一种异型焊缝的自动跟踪系统及方法与流程

本发明属于自动化焊接技术领域，具体涉及一种异型焊缝的自动跟踪系统及方法。

背景技术：

现全球的工业机器人中，有百分之五十的工业机器人应用于不同焊接领域，焊接机器人有电焊与电弧焊两种基本的方式。焊接机器人主要从事的工作即是在焊接领域代替工人手动进行焊接的工业机器人。这一类的机器人中的一部分是专属机器人，即是为了适用在某种特定环境下工作的特殊机器人，大部分的焊接机器人是由传统工业机器人上安装焊接器组成。在焊接加工这一方面要求工人能对焊接任务有足够的熟练度，具有大量的实践经验，在另一方面，焊接工作又是一种劳动环境恶劣，烟尘多，辐射以及危险性高的工作，焊接机器人的发明让人们想到将它去代替工人手动焊接并减轻操作工人的劳动量，并且保证焊接任务质量，提高焊接效率。

在零件加工企业往往涉及螺旋形焊缝的焊接，在精度要求较高的领域，此类异型焊缝在焊接时往往需要对焊缝位置进行监测，焊接机器人在进行焊接时，需要通过实时监测实时调整的方式，来保证焊接的精度。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种异型焊缝的自动跟踪系统及方法。

一种异型焊缝的自动跟踪系统，包括焊枪位置调整装置、ccd摄像机、图像处理系统、控制系统，其特征在于：所述ccd摄像机安装在焊缝的上部，ccd摄像机的输出端与图像处理系统的输入端相连接，所述图像处理系统包括单片机处理器、程序存储器、图像帧存储器、锁存器，所述图像处理系统的输出端与控制系统的输入端相连接，所述控制系统的输出端与焊枪位置调整装置相连接，所述焊枪位置调整装置通过直流电机驱动调整焊枪的位置。

一种异型焊缝的自动跟踪系统的跟踪方法，包括以下步骤：

s1，ccd摄像机采集焊缝图像，图像经图像处理系统整形放大、切同步、a/d转换、数字图像处理、d/a转换、放大；

s2，经s1处理后的焊缝图像在监视中输出焊缝监测图像，控制系统提取焊缝监测图像的焊缝中心；

s3，若焊缝中心偏差未超出设定值，控制系统不输出控制信号；

s4，若焊缝中心偏差超出设定值，控制系统输出pwm控制信号至焊枪位置调整装置，对焊枪的位置进行调整。

优选地，所述控制系统通过多组cpu并行对图像信息进行模式识别计算，从而提取焊缝中心。

优选地，所述s4中的控制系统控制电力电子元件gtr，将直流电源转化为频率较高的方波电压，对直流电机供电。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明在使用时，能够同时实时监测的方式对焊缝的位置进行监测，当焊缝位置偏差高出设定值时，控制系统发出控制信号，从而对焊接的位置进行调整，从而保证焊接质量。本发明具有自动化程度高的优点，能够对螺旋形异型焊缝进行实时跟踪监测。

附图说明

图1为本发明一种异型焊缝的自动跟踪系统的结构示意图。

图中，1、传输托辊，2、零件，3、焊枪，4、焊枪位置调整装置，5、旋转装置，6、ccd摄像机，7、图像处理系统，8、控制系统。

具体实施方式

参见图1，一种异型焊缝的自动跟踪系统及方法，包括焊枪位置调整装置4、ccd摄像机6、图像处理系统7、控制系统8，其特征在于：所述ccd摄像机6安装在焊缝的上部，ccd摄像机6的输出端与图像处理系统7的输入端相连接，所述图像处理系统7包括单片机处理器、程序存储器、图像帧存储器、锁存器，所述图像处理系统7的输出端与控制系统8的输入端相连接，所述控制系统8的输出端与焊枪位置调整装置4相连接，所述焊枪位置调整装置4通过直流电机驱动调整焊枪3的位置。

一种异型焊缝的自动跟踪系统的跟踪方法，包括以下步骤：

s1，ccd摄像机6采集焊缝图像，图像经图像处理系统7整形放大、切同步、a/d转换、数字图像处理、d/a转换、放大；

s2，经s1处理后的焊缝图像在监视中输出焊缝监测图像，控制系统8提取焊缝监测图像的焊缝中心；

s3，若焊缝中心偏差未超出设定值，控制系统8不输出控制信号；

s4，若焊缝中心偏差超出设定值，控制系统8输出pwm控制信号至焊枪位置调整装置4，对焊枪3的位置进行调整。

所述控制系统8通过多组cpu并行对图像信息进行模式识别计算，从而提取焊缝中心。

所述s4中的控制系统8控制电力电子元件gtr，将直流电源转化为频率较高的方波电压，对直流电机供电。

本发明的工作原理是：

本发明在使用时，小臂3、大臂5、连接臂13、上臂2组成四连杆结构，当气缸11的活塞杆收缩时，第三转轴9向侧下方移动，上臂2执行上仰动作，当气缸11的活塞杆伸出时，上臂2执行下倾的动作，第三回转气缸12能够实现整体旋转，第一回转气缸6能够实现焊枪沿上臂2的中心线执行旋转动作，第二回转气缸7能够实现焊枪俯仰角度的调整。本发明具有自由度高、工作效率高的优点，能够执行各种焊接工作。

本发明技术方案在上面结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种异型焊缝的自动跟踪系统及方法，CCD摄像机安装在焊缝的上部，CCD摄像机的输出端与图像处理系统的输入端相连接，所述图像处理系统包括单片机处理器、程序存储器、图像帧存储器、锁存器，所述图像处理系统的输出端与控制系统的输入端相连接，所述控制系统的输出端与焊枪位置调整装置相连接，所述焊枪位置调整装置通过直流电机驱动调整焊枪的位置，跟踪方法包括图像采集，焊缝中心提取，输出PWM控制信号对焊枪位置进行调整，本发明具有自动化程度高的优点，能够有效保证焊接的质量。

技术研发人员：张良成
受保护的技术使用者：芜湖常瑞汽车部件有限公司
技术研发日：2018.10.31
技术公布日：2019.01.08