CN112008233A - 一种激光除锈智能焦距控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光除锈技术领域，公开了一种激光除锈智能焦距控制系统，包括底座，所述底座的前端安装有第一减速机，所述夹钳的内侧的下端安装有焦距控制盒，所述焦距控制盒的底端安装有激光头，且焦距控制盒的一侧安装有摄像头，所述焦距控制盒的上端靠近激光头的外侧安装有三个位移传感器。本发明通过对摄像头待除锈的工件进实时拍摄，并获取工件的尺寸形状以及工件表面的锈迹位置等，通过三个位移传感器分别对待除锈的位置两侧进行实时测距，通过一转动节电机、第二伺服电机、第二转动节电机和第一伺服电机对激光头的距离和角度进行调节，可以精确地控制激光头的位置，实现最佳焦距控制，即达到了高效除锈的目的，又尽量减少了工件的损伤。

Description

一种激光除锈智能焦距控制系统
技术领域
本发明涉及激光除锈技术领域，具体是一种激光除锈智能焦距控制系统。
背景技术
传统除锈工业有各种各样的除锈方式，多是利用化学药剂和机械方法进行除锈，激光除锈具有无研磨、非接触、无热效应等特点，同时，激光除锈可以解决采用传统除锈方式无法解决的问题，由于激光对工件是无接触清洗，对精密工件或其精细部位清洗十分安全，可以确保其精度。
对钢梁等大型钢构件，由于整体尺寸大、重量大，焊接熔深大、变形也大，激光除锈工艺焦距的误差要求为±1mm，但是钢梁加工尺寸误差、焊接变形等因素引起的误差已达3～5mm，大大超过激光焦距要求，进而导致除锈效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光除锈智能焦距控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种激光除锈智能焦距控制系统，包括底座，所述底座的前端安装有第一减速机，所述第一减速机的前端安装有第一伺服电机，且第一减速机的下端固定连接有第一转动节，所述第一转动节的一侧转动连接有后臂，所述后臂的上端的一侧转动连接有第二转动节，所述第二转动节的前端固定安装有第二减速机，所述第二减速机的后端靠近第二转动节的一侧安装有第二伺服电机，且第二减速机的前端安装有前臂，所述前臂的前端固定连接有夹钳，所述夹钳的内侧的下端安装有焦距控制盒，所述焦距控制盒的底端安装有激光头，且焦距控制盒的一侧安装有摄像头，所述焦距控制盒的上端靠近激光头的外侧安装有三个位移传感器。
作为本发明进一步的方案：所述第一减速机的输出轴与底座固定连接，所述第二减速机的输出轴与前臂固定连接。
作为本发明再进一步的方案：三个所述位移传感器成L型分布在激光头的两侧。
作为本发明再进一步的方案：所述后臂和第一转动节的交接处的一端安装有第一转动节电机，所述第一转动节电机的输出轴与后臂固定连接。
作为本发明再进一步的方案：所述后臂与第二转动节的交接处的一端安装有第二转动节电机，所述第二转动节电机的输出轴与后臂固定连接。
作为本发明再进一步的方案：所述焦距控制盒的内侧安装有ASIC芯片，所述摄像头、位移传感器和激光头均与ASIC芯片电性连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
通过对摄像头待除锈的工件进实时拍摄，并获取工件的尺寸形状以及工件表面的锈迹位置等，通过三个位移传感器分别对待除锈的位置两侧进行实时测距，通过一转动节电机、第二伺服电机、第二转动节电机和第一伺服电机对激光头的距离和角度进行调节，从而可以精确地控制激光头的位置，实现最佳焦距控制，即达到了高效除锈的目的，又尽量减少了工件的损伤。
附图说明
图1为一种激光除锈智能焦距控制系统的结构示意图；
图2为一种激光除锈智能焦距控制系统的后视结构示意图；
图3为一种激光除锈智能焦距控制系统的工作示意图。
图中：1、底座；2、第一减速机；3、后臂；4、第一转动节；5、第一转动节电机；6、第二转动节；7、第二伺服电机；8、第二转动节电机；9、第二减速机；10、第一伺服电机；11、前臂；12、夹钳；13、摄像头；14、位移传感器；15、激光头；16、焦距控制盒。
具体实施方式
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种激光除锈智能焦距控制系统，包括底座1，底座1的前端安装有第一减速机2，第一减速机2的前端安装有第一伺服电机10，且第一减速机2的下端固定连接有第一转动节4，第一转动节4的一侧转动连接有后臂3，后臂3的上端的一侧转动连接有第二转动节6，第二转动节6的前端固定安装有第二减速机9，第二减速机9的后端靠近第二转动节6的一侧安装有第二伺服电机7，且第二减速机9的前端安装有前臂11，前臂11的前端固定连接有夹钳12，夹钳12的内侧的下端安装有焦距控制盒16，焦距控制盒16的底端安装有激光头15，且焦距控制盒16的一侧安装有摄像头13，焦距控制盒16的上端靠近激光头15的外侧安装有三个位移传感器14。
在图1和图2中：第一减速机2的输出轴与底座1固定连接，第二减速机9的输出轴与前臂11固定连接，通过第一伺服电机10的输出轴带动第二减速机9运转，第二减速机9的输出轴与底座1固定连接，从而使得第一减速机2、第一转动节4、后臂3带动前臂11一起转动，实现激光头15与待除锈工件角度的调节。
在图3中：三个位移传感器14成L型分布在激光头15的两侧，使得其中两个位移传感器14发出的测距激光位于激光头15发出的除锈激光的一侧，另一个位移传感器14发出的测距激光位于激光头15发出的除锈激光的另一侧，从而可以实时地对待除锈工件的除锈位置的两侧进行测距。
在图1和图2中：后臂3和第一转动节4的交接处的一端安装有第一转动节电机5，第一转动节电机5的输出轴与后臂3固定连接，由于第一转动节电机5安装在第一转动节4上，通过第一转动节电机5带动后臂3进行转动，通过后臂3带动前臂11一起转动，前臂11带动焦距控制盒16一起转动，实现激光头15与待除锈工件距离的调节。
在图1和图2中：后臂3与第二转动节6的交接处的一端安装有第二转动节电机8，第二转动节电机8的输出轴与后臂3固定连接，由于第二转动节电机8安装在第二转动节6上，通过第二转动节电机8带动后臂3进行转动，从而可以调节后臂3与前臂11的相对角度，实现激光头15与待除锈工件距离的调节。
在图1和图2中：焦距控制盒16的内侧安装有ASIC芯片，摄像头13、位移传感器14和激光头15均与ASIC芯片电性连接，ASIC芯片采用人工智能AI算法，通过ASIC芯片处理摄像头13和位移传感器14接收的图像和数字信息，从而实时地调整激光头15与待除锈工件的距离，实现最佳焦距控制，即达到了高效除锈的目的，又尽量减少了工件的损伤，除锈的精度可以达到80～300±0.2mm。
本发明的工作原理：首先，把待除锈的工件放置在激光头的下方，通过摄像头13对工件进实时拍摄，并获取高清图像，通过ASIC芯片对图像处理，以获取工件的尺寸形状以及工件表面的锈迹位置等，通过其中两个位移传感器14发出的测距激光对位于激光头15发出的除锈激光的一侧进行测距，通过另一个位移传感器14发出的测距激光对位于激光头15发出的除锈激光的另一侧进行测距，从而可以实时地对待除锈工件的除锈位置的两侧进行测距，进而精确测量出激光头15与工件的垂直距离，并把垂直距离以电信号的形式传输给ASIC芯片，ASIC芯片对以电信号进行运算，并向第一转动节电机5、第二伺服电机7、第二转动节电机8、第一伺服电机10发出指令，通过第一伺服电机10的输出轴带动第二减速机9运转，由于第二减速机9的输出轴与底座1固定连接，从而使得第一减速机2、第一转动节4、后臂3、前臂11连同焦距控制盒16一起转动，实现激光头15与工件角度的调节，通过第一转动节电机5带动后臂3进行转动，由于第一转动节电机5安装在第一转动节4上，从而通过后臂3带动前臂11一起转动，前臂11带动焦距控制盒16一起转动，实现激光头15与待除锈工件距离的调节，通过第二转动节电机8带动后臂3进行转动，由于第二转动节电机8安装在第二转动节6上，从而可以调节后臂3与前臂11的相对角度，再次实现激光头15与待除锈工件距离的调节，通过第二伺服电机7的输出轴带动第二减速机9运转，第二减速机9的输出轴带动前臂11转动，通过前臂11带动夹钳12和焦距控制盒16一起转动，从而再次实现激光头15与工件角度的调节，进而可以实时地调整激光头15与待除锈工件的距离，实现最佳焦距控制，通过激光头15发射激光对工件的表面进行除锈，从而即达到了高效除锈的目的，又尽量减少了工件的损伤。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种激光除锈智能焦距控制系统，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的前端安装有第一减速机(2)，所述第一减速机(2)的前端安装有第一伺服电机(10)，且第一减速机(2)的下端固定连接有第一转动节(4)，所述第一转动节(4)的一侧转动连接有后臂(3)，所述后臂(3)的上端的一侧转动连接有第二转动节(6)，所述第二转动节(6)的前端固定安装有第二减速机(9)，所述第二减速机(9)的后端靠近第二转动节(6)的一侧安装有第二伺服电机(7)，且第二减速机(9)的前端安装有前臂(11)，所述前臂(11)的前端固定连接有夹钳(12)，所述夹钳(12)的内侧的下端安装有焦距控制盒(16)，所述焦距控制盒(16)的底端安装有激光头(15)，且焦距控制盒(16)的一侧安装有摄像头(13)，所述焦距控制盒(16)的上端靠近激光头(15)的外侧安装有三个位移传感器(14)。
2.根据权利要求1所述的一种激光除锈智能焦距控制系统，其特征在于，所述第一减速机(2)的输出轴与底座(1)固定连接，所述第二减速机(9)的输出轴与前臂(11)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种激光除锈智能焦距控制系统，其特征在于，三个所述位移传感器(14)成L型分布在激光头(15)的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种激光除锈智能焦距控制系统，其特征在于，所述后臂(3)和第一转动节(4)的交接处的一端安装有第一转动节电机(5)，所述第一转动节电机(5)的输出轴与后臂(3)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种激光除锈智能焦距控制系统，其特征在于，所述后臂(3)与第二转动节(6)的交接处的一端安装有第二转动节电机(8)，所述第二转动节电机(8)的输出轴与后臂(3)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种激光除锈智能焦距控制系统，其特征在于，所述焦距控制盒(16)的内侧安装有ASIC芯片，所述摄像头(13)、位移传感器(14)和激光头(15)均与ASIC芯片电性连接。
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