专利名称：一种激光焊缝跟踪电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光焊缝跟踪电路。
背景技术：
六自由度机器人作为一种典型的工业机器人，在自动搬运、装配、焊接、喷涂等工业现场中有广泛的应用。这种机器人采用六关节串联结构，因此，对各个关节运动的控制是确保机器人整体性能的关键，通常，机器人关节的控制是以“绝对编码器+激光跟踪”作为反馈方式的，由此可见，能否对焊缝处反射的激光进行连续的、高灵敏度和高精度的跟踪， 是使机器人的控制系统能否根据由焊缝处反射的激光所得到的焊缝数据高速运算和控制其各关节运动，并使机器人定位正确的关键，为此，现在迫切需要研发一种用于跟踪焊缝处反射激光的电路，以满足机器人的关节控制要求。
实用新型内容为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型旨在提供一种激光焊缝跟踪电路，以达到足够大的线性动态跟踪范围，并为激光对应的焊缝数据的传输提供良好的好灵敏度和精度性能，从而使焊接机器人的定位正确。本实用新型所述的一种激光焊缝跟踪电路，它包括一激光收发电路、一光敏二极管以及依次连接的一积分放大电路、一缓冲电路和一 A/D转换电路，其中，所述激光收发电路向所述焊缝发射激光，并接收该焊缝反射的激光，所述光敏二极管接受所述激光收发电路接收到的激光的照射，且该光敏二极管的正极接地，其负极连接至所述积分放大电路的输入端，所述积分电路还与一外部电源连接。在上述的激光焊缝跟踪电路中，所述积分放大电路包括一与所述外部电源连接的第一运算放大器，该第一运算放大器的一输入端通过一第一电阻连接至所述光敏二极管的负极，其另一输入端通过一第一电容与该第一运算放大器的输出端相连，所述积分放大电路还包括一与所述第一电容并联的第二电阻；所述缓冲电路包括一第二运算放大器，该第二运算放大器的一输入端与所述第一运算放大器的输出端连接，其另一输入端与该第二运算放大器的输出端相连至所述A/D转换电路的输入端。由于采用了上述的技术解决方案，本实用新型先通过激光收发电路实施连续的激光跟踪，然后通过被激光照射的光敏二极管形成与焊缝中心点的距离一一对应的电压信号，并使该电压信号依次经过积分放大电路、缓冲电路和A/D转换电路，将这个电压信号转换成与焊缝中心点的距离一一对应的数据，本实用新型不仅保证了大范围的跟踪线性度， 并使焊缝处反射的激光的跟踪测量精度提高，从而使机器人能根据最终得到的数据对其各个关节运动进行高精度的控制，并使得机器人整体的定位精度大大提高。
[0008]图1是本实用新型一种激光焊缝跟踪电路的原理图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的具体实施例进行详细说明。如图1所示，本实用新型，即一种激光焊缝跟踪电路，它包括一激光收发电路G、一光敏二极管D以及依次连接的一积分放大电路1、一缓冲电路2和一 A/D转换电路3，其中，激光收发电路G向焊缝(图中未示)发射激光，并接收该焊缝反射的激光，光敏二极管D的正极接地，其负极连接至积分放大电路1的输入端，该光敏二极管接受激光收发电路G接收到的激光的照射，并在A点处形成与焊缝中心点的距离一一对应的电压信号；积分放大电路1包括一与外部电源VCC连接的第一运算放大器Al，该第一运算放大器Al的一输入端通过一第一电阻Rl连接至光敏二极管D的负极，其另一输入端通过一第一电容Cl与该第一运算放大器Al的输出端相连，且该积分放大电路1还包括一与第一电容Cl并联的第二电阻R2，积分放大电路1用于在B点处形成滤波后的电压信号，在本实施例中，设定由第一、第二电阻R1、R2和第一电容Cl组成的积分常数τ = (R1+R2)XC1/ (R1XR2) = 10uS，远小于激光的带宽，以滤除电压信号中的全部扰动；并设定积分放大电路1的放大倍数K = R2/R1 = 10 ；缓冲电路2包括一第二运算放大器A2，该第二运算放大器A2的一输入端与第一运算放大器Al的输出端连接，其另一输入端与该第二运算放大器A2的输出端相连至A/D转换电路3的输入端，缓冲电路2用于将B点处的电压信号按照1 :1的比例关系以及按与A/ D转换电路3的输入阻抗(在本实施例中，设定该输入阻抗为匹配的输出阻抗，传输至C点处，从而形成A/D转换电路3所需的电压；A/D转换电路3用于将C点处的电压转换成与焊缝中心点的距离一一对应的数据。综上所述，本实用新型通过实施连续的激光跟踪，并得到与焊缝中心点的距离一一对应的数据，从而使机器人能根据最终得到的数据对其各个关节运动进行高精度的控制，并使得机器人整体的定位精度大大提高。以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种激光焊缝跟踪电路，其特征在于，所述跟踪电路包括一激光收发电路、一光敏二极管以及依次连接的一积分放大电路、一缓冲电路和一 A/D转换电路，其中，所述激光收发电路向所述焊缝发射激光，并接收该焊缝反射的激光，所述光敏二极管接受所述激光收发电路接收到的激光的照射，且该光敏二极管的正极接地，其负极连接至所述积分放大电路的输入端，所述积分电路还与一外部电源连接。
2.根据权利要求1所述的激光焊缝跟踪电路，其特征在于，所述积分放大电路包括一与所述外部电源连接的第一运算放大器，该第一运算放大器的一输入端通过一第一电阻连接至所述光敏二极管的负极，其另一输入端通过一第一电容与该第一运算放大器的输出端相连，所述积分放大电路还包括一与所述第一电容并联的第二电阻；所述缓冲电路包括一第二运算放大器，该第二运算放大器的一输入端与所述第一运算放大器的输出端连接，其另一输入端与该第二运算放大器的输出端相连至所述A/D转换电路的输入端。
专利摘要本实用新型涉及一种激光焊缝跟踪电路，它包括一激光收发电路、一光敏二极管以及依次连接的一积分放大电路、一缓冲电路和一A/D转换电路，其中，所述激光收发电路向所述焊缝发射激光，并接收该焊缝反射的激光，所述光敏二极管接受所述激光收发电路接收到的激光的照射，且该光敏二极管的正极接地，其负极连接至所述积分放大电路的输入端，所述积分电路还与一外部电源连接。本实用新型通过实施连续的激光跟踪，并得到与焊缝中心点的距离一一对应的数据，从而使机器人能根据最终得到的数据对其各个关节运动进行高精度的控制，并使得机器人整体的定位精度大大提高。
文档编号B23K9/127GK202079345SQ201120061448
公开日2011年12月21日 申请日期2011年3月10日 优先权日2011年3月10日
发明者李菲 申请人:上海益道机电设备有限公司