[發明專利]一種基于熱輸入的超小尺度焊縫跟蹤方法

有效

• 申請號: 201210380917.X
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102922094A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 何建萍;房加強;王付鑫;任磊磊;黃晨
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: B23K9/127
• 分類號: B23K9/127;B23K10/02
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

1.一種基于熱輸入的超小尺度焊縫跟蹤方法，在工裝平臺上完成整個焊縫跟蹤系統的集成，包括BOA智能相機、DSP處理器、接口擴展板、步進電機驅動板、兩組電控平移臺、焊槍的安裝，其特征在于，還包括步驟：

A.在BOA智能相機內，通過內嵌軟件iNspectExpress設置超薄細結構件焊縫圖像采集、處理和數據異步串口通訊方案，向DSP處理器內燒制已編譯好的控制整個焊縫跟蹤系統運作的程序，調試系統使其實現BOA智能相機與DSP處理器的實時任務分配和數據的異步串口通訊；

B.根據兩個電控平移臺的安裝位置和平移臺的行程以及卡具中心的位置，在給系統上電之后，第一步通過工裝行走機構上的汽缸把焊槍抬起；

第二步控制左右微調的第一電控平移臺走到極限位置后再往相反方向移動一段距離S，讓焊槍停在卡具中心位置的正上方，距離S與第一電控平移臺的行程、第一電控平移臺安裝時平移臺和滾珠絲杠的相對位置以及工裝裝卡平臺上卡具中心的位置有關；

第三通過工裝行走機構上的汽缸把焊槍壓下；

C.工裝平臺上，在卡具的焊接方向的兩端接近極限位置的內部，事先畫出兩條垂直焊接方向的白線，跟蹤系統自動尋找超薄細精密結構件焊縫的起點位置或終點位置時，BOA智能相機接收DSP處理器的觸發trigger信號，先通過BOA智能相機匹配找到白線后，再往相反方向移動繼續匹配尋找焊縫的起點位置和終點位置，直到找到為止，并記錄下焊縫中心位置的坐標數據傳給DSP處理器；

所述兩條白線的位置是固定的，預先設定兩條白線間的距離和焊縫的長度，系統在運行時，只需找到焊縫的起點或找到焊縫的終點即可；

D.BOA智能相機接收DSP處理器的觸發trigger信號的同時還接收到DSP處理器通過I/O?PWR線給BOA智能相機IN0的高電平信號時，BOA智能相機拍攝超薄細精密結構件焊縫的實時位置的圖像信息，BOA智能相機對實時焊縫圖像處理后把焊縫中心位置坐標數據傳送給DSP處理器，DSP處理器根據上一點焊縫中心位置坐標數據，結合BOA智能相機與焊槍在偏差調整方向的x軸、焊接方向的y軸上的安裝距離，經過計算，輸出控制步進電機旋轉方向和旋轉角度的脈沖信號，通過步進電機驅動板驅動控制步進電機；

E.步進電機接收DSP處理器的脈沖信號，向左或向右旋轉第一電控平移臺的滾珠絲杠一定角度，進而帶動固定在第二電控平移臺上的焊槍實時調整，使焊槍對準薄細精密結構件焊縫的中心位置進行焊接，同時焊槍由工裝行走機構帶著向前行進，由焊槍行進速度控制焊接熱輸入，用MAX7912顯示焊槍行進的實時速度；

F.重復D-E直到焊接結束。

2.如權利要求1所述的一種基于熱輸入的超小尺度焊縫跟蹤方法，其特征在于，所述焊接方法為微束等離子弧焊，焊接熱輸入大小的控制通過控制焊接速度來實現，υ=L/Δt，其中υ為焊接速度，L為焊槍中心到BOA智能相機中心的距離，Δt為DSP處理器連續兩次觸發BOA智能相機的時間間隔，Δt在系統內根據熱輸入的大小設定。

3.如權利要求1所述的一種基于熱輸入的超小尺度焊縫跟蹤方法，其特征在于，所述BOA智能相機應用于焊縫跟蹤，對BOA智能相機進行相關設置和編程后，一并完成對超薄細精密結構件焊縫圖像信息的識別、采集和處理以及處理后數據的異步串口通訊。

4.如權利要求1所述的一種基于熱輸入的超小尺度焊縫跟蹤方法，其特征在于，所述超薄細精密結構件尺寸小于0.1mm，無間隙高精度裝卡時其對接接頭尺寸在28~86μm；

所述超小尺度焊縫跟蹤的跟蹤精度為5μm之內。