CN109706308B - 智能焊后处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能焊后处理设备，压电陶瓷堆与变幅杆相连，变幅杆与横向执行机构相连，所述的横向执行机构与冲击针头固连，横向执行机构由驱动机构驱动；另设有对焊缝图像进行采集的摄像头，摄像头近侧设有光控灯；控制器控制驱动机构及摄像头和光控灯的工作；所述冲击针头有分别对焊缝两侧焊趾进行处理的竖直排列的两排，通过横向移动机构两排冲击头运动方向相反、对准焊缝两侧的焊趾。本发明结构合理，工作效率高，能同时对焊缝两侧的焊趾进行处理。
Description
本申请是申请号：201711427087.0 申请日：2017-12-26、名称“智能焊缝应力处理冲击设备”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种智能焊缝应力处理冲击设备。
背景技术
焊接在制造工业中具有举足轻重的作用，它已经越来越广泛地现代工业的各行各业中。而随着科技水平的进步，人们对焊接质量的要求也越来越高。在焊接结束之后由于焊接场的不均匀温度场导致了残余应力的产生，残余应力会影响焊缝的抗疲劳强度，屈服强度大大下降，从而整个焊接件的使用寿命将会大大折扣。现有的焊缝残余应力的方法中效率较高的是超声波处理方法，具体处理过程如图1。具体是人员通过手持超声冲击枪来处理焊缝单侧焊趾，处理完一侧之后再处理另一侧的焊缝焊趾。这种处理方法效率低下且处理效果参差不齐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构合理，工作效率高的智能焊缝应力处理冲击设备。
本发明的技术解决方案是：
一种智能焊缝应力处理冲击设备，其特征是：包括压电陶瓷堆，压电陶瓷堆与变幅杆相连，变幅杆与横向执行机构相连，所述的横向执行机构与冲击针头固连，横向执行机构由驱动机构驱动；另设有对焊缝图像进行采集的摄像头，摄像头近侧设有光控灯；控制器控制驱动机构及摄像头和光控灯的工作；所述冲击针头有分别对焊缝两侧焊趾进行处理的竖直排列的两排，通过横向移动机构两排冲击头运动方向相反、对准焊缝两侧的焊趾；
摄像头采集焊缝的图像信息，将图像进行去噪处理，消除焊接过程飞溅出来的焊渣对焊缝本身图像的影响；接着对图像进行特征提取，提取出焊缝两侧的焊趾的特征，从而判别出焊趾相距的距离；控制器根据焊缝两侧焊趾相距的距离来控制步进电机转动，带动横向执行机构将两排竖直排列的冲击头对准焊缝两侧的焊趾。
所述的横向执行机构为两爪卡盘，两爪卡盘的上的两个爪分别反向啮合在卡盘上，实现两排冲击针头的反方向相对移动。
所述的横向执行机构为反向螺旋的丝杆式横向移动机构，两侧滑块分别固定在丝杆的两种螺旋方向的螺纹上，通过驱动机构带动丝杆旋转，从而使得滑块实现直线上的反方向运动，实现两排冲击针头的反方向相对移动。
所述的横向执行机构为齿轮式横向移动机构，齿轮分别与上齿条和下齿条啮合，通过齿轮的旋转带动上齿条与下齿条反向移动实现两排冲击针头的反方向相对移动。
本发明结构合理，工作效率高，能同时对焊缝两侧的焊趾进行处理。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是传统的超声冲击处理焊缝应力的示意图
图2是本发明的一种智能的焊缝应力处理冲击头的结构示意图。
图3是图2的侧视图。
图4是图2的仰视图。
图5是本发明的反向螺旋的丝杆式横向移动机构工作原理图。
图6是本发明齿轮式横向移动机构原理图。
图7是本发明的基于摄像头的焊缝宽度检测的流程图。
具体实施方式
一种智能焊缝应力处理冲击设备，包括：压电陶瓷堆1、变幅杆2、光控灯3、摄像头4、冲击针头5、驱动机构6、控制器7。所述的压电陶瓷堆1两端施加一定频率的交流电压，可以使其产生压电谐振的现象，产生的超声高频振动再通过在所述的变幅杆2将其放大作用于在所述的冲击针头5上。通过每秒钟上千次的冲击快速释放焊缝焊趾中的残余应力，以达到消除应力的效果。本发明对冲击头部的机械结构提出了创新，将传统的单排冲击针头结构改进为可以由横向移动机构控制的两排竖直排列的冲击针头，通过在所述的驱动机构6控制运动方向相反的横向移动机构将两排冲击头对准焊缝两侧的焊趾，从而实现了同时处理一条焊缝两侧焊趾的功能，提高焊缝残余应力消除的效率。控制器控制驱动机构及摄像头和光控灯的工作；所述冲击针头有分别对焊缝两侧焊趾进行处理的竖直排列的两排，通过横向移动机构两排冲击头运动方向相反、对准焊缝两侧的焊趾；
同时为了实现两侧冲击头可以根据焊缝的宽度调整相对位置，从而对准一条焊缝的两侧焊趾。本发明通过所述的摄像头4采集焊缝的图像信息，同时在所述的控制器7会根据外界的光照强度控制灯的开或关，从而提高提取图像的质量，之后控制器7会将图像进行去噪处理，消除焊接过程飞溅出来的焊渣对焊缝本身图像的影响。接着控制器7还会图像进行特征提取，提取出焊缝两侧的焊趾的特征，从而判别出焊趾相距的距离，最后控制器7将根据焊缝两侧焊趾相距的距离控制步进电机转动，带动横向执行机构将两排竖直排列的冲击头对准两侧的焊缝。
所述的横向执行机构为两爪卡盘，两爪卡盘的上的两个爪分别反向啮合在卡盘上，实现两排冲击针头的反方向相对移动。
或所述的横向执行机构为反向螺旋的丝杆机构，包括反向螺旋螺纹的丝杆8，两侧滑块9。所述的两侧滑块9分别固定在丝杆8的两种螺旋方向的螺纹上，通过驱动机构带动丝杆8旋转，从而使得滑块实现直线上的反方向运动，从而实现冲击针头的分离和聚合。
或所述的横向执行机构为所述的齿轮齿板啮合机构，包括：上齿条10、齿轮11、下齿条12。所述的上齿条10与所述的齿轮11啮合，所述的下齿条12与所述的齿轮11啮合。所述的齿轮11转动时，所述的上齿条10和所述的下齿条12直线运动，且运动方向相反，进而实现冲针头的分离。
Claims (1)
1.一种智能焊后处理设备，其特征是：包括压电陶瓷堆，压电陶瓷堆与变幅杆相连，变幅杆与横向执行机构相连，所述的横向执行机构与冲击针头固连，横向执行机构由驱动机构驱动；另设有对焊缝图像进行采集的摄像头，摄像头近侧设有光控灯；控制器控制驱动机构及摄像头和光控灯的工作；所述冲击针头有分别对焊缝两侧焊趾进行处理的竖直排列的两排，通过横向执行机构两排冲击针头运动方向相反、对准焊缝两侧的焊趾；
摄像头采集焊缝的图像信息，将图像进行去噪处理，消除焊接过程飞溅出来的焊渣对焊缝本身图像的影响；接着对图像进行特征提取，提取出焊缝两侧的焊趾的特征，从而判别出焊趾相距的距离；控制器根据焊缝两侧焊趾相距的距离来控制驱动机构工作，带动横向执行机构将两排竖直排列的冲击针头对准焊缝两侧的焊趾；
所述的横向执行机构为反向螺旋的丝杆式横向移动机构，两侧滑块分别固定在丝杆的两种螺旋方向的螺纹上，通过驱动机构带动丝杆旋转，从而使得滑块实现直线上的反方向运动，实现两排冲击针头的反方向相对移动；或所述的横向执行机构为齿轮式横向移动机构，齿轮分别与上齿条和下齿条啮合，通过齿轮的旋转带动上齿条与下齿条反向移动实现两排冲击针头的反方向相对移动。
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