一种智能焊接跟踪系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能焊接跟踪系统，包括处理模块、扫描模块、位移模块和反馈模块，其中：所述处理模块包括建模单元、工控机和执行器，所述建模单元与所述工控机相连接，所述执行器和所述工控机相连接，所述工控机接收所述建模单元的建立的三维模型数据，进行焊接线路初步规划，所述执行器用于执行工控机的指令；所述三维扫描仪首先为焊接件进行全方位的扫描，然后所述建模单元得出焊接件的三维立体数据模型，随后所述工控机根据三维数据立体模型进行焊接路径的规划，提前规划焊接路径，使得在对焊接件焊接之间对整个焊接缝有了一定的前期了解，便于在焊接过程中发现问题能够及时的更正，增加了焊接前的提前量，提高了焊接时的精度和容错度。

An Intelligent Welding Tracking System

The invention discloses an intelligent welding tracking system, which comprises a processing module, a scanning module, a displacement module and a feedback module. The processing module includes a modeling unit, an industrial computer and an actuator. The modeling unit is connected with the industrial computer, the actuator is connected with the industrial computer, and the industrial computer receives the number of three-dimensional models established by the modeling unit. According to the preliminary planning of the welding line, the actuator is used to execute the instruction of the industrial computer. The three-dimensional scanner first scans the welded parts in all directions, and then the modeling unit obtains the three-dimensional data model of the welded parts. Then the industrial computer plans the welding path in advance according to the three-dimensional data stereo model, so that the welding path can be planned in advance. It is easy to find out problems in the welding process and correct them in time. It increases the amount of advance before welding and improves the accuracy and fault tolerance of welding.

【技术实现步骤摘要】
一种智能焊接跟踪系统
本专利技术属于焊接
，尤其涉及一种智能焊接跟踪系统。
技术介绍
焊接是一门材料连接技术，通过某种物理化学过程使分离的材料产生原子或者分子间的作用力而连接在一起，随着焊接技术的不断发展，它在生产中的应用日趋广泛，到目前为止已经成为一种重要的加工手段，焊缝自动跟踪系统的研究作为焊接领域的一个重要的方面，为了进行精确的自动焊接，必须进行焊缝自动跟踪。目前市场上的智能焊接跟踪系统对焊接采用的方法是根据反馈模块实时的出的数据，进行焊接缝的判断位置，从而控制焊接头对焊接缝进行焊接，这种实时焊接，容错率低，且容易出错，效率较低，不利于整个焊接工作的展开。
技术实现思路
本专利技术提供一种智能焊接跟踪系统，旨在解决智能焊接跟踪系统对焊接采用的方法是根据反馈模块实时的出的数据，进行焊接缝的判断位置，从而控制焊接头对焊接缝进行焊接，这种实时焊接，容错率低，且容易出错，效率较低，不利于整个焊接工作的展开的问题。本专利技术是这样实现的，一种智能焊接跟踪系统，包括处理模块、扫描模块、位移模块和反馈模块，其中：所述处理模块包括建模单元、工控机和执行器，所述建模单元与所述工控机相连接，所述执行器和所述工控机相连接，所述工控机接收所述建模单元的建立的三维模型数据，进行焊接线路初步规划，所述执行器用于执行工控机的指令，所述扫描模块包括三维扫描仪、所述机械臂和所述工作台，所述三维扫描仪搭载于所述机械臂的前端，所述机械臂的底座固定连接于所述工作台，所述三维扫描仪与所述建模单元相连接，用于为所述建模单元提供焊接件的三维扫描数据，便于所述建模单元建立三维模型，所述机械臂用于控制所述三维扫描仪对焊接件进行全方位的扫描，所述工作台用于放置焊接件，所述位移模块包括三轴架、步进电机和转动臂，所述三轴架固定连接于所述工作台，所述三轴架位于所述工作台的上表面，所述步进电机与所述三轴架之间滚动连接，所述步进电机用于控制焊枪的移动，所述转动臂用于控制焊枪的转动，所述反馈模块包括电弧传感器、霍尔传感器和光电码盘，所述电弧传感器滑动连接于所述三轴架，所述电弧传感器位于转动臂的下方，所述霍尔传感器和所述光电码盘均与所述电弧传感器相连接，所述电弧传感器用于对焊接件进行焊接并进行实时跟踪传感，所述霍尔传感器用于检测焊丝流过的电流，所述光电码盘用于测量出电弧每圈扫描的起始位置和相对起始点的瞬时位置。优选的，所述三维扫描仪设置为激光扫描式，利用的是时差测距法。优选的，所述建模单元包括cad或者cam等软件，用于三维立体图的直观展现。优选的，所述工控机配置有ARM处理器，用于整个系统的上位机单元控制核心，完成整个系统的配置和管理工作。优选的，所述执行器包括PLC，作为执行单元，完成系统底层的检测，反馈和执行功能。优选的，所述电弧传感器设置为直流空心轴电机的旋转电弧传感器，结构包括气焊用焊枪，空心轴直流电机，焊接电源等。优选的，所述三轴架的三轴设置为x、y、z三轴，且之间采用相互垂直的固定方式。优选的，所述电弧传感器、霍尔传感器和光电码盘均与所述工控机相连接，用于得到的数据反馈给所述工控机进行计算处理。优选的，所述工控机根据电弧焊接原理，焊接电流与电弧焊过程中的弧长成正比，将所述霍尔传感器测得的焊接电流的大小，经过数学运算与比较，可知道焊点位置的相关信息。优选的，所述光电码盘测得的数据经所述工控机处理得到空心轴电机旋转速度，以实现电机旋转速度的闭环控制。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种智能焊接跟踪系统，通过设置所述三维扫描仪首先为焊接件进行全方位的扫描，然后所述建模单元得出焊接件的三维立体数据模型，随后所述工控机根据三维数据立体模型进行焊接路径的规划，提前规划焊接路径，使得在对焊接件焊接之间对整个焊接缝有了一定的前期了解，便于在焊接过程中发现问题能够及时的更正，增加了焊接前的提前量，提高了焊接时的精度和容错度。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的处理模块示意图；图3为本专利技术的扫描模块示意图；图4为本专利技术的位移模块示意图；图5为本专利技术的反馈模块示意图；图6为本专利技术的实体结构示意图；图中：1-处理模块、11-建模单元、12-工控机、13-执行器、2-扫描模块、21-三维扫描仪、22-机械臂、23-工作台、3-位移模块、31-三轴架、32-步进电机、33-转动臂、4-反馈模块、41-电弧传感器、42-霍尔传感器、43-光电码盘。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。请参阅图1-6，本专利技术提供一种技术方案：一种智能焊接跟踪系统，包括处理模块11、扫描模块2、位移模块3和反馈模块4，其中：处理模块11包括建模单元11、工控机12和执行器13，建模单元11与工控机12相连接，执行器13与工控机相连接，工控机12接收建模单元11的建立的三维模型数据，进行焊接线路初步规划，执行器13用于执行工控机的指令，扫描模块2包括三维扫描仪21、机械臂22和工作台23，三维扫描仪21搭载于机械臂22的前端，机械臂22的底座固定连接于工作台23，三维扫描仪21与建模单元11相连接，用于为建模单元11提供焊接件的三维扫描数据，便于建模单元11建立三维模型，机械臂22用于控制三维扫描仪21对焊接件进行全方位的扫描，工作台23用于放置焊接件，位移模块3包括三轴架31、步进电机32和转动臂33，三轴架31固定连接于工作台23，三轴架31位于工作台23的上表面，步进电机32与三轴架31之间滚动连接，步进电机32用于控制焊枪的移动，转动臂33用于控制焊枪的转动，反馈模块4包括电弧传感器41、霍尔传感器42和光电码盘43，电弧传感器41滑动连接于三轴架31，电弧传感器41位于转动臂33的下方，霍尔传感器42和光电码盘43均与电弧传感器41相连接，电弧传感器41用于对焊接件进行焊接并进行实时跟踪传感，霍尔传感器42用于检测焊丝流过的电流，光电码盘43用于测量出电弧每圈扫描的起始位置和相对起始点的瞬时位置。在本实施方式中，电弧传感器41中的反馈系统与焊接模块使用电弧式传感器可以同时完成跟踪传感及焊缝的功能，电弧传感器41的工作原理：即在焊接过程中，利用焊枪与工件之间的距离变化(即弧长的变化)引起的焊接参数变化(一般采用电压或电流的变化)，经由系统的处理器运算处理，来获取焊枪高度和左右偏差等信息并对相关机构加以控制。在本实施方式中，首先外部电源成功连接，启动机械臂22，机械臂22的转动带动三维扫描仪21从不同的方向对焊接件进行扫描，三维扫描仪21将扫描得出的三维立体数据发送给建模单元11，建模单元11根据三维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能焊接跟踪系统，其特征在于，包括处理模块(1)、扫描模块(2)、位移模块(3)和反馈模块(4)，其中：所述处理模块(1)包括建模单元(11)、工控机(12)和所述执行器(13)，所述建模单元(11)与所述工控机(12)相连接，所述执行器(13)与所述工控机(12)相连接，所述工控机(12)接收所述建模单元(11)的建立的三维模型数据，进行焊接线路初步规划，所述执行器(13)用于执行所述工控机(12)的指令，所述扫描模块(2)包括三维扫描仪(21)、所述机械臂(22)和所述工作台(23)，所述三维扫描仪(21)搭载于所述机械臂(22)的前端，所述机械臂(22)的底座固定连接于所述工作台(23)，所述三维扫描仪(21)与所述建模单元(11)相连接，用于为所述建模单元(11)提供焊接件的三维扫描数据，便于所述建模单元(11)建立三维模型，所述机械臂(22)用于控制所述三维扫描仪(21)对焊接件进行全方位的扫描，所述工作台(23)用于放置焊接件，所述位移模块(3)包括三轴架(31)、步进电机(32)和转动臂(33)，所述三轴架(31)固定连接于所述工作台(23)，所述三轴架(31)位于所述工作台(23)的上表面，所述步进电机(32)与所述三轴架(31)之间滚动连接，所述步进电机(32)用于控制焊枪的移动，所述转动臂(33)用于控制焊枪的转动，所述反馈模块(4)包括电弧传感器(41)、霍尔传感器(42)和光电码盘(43)，所述电弧传感器(41)滑动连接于所述三轴架(31)，所述电弧传感器(41)位于转动臂(33)的下方，所述霍尔传感器(42)和所述光电码盘(43)均与所述电弧传感器(41)相连接，所述电弧传感器(41)用于对焊接件进行焊接并进行实时跟踪传感，所述霍尔传感器(42)用于检测焊丝流过的电流，所述光电码盘(43)用于测量出电弧每圈扫描的起始位置和相对起始点的瞬时位置。...

【技术特征摘要】
1.一种智能焊接跟踪系统，其特征在于，包括处理模块(1)、扫描模块(2)、位移模块(3)和反馈模块(4)，其中：所述处理模块(1)包括建模单元(11)、工控机(12)和所述执行器(13)，所述建模单元(11)与所述工控机(12)相连接，所述执行器(13)与所述工控机(12)相连接，所述工控机(12)接收所述建模单元(11)的建立的三维模型数据，进行焊接线路初步规划，所述执行器(13)用于执行所述工控机(12)的指令，所述扫描模块(2)包括三维扫描仪(21)、所述机械臂(22)和所述工作台(23)，所述三维扫描仪(21)搭载于所述机械臂(22)的前端，所述机械臂(22)的底座固定连接于所述工作台(23)，所述三维扫描仪(21)与所述建模单元(11)相连接，用于为所述建模单元(11)提供焊接件的三维扫描数据，便于所述建模单元(11)建立三维模型，所述机械臂(22)用于控制所述三维扫描仪(21)对焊接件进行全方位的扫描，所述工作台(23)用于放置焊接件，所述位移模块(3)包括三轴架(31)、步进电机(32)和转动臂(33)，所述三轴架(31)固定连接于所述工作台(23)，所述三轴架(31)位于所述工作台(23)的上表面，所述步进电机(32)与所述三轴架(31)之间滚动连接，所述步进电机(32)用于控制焊枪的移动，所述转动臂(33)用于控制焊枪的转动，所述反馈模块(4)包括电弧传感器(41)、霍尔传感器(42)和光电码盘(43)，所述电弧传感器(41)滑动连接于所述三轴架(31)，所述电弧传感器(41)位于转动臂(33)的下方，所述霍尔传感器(42)和所述光电码盘(43)均与所述电弧传感器(41)相连接，所述电弧传感器(41)用于对焊接件进行焊接并进行实时跟踪传感，所述霍尔传感器(42)用于检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：田坤，张峰，张建霞，阴伟锋，崔鹏伟，
申请(专利权)人：河南工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41