一种用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于焊接生产线夹具领域，并公开了一种用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具，该夹具包括支架、纵向机架和竖直安装板，支架水平设置，其中部通过紧固块安装在焊枪上，其左右两端分别安装有焊缝跟踪CCD相机模块和熔池监测CCD相机模块，该焊缝跟踪CCD相机模块和熔池监测CCD相机模块与支架滑动配合；纵向机架水平设置，并且垂直安装在支架上；竖直安装板垂直布置，其与纵向机架滑动配合，其上安装有电弧监测CCD相机模块。本实用新型可实现不同目标的多角度、多方位的监测，具有结构简单，适用性强，操作方便等优点。
【专利说明】
一种用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具
技术领域
[0001]本实用新型属于焊接生产线夹具领域，更具体地，涉及一种用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具。
【背景技术】
[0002]目前，焊接生产线上获取焊接熔池等的相关参数通常采用单一传感器监测，对于焊接生产线上熔池、电弧、焊缝等多个参数的获取，这种单一传感器监测方式远远不能满足实际监测的需求。
[0003]在工业自动化生产线上，为提高焊接精度，通过设置多个CXD相机实现多方位的监测，然后将采集的数据传回处理器进行实时处理，利用相机拍摄、检测、识别等技术，同时结合图像采集、处理技术，可以实现准确检测焊接熔池、电弧等的实时监测，运用这种多传感器的监测技术进行监测就需要使用专门的相机夹具。
[0004]而目前还没有一种较为理想的且应运于焊接生产线上的多功能的相机夹具。对于普通的相机夹具仅仅能够实现单角度或者单维的拍摄，而对于需要多方位监测或者多传感器监测时，则无法实现，或者需要根据实际需求增加相机夹具的数量。因此，需研究设计一种适用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具，以实现多个相机的安装定位，进而实现多角度多方位的拍摄。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种多功能夹具，其中结合焊接熔池在线监测平台自身的特点，相应设计了适用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具，该夹具可实现多个相机模块的夹持与固定，并可实现多个相机模块的多方位调节，以实现焊接熔池的多方位多角度的实时监测，具有结构简单，适用性强，操作方便等优点。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提出了一种用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具，该夹具包括支架、纵向机架和竖直安装板，其中:
[0007]所述支架水平设置，其中部通过紧固块安装在焊接熔池在线监测平台的焊枪上，其左右两端分别安装有焊缝跟踪CCD相机模块和熔池监测CCD相机模块，该焊缝跟踪CCD相机模块和熔池监测CCD相机模块与所述支架滑动配合；
[0008]所述纵向机架水平设置，并且垂直安装在所述支架上;所述竖直安装板垂直布置，其与纵向机架滑动配合，并且该竖直安装板上安装有电弧监测CCD相机模块。
[0009]作为进一步优选的，所述支架的左右两端分别设置有第一水平滑槽，所述焊缝跟踪CCD相机模块和熔池监测CCD相机模块分别通过该第一水平滑槽与所述支架滑动配合。
[0010]作为进一步优选的，所述纵向机架上设置有第二水平滑槽，所述电弧监测CCD相机模块通过该第二水平滑槽与所述纵向机架滑动配合。
[0011]作为进一步优选的，所述支架的第一水平滑槽和纵向机架的第二水平滑槽上均设置有刻度线。
[0012]作为进一步优选的，所述焊缝跟踪CCD相机模块、熔池监测CCD相机模块和电弧监测CCD相机模块均包括保护箱和相机，所述相机安装在所述保护箱之内，其镜头的一侧设置有相机保护镜，所述保护箱上还设置有角度调整模块。
[0013]作为进一步优选的，所述角度调整模块包括连接块、角度指示盘、安装块和调整螺栓，其中，所述连接块与所述保护箱相连，其设于所述角度指示盘的下表面，并通过紧固螺栓与所述安装块相连;所述安装块设于所述角度指示盘的上表面，其穿过所述紧固螺栓，并通过所述调整螺栓实现紧固；所述紧固螺栓与所述第一水平滑槽或第二水平滑槽滑动配入口 ο
[0014]作为进一步优选的，所述角度指示盘上设置有角度标尺。
[0015]作为进一步优选的，所述焊枪的旁侧设置有声压传感器。
[0016]作为进一步优选的，所述焊枪的两侧设置有保护挡板。
[0017]作为进一步优选的，所述支架、纵向机架和竖直安装板均由铝合金制成。
[0018]总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点:
[0019]1.本实用新型根据实际需求，在不同焊接生产线上，可以通过夹具实现多个相机的夹持与固定，并通过调节装置可将相机调节到合适的位置和角度，可以很好的适用于不同的场合，实现对焊接熔池、电弧、焊缝等的动态过程进行多方位、多传感器的实时监测。该夹具能够实现一器多用，可以对不同目标进行多角度、多方位的监测，同时根据实际场合调整相应的位置、角度，适用性广，可以大大增大自动化焊接生长线对焊接状态的实时监测效率，提高监测系统的可靠性。
[0020]2.本实用新型的滑槽及角度指示盘上均设置有刻度标尺，通过该刻度标尺可及时记录相机的最佳位置和最佳视野角度，便于后期的调节和装卸，极大地减少相机模块等安装和更换的时间。
[0021 ] 3.本实用新型设置有相机保护箱和相机角度调整装置，由于焊接环境比较恶劣，所使用的监测相机成本较高，焊接保护箱可以很好的隔绝这种恶劣环境，保护相机;而角度调整装置可以根据实际需求，将监测相机角度调整到监测所需的视野，以在不同位置实现对焊接过程的监测，具有调节方便，操作简单等优点。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型多功能夹具的结构示意；
[0023]图2是本实用新型的相机模块的结构示意图；
[0024]图3是本实用新型的相机角度调整模块的结构示意图；
[0025]图4是本实用新型的多功能夹具实际应用过程中的装配图。
【具体实施方式】
[0026]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0027]如图1所示，本实用新型实施例提供的一种用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具，该夹具主要包括支架3、纵向机架7和竖直安装板12，所述支架3、纵向机架7和竖直安装板12均由铝合金制成，其中，支架3是该夹具的支撑主体，用于安装其他设备，其水平设置，其中部通过紧固块8安装在焊接熔池在线监测平台的焊枪10上，其左右两端分别用于安装焊缝跟踪CCD相机模块9和熔池监测CCD相机模块4，该焊缝跟踪CCD相机模块9和熔池监测CCD相机模块4与支架3滑动配合，具体的，该支架的左右两端设置有第一水平滑槽，熔池监测相机模块、焊缝跟踪相机模块安装在支架的滑槽内。其中，熔池监测CCD相机模块用于对焊接熔池进行实时监测，专用于记录熔池的动态变化过程，便于后续分析，其倾斜设置;焊缝跟踪CCD相机模块用于对焊接焊缝进行实时监测，专用于记录焊缝的动态变化过程，便于后续分析，其倾斜设置。
[0028]纵向支架是该夹具的支撑主体，其同样水平设置，并且垂直安装在所述支架3上，其上设置有第二水平滑槽，竖直安装板12竖直安装在纵向支架的第二水平滑槽上，竖直安装板12用于安装电弧监测CCD相机模块6。其中，电弧监测CCD相机模块用于对焊接电弧进行实时监测，专用于记录电弧的动态过程，便于后续分析，其水平设置。
[0029]如图2所示，所述焊缝跟踪CCD相机模块9、熔池监测CCD相机模块4和电弧监测CCD相机模块6均包括保护箱和相机14，相机14安装在保护箱之内，相机14镜头的一侧设置有相机保护镜13，所述保护箱上还设置有角度调整模块17。具体的，保护箱由下保护箱15和上保护箱16组成，便于相机的安装与定位。
[0030]如图3所示，角度调整模块17包括连接块21、角度指示盘20、安装块18和调整螺栓19，其中，连接块21与保护箱相连(具体与上保护箱16相连)，其设于角度指示盘20的下表面，并通过紧固螺栓与安装块18相连，该紧固螺栓穿过角度指示盘20;所述安装块18设于角度指示盘20的上表面，其穿过所述紧固螺栓，并通过调整螺栓19实现紧固，所述紧固螺栓与水平滑槽滑动配合，待相机运动到指定位置，通过螺母将紧固螺栓紧固即可实现相机的固定。具体的，安装块18套装在紧固螺栓上，其开设有一缺口，调整螺栓19穿过该缺口，通过调整螺栓19可以调整缺口两端面之间的距离，进而将安装板18紧固在紧固螺栓上。当需要调整角度时，先拧松调整螺栓19，此时连接块21和固连在连接块21上的相机可以相对安装块18转动，根据实际需求手动转动一定角度将相机视野调至最佳角度，并通过角度指示盘20判断转动角度是否准确，然后通过拧紧调整螺栓19，将相机固定在该角度。
[0031]进一步的，为了便于对各个相机模块进行定位，在水平滑槽上均设计有刻度标尺，以实现对上述相机模块的定位，便于后期的装卸、更换相机模块找准最佳位移位置。同样的，角度指示盘20上设置有角度标尺，由此可实现对相机视角角度的最佳角度进行定位，便于后期的装卸、更换相机模块找准最佳角度位置。
[0032]为了便于对焊接过程中声压信号的实时采集，在支架上靠近焊枪附近还设置有声压传感器5，该声压传感器用于对焊接过程的声压信号进行采集与监测，通过声压信号来监测焊接过程是否正常。为了保护声压传感器，保证有效检测，提高拍摄照片的质量，在焊枪10附近的左右两侧安装有保护挡板11。
[0033]下面对本实用新型夹具的具体使用方式进行详细的说明。
[0034]按照图4所示，将本实用新型所设计的夹具支架3通过紧固块8连接安装在焊枪10上，使夹具与焊枪保持相对静止;然后将焊缝跟踪CCD相机模块9、熔池监测CCD相机模块4分别安装在支架3左右两端，同时通过纵向机架7、竖直安装板12将电弧监测CCD相机模块6与支架3相连接，将声压传感器5安装在焊枪附近;待所有器件安装好后，将熔池监测CCD相机模块4、焊缝跟踪CCD相机模块9分别通过支架3上左右两侧的水平滑槽将其移动至合适位置，具体是熔池监测CCD相机模块4和焊缝跟踪CCD相机模块9通过其上的角度调整模块的紧固螺栓连接在支架3的左右两侧，紧固螺栓安装在水平滑槽内，并通过螺母实现对相机模块的紧固与松动，当需要调整时，松动螺母，在水平滑槽内移动，移动位置通过支架3上的刻度标尺判断，移动至合适位置后，拧紧螺母，即可实现紧固；然后通过相机模块上的角度调整模块17将熔池监测CCD相机、焊缝跟踪CCD相机视角调整至最佳视角；同样，将电弧监测CCD相机模块6通过纵向支架7上的滑槽移动至合适位置，并通过相机模块上的角度调整模型17将电弧监测CCD相机视角调整至最佳视角；当焊接开始时，打开相机和声压传感器，便可以对焊接过程进行实时监测。
[0035]其中，由于本实用新型所设计的支架3上的滑槽段设有刻度标尺，当需要更换相机时可以通过记住相机模块在支架3的位置，以最快的速度找到最佳位置。又由于相机模型中的角度调整模块17中的角度指示盘20设计有角度标尺，当找到最佳视野角度时可以记下，便于下次安装或者更换相机时以最快速度找到最佳拍摄角度。
[0036]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具，其特征在于，该夹具包括支架(3)、纵向机架(7)和竖直安装板(12)，其中: 所述支架(3)水平设置，其中部通过紧固块(8)安装在焊接熔池在线监测平台的焊枪(10)上，其左右两端分别安装有焊缝跟踪CCD相机模块(9)和熔池监测CCD相机模块(4)，该焊缝跟踪CCD相机模块(9)和熔池监测CCD相机模块(4)与所述支架(3)滑动配合； 所述纵向机架(7)水平设置，并且垂直安装在所述支架(3)上;所述竖直安装板(12)垂直布置，其与所述纵向机架(7)滑动配合，并且该竖直安装板(12)上安装有电弧监测CCD相机模块(6)。2.如权利要求1所述的用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具，其特征在于，所述支架(3)的左右两端分别设置有第一水平滑槽，所述焊缝跟踪CCD相机模块(9)和熔池监测CCD相机模块(4)分别通过该第一水平滑槽与所述支架(3)滑动配合。3.如权利要求2所述的用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具，其特征在于，所述纵向机架(7)上设置有第二水平滑槽，所述电弧监测CCD相机模块(6)通过该第二水平滑槽与所述纵向机架(7)滑动配合。4.如权利要求3所述的用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具，其特征在于，所述支架(3)的第一水平滑槽、所述纵向机架(7)的第二水平滑槽上均设置有刻度线。5.如权利要求4所述的用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具，其特征在于，所述焊缝跟踪CCD相机模块(9)、熔池监测CCD相机模块(4)和电弧监测CCD相机模块(6)均包括保护箱和相机(14)，所述相机(14)安装在所述保护箱之内，其镜头的一侧设置有相机保护镜(13)，所述保护箱上还设置有角度调整模块(17)。6.如权利要求5所述的用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具，其特征在于，所述角度调整模块(17)包括连接块(21)、角度指示盘(20)、安装块(18)和调整螺栓(19)，其中，所述连接块(21)与所述保护箱相连，其设于所述角度指示盘(20)的下表面，并通过紧固螺栓与所述安装块(18)相连;所述安装块(18)设于所述角度指示盘(20)的上表面，其穿过所述紧固螺栓，并通过所述调整螺栓(19)实现紧固；所述紧固螺栓与所述第一水平滑槽或第二水平滑槽滑动配合。7.如权利要求6所述的用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具，其特征在于，所述角度指示盘(20)上设置有角度标尺。8.如权利要求7所述的用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具，其特征在于，所述焊枪(10)的旁侧设置有声压传感器(5)。9.如权利要求8所述的用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具，其特征在于，所述焊枪(10)的两侧设置有保护挡板(11)。10.如权利要求9所述的用于焊接熔池在线监测平台的多功能夹具，其特征在于，所述支架(3)、纵向机架(7)和竖直安装板(12)均由铝合金制成。
【文档编号】B23K9/32GK205614168SQ201620434683
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】胡友民, 唐松, 肖玲, 谷勇, 刘颉
【申请人】华中科技大学