一种光纤激光焊接CCD智能检测装置的制作方法

本实用新型涉及视频检测技术领域，尤其是一种光纤激光焊接CCD智能检测装置。

背景技术：

众所周知，光纤传输激光焊接机是将高能激光束耦合进入光纤，远距离传输后，通过准直镜准直为平行光，再聚焦于工件上实施焊接的一种激光焊接设备。对焊接难以接近的部位，施行柔性传输非接触焊接，具有更大的灵活性。光纤传输激光焊接机激光束可实现时间和能量上的分光，能进行多光束同时加工，为更精密的焊接提供了条件。而对于焊接工作的好坏，则需要通过机器进行实时检测，如采用CCD传感器对焊接处进行检测。

目前，现有的CCD检测装置普遍存在成本高、检测效率不高、所采集到的信号易出现误差等诸多问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种成本低、检测速率快和信号采集精准的光纤激光焊接CCD智能检测装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种光纤激光焊接CCD智能检测装置，它包括依次连接的CCD传感器、信号处理电路、乘法器、ADC转换电路、FPGA单元，所述FPGA单元通过驱动电路与CCD传感器连接，所述FPGA单元通过USB 3.0接口芯片连接有上位机连接；

所述信号处理电路包括第一运放、桥式整流二极管和第二运放，所述第一运放的同相端通过第一电容接地并通过第一电阻与CCD传感器连接，所述第一运放的反相端与自身的输出端连接，所述第一运放的输出端与桥式整流二极管的输入端连接，所述桥式整流二极管的输出端通过第二电阻与第二运放的同相端连接，所述第二运放的同相端通过第二电容接地，所述第二运放的反相端与自身的输出端连接，所述第二运放的输出端与乘法器的输入端连接。

优选地，所述乘法器为AD633四象限乘法器，所述CCD传感器为TCD1209D传感器。

优选地，所述驱动电路包括TCD1500驱动芯片、第一三极管和第二三极管，所述TCD1500驱动芯片的21端脚、22端脚、12端脚和20端脚分别通过第一倒相放大器、第二倒相放大器、第三倒相放大器和第四倒相放大器与FPGA单元连接，所述TCD1500驱动芯片的2端脚通过第三电阻与第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极通过第四电阻接入12V电源，所述第一三极管的发射极与CCD传感器连接，所述TCD1500驱动芯片的3端脚通过第五电阻与第二三极管的基极连接，所述第二三极管的集电极通过第六电阻接入12V电源，所述第二三极管的发射极与CCD传感器连接。

由于采用了上述方案，本实用新型由单个FPGA单元为控制核心，提升信号高速控制，避免多个控制IC交叉控制，简化步骤减低成本；同时，采用使用常规分立元件实现CCD信号处理，并利用乘法器对信号再次处理；此外，通过USB 3.0接口芯片实现与上位机的高速信息传输，方便用户快速预览，其结构简单，操作方便，具有很强的实用性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构原理示意图；

图2是本实用新型实施例的信号处理电路的电路结构示意；

图3是本实用新型实施例的驱动电路的电路结构示意。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图3所示，本实施例提供的一种光纤激光焊接CCD智能检测装置，它包括依次连接的CCD传感器1(CCD传感器1可采用TCD1209D传感器)、信号处理电路2、乘法器3、ADC转换电路4、FPGA单元5，FPGA单元5通过驱动电路6与CCD传感器1连接，FPGA单元5通过USB 3.0接口芯片7连接有上位机8连接。本实施例利用CCD传感器1检测射入的激光光束信号并将转换信号输入至信号处理电路2，

而本实施例的信号处理电路2可采用如图2所示的电路结构，即包括第一运放A1、桥式整流二极管D和第二运放A，第一运放A1的同相端通过第一电容C1接地并通过第一电阻R1与CCD传感器1连接，第一运放A1的反相端与自身的输出端连接，第一运放A1的输出端与桥式整流二极管D的输入端连接，桥式整流二极管D的输出端通过第二电阻R2与第二运放A2的同相端连接，第二运放A2的同相端通过第二电容C2接地，第二运放A2的反相端与自身的输出端连接，第二运放A2的输出端与乘法器3的输入端连接。本电路采用常规分立元件实现CCD信号处理，其中桥式整流二极管D采用MB6S整流桥，可满足信号精度高的要求，利用桥式整流二极管D实现信号的整流处理，并在桥式整流二极管D的前后端有源低通滤波器(即第一运放A1和第二运放A2)，从而减少信号中存在的干扰。

当信号整流得到直流信号后，则乘法器3进行进一步信号处理，加强信号精度，其中乘法器3为AD633四象限乘法器。乘法器3将信号再次处理后则输入给ADC转换电路4，ADC转换电路4对信号进行转换，其转换工作主要通过内部的AD8920转换器进行实现，而转换后的信号则随后输入至FPGA单元5，其中本实施例由单个FPGA单元5为控制核心，一方面提升信号高速控制，另一方便避免多个控制IC交叉控制，简化步骤、减低成本。而FPGA单元5将输入的信号进行整理后，则利用USB 3.0接口芯片7向上位机8实时传输所采集到的信号，用户则可以快速的对焊接工作进行实时预览。

此外FPGA单元5还对CCD传感器1进行工作控制，其具体控制，则是通过驱动电路6完成，本实施例的驱动电路6可采用如图3所示的电路结构，即包括TCD1500驱动芯片U5、第一三极管Q1和第二三极管Q2，TCD1500驱动芯片U5的21端脚、22端脚、12端脚和20端脚分别通过第一倒相放大器U1、第二倒相放大器U2、第三倒相放大器U3和第四倒相放大器U4与FPGA单元5连接，TCD1500驱动芯片U5的2端脚通过第三电阻R3与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的集电极通过第四电阻R4接入12V电源，第一三极管Q1的发射极与CCD传感器1连接，TCD1500驱动芯片U5的3端脚通过第五电阻R5与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的集电极通过第六电阻R6接入12V电源，第二三极管Q2的发射极与CCD传感器1连接。本电路的TCD1500驱动芯片通过倒相放大器与FPGA单元进行信号接入，其第一倒相放大器U1驱动脉冲信号、第二倒相放大器U2接入复位脉冲信号、第三倒相放大器U3接入移动脉冲信号、第四倒相放大器U4采样保持脉冲信号，并且，利用第一三极管Q1和第二三极管Q2实现工作控制。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。