接，所述控制器的驱动信号输出端通过接口电路与驱动电路相连接，所述驱动电路的输出端与滑块机构相连接，所述焊枪摆动机构固定在滑块上，所述焊枪摆动机构上固定有焊枪.焊接方法，包括如下步骤：1）焊缝追踪；2）焊枪位置粗调节；3）焊枪位置精调节；本发明通过CCD摄像机实现焊缝的实时追踪，通过粗调节和精调节组合的方式实现对焊枪位置的精确调整，从而保证焊接精度。

Description

一种无导轨全位置焊接系统及方法
技术领域
本发明属于自动化焊接技术领域，具体涉及一种无导轨全位置焊接系统及方法。
背景技术
现全球的工业机器人中，有百分之五十的工业机器人应用于不同焊接领域，焊接机器人有电焊与电弧焊两种基本的方式。焊接机器人主要从事的工作即是在焊接领域代替工人手动进行焊接的工业机器人。这一类的机器人中的一部分是专属机器人，即是为了适用在某种特定环境下工作的特殊机器人，大部分的焊接机器人是由传统工业机器人上安装焊接器组成。在焊接加工这一方面要求工人能对焊接任务有足够的熟练度，具有大量的实践经验，在另一方面，焊接工作又是一种劳动环境恶劣，烟尘多，辐射以及危险性高的工作，焊接机器人的发明让人们想到将它去代替工人手动焊接并减轻操作工人的劳动量，并且保证焊接任务质量，提高焊接效率。
在机器人进行焊接时，往往需要进行焊缝的追踪和纠偏，避免发生偏焊，现有的技术大多直接采用机械方式进行追踪，但是焊接时发生的震动会对追踪产生不利的影响。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种无导轨全位置焊接系统及方法。
一种无导轨全位置焊接系统，包括滑块机构、信号处理系统、控制器、焊枪摆动机构，其特征在于：所述CCD摄像机的信号输出端与信号处理系统相连接，所述信号处理系统由二值化电路、模拟量信号处理电路组成，所述信号处理系统的信号输出端与控制器相连接，所述控制器的驱动信号输出端通过接口电路与驱动电路相连接，所述驱动电路的输出端与滑块机构相连接，所述滑块机构由滑块、步进电机组成，所述焊枪摆动机构固定在滑块上，所述焊枪摆动机构上固定有焊枪。
优选地，所述CCD摄像机包括线阵CCD芯片、镜筒、透镜、滤光片，所述线阵CCD芯片固定在镜筒的上端部，所述镜筒内依次设有透镜、滤光片、光源，所述镜筒的下端固定有滤光罩。
一种无导轨全位置焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、CCD摄像机上的光源照射下，焊缝的轨迹线通过透镜在线阵CCD芯片上成像，由于焊缝线条处CCD像原处信号电压变弱，此信号电压经二值化电路处理后，产生5V负脉冲电压信号，负脉冲电压信号经模拟量信号处理电路进行D/A转换，可以获得一组模拟量电压信号，以此信号来反应焊缝轨迹线与CCD摄像机中心线的偏差；
S2、当焊缝轨迹线与CCD摄像机中心线的偏差在误差范围内时，焊接小车按既定轨迹线移动焊接；
S3、当焊缝轨迹线与CCD摄像机中心线的偏差超出误差范围内时，控制器输出驱动信号至步进电机对焊枪位置进行粗调节；
S4、经粗调节后，若焊缝轨迹线与CCD摄像机中心线的偏差在误差范围内时，焊接小车按既定轨迹线移动焊接；
S5、经粗调节后，若焊缝轨迹线与CCD摄像机中心线的偏差超出误差范围内时，通过焊枪摆动机构对焊枪位置进行精调节。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明通过CCD摄像机实现焊缝的实时追踪，通过粗调节和精调节组合的方式实现对焊枪位置的精确调整，从而保证焊接精度。
附图说明
图1为本发明一种无导轨全位置焊接系统的结构示意图。
图2为本发明中CCD摄像机及信号处理系统的结构原理图。
图中，1、信号处理系统，2、控制器，3、滑块机构，4、接口电路，5、驱动电路，6、CCD摄像机，7、焊枪摆动机构，8、焊缝，101、二值化电路，102、模拟量信号处理电路，301、滑块，302、步进电机，601、线阵CCD芯片，602、镜筒，603、透镜，604、滤光片，605、光源，606、滤光罩。
具体实施方式
参见图1、图2，一种无导轨全位置焊接系统，包括滑块机构3、信号处理系统1、控制器2、焊枪摆动机构7，其特征在于：所述CCD摄像机6的信号输出端与信号处理系统1相连接，所述信号处理系统1由二值化电路101、模拟量信号处理电路102组成，所述信号处理系统1的信号输出端与控制器2相连接，所述控制器2的驱动信号输出端通过接口电路4与驱动电路5相连接，所述驱动电路5的输出端与滑块机构3相连接，所述滑块机构3由滑块301、步进电机302组成，所述焊枪摆动机构7固定在滑块301上，所述焊枪摆动机构7上固定有焊枪。
所述CCD摄像机6包括线阵CCD芯片601、镜筒602、透镜603、滤光片604，所述线阵CCD芯片601固定在镜筒602的上端部，所述镜筒602内依次设有透镜603、滤光片604、光源605，所述镜筒602的下端固定有滤光罩606。
一种无导轨全位置焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、CCD摄像机6上的光源605照射下，焊缝8的轨迹线通过透镜603在线阵CCD芯片601上成像，由于焊缝8线条处CCD像原处信号电压变弱，此信号电压经二值化电路101处理后，产生5V负脉冲电压信号，负脉冲电压信号经模拟量信号处理电路102进行D/A转换，可以获得一组模拟量电压信号，以此信号来反应焊缝8轨迹线与CCD摄像机6中心线的偏差；
S2、当焊缝8轨迹线与CCD摄像机6中心线的偏差在误差范围内时，焊接小车按既定轨迹线移动焊接；
S3、当焊缝8轨迹线与CCD摄像机6中心线的偏差超出误差范围内时，控制器2输出驱动信号至步进电机302对焊枪位置进行粗调节；
S4、经粗调节后，若焊缝8轨迹线与CCD摄像机6中心线的偏差在误差范围内时，焊接小车按既定轨迹线移动焊接；
S5、经粗调节后，若焊缝8轨迹线与CCD摄像机6中心线的偏差超出误差范围内时，通过焊枪摆动机构7对焊枪位置进行精调节。
本发明技术方案在上面结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种无导轨全位置焊接系统，包括滑块机构（3）、信号处理系统（1）、控制器（2）、焊枪摆动机构（7），其特征在于：所述CCD摄像机（6）的信号输出端与信号处理系统（1）相连接，所述信号处理系统（1）由二值化电路（101）、模拟量信号处理电路（102）组成，所述信号处理系统（1）的信号输出端与控制器（2）相连接，所述控制器（2）的驱动信号输出端通过接口电路（4）与驱动电路（5）相连接，所述驱动电路（5）的输出端与滑块机构（3）相连接，所述滑块机构（3）由滑块（301）、步进电机（302）组成，所述焊枪摆动机构（7）固定在滑块（301）上，所述焊枪摆动机构（7）上固定有焊枪。
2.如权利要求1所述的一种无导轨全位置焊接系统，其特征在于：所述CCD摄像机（6）包括线阵CCD芯片（601）、镜筒（602）、透镜（603）、滤光片（604），所述线阵CCD芯片（601）固定在镜筒（602）的上端部，所述镜筒（602）内依次设有透镜（603）、滤光片（604）、光源（605），所述镜筒（602）的下端固定有滤光罩（606）。
3.一种如权利要求1所述的一种无导轨全位置焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、CCD摄像机（6）上的光源（605）照射下，焊缝（8）的轨迹线通过透镜（603）在线阵CCD芯片（601）上成像，由于焊缝（8）线条处CCD像原处信号电压变弱，此信号电压经二值化电路（101）处理后，产生5V负脉冲电压信号，负脉冲电压信号经模拟量信号处理电路（102）进行D/A转换，可以获得一组模拟量电压信号，以此信号来反应焊缝（8）轨迹线与CCD摄像机（6）中心线的偏差；
S2、当焊缝（8）轨迹线与CCD摄像机（6）中心线的偏差在误差范围内时，焊接小车按既定轨迹线移动焊接；
S3、当焊缝（8）轨迹线与CCD摄像机（6）中心线的偏差超出误差范围内时，控制器（2）输出驱动信号至步进电机（302）对焊枪位置进行粗调节；
S4、经粗调节后，若焊缝（8）轨迹线与CCD摄像机（6）中心线的偏差在误差范围内时，焊接小车按既定轨迹线移动焊接；
S5、经粗调节后，若焊缝（8）轨迹线与CCD摄像机（6）中心线的偏差超出误差范围内时，通过焊枪摆动机构（7）对焊枪位置进行精调节。
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