[發明專利]一種帶有視覺功能的同軸一體化焊槍

無效

• 申請號: 201210030180.9
• 申請日: 2012-02-13
• 公開（公告）號: CN102554422A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 陳希章;于杰
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B23K9/28
• 分類號: B23K9/28;B23K9/095
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及焊槍，特指一種帶有視覺功能的同軸一體化焊槍，在鎢極氬弧自動焊焊槍內部裝有與焊接電極同軸微型攝像系統，用以同步監測焊接過程中焊縫的質量，一種擁有新型結構的氬弧焊焊槍，獨立于焊接電源，具有優秀的通用性，可以用于各種不同的焊弧設備上，屬于焊接設備及工藝領域。

背景技術

焊接作為一門制造技術廣泛應用于各個行業，焊接接頭一般經驗上是構件的薄弱部位，因此焊接質量很大程度上決定了產品的質量和合格率，所以在焊槍上安裝監測和跟蹤控制裝置是提高焊接質量的重要舉措。其中視覺傳感技術因為具有信息量大、直觀的特點得到較多的應用。目前視覺技術主要用于焊接過程的監控、焊縫跟蹤、焊接質量控制等領域，目前帶有視覺功能的自動焊焊接領域已有技術中，如申請號為200920103489.X公開號為CN201467363V的“焊接監控裝置”—用具有可控鏡頭的攝像機來監控焊縫及其周圍區域狀況、用以提供焊縫準確定位信息，實現了焊接作業區域的可視化，提高了產品的焊接質量。申請號為201110029924.0發明了一種“多功能弧焊視覺監視裝置和監視方法”，這些裝置和技術的共同特點是將一套視覺系統置于生產線或者機器人等焊接裝備外部，以設計的角度或者方法用以監控焊接過程。從結構上來說，因為攝像機外置，專門設置安裝結構，從而導致體積過于龐大，占用太多的空間，不夠緊湊，容易與工作環境造成干涉甚至碰撞，影響焊槍的可達性；同時由于該種視覺結構與實際焊接熔池成一定的角度，對提取的焊接過程信息精度受到影響，甚至要專門開發提取焊接中心的算法，使得過程復雜精度降低，如申請號為200810151197.3的國家發明專利發明了一種基于計算機視覺識別焊點中心位置的方法，專門用于焊接中心位置的提取，降低了系統的魯棒性。同時目前焊槍的設計過于單調，不僅在鎢極調節方面不夠靈活，而且不能取得最好的冷卻降溫的和氣體保護效果。

發明內容

本發明的目的是針對以上所述結構的不足和缺陷，設計了一種帶有視覺功能的同軸一體化焊槍設備，使鎢極與攝像機同軸，不但可以同步監測焊縫的質量，而且還使結構更加緊湊。同時，優化了焊槍的結構，使鎢極調節更方便以及冷卻降溫和氣體保護的效果更好。

本發明是通過以下方案實現的，本發明包括：焊槍外殼、攝像機、濾光系統、冷卻和保護系統和鎢極調節系統；在圓柱形的焊槍外殼內部上端安裝一個攝像機，攝像機的中心與鎢極同軸，且位于鎢極的正上方，焊槍外殼內部中間有濾光系統，通過螺釘固定在焊槍外殼內，冷卻和保護系統安裝于絕緣外殼內部，其內部端與鎢極調節系統相連，外部伸出端由絕緣筒保護與外界相隔離，這樣使結構更緊湊，調節更方便。

濾光系統由與焊槍外殼相固定的鏈接件、濾光片和夾緊墊片組成；濾光系統安裝在焊槍外殼內，位于攝像機與鎢極調節系統之間；濾光片通過夾緊墊片安裝在連接件上方；設置專門的濾光片，以獲得最優的焊接區域圖象，該濾光片可以根據焊接材料的不同自行進行更換，所設計機構保證了濾光片的方便快捷的更換。

攝像機通過圖像卡外接控制器或者計算機，用以監控焊縫的質量，并反饋給計算機，來控制焊接過程。

鎢極調節系統安裝在焊槍外殼內部下端，包括可動部分、彈簧和鎢極調節桿；可動部分的前端呈圓柱形，其上設有彈簧并固定在不動部分的安裝孔內，可動部分的中間段開孔套在鎢極調節桿上，鎢極調節桿安裝在焊槍外殼上，可動部分的后端前部設有與鎢極直徑相配合的半圓柱形套筒，卡在鎢極上，通過彈簧壓力用來卡緊鎢極。

冷卻和保護系統安裝在絕緣外殼內并固定在焊槍外殼內部下端，位于鎢極調節系統一側，包括冷卻水室、保護氣室、不動部分、進水管、出水管、氣管和擋板；保護氣室和冷卻水室與不動部分設計成一個整體位于絕緣外殼內，不動部分前端設有套環套住鎢極，保護氣室面向焊槍外殼的側壁開氣孔，保護氣室的上端設有氣管，冷卻水室內設有擋板將冷卻水室分為進水部分和出水部分，進水部分上端設有進水管，出水部分上端設有出水管；進水管、出水管和氣管位于絕緣筒內，起到隔熱和保護的作用；絕緣外殼避免冷卻和保護系統與焊槍外殼直接接觸，起到保護作用。

本發明在已有的帶監控裝置焊槍的基礎上，改進了焊槍的結構，并優化了監控裝置的空間位置，使其與焊槍結合更緊湊，并可以同軸同步監測焊縫的質量；而且新型焊槍還可更方便、靈活的調節鎢極的伸出量，而不用拆下噴嘴；同時其冷卻面積有了很大的提高，保護氣可以通過氣孔從鎢極的兩側吹過，更好的保護了焊接電弧，使電弧更穩定，焊接的質量更好。

附圖說明

圖1是一種帶有視覺功能的同軸一體化焊槍的剖面示意圖；