专利名称：用于埋弧焊焊缝自动跟踪系统的遥控操作盒的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种埋弧焊自动跟踪系统中使用的遥控操作盒，属于焊接工艺及设备自动化技术领域。
现有技术中，为了实现在焊接过程中对焊缝的自动跟踪，采用了计算机控制。通过计算机对传感器所获取的焊缝图象进行处理，通过设定的各种算法，求出焊炬与焊缝之间的实时偏差，驱动执行机构的电机转动，实现对焊缝的自动跟踪。一般用于焊接的自动跟踪系统，主要是由传感器，控制箱和执行机构所组成。在控制箱的面板上都设有操作控制开关及按钮，用于对自动跟踪系统的控制和调整。但是为了使用时更方便，例如操作者可以离开控制箱一定距离，到工件面前进行调整，又都配有遥控操作盒。在遥控操作盒上有与控制箱上相同作用的开关及按钮，其作用是在焊接开始前将相应的开关置于手动位置，然后通过面板上的按钮将传感器及焊炬的高低及左右位置调整好。之后再把相应的开关置于自动位置，开始进行自动跟踪。但是由于在遥控操作盒的面板上没有显示屏，因此在跟踪的过程中到底实时跟踪的情况如何，是否有出现问题的危险等都不可知。只有当在工件旁看到出现了明显的偏差时才赶快停机，实际上此时已超出了允许的范围，产生了焊接质量问题，必须对焊缝进行修整。因此在自动跟踪的过程中，如何能实时监控系统跟踪的真实情况，避免产生一些不必要的麻烦，也是必须要解决的问题，这将使自动跟踪系统更具有实用价值。
本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的一种用于埋弧焊焊缝自动跟踪系统的遥控操作盒，该遥控操作盒包括启动/停止、自动/手动、快速/慢速三个开关和上、下、左、右四个功能按钮，并通过I/O接口电路与计算机相连，其特征在于在遥控操作盒上设有可实时显示焊缝坡口图形及其计算机所计算出的焊缝中心位置的液晶显示屏，所述的液晶显示屏通过专用接口板与计算机的RS232C串行接口相连。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果由于在遥控操作盒上设置了液晶显示屏，不仅能方便的进行启动/停止、手动/自动跟踪、快速/慢速的切换以及传感器的上、下、左、右位置的调节，而且能显示当前焊缝坡口图形及标志符号，实时监控自动跟踪系统的真实情况，使焊接操作者在工作过程中能对自动跟踪的情况做到心中有数，大大提高了对自动跟踪过程实时监控的可靠性和有效性，能及时发现由于各种干扰所造成的错误，及时予以纠正，尽量避免产生大的麻烦，给生产造成损失。同时也减轻了焊接操作者的劳动强度，不必在工件旁一直盯着实际跟踪的情况。本实用新型还具有操作简单、体积小、分辨率高、接口方便等优点。
图2为埋弧焊焊缝自动跟踪系统控制原理框图。
图3为遥控操作盒上各开关及按钮接线原理图图4为液晶显示屏上所显示的焊缝坡口图形及标志符号。
图5主程序流程图。
图6遥控操作盒手动控制程序流程图。
遥控操作盒是用于在生产现场控制整个自动跟踪系统的计算机输入输出设备。
图1为该遥控操作盒面板的布置图，其上部设有液晶显示屏，液晶显示屏用于显示焊缝信息及监控系统的运行情况。实施例中采用KY-D29A型智能液晶显示屏，可以实时显示焊缝坡口图形及其计算机所计算出的焊缝中心位置，该屏提供可与各种微机系统的RS232C串行接口相接的专用接口(如图2所示)。
中间的三个开关，一个是启动/停止开关，一个是自动/手动开关，一个是快速/慢速开关。启动/停止开关是控制遥控操作盒工作与否，当扳到停止位置时，遥控操作盒断电不能工作，而扳到启动位置时，遥控操作盒可以工作。自动/手动开关是控制系统处于手动调整状态还是自动跟踪状态，当扳到手动位置时，面板上的快速/慢速开关及下面的四个按钮即上、下、左、右四个按钮有效。下面的四个按钮是用于手动调节焊炬相对焊缝的位置，使焊炬在上、下、左、右四个方向运动，最后将焊炬调整到合适的位置，做好开始焊接及自动跟踪的准备。而快速/慢速开关的作用则是在进行手动调节时，用于设置焊炬运动的速度是快还是慢。实际操作时是当一开始焊炬离合适的位置较远时，采用快速移动；当接近合适位置时，应改为慢速移动。当把自动/手动开关扳到自动位置时，以上所说的面板上的快速/慢速开关及下面的四个按钮即上、下、左、右四个按钮全部无效。这时系统开始在原地做自动跟踪。当按下焊接开始按钮使电弧被引燃并且焊炬开始沿着焊缝移动时，系统将开始对焊缝的自动跟踪。从把自动/手动开关扳到自动位置时开始，在液晶显示屏上就开始显示线阵CCD传感器所摄取到的焊缝坡口的图形，并在图形上用两个三角形符号标示出窗口的位置和用一个五角星符号标示出由计算机所寻找到的焊缝中心的位置，图4为液晶显示屏上所显示的焊缝坡口图形及标志符号。
图3为遥控操作盒上各开关及按钮接线原理图，遥控操作盒通过一个多芯插头与控制箱相连接。遥控操作盒上的所有开关和按钮都是通过一个I/O接口电路与计算机相接，其控制电路的接线原理图如图3所示。图中的P1--P7七个接点是I/O接口电路的七个端口。K1，K2，K3代表三个开关，A1，A2，A3和A4代表四个按钮。该控制电路主要用于产生与不同功能(如手动，自动，开启，停止等)相对应的计算机能识别的输出信号。由图3可以看出，由于都是开关信号，通过按钮或开关可以实现各功能信号的产生。为了减少电路的功耗，设计各开关的初始状态为高电平。当各按钮有动作时，其相应的输出信号变为低电平。计算机通过I/O接口电路读入各开关及按钮的状态信息后，控制整个系统开始工作。
在开始焊接前用其手动功能调整焊炬及其传感器相对焊缝中心的位置，将焊炬对准焊缝中心，并将焊炬的高度调整到合适的位置。当开始焊接并开始自动跟踪时，将开关搬到自动位置。系统开始自动跟踪。遥控操作盒的这些功能是由于计算机响应相应的应用程序所至(如图5所示)。一方面计算机通过专用接口电路将焊缝坡口信号显示在位于遥控操作盒面板上的液晶显示屏上。另一方面，为了实现在焊接过程中对焊缝的自动跟踪，计算机应对所接收到的信号图形进行处理，判断出实时的焊缝坡口中心，并计算出焊炬与焊缝坡口中心偏差的方向和大小，然后输出控制指令，驱动执行机构实现对焊缝的实时跟踪。手动控制程序流程图如图6所示。根据由遥控操作盒上的开关及按钮传送的信息，计算机通过接口电路驱动执行机构，实现焊炬的手动调节。当系统工作在自动状态时，就启动自动控制程序。计算机通过接口电路控制整个系统的工作，实现在焊接过程中焊炬对焊缝的自动跟踪。
权利要求1.一种用于埋弧焊焊缝自动跟踪系统的遥控操作盒，该遥控操作盒包括启动/停止、自动/手动、快速/慢速三个开关和上、下、左、右四个功能按钮，并通过I/O接口电路与计算机相连，其特征在于在遥控操作盒上设有可实时显示焊缝坡口图形及其计算机所计算出的焊缝中心位置的液晶显示屏，所述的液晶显示屏通过专用接口板与计算机的RS232C串行接口相连。
2.按照权利要求1所述的埋弧焊焊缝自动跟踪系统的遥控操作盒，其特征在于所述的液晶显示屏采用KY-D29A。
3.按照权利要求1或2所述的埋弧焊焊缝自动跟踪系统的遥控操作盒，其特征在于所述的遥控操作盒面板的上部布置液晶显示屏，其中间为三个开关，下部为四个功能按钮。
专利摘要用于埋弧焊焊缝自动跟踪系统的遥控操作盒，包括启动/停止、自动/手动、快速/慢速三个开关和上、下、左、右四个功能按钮以及可实时显示焊缝坡口图形及其计算机所计算出的焊缝中心位置的液晶显示屏，该液晶显示屏通过专用接口板与计算机的RS232C串行接口相连。本实用新型除具有原遥控操作盒的功能外，还可实时显示当前焊缝坡口图形及标志符号，实时监控自动跟踪系统的真实情况，使焊接操作者在工作过程中能对自动跟踪的情况做到心中有数，大大提高了对自动跟踪过程实时监控的可靠性和有效性，同时也减轻了焊接操作者的劳动强度，不必在工件旁一直盯着实际跟踪的情况。本实用新型还具有操作简单、体积小、分辨率高、接口方便等优点。
文档编号B23K9/10GK2592326SQ0225717
公开日2003年12月17日 申请日期2002年9月29日 优先权日2002年9月29日
发明者王克争, 陈新征, 贾高峰 申请人:清华大学