[發明專利]基于線陣CCD的焊縫自動跟蹤裝置及方法

在審

• 申請號: 201711224253.7
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107738023A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 吳希杰;吳艾旻
• 申請（專利權）人: 威海職業學院
• 主分類號: B23K9/127
• 分類號: B23K9/127
• 代理公司: 威海科星專利事務所37202
• 代理人: 孫小棟

本發明涉及一種基于線陣CCD的焊縫自動跟蹤裝置及方法，其解決了現有基于視頻檢測處理的焊縫跟蹤技術控制滯后，對中準確度低，定位誤差比較大，無法快速地糾偏機頭的技術問題，其包括線陣CCD模塊、主控制器、伺服驅動器、聯動機構、行走機構、焊劑盒和機頭；聯動機構包括機架、工作臺、機頭安裝架、絲杠副、伺服電機，伺服電機與機架連接，絲杠副與伺服電機的輸出軸連接，工作臺的內側面與絲杠副上的螺母連接，機頭安裝架與工作臺的外側面連接；機架固定連接在行走機構上；機頭連接于機頭安裝架上，焊劑盒連接于機頭安裝架上，線陣CCD模塊連接于焊劑盒上；本發明廣泛用于埋弧焊等其他焊接技術領域。

技術領域

本發明涉及埋弧焊技術領域，具體而言，涉及一種基于線陣CCD的焊縫自動跟蹤裝置及方法。

背景技術

眾所周知，埋弧焊具有自動化程度高、生產效率高、焊縫成形好，沒有弧光輻射等優點。高技術工業生產對厚板焊接的質量要求越來越高，使埋弧焊具有日益廣闊的應用前景。

在埋弧焊作業過程中，埋弧焊的焊炬應始終與焊縫位置對應，但由于焊接小車導軌與焊縫位置偏移、電弧在焊劑層下不可見等原因,經常出現機頭與焊縫偏離的現象,嚴重影響了焊接質量。為了保證機頭對準焊縫中心，焊前必須認證調整機頭的位置。在焊接作業過程中，也需要采取措施保證機頭對準焊縫中心，從而提高焊接生產率和焊縫質量。

目前，焊縫跟蹤技術是保證機頭對準焊縫中心的有效手段。所謂焊縫跟蹤，是指以焊炬為被控對象，焊炬相對于焊縫中心位置的偏差作為被調量，通過機械、視頻、激光等傳感測量手段，控制焊炬使其在整個焊接過程中始終與焊縫對口。基于視頻檢測處理的跟蹤技術應用越來越多，比如專利號為201410820791.2，名稱為“基于視頻分析的焊縫檢測與跟蹤方法”的中國發明專利公開了采用PID算法的焊縫跟蹤方法，然而，該焊縫跟蹤技術存在以下技術問題：

(1)控制滯后，對中準確度低，定位誤差比較大；

(2)調整機頭移動時，機頭的位移量精度低；

(3)無法快速地糾偏機頭；

(4)導致最終焊接質量低。

發明內容

本發明就是為了解決現有基于視頻檢測處理的焊縫跟蹤技術控制滯后，對中準確度低，定位誤差比較大，無法快速地糾偏機頭的技術問題，提供了一種控制過程無滯后，對中準確度高，定位誤差小，能夠快速糾偏的基于線陣CCD的焊縫自動跟蹤裝置及方法。

本發明的技術方案是，包括線陣CCD模塊、主控制器、伺服驅動器、聯動機構、行走機構、焊劑盒和機頭；

聯動機構包括機架、電機支架、工作臺、機頭安裝架、上導軌組件、下導軌組件、絲杠副、伺服電機和聯軸器，電機支架與機架連接，伺服電機與電機支架連接；機架包括支撐梁、底座、上安裝梁、下安裝梁、左頭安裝板和絲杠支撐座安裝板，下安裝梁與支撐梁的上端連接，上安裝梁和下安裝梁平行設置，左頭安裝板與下安裝梁的左端垂直連接，絲杠支撐座安裝板與下安裝梁的右端垂直連接；上安裝梁的左端與左頭安裝板垂直連接，上安裝梁的右端與絲杠支撐座安裝板垂直連接；

上導軌組件與上安裝梁連接，下導軌組件與下安裝梁連接；上導軌組件和下導軌組件分別設有滑塊；

絲杠支撐座安裝板上連接有絲杠支撐座，絲杠副的左端通過聯軸器與伺服電機的輸出軸連接，絲杠副的右端與絲杠支撐座連接；

工作臺的內側面垂直連接有螺母座，絲杠副上的螺母與螺母座連接，上導軌組件和下導軌組件上的滑塊分別與工作臺的內側面連接；機頭安裝架與工作臺的外側面連接；

底座固定連接在行走機構上；機頭連接于機頭安裝架上，焊劑盒連接于機頭安裝架上，線陣CCD模塊連接于焊劑盒上；

線陣CCD模塊與主控制器電連接，主控制器的輸出端與伺服驅動器的輸入端連接，伺服驅動器的輸出端與伺服電機連接。