CN216541360U - 一种基于陀螺仪的手持式激光焊接机的功率跟随系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于陀螺仪的手持式激光焊接机的功率跟随系统。一种基于陀螺仪的手持式激光焊接机的功率跟随系统，包括主板、激光器、激光焊枪、陀螺仪；激光器发出激光，激光焊枪将激光射向指定位置，陀螺仪实时监测激光焊枪三维加速度数据，并将其发送至主板，主板控制激光器的出光功率。本发明通过串口通讯，将陀螺仪收集到的加速度数据传输至主板，主板由加速度计算出当前速度，速度加快时提高激光功率，使焊接材料充分熔解，避免虚焊。当速度减慢时降低激光功率，避免将焊接材料焊穿。

Description

一种基于陀螺仪的手持式激光焊接机的功率跟随系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于陀螺仪的手持式激光焊接机的功率跟随系统。

背景技术

基于传统的手持式激光焊接机没有陀螺仪。如图3，只能以设定功率输出激光，由于是手持操作焊枪速度不可能匀速运动，速度变化时焊接效果不能保证，若过快会导致虚焊，过慢会焊穿焊接材料，十分影响生产效率和焊接性能。如何保证手持操作焊枪的焊接效果，是本专利待解决的问题。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种基于陀螺仪的手持式激光焊接机的功率跟随系统，实现了功率跟随达到更好的焊接效果。

技术方案：本实用新型一种基于陀螺仪的手持式激光焊接机的功率跟随系统，包括主板、激光器、激光焊枪、陀螺仪；

激光焊枪与陀螺仪、激光器电连接，所述主板也与陀螺仪、激光器电连接；

激光器，用于生成激光；

激光焊枪，用于将激光器的激光射向指定位置；

陀螺仪，用于检测激光焊枪的加速度数据，并传输至主板；

主板，用于接收激光焊枪加速度数据，控制激光器；

主板与陀螺仪通过串口电连接；

陀螺仪的接口，包括接收数据的引脚RX、发送数据的引脚TX、电源引脚VCC、接地引脚GND；

陀螺仪以引脚与主板相连传输数据。

本实用新型的进一步改进在于，陀螺仪实时监测激光焊枪的加速度数据，分别包括x 轴加速度，y轴加速度，z轴加速度。

本实用新型的进一步改进在于，主板通过改变模拟量控制激光器。

本实用新型的进一步改进在于，主板通过加速度数据计算出速度数据，当速度数据增大时即增加激光功率，当速度数据减小时即减小激光功率，实现激光功率跟随的功能，达到更好的焊接效果。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种基于陀螺仪的手持式激光焊接机的功率跟随系统，至少实现了如下的有益效果：

本专利利用陀螺仪检测激光焊枪实时加速度数据，并利用串口发送手动拖动加速度数据至主板，由加速度数据算出速度数据，根据速度数据变化主板会改变输出的模拟量以控制激光器改变激光功率。本发明不受使用场景的限制，实现了激光功率跟随，可有效改善由激光焊枪速度变化导致焊接效果不佳的问题，避免出现虚焊或者焊穿材料问题的出现。

当然，实施本实用新型的任一产品并不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本发明的手持式激光焊接机激光功率跟随功能构图；

图2为本发明使用的陀螺仪与主板的通讯方式；

图3为背景技术中传统手持式激光焊接机激光功率构图；

图4为本发明中陀螺仪与主板通讯的数据结构。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

一种基于陀螺仪的手持式激光焊接机的功率跟随系统，包括主板、激光器、激光焊枪、陀螺仪；

激光焊枪与陀螺仪、激光器电连接，所述主板也与陀螺仪、激光器电连接；

激光器，用于生成激光；

激光焊枪，用于将激光器的激光射向指定位置；

陀螺仪，用于检测激光焊枪的加速度数据，并传输至主板；

主板，用于接收激光焊枪加速度数据，控制激光器。

基于上述实施例，本专利使用陀螺仪进行激光功率跟随，陀螺仪实时监测焊枪的加速度，加速度数据以串口通讯传输数据给主板，主板解析数据将其转换成速度数据，当速度数据变化时，控制激光器改变激光功率；

主板与陀螺仪通过串口电连接。如图2所示，陀螺仪的接口，包括接收数据的引脚RX、发送数据的引脚TX、电源引脚VCC、接地引脚GND。陀螺仪以引脚与主板相连传输数据。

本专利所使用的陀螺仪以串口来传输数据，陀螺仪实时监测激光焊枪的加速度数据，分别包括x 轴加速度，y轴加速度，z轴加速度。如图4为数据格式，具体地：

AxL：AxH为加速度（x轴）数据，具体计算公式为：ax=((AxH<<8)|AxL)/32768*16g（g为重力加速度，可取9.8m/s²）,即为AxH左移8位再与AxL逻辑或，除以32768乘以16乘以g。

AyL：AyH为加速度（y轴）数据具体计算公式为ay=((AyH<<8)|AyL)/32768*16g。

AzL：AzH为加速度（z轴）数据计算公式为az=((AzH<<8)|AzL)/32768*16g。

为了进一步改进解释本实施例，需要说明的是，主板通过改变模拟量控制激光器。具体地，主板通过加速度数据计算出速度数据，当速度数据增大时即增加激光功率，当速度数据减小时即减小激光功率，实现激光功率跟随的功能，达到更好的焊接效果。主板由加速度计算出当前速度，速度加快时提高激光功率，使焊接材料充分熔解，避免虚焊。当速度减慢时降低激光功率，避免将焊接材料焊穿。

本专利所使用的陀螺仪、主板的品牌以及型号均不做限制。

通过上述实施例可知，本实用新型提供的一种基于陀螺仪的手持式激光焊接机的功率跟随系统，至少实现了如下的有益效果：

本专利利用陀螺仪监测焊枪加速度，实现一种基于陀螺仪的手持式激光焊接机的功率跟随方法，该方法实现简单只需在传统手持式激光焊接机上添加陀螺仪。陀螺仪实时监测焊枪加速度，将其发送至主板，主板接收数据并将其转换成速度数据，当速度变化时改变输出的模拟量数据以控制激光器改变激光功率，达到激光功率跟随的功能。传统手持式焊接机在焊接时只使输出固定激光的功率，当焊枪速度过快时易造成虚焊，速度过慢则会造成焊穿材料的问题，本发明不受使用场景影响，激光功率可实时调整，达到更好的焊接效果。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (3)

1.一种基于陀螺仪的手持式激光焊接机的功率跟随系统，其特征在于：包括主板、激光器、激光焊枪、陀螺仪；

所述激光焊枪与陀螺仪、激光器电连接，所述主板也与陀螺仪、激光器电连接；

所述激光器，用于生成激光；

所述激光焊枪，用于将激光器的激光射向指定位置；

所述陀螺仪，用于检测激光焊枪的加速度数据，并传输至主板；

所述主板，用于接收激光焊枪加速度数据，控制激光器；

所述主板与陀螺仪通过串口电连接；

所述陀螺仪的接口，包括接收数据的引脚RX、发送数据的引脚TX、电源引脚VCC、接地引脚GND；

所述陀螺仪以引脚与主板相连传输数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于陀螺仪的手持式激光焊接机的功率跟随系统，其特征在于：所述陀螺仪实时监测激光焊枪的加速度数据，分别包括x 轴加速度，y轴加速度，z轴加速度。

3.根据权利要求1所述的一种基于陀螺仪的手持式激光焊接机的功率跟随系统，其特征在于：所述主板通过改变模拟量控制激光器。

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