一种基于CCD视觉监控的激光焊接系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于CCD视觉监控的激光焊接系统，包括激光焊接机、工作台、料盘系统，控制系统；控制系统包括自动化控制装置和用于监控上述设备工作情况的监控装置；激光焊接机包括准直聚焦头、CCD单元、激光器和使激光焊接机沿三轴运动的移动机构；准直聚焦头的外壁设有循环介质降温组件；料盘系统包括料盘、料盘旋转装置、料盘翻转装置和料盘框架。本发明专利技术的有益效果是：不仅可以焊接平面图形工件，也可以焊接易被遮挡不便于焊接的弧形、球型等不规则的工件；料盘的多功能夹具可以对不同形状的工件进行固定，从而避免烧伤到人工的情况；通过循环介质降温组件可以实时的对准直聚焦头进行自动降温处理，提高了准直聚焦头的使用寿命。

A laser welding system based on CCD vision monitoring

The invention provides a laser welding system based on CCD visual surveillance, including welding machine control system, working platform, system tray, laser; control system includes automatic control device and monitoring device for monitoring the working condition of the equipment; laser welding machine comprises a collimating focusing head, CCD unit, the laser and the laser welding machine along the moving mechanism of three axis motion of the outer wall of the head; alignment with circulation medium cooling system includes components; tray tray, tray tray rotating device, a turning device and a tray frame. The beneficial effect of the invention is: not only can welding graphic workpiece can be welded easily obscured the workpiece is not easy to weld arc ball, irregular; multifunctional clamp plate can be fixed on the workpiece of different shapes, so as to avoid burns to the artificial situation; straight head automatic alignment cooling by circulating cooling medium components can be real-time, improve the service life of the collimation head.

【技术实现步骤摘要】
一种基于CCD视觉监控的激光焊接系统
本专利技术涉及到焊接设备
，尤其涉及到一种基于CCD视觉监控的激光焊接系统。
技术介绍
随着科学技术的进步和发展，激光已经作为一种工具应用在各行各业。由于激光的高亮度高强度的特性，且激光光斑的尺寸可以通过聚焦镜聚焦到微米量级，因此激光加工技术在有着高精度加工要求的行业中备受青睐；随着计算机视觉技术的发展,借助于CCD摄像机、红外摄像仪、X光探伤仪、高速摄像机等图像传感设备及智能化的图像处理方法,许多机器人及特定的自动焊接设备也具备了一定的视觉功能，可以将焊接过程通过CCD同步相机传输给工控机和人机交互界面，以便工作人员更加方便的监控到焊接质量；目前市场上的激光焊接机可以焊接点、直线、方形和圆形等平面图形工件，对于平面图形工件的焊接一般分为两个步骤来完成，一是点焊，将两个待焊工件固定在一起，但是对于一些不规则的不易焊接处如焊接点被障碍物遮挡的弧形、球型等工件，就不易焊接，虽然可以采用人工焊接，但是焊接质量不易控制，且在焊接时易伤到工作人员，工作效率极其低下，这时就需要一种不仅可以焊接平面图形的工件，还可以焊接弧形或球形工件的焊接系统。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于CCD视觉监控的激光焊接系统,解决的上述问题。为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案如下：一种基于CCD视觉监控的激光焊接系统，包括激光焊接机、工作台、料盘系统，还包括控制系统；所述控制系统包括自动化控制装置和用于监控上述设备工作情况的监控装置；所述激光焊接机包括设在全方位旋转组件上的准直聚焦头、CCD单元、激光器和使激光焊接机在工作台上沿三轴运动的移动机构；所述激光器通过光纤与所述准直聚焦头相连；所述CCD单元用于对工件的焊缝信息自动识别定位并且将焊缝信息传给自动化控制装置；所述准直聚焦头的外壁设有循环介质降温组件；所述料盘系统包括料盘、用于驱动所述料盘在水平方向转动的料盘旋转装置、用于驱动所述料盘沿着X轴或者Y轴翻转的料盘翻转装置和料盘框架。优选的，所述自动化控制装置包括自动化控制模块、自动化控制电路和工控机；所述自动化控制模块通过自动化控制电路与工控机电连接；所述工控机包括用于控制上述设备工作的运动控制卡和用于提取并分析工件焊缝信息的检测程序模块和人机交互界面。进一步，所述检测程序模块包括图像接收单元、图像预处理单元、图像位置调整单元、目标识别单元、目标提取单元、与标准的焊缝信息进行对比的比照单元、用于将焊缝信息进行储存的目标储存单元、目标异常标记单元和目标异常报警单元。优选的，所述监控装置包括摄像部分、图像传感器、用于将拍摄后的各设备工作情况图像进行接收并发送的无线收发模块、用于对所述摄像部分和图像传感器进行控制且对视频画面进行处理在分配的控制中心、监视器和报警装置。进一步，所述控制中心可以为SRD-1671P硬盘录像机。优选的，所述CCD单元包括CCD摄像机、CCD传感器和高亮度检测光源。优选的，所述循环介质降温组件包括夹层、进流体管、出流体管、电磁阀和循环介质驱动装置；所述进流体管和所述出流体管相通，且均设在夹层内侧，所述循环介质驱动装置通过电磁阀和进流体管将循环介质输送到夹层内，从出流体管输出。优选的，所述料盘框架为方形凹槽体，所述料盘翻转装置设在所述料盘框架的一侧。优选的，所述料盘翻转装置包括翻转电机、翻转联轴器、翻转伸缩元件；所述翻转电机的输出端通过所述翻转联轴器与所述翻转伸缩元件的固定端连接，所述翻转伸缩元件的活动端穿过所述料盘框架的侧板与所述料盘活动连接。优选的，所述料盘上设有多功能夹具；所述多功能夹具设有水平伸缩件和使多功能夹具沿其支撑点水平旋转的旋转件。采用上述方案，本专利技术相对于现有技术的有益效果如下：(1)、通过自动化控制装置中的工控机和CCD单元配合使用，可以清楚的显示出工件焊缝具体信息，并且将焊缝异常情况进行提取、标记和报警指示；(2)、通过激光焊接机上安装的全方位旋转组件上的准直聚焦头和料盘系统配合使用，不仅可以焊接平面图形工件，也可以焊接易被遮挡不便于焊接的弧形、球型等不规则的工件，从而解决了传统焊接机不易焊接弧形、球型等工件的问题；(3)、通过料盘上的多功能夹具可以对不同形状的工件进行固定，从而避免传统的激光焊接机在点焊时需要人工固定工件或者将工件旋转进行点焊而烧伤到人工的情况；(4)、通过自动化控制装置和监控装置配合使用，可以实时的监控到各设备运行情况，有故障时报警，提高工作效率，减少人工的投入，减少了事故的扩大；（5）、通过准直聚焦头外壁设置的循环介质降温组件可以实时的对准直聚焦头进行自动降温处理，减少了准直聚焦头产生热量的速度，提高了准直聚焦头的使用寿命；（6）、通过运动控制卡，实现业内领先的频率随动功能，比功率随动、占空比随动对脉冲焊接的意义更大。附图说明为了更清楚的说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的自动化控制装置的系统框图；图3为本专利技术的检测程序模块的系统框图；图4为本专利技术的循环介质降温组件的结构示意图；图5为本专利技术的料盘系统的结构示意图；图6为本专利技术的多功能夹具的结构示意图。以上图例所示：1、激光焊接机101、全方位旋转组件102、激光器103、光纤104、CCD单元105、准直聚焦头106、移动机构2、工作台3、料盘系统31、多功能夹具311、水平伸缩件312、旋转件313、升降件32、料盘33、料盘旋转装置331、料盘旋转装置固定架34、料盘框架341、通槽35、料盘翻转装置351、翻转电机352、翻转联轴器353、翻转伸缩元件36、工件4、控制系统41、自动化控制模块42、自动化控制电路43、工控机431、运动控制卡432、检测程序模块4321、图像接收单元4322、图像预处理单元4323、图像位置调整单元4324、目标识别单元4325、目标提取单元4326、比照单元4327、目标储存单元4328、目标异常标记单元4329、目标异常报警单元433、人机交互界面44、监控装置5、循环介质降温组件51、夹层52、进流体管53、出流体管54、电磁阀55、循环介质驱动装置。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“固定”、“一体成型”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，在图中，结构相似的单元是用以相同标号标示。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CCD视觉监控的激光焊接系统，包括激光焊接机、工作台、料盘系统，其特征在于：还包括控制系统；所述控制系统包括自动化控制装置和用于监控上述设备工作情况的监控装置；所述激光焊接机包括设在全方位旋转组件上的准直聚焦头、CCD单元、激光器和使激光焊接机在工作台上沿三轴运动的移动机构；所述激光器通过光纤与所述准直聚焦头相连；所述CCD单元用于对工件的焊缝信息自动识别定位并且将焊缝信息传给自动化控制装置；所述准直聚焦头的外壁设有循环介质降温组件；所述料盘系统包括料盘、用于驱动所述料盘在水平方向转动的料盘旋转装置、用于驱动所述料盘沿着X轴或者Y轴翻转的料盘翻转装置和料盘框架。

【技术特征摘要】
1.一种基于CCD视觉监控的激光焊接系统，包括激光焊接机、工作台、料盘系统，其特征在于：还包括控制系统；所述控制系统包括自动化控制装置和用于监控上述设备工作情况的监控装置；所述激光焊接机包括设在全方位旋转组件上的准直聚焦头、CCD单元、激光器和使激光焊接机在工作台上沿三轴运动的移动机构；所述激光器通过光纤与所述准直聚焦头相连；所述CCD单元用于对工件的焊缝信息自动识别定位并且将焊缝信息传给自动化控制装置；所述准直聚焦头的外壁设有循环介质降温组件；所述料盘系统包括料盘、用于驱动所述料盘在水平方向转动的料盘旋转装置、用于驱动所述料盘沿着X轴或者Y轴翻转的料盘翻转装置和料盘框架。2.根据权利要求1中所述的一种基于CCD视觉监控的激光焊接系统，其特征在于：所述自动化控制装置包括自动化控制模块、自动化控制电路和工控机；所述自动化控制模块通过自动化控制电路与工控机电连接；所述工控机包括用于控制上述设备工作的运动控制卡和用于提取并分析工件焊缝信息的检测程序模块和人机交互界面。3.根据权利要求2中所述的一种基于CCD视觉监控的激光焊接系统，其特征在于：所述检测程序模块包括图像接收单元、图像预处理单元、图像位置调整单元、目标识别单元、目标提取单元、与标准的焊缝信息进行对比的比照单元、用于将焊缝信息进行储存的目标储存单元、目标异常标记单元和目标异常报警单元。4.根据权利要求1中所述的一种基于CCD视觉监控的激光焊接系统，其特征在于：所述监控装置包括摄像部分、图像传感器、用于将拍...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杨，
申请(专利权)人：深圳市华天世纪激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44