专利名称：一种视频摄像头成像焊缝识别自动跟踪装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种焊缝识别自动跟踪装置，尤其涉及一种视频摄像头成 像焊缝识别自动跟踪装置。
背景技术：
气体保护焊及氩弧焊是焊接中应用最广泛的工艺，而板型工件的对接直缝 焊又占有相当大的比例，大量应用于集装箱、压力容器、船舶、锅炉等生产中。
我国集装箱产量占世界90%以上，而集装箱生产中采用了大量的焊接工艺， 其中拼板焊接是最重要的工序之一。目前，拼板焊接生产线在工作中为了使焊 枪对准焊缝普遍是由人工观察焊接情况并随时调整焊枪位置，以保证获得合格 焊接质量。这种人工搡作在大批量的生产中具有调节精度低，响应速度慢，工 人易疲劳，生产同步性差，产品返修率高，效率低，成本高、产品质量差等缺 点，这些缺陷成为了制约集装箱发展的瓶颈。
实用新型内容
针对现有^t支术的缺点，本实用新型的目的是提供一种无接触、无磨损、跟 踪精度高的视频摄像头成像焊缝识别自动跟踪装置。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为 一种视频摄像头成像焊缝识 别自动跟踪装置，其包括对焊缝进行拍照并将焊缝图像信息输出的摄像头组件， 对焊缝图像信息进行处理的图像信号处理电路，计算出焊缝、焊点与假定中心 的偏离距离的数据分析及纠偏处理电路，接收焊缝、焊点与假定中心的纠偏信 号并输出驱动信号的电机驱动电路，与电机驱动电路连接的纠偏电机及与纠偏 电机连接的焊枪组件。
该图像信号处理电路包括JPG图片4各式处理单元。
纠偏电才几为直流步进电才几，其工作电源为直流电源。数据分析及纠偏处理电路连接一控制多套装置处于同时纠偏状态或处于独
立纠偏状态的^:定开关；所述^:定开关为手动开关。
摄像头组件包括支架、设于支架后端的横向移动直线导轨、与横向移动直 线导轨连接的横向移动气缸、设于支架前端的摄像头、设于摄像头上方的纵向 移动直线导轨及与纵向移动直线导轨连接的纵向移动气缸。
该摄像头下方设有一烟尘防护板；该摄像头为 一光源视频摄像头。
该装置还包括与图像信号处理电路连接且当焊缝、焊点与假定中心偏移量 超出预定数值时报警的过偏报警器。
与现有技术相比，本实用新型采用摄像头无接触、无磨损，跟踪精度高， 具有人机可视化界面，程序擦写容易，具有多个扩展接口，价格低廉、灵敏度 高、数据处理速度快、抗干扰能力强、才喿作简单、易维护、工作稳定可靠等优 点，能够实现各种钢板表面状态下的焊缝准确识别，特别适用于集装箱波板拼 板气体保护焊接工序及通用的氩弧焊接工艺。
本实用新型摄像头成像焊缝识别自动跟踪装置为集装箱拼板焊工艺提供了 多台设备同步工作的解决方案，提高了焊接工艺的精度及焊接质量和生产效率， 降低了劳动强度及生产成本。
图1为本实用新型视频摄像头成像焊缝识别自动跟踪装置的原理结构框图； 图2为本实用新型视频摄像头成像焊缝识别自动跟踪装置的摄像头组件的结
构示意图。
具体实施方式
针对集装箱企业拼板焊接生产对焊缝自动跟踪装置的迫切需求，本实用新 型提出了一种-见频摄像头成像焊缝识别自动跟踪装置，如图1所示，其包括对 焊缝进行拍照并将焊缝图像信息输出的摄像头组件，对焊缝图像信息进行处理 的图像信号处理电路2，计算出焊缝、焊点与假定中心的偏离距离的数据分析及 纠偏处理电路3，接收焊缝、焊点与假定中心的纠偏信号并输出驱动信号的电机 驱动电路4,与电机驱动电路4连接的纠偏电才几5及与纠偏电机5连接的焊^r组件6。该装置还包括与图像信号处理电路2连接且当焊缝、焊点与假定中心偏移 量超出预定数值时报警的过偏报警器。
根据焊接的精度、尺寸的不同，纠偏工作状态也将对应变化，焊缝识别自 动跟踪装置设定的参数不尽相同，使用时，可通过对数据分析及纠偏处理电路3 输入相应的预定程序来改变纠偏工作状态。
如图2所示，摄像头组件包括支架、设于支架后端的横向移动直线导轨9、 与横向移动直线导轨9连接的横向移动气釭10、设于支架前端的摄像头1、设 于摄像头1上方的纵向移动直线导轨11及与纵向移动直线导轨11连接的纵向 移动气缸12;该摄像头1下方设有一烟尘防护板13，该摄像头l为一光源视频 摄像头。
该图像信号处理电路2包括JPG图片格式处理单元，纠偏电机5为直流步 进电机，其工作电源为48V的直流电源8。
数据分析及纠偏处理电路3连接一控制多套装置处于同时纠偏状态或处于 独立纠偏状态的设定开关7,所述设定开关7为手动开关。
本实用新型的识别原理是建立在假定焊缝是一条直线的基础上，采用两个 摄像头作传感器对焊缝进行焊前捕捉，并将焊缝的图象信息以JPG图片格式信 号输出，如果焊缝相对于设定的中心线发生偏移，那么在输出的图片信号中， 焊缝的信息也一定发生变化。应用图像信号处理电路2的模拟、数字电路将图 片信号进行放大、整形、滤波、二值化等处理，反馈给数据分析及纠偏处理电 路3进行数据分析并自动计算出焊缝、焊点偏离假定中心的距离包括正偏及负 偏，即计算出起点、终点与假定中心的位移及纠偏方向，同时将纠偏信号送入 到电机驱动电路4中，该电路4驱动纠偏电机5旋转带动焊枪组件6进行纠偏 运动，确保焊丝(或鴒针尖部)始终对准焊缝。根据本实用新型预先设定的参 数，该装置可以进行-25 ~ 25mra偏移的修正。
在设定开关7控制为多台自动时，生产线上多套装置同时处于自动纠偏工 作状态，在设定开关7控制为单台自动时，生产线上多套装置分别处于独立工 作纠偏状态，可单独对任一套装置进行操作。该装置自带冷光源，能够识别强光、弱光、无光各种钢板表面状态下的焊 缝。该装置特别适用于集装箱波板拼板气体保护焊接工序及通用的氩弧直缝焊 接工艺。
权利要求1、一种视频摄像头成像焊缝识别自动跟踪装置，其特征在于包括对焊缝进行拍照并将焊缝图像信息输出的摄像头组件，对焊缝图像信息进行处理的图像信号处理电路(2)，计算出焊缝、焊点与假定中心的偏离距离的数据分析及纠偏处理电路(3)，接收焊缝、焊点与假定中心的纠偏信号并输出驱动信号的电机驱动电路(4)，与电机驱动电路(4)连接的纠偏电机(5)及与纠偏电机(5)连接的焊枪组件(6)。
2、 根据权利要求l所述的视频摄像头成像焊缝识别自动跟踪装置，其特征 在于该图像信号处理电路(2)包括JPG图片格式处理单元。
3、 根据权利要求l所述的视频摄像头成像焊缝识别自动跟踪装置，其特征 在于纠偏电机(5)为直流步进电机，其工作电源为直流电源(8)。
4、 根据权利要求l所述的视频摄像头成像焊缝识别自动跟踪装置，其特征 在于数据分析及纠偏处理电路(3)连接一控制多套装置处于同时纠偏状态或 处于独立纠偏状态的设定开关(7)。
5、 根据权利要求4所述的视频摄像头成像焊缝识别自动跟踪装置，其特征 在于所述设定开关(7)为手动开关。
6、 根据权利要求l所述的视频摄像头成像焊缝识别自动跟踪装置，其特征 在于摄像头组件包括支架、设于支架后端的横向移动直线导轨(9)、与横向 移动直线导轨(9)连接的横向移动气缸(10)、设于支架前端的摄像头(1)、 设于摄像头(1)上方的纵向移动直线导轨(11)及与纵向移动直线导轨(11) 连接的纵向移动气缸(12)。
7、 根据权利要求6所述的视频摄像头成像焊缝识别自动跟踪装置，其特征 在于该摄像头(1)下方设有一烟尘防护板(13)。
8、 根据权利要求6所述的视频摄像头成像焊缝识别自动跟踪装置，其特征 在于该摄像头(1)为一光源视频摄像头。
9、 根据权利要求1至8任一项所述的视频摄像头成像焊缝识别自动跟踪装置，其特征在于该装置还包括与图4象信号处理电路(2)连接且当焊缝、焊点与假定中心偏移量超出预定数值时报警的过偏报警器。
专利摘要本实用新型针对集装箱企业拼板焊接生产对焊缝自动跟踪装置的迫切需求，提供一种视频摄像头成像焊缝识别自动跟踪装置，其包括对焊缝进行拍照并将焊缝图像信息输出的摄像头(1)，对焊缝图像信息进行处理的图像信号处理电路(2)，计算出焊缝、焊点与假定中心的偏离距离的数据分析及纠偏处理电路(3)，接收焊缝、焊点与假定中心的纠偏信号并输出驱动信号的电机驱动电路(4)，与电机驱动电路(4)连接的纠偏电机(5)及与纠偏电机(5)连接的焊枪组件(6)。本实用新型具有无接触、无磨损、跟踪精度高的优点。
文档编号B23K9/127GK201264138SQ20082005165
公开日2009年7月1日 申请日期2008年8月1日 优先权日2008年8月1日
发明者蔡杨波 申请人:蔡杨波