变电站接地扁钢焊缝跟踪系统的制作方法

本实用新型涉及变电站接地焊接装置，特别涉及一种变电站接地扁钢焊缝跟踪系统。

背景技术：

变电站接地装置施工是电气安装工程中一项非常重要的工作，而接地扁钢常常会被用作连接设备和接地极之间的导线。目前，接地扁钢的连接方式多采用搭接焊接。接地扁钢焊接时，搭建方式较多，且需要一次性完成包括竖直焊缝、横向焊缝及背面焊缝等多条焊缝的焊接，自动焊接要求焊枪能够实时跟踪焊缝位置。由于接地扁钢的搭接形式较多，地点不固定，且焊缝弯曲角度大，有些焊缝还不在同一平面上，从而导致现有接地扁钢焊接多采用手工焊接方法，而且这种焊接方法存在工人工作环境差、焊接难度大、生产效率低等缺点。因此，研究变电站接地扁钢自动焊接技术具有重要的实际应用价值。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了满足变电站接地扁钢自动焊接需要，提供一种变电站接地扁钢焊缝控制精度高、工作稳定、性能可靠的自动跟踪系统，实现变电站接地扁钢高质量的焊接。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案。一种变电站接地扁钢焊缝跟踪系统，包括图像采集系统、PLC处理系统和多轴机械运动系统，所述图像采集系统包括图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件和总线通信；图像采集单元通过图像处理单元和图像处理软件连接总线通信；总线通信的输出端与PLC处理系统中通信及输入模块的输入端相连接；

所述PLC处理系统包括通信及输入模块、CPU模块和输出模块；通信及输入模块通过CPU 模块与输出模块连接，输出模块的输出端与多轴机械运动系统中驱动器的输入端相连接；

所述多轴机械运动系统包括驱动器、电动机、传动机构和传感器；所述驱动器包括X轴驱动器、Y轴驱动器、Z轴驱动器和R轴驱动器；所述电动机包括X轴伺服电动机、Y轴伺服电动机、Z轴伺服电动机和R轴步进电动机；所述驱动器与所述电动机连接；电动机分别与传感器和传动机构连接，传感器的输出端与通信及输入模块的输入端连接。

本实用新型使用图像采集系统采集接地扁钢焊缝的轨迹，由PLC处理系统进行处理和输出控制信号，通过控制X、Y、Z轴伺服电机和R轴步进电机位置和角度，经传动机构的滚珠丝杠带动焊枪对变电站接地扁钢焊接面进行实时跟踪，实现了接地扁钢的高质量焊接，具有性能可靠、焊接质量稳定等特点，从而降低了现场人员的劳动强度，提高了生产效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中多轴机械运动系统3的驱动部分结构示意图；

图中：1-图像采集系统，11-图像采集单元，12-图像处理单元，13-图像处理软件，14-总线通信；

2-PLC处理系统，21-通信及输入模块，22-CPU，23-输出模块；

3-多轴机械运动系统，31-驱动器，311-X轴驱动器，312-Y轴驱动器，313-Z轴驱动器，314-R 轴驱动器；32-电动机，321-X轴伺服电机，322-Y轴伺服电机，323-Z轴伺服电机，324-R轴步进电机；33-传动机构，34-传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。参见图1和图2，一种变电站接地扁钢焊缝跟踪系统，包括图像采集系统1、PLC处理系统2和多轴机械运动系统3，所述图像采集系统1包括图像采集单元11、图像处理单元12、图像处理软件13和总线通信14；图像采集单元11通过图像处理单元12和图像处理软件13连接总线通信14；总线通信14的输出端与 PLC处理系统2中通信及输入模块21的输入端相连接；所述PLC处理系统2包括通信及输入模块21、CPU模块22和输出模块23；通信及输入模块21通过CPU模块22与输出模块 23连接，输出模块23的输出端与多轴机械运动系统3中驱动器31的输入端相连接；所述多轴机械运动系统3包括驱动器31、电动机32、传动机构33和传感器34；所述驱动器31包括X轴驱动器311、Y轴驱动器312、Z轴驱动器313和R轴驱动器314；所述电动机32包括X轴伺服电动机321、Y轴伺服电动机322、Z轴伺服电动机323和R轴步进电动机324；所述驱动器31与所述电动机32连接；电动机32分别与传感器34和传动机构33连接，传感器34的输出端与通信及输入模块21的输入端连接。

实施例：本实用新型的变电站接地扁钢焊缝跟踪系统中，图像采集系统1是系统与待焊工件交互信息和进行焊缝信息处理的关键部分，其中：图像采集单元11作为子系统的信息输入部分，其将待焊工件的焊缝信息以图像的形式传输入图像采集单元11的相机中，并且图像采集单元11将其转换为数字图像；图像处理单元12和图像处理软件13通过处理算法提取数字图像中的焊缝边缘及焊缝位置，以确定焊缝的空间坐标信息；总线通信14支持多种总线协议，具有可靠性高和抗干扰能力强的优点，其主要是将提取到的焊缝特征值传输入PLC处理系统 2中，为运动控制系统的运行提供初始条件。PLC处理系统2的型号是XDM-60T4，相应的编程软件是XDPPro_3.5.1。PLC处理系统2主要是进行信息接收、数据运算和输出控制命令，一方面可以通过通信及输入模块21接受图像处理系统1送来的焊缝坐标信息，并进行相应转换以得到焊枪运行所需坐标；另一方面可以通过CPU模块2插补算法实现三轴联运，完成多种运行路径的规划，保证焊缝偏差在许可的范围之内；并通过输出模块23向多轴机械运动系统3发出控制信号。多轴机械运动系统3中的X轴驱动器311、Y轴驱动器312、Z轴驱动器 313和R轴驱动器314根据PLC处理系统2发出的信号控制相应的X轴伺服电动机321、Y 轴伺服电动机322、Z轴伺服电动机323和R轴步进电机324，通过传动结构33滚珠丝杠带动焊枪实时跟踪变电站接地扁钢焊接面，使焊枪移至焊接起点并始终沿着提取的焊缝轨迹运动。