CN117020405A - 自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统，涉及自动镭焊视觉检测技术领域，包括焊枪，焊枪的顶端安装有焊头，焊头的两侧安装有延伸至焊枪内的吸烟管，吸烟管的端部连接有吸风件，此自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统，通过设置有吸风件，通过启动设置在吸风件中的马达，进而通过马达的作用带动联轴器转动，因此带动驱动轴转动，进而通过驱动轴的作用带动转动架转动，通过转动架使得风轮在风罩内部转动，因此通过风轮转动将会在风罩的底端产生吸力，从而通过两组吸烟管将焊头焊接时产生的烟雾吸收排走，进而便于摄像头对焊缝进行实时观察，因此解决了现有技术中焊接时产生的烟雾容易影响摄像头对焊缝进行实时视觉检测的问题。

Description

自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统

技术领域

本发明涉及自动镭焊视觉检测技术领域，具体为自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统。

背景技术

镭射焊接在我们的实际生活中非常实用与受欢迎，这种技术能够大大提高机械的生产效率，提高经济效益，镭射焊接中的激光焊接本质上是非透明物质和激光相互作用的过程。整个过程是极其复杂的反应过程，宏观上表现为熔化、吸收、汽化和反射。

目前，随着焊接技术的不断发展，焊接视觉检测系统得到了广泛的应用，焊接视觉检测系统是一种基于机器视觉和图像处理技术的自动化设备，通过对焊缝、焊接质量等进行高速、精确的检测与分析，提高了焊接生产线的质量和效率，但是在焊接的过程中，焊接处在高温的作用下会产生烟雾，因此在通过摄像头对焊接处的质量和焊缝进行实时检测时，烟雾对摄像头拍摄图像的清晰度将会造成非常大的影响，进而影响检测的精确度和准确性。为此，我们提出自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统。

发明内容

本发明的目的在于提供自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统，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：自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统，包括焊枪，所述焊枪的顶端安装有焊头，所述焊头的两侧安装有延伸至所述焊枪内的吸烟管，所述吸烟管的端部连接有吸风件，且所述吸风件安装于所述焊枪内，且所述焊枪内转动连接有转动环，所述转动环的外表面固定连接有套设于所述焊枪外表面的转动套，所述转动套上固定连接有连接杆，所述连接杆的顶端固定连接有固定环，所述固定环内壁固定连接有套管，所述套管内安装有伸缩件，所述伸缩件下端连接有摄像头，所述套管的顶端连接有与所述吸风件相连接的出风件，所述出风件用于向所述套管内输送压力进而带动所述伸缩件伸出使得所述摄像头伸出，且所述转动环上连接有与所述吸风件相连接的转动件。

优选的，所述吸风件包括有固定于所述焊枪内的风罩，所述风罩内转动连接有转动架，所述转动架上固定连接有转动在所述风罩内部的风轮，所述转动架的轴心连接有安装于所述焊枪内的驱动件，且所述风罩的底端与所述吸烟管连通设置，所述风罩的顶端与所述出风件相连接，且所述驱动件与所述转动件相连接。

优选的，所述出风件包括有固定于所述焊枪外表面的环形管，所述环形管的底端转动连接有密封环，所述密封环上安装有与所述环形管连通的出风管，所述出风管与所述套管上端连通设置，且所述环形管上连通有与所述风罩连通的连接管。

优选的，所述伸缩件包括有固定于所述套管内的拉簧，所述拉簧的一端固定连接有与所述摄像头固定连接的活动块，所述活动块上开设有通孔，且所述套管上开通有与所述通孔相适配的排气管。

优选的，所述转动件包括有与所述焊枪转动连接的齿轮环，所述齿轮环与所述转动环固定连接，且所述齿轮环的内侧啮合有与所述焊枪转动连接的平齿轮，所述平齿轮的轴心固定连接有转动轴，所述转动轴的顶端固定连接有与所述焊枪转动连接的从动轮，所述从动轮的外侧传动连接有与所述驱动件相连接的主动轮。

优选的，所述主动轮包括有与所述驱动件相连接的转动盘，所述转动盘的外表面固定连接有多组固定座，所述固定座上转动连接有连接轴，所述连接轴上固定连接有传动块，所述传动块呈锥形设置且倾斜设置于所述转动盘的外侧，所述传动块上固定连接有与所述转动盘固定连接的第一弹簧，且所述传动块的一侧安装有与所述转动盘固定连接的限位块。

优选的，所述驱动件包括有固定于所述焊枪内的马达，所述马达的输出端固定连接有联轴器，所述联轴器的一端固定连接有延伸至所述风罩内且与所述转动架固定连接的驱动轴，所述驱动轴与所述风罩转动连接，且所述驱动轴（38）与所述转动盘（31）固定连接。

优选的，所述焊枪内固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧的顶端固定连接有与所述焊枪滑动连接的滑动柱，所述滑动柱的顶端固定连接有与所述转动环活动连接的滚珠，所述转动环下表面开设有若干组呈圆周排列且与所述滚珠相适配的滚珠槽。

优选的，两组所述吸烟管呈对称设置，且顶端均靠近所述焊头设置。

自动镭焊实时视觉检测数据分析系统，包括图像采集系统、光源系统、图像采集卡、处理器和控制器，通过图像采集系统中的摄像头对焊接区域的图像进行采集，然后传输至计算机内进行图像处理和分析，根据预设的检测算法进行焊缝识别和焊接质量评估，光源系统可根据焊接区域的光亮程度自动补充光源，便于对图像的采集。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过设置吸风件，因此在焊接工作时，通过启动设置在吸风件中的马达，进而通过马达的作用带动联轴器转动，因此带动驱动轴转动，进而通过驱动轴的作用带动转动架转动，通过转动架使得风轮在风罩内部转动，因此通过风轮转动将会在风罩的底端产生吸力，从而通过两组吸烟管将焊头焊接时产生的烟雾吸收排走，进而便于摄像头对焊缝进行实时观察，因此解决了现有技术中焊接时产生的烟雾容易影响摄像头对焊缝进行实时视觉检测的问题。

2.本发明通过设置套管和伸缩件，因此通过伸缩件的作用将对摄像头进行连接，且通过出风件和拉簧的作用控制摄像头的伸缩，进而在视觉检测时，摄像头伸出对焊缝实时检测，而在不使用时，摄像头回缩至套管内对摄像头进行保护。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明剖面结构示意图；

图3为本发明局部结构示意图；

图4为本发明吸气件结构示意图；

图5为本发明出风件结构示意图；

图6为本发明摄像头连接结构示意图；

图7为本发明图6中A区结构示意图；

图8为本发明转动件结构示意图；

图9为本发明图8中B区结构示意图；

图10为本发明主动轮与从动轮传动连接结构示意图；

图11为本发明图10中C区结构示意图；

图12为本发明转动套结构示意图；

图13为本发明图12中D区结构示意图；

图14为本发明整体焊接状态结构示意图。

图中：1-焊枪；2-焊头；3-吸烟管；4-转动套；5-连接杆；6-固定环；7-套管；8-摄像头；9-吸风件；10-出风件；11-转动环；12-转动件；13-风罩；14-转动架；15-驱动件；16-风轮；17-环形管；18-密封环；19-出风管；20-伸缩件；21-连接管；22-拉簧；23-活动块；24-通孔；25-排气管；26-齿轮环；27-平齿轮；28-转动轴；29-从动轮；30-主动轮；31-转动盘；32-固定座；33-连接轴；34-传动块；35-第一弹簧；36-马达；37-联轴器；38-驱动轴；39-第二弹簧；40-滑动柱；41-滚珠；42-滚珠槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-14，本发明提供一种技术方案：自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统，包括焊枪1，焊枪1的顶端安装有焊头2，焊头2的两侧安装有延伸至焊枪1内的吸烟管3，两组吸烟管3呈对称设置，且顶端均靠近焊头2设置，吸烟管3的端部连接有吸风件9，且吸风件9安装于焊枪1内，且焊枪1内转动连接有转动环11，转动环11的外表面固定连接有套设于焊枪1外表面的转动套4，转动套4上固定连接有连接杆5，连接杆5的顶端固定连接有固定环6，固定环6内壁固定连接有套管7，套管7内安装有伸缩件20，伸缩件20下端连接有摄像头8，套管7的顶端连接有与吸风件9相连接的出风件10，出风件10用于向套管7内输送压力进而带动伸缩件20伸出使得摄像头8伸出，且转动环11上连接有与吸风件9相连接的转动件12；吸风件9包括有固定于焊枪1内的风罩13，风罩13内转动连接有转动架14，转动架14上固定连接有转动在风罩13内部的风轮16，转动架14的轴心连接有安装于焊枪1内的驱动件15，且风罩13的底端与吸烟管3连通设置，风罩13的顶端与出风件10相连接，且驱动件15与转动件12相连接；出风件10包括有固定于焊枪1外表面的环形管17，环形管17的底端转动连接有密封环18，密封环18上安装有与环形管17连通的出风管19，出风管19与套管7上端连通设置，且环形管17上连通有与风罩13连通的连接管21；伸缩件20包括有固定于套管7内的拉簧22，拉簧22的一端固定连接有与摄像头8固定连接的活动块23，活动块23上开设有通孔24，且套管7上开通有与通孔24相适配的排气管25。

转动件12包括有与焊枪1转动连接的齿轮环26，齿轮环26与转动环11固定连接，且齿轮环26的内侧啮合有与焊枪1转动连接的平齿轮27，平齿轮27的轴心固定连接有转动轴28，转动轴28的顶端固定连接有与焊枪1转动连接的从动轮29，从动轮29的外侧传动连接有与驱动件15相连接的主动轮30；主动轮30包括有与驱动件15相连接的转动盘31，转动盘31的外表面固定连接有多组固定座32，固定座32上转动连接有连接轴33，连接轴33上固定连接有传动块34，传动块34呈锥形且倾斜设置于转动盘31的外侧，传动块34上固定连接有与转动盘31固定连接的第一弹簧35，且传动块34的一侧安装有与转动盘31固定连接的限位块43；驱动件15包括有固定于焊枪1内的马达36，马达36的输出端固定连接有联轴器37，联轴器37的一端固定连接有延伸至风罩13内且与转动架14固定连接的驱动轴38，驱动轴38与风罩13转动连接，且驱动轴38与转动盘31固定连接。

焊枪1内固定连接有第二弹簧39，第二弹簧39的顶端固定连接有与焊枪1滑动连接的滑动柱40，滑动柱40的顶端固定连接有与转动环11活动连接的滚珠41，转动环11下表面开设有若干组呈圆周排列且与滚珠41相适配的滚珠槽42。

自动镭焊实时视觉检测数据分析系统，包括图像采集系统、光源系统、图像采集卡、处理器和控制器，通过图像采集系统中的摄像头对焊接区域的图像进行采集，然后传输至计算机内进行图像处理和分析，根据预设的检测算法进行焊缝识别和焊接质量评估，光源系统可根据焊接区域的光亮程度自动补充光源，便于对图像的采集。

在焊接的过程中，通过启动激光焊接机器使得焊枪1和焊头2移动对待焊物品进行焊接，在焊接之前，通过启动马达36，进而马达36将会带动联轴器37转动，因此带动驱动轴38转动，进而带动转动架14转动，进而带动风轮16转动，通过转动的风轮16产生吸力，因此通过吸力的作用将空气通过吸烟管3吸收至风罩13内，在空气进入风罩13内部后，将会通过连接管21的作用将空气输送至环形管17内部，再通过出风管19将空气输送至套管7内，进而使得套管7内部的气压增大，因此通过气压的作用带动活动块23向下移动，进而带动摄像头8向下移动，在活动块23移动至套管7的底端位置后将会停止移动，此时摄像头8对焊接时的焊缝进行实时检测，当活动块23移动至套管7的底端位置后，此时的通孔24与排气管25对应，进而空气在进入套管7内部后，将会通过通孔24和排气管25的作用排出，进而风轮16转动时存在空气流动，而由于风轮16的转动持续向套管7内部输送气体，进而通过气压的作用对活动块23进行挤压，避免活动块23复位，在摄像头8伸出套管7外后，此时通过机器的启动将会使得焊枪1和焊头2移动，且带动转动套4移动，因此带动连接杆5移动，进而带动固定环6移动，因此带动套管7移动，因此带动活动块23移动，因此带动摄像头8移动，因此在焊接时，焊枪1与摄像头8同步移动，进而通过摄像头8的作用对焊缝实时检测，在焊接的过程中，风轮16转动产生的吸力将会将焊接时产生的烟雾吸收至风罩13内，再通过连接管21和环形管17以及出风管19将其输送至套管7内，维持活动块23的稳定，且烟雾通过通孔24和排气管25排走，避免烟雾影响摄像头8的实时检测，在此过程中，由于驱动轴38的转动将会带动主动轮30转动，因此带动转动盘31转动，进而带动传动块34转动，此时的传动块34在转动时与从动轮29之间通过挤压第一弹簧35的作用使得传动块34与从动轮29之间相对滑动，因此在驱动轴38带动主动轮30正转时无法带动从动轮29转动，因此在焊接的过程中，摄像头8只会跟随焊枪1移动，不会绕着焊枪1转动，但是当焊枪1和焊头2反向移动时，此时通过马达36反转，因此使得驱动轴38反转，此时转动盘31反转，进而带动传动块34反转，此时的传动块34将会卡合在从动轮29的齿间，且通过限位块43的作用对传动块34进行限位，避免其转动，因此在转动盘31带动传动块34反转时将会带动从动轮29转动，因此带动转动轴28转动，进而带动平齿轮27转动，因此带动齿轮环26转动，进而使得转动环11带动转动套4转动，因此带动连接杆5和固定环6转动，因此带动套管7和活动块23以及相连接的摄像头8转动180度，在转动至180度后，马达36恢复正转，且焊枪1和焊头2反向移动进行焊接，此时摄像头8依然能够对焊缝进行实时检测（值得注意的是：在转动环11与焊枪1之间设置有滚珠41和滚珠槽42，因此通过滚珠41和滚珠槽42的作用使得转动环11在转动时存在摩擦力，避免转动环11不在外力的作用下转动，因此提高摄像头8的稳定性），在检测完成后，不使用摄像头8时，此时马达36停止运行，因此通过拉簧22的作用拉动活动块23复位，因此拉动摄像头8复位，使得摄像头8收缩至套管7内对摄像头8进行保护。

Claims (10)

1.自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统，其特征在于，包括：焊枪（1），所述焊枪（1）的顶端安装有焊头（2），所述焊头（2）的两侧安装有延伸至所述焊枪（1）内的吸烟管（3），所述吸烟管（3）的端部连接有吸风件（9），且所述吸风件（9）安装于所述焊枪（1）内，且所述焊枪（1）内转动连接有转动环（11），所述转动环（11）的外表面固定连接有套设于所述焊枪（1）外表面的转动套（4），所述转动套（4）上固定连接有连接杆（5），所述连接杆（5）的顶端固定连接有固定环（6），所述固定环（6）内壁固定连接有套管（7），所述套管（7）内安装有伸缩件（20），所述伸缩件（20）下端连接有摄像头（8），所述套管（7）的顶端连接有与所述吸风件（9）相连接的出风件（10），所述出风件（10）用于向所述套管（7）内输送压力进而带动所述伸缩件（20）伸出使得所述摄像头（8）伸出，且所述转动环（11）上连接有与所述吸风件（9）相连接的转动件（12）。

2.根据权利要求1所述的自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统，其特征在于：所述吸风件（9）包括有固定于所述焊枪（1）内的风罩（13），所述风罩（13）内转动连接有转动架（14），所述转动架（14）上固定连接有转动在所述风罩（13）内部的风轮（16），所述转动架（14）的轴心连接有安装于所述焊枪（1）内的驱动件（15），且所述风罩（13）的底端与所述吸烟管（3）连通设置，所述风罩（13）的顶端与所述出风件（10）相连接，且所述驱动件（15）与所述转动件（12）相连接。

3.根据权利要求2所述的自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统，其特征在于：所述出风件（10）包括有固定于所述焊枪（1）外表面的环形管（17），所述环形管（17）的底端转动连接有密封环（18），所述密封环（18）上安装有与所述环形管（17）连通的出风管（19），所述出风管（19）与所述套管（7）上端连通设置，且所述环形管（17）上连通有与所述风罩（13）连通的连接管（21）。

4.根据权利要求3所述的自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统，其特征在于：所述伸缩件（20）包括有固定于所述套管（7）内的拉簧（22），所述拉簧（22）的一端固定连接有与所述摄像头（8）固定连接的活动块（23），所述活动块（23）上开设有通孔（24），且所述套管（7）上开通有与所述通孔（24）相适配的排气管（25）。

5.根据权利要求4所述的自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统，其特征在于：所述转动件（12）包括有与所述焊枪（1）转动连接的齿轮环（26），所述齿轮环（26）与所述转动环（11）固定连接，且所述齿轮环（26）的内侧啮合有与所述焊枪（1）转动连接的平齿轮（27），所述平齿轮（27）的轴心固定连接有转动轴（28），所述转动轴（28）的顶端固定连接有与所述焊枪（1）转动连接的从动轮（29），所述从动轮（29）的外侧传动连接有与所述驱动件（15）相连接的主动轮（30）。

6.根据权利要求5所述的自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统，其特征在于：所述主动轮（30）包括有与所述驱动件（15）相连接的转动盘（31），所述转动盘（31）的外表面固定连接有多组固定座（32），所述固定座（32）上转动连接有连接轴（33），所述连接轴（33）上固定连接有传动块（34），所述传动块（34）呈锥形且倾斜设置于所述转动盘（31）的外侧，所述传动块（34）上固定连接有与所述转动盘（31）固定连接的第一弹簧（35），且所述传动块（34）的一侧安装有与所述转动盘（31）固定连接的限位块（43）。

7.根据权利要求6所述的自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统，其特征在于：所述驱动件（15）包括有固定于所述焊枪（1）内的马达（36），所述马达（36）的输出端固定连接有联轴器（37），所述联轴器（37）的一端固定连接有延伸至所述风罩（13）内且与所述转动架（14）固定连接的驱动轴（38），所述驱动轴（38）与所述风罩（13）转动连接，且所述驱动轴（38）与所述转动盘（31）固定连接。

8.根据权利要求7所述的自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统，其特征在于：所述焊枪（1）内固定连接有第二弹簧（39），所述第二弹簧（39）的顶端固定连接有与所述焊枪（1）滑动连接的滑动柱（40），所述滑动柱（40）的顶端固定连接有与所述转动环（11）活动连接的滚珠（41），所述转动环（11）下表面开设有若干组呈圆周排列且与所述滚珠（41）相适配的滚珠槽（42）。

9.根据权利要求8所述的自动镭焊实时视觉检测及数据分析系统，其特征在于：两组所述吸烟管（3）呈对称设置，且顶端均靠近所述焊头（2）设置。

10.根据权利要求1-9任一一项所述的自动镭焊实时视觉检测数据分析系统，其特征在于，包括：图像采集系统、光源系统、图像采集卡、处理器和控制器，通过图像采集系统中的摄像头对焊接区域的图像进行采集，然后传输至计算机内进行图像处理和分析，根据预设的检测算法进行焊缝识别和焊接质量评估，光源系统可根据焊接区域的光亮程度自动补充光源，便于对图像的采集。